Question

【題目】微量元素硼和鎂對植物的葉的生長和人體骨骼的健康有著十分重要的作用，其化合物也有著廣泛的應用。

(1)基態B原子的價電子排布圖為_____________________，其第一電離能比Be__________（填“大”或“小”）。

(2)三價B易形成配離子，如[B(OH)4]－、[BH4]－等。配離子[BH4]－的中心原子的雜化方式為________，寫出與其互為等電子體的一種陽離子和一種分子的化學式：_________________。

(3)三氯化硼的沸點為12.5℃，而氯化鎂的沸點高于1200℃，原因是____________________________________。

(4)硼酸晶體是片狀結構，下圖表示的是其中一層的結構。每一層內存在的作用力有______________；硼酸晶體在冷水中溶解度很小，但在熱水中較大，原因是 _____________________________________________。

(5)鎂單質晶體中原子的堆積模型如圖，它的堆積模型名稱為__________________；緊鄰的四個鎂原子的中心連線構成的正四面體幾何體的體積是2a cm3，鎂單質的密度為ρ g·cm－3，已知阿伏伽德羅常數為NA，則鎂的摩爾質量計算式為________________。

Answer 1

【答案】 小 sp3雜化 NH4+、CH4 三氯化硼為分子晶體，而氯化鎂為離子晶體，范德華力比離子鍵弱 共價鍵、氫鍵 在冷水中，晶體中硼酸分子間以氫鍵締合在一起，難以溶解；在熱水中，晶體中部分氫鍵被破壞，溶解度增大 六方最密堆積 12NA·a·ρ

【解析】

(1)基態B原子核外有5個電子，根據構造原理，基態B原子的價電子排布圖為；同一周期元素第一電離能隨著原子序數增大而呈增大趨勢，但第IIA族元素的價層電子排布為ns2,為全充滿狀態，因此其第一電離能大于其相鄰元素；Be、B位于同一周期且Be、B分別位于第IIA族、第IIIA族，B第一電離能比Be小；

(2)三價B易形成配離子，如[B(OH)4]－、[BH4]－等。配離子[BH4]－的中心原子B原子價層電子對個數，根據價層電子對互斥理論判斷B的雜化方式為sp3雜化；[BH4]-的等電子體中含有5個原子，價電子數是8，與其互為等電子體的一種陽離子和一種分子的化學式：NH4+、CH4；

(3)三氯化硼是共價型分子，三氯化硼的沸點為12.5℃，而氯化鎂的沸點高于1200℃，沸點不同的原因是：三氯化硼為分子晶體，而氯化鎂為離子晶體，范德華力比離子鍵弱；

(4)硼酸晶體是片狀結構，根據圖中一層的結構，每一層內存在的作用力有共價鍵、氫鍵；硼酸晶體在冷水中溶解度很小，但在熱水中較大，原因是在冷水中，晶體中硼酸分子間以氫鍵締合在一起，難以溶解；在熱水中，晶體中部分氫鍵被破壞，溶解度增大；

(5)根據鎂單質晶體中原子的堆積模型圖，鎂單質晶體中原子的堆積方式是按ABABABAB…的方式堆積，它的堆積模型名稱為六方最密堆積；緊鄰的四個鎂原子的中心連線構成的正四面體幾何體的體積是2acm3，鎂單質的密度為ρg·cm－3，晶胞是圖中的b，緊鄰的四個鎂原子的中心連線構成的幾何體為正四面體，該正四面體的高為晶胞的高的，可推知四面體的體積為整個晶胞的，而晶胞中含有的鎂原子數為1+8×=2，則晶胞質量=g，則ρg·cm-3=，則有Mr=12NA·a·ρ，阿伏伽德羅常數為NA，則鎂的摩爾質量計算式為12NA·a·ρ。