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常见问题/ Common Problem
磷化硼(BP)和氮化硼(BN)是受到高度关注的耐磨涂料,它们的结构相似,图为磷化硼晶体结构中最小的重复结构单元.磷化硼可由三溴化硼和三溴化磷在氢气中高温反应合成:BBr3+PBr3+3H2=BP+6HBr.
回答下列问题:(1)上述反应物中含有一种元素,其基态原子具有八种不同能量电子,写出其基态原子的价电子轨道表示式4s24p5 4s24p5 .(2)BP中每个B或P原子均形成4个共价键,其中有一个配位键,提供空轨道是B B 原子.(3)磷化硼的晶体类型是原子晶体原子晶体,B原子的杂化方式是sp3 sp3 ,每生成1molBP,共形成4 4 molB-P键.(4)已知BBr3+PBr3+3H2=BP+6HBr反应中,P元素被还原,判断电负性:P>> B (填“>”、“<”)(5)BBr3分子中,B原子采取sp2 sp2 杂化,键角为120℃ 120℃ (6)氮化硼晶体的熔点要比磷化硼晶体高,其原因是磷原子的半径比氮原子大,N-B共价键键长比B-P小,键能大磷原子的半径比氮原子大,N-B共价键键长比B-P小,键能大.考点:晶胞的计算;原子核外电子排布;晶体的类型与物质熔点、硬度、导电性等的关系;原子轨道杂化方式及杂化类型判断.专题:原子组成与结构专题;化学键与晶体结构.分析:(1)其基态原子具有八种不同能量电子,该原子的能级有1S、2S、2P、3S、3P、3d、4S、4P,据此确定该元素;(2)没有孤电子对的原子提供空轨道;(3)根据其空间结构确定晶体类型,根据每个B原子含有的价层电子对个数确定杂化方式,根据每个B原子含有的B-P键个数计算;(4)得电子能力越强的元素其电负性越强;(5)根据电子对互斥理论确定其空间构型,根据空间构型确定键角;(6)原子晶体中,物质熔点与原子半径、键长成反比.解答:解:(1)其基态原子具有八种不同能量电子,该原子的能级有1S、2S、2P、3S、3P、3d、4S、4P,所以该元素是第四周期的P区元素,为Br元素,其基态原子的价电子轨道表示式4s24p5,故答案为:4s24p5;(2)没有孤电子对的原子提供空轨道,B原子没有孤电子对,所以提供空轨道,P原子提供孤电子对,故答案为:B;(3)根据其根据结构知,该物质为空间网状结构,所以是原子晶体,每个B原子含有4个σ键不含孤电子对,所以采取sp3杂化,每个B原子含有4个B-P键,所以每生成1molBP,共形成4molB-P键,故答案为:原子晶体,sp3;4;(4)BBr3+PBr3+3H2=BP+6HBr反应中,P元素被还原,则P元素得电子能力比B元素强,得电子能力越强的元素其电负性越强,所以电负性P>B,故答案为:>;(5)BBr3分子中,B原子含有3个σ键不含孤电子对,所以采取sp2杂化,为平面三角形结构,键角是120℃,故答案为:sp2;120℃;(6)原子晶体中,物质熔点与原子半径、键长成反比,磷原子的半径比氮原子大,N-B共价键键长比B-P小,键能大,所以氮化硼晶体的熔点要比磷化硼晶体高,故答案为:磷原子的半径比氮原子大,N-B共价键键长比B-P小,键能大.
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