Question

15．N和B元素在化学中占有很重要的地位．
（1）写出N元素基态原子的价电子排布式2s²2p³．B、N和O元素的电负性由大到小的顺序为O＞N＞B．
（2）N和B两元素氟化物的化学式相似，均为AB₃型，但分子的空间结构有很大不同，其原因是N原子和B原子采用不同的杂化方式，其中BF₃的分子构型为平面三角形．
（3）BN的晶体结构与金刚石相似其中B原子的杂化方式为sp³，微粒间存在的作用力是共价键．
（4）根据电子云的重叠方式判断，N₂分子中存在的σ键和π键数目之比为1：2．

Answer 1

分析 （1）N元素属于第VA族元素，其最外层s能级、p能级上分别含有2、3个电子，根据构造原理书写价电子排布式；同一周期元素中，元素的电负性随着原子序数的增大而增大；
（2）N元素与B元素的氟化物化学式相似，均为AB₃型，但N元素的氟化物中氮原子含有孤电子对，B元素的氟化物中B元素不含孤电子对，导致其空间构型不同；根据价层电子对互斥理论确定BF₃的分子空间构型；
（3）BN的硬度较大，所以BN是原子晶体，根据金刚石的结构确定BN中B原子的杂化方式；原子晶体中含有共价键；
（4）共价单键为σ，共价三键中含有一个σ键和2个π键．

解答 解：（1）N元素属于第VA族元素，其最外层s能级、p能级上分别含有2、3个电子，根据构造原理知其价电子排布式：2s²2p³，
同一周期元素中，元素的电负性随着原子序数的增大而增大，所以三种元素的电负性由大到小的顺序为O＞N＞B，
故答案为：2s²2p³；O＞N＞B；
（2）N元素与B元素的氟化物化学式相似，均为AB₃型，但N元素的氟化物中氮原子含有孤电子对，B元素的氟化物中B元素不含孤电子对，所以N原子和B原子采用的杂化方式不同，导致其空间构型不同；BF₃中B原子含有3个σ键且不含孤电子对，所以BF₃为平面三角形构型，
故答案为：N原子和B原子采用不同的杂化方式；平面三角形；
（3）BN的硬度较大，所以BN是原子晶体，根据金刚石的结构知BN中B原子的杂化方式为sp³，原子晶体中只含有共价键，故答案为：sp³；共价键；
（4）共价单键为σ，共价三键中含有一个σ键和2个π键，氮气分子的结构式为N≡N，所以一个氮气分子中含有1个σ键和2个π键，则N₂分子中存在的σ键和π键数目之比为1：2，故答案为：1：2．

点评 本题考查较综合，涉及化学键的判断、核外电子排布式的书写、化学式的确定等知识点，会利用知识迁移的方法分析BN中B原子杂化方式，难度中等．