Question

【题目】氮化硼(BN)晶体有多种相结构。六方相氮化硼是通常存在的稳定相，与石墨相似，具有层状结构，可作高温润滑剂。立方相氮化硼是超硬材料，有优异的耐磨性。它们的晶体结构如下图所示。

(1)基态硼原子的电子排布式为___________________________。

(2)关于这两种晶体的说法，正确的是________(填序号)。

a．立方相氮化硼含有σ键和π键，所以硬度大

b．六方相氮化硼层间作用力小，所以质地软

c．两种晶体中的B－N键均为共价键

d．两种晶体均为分子晶体

(3)六方相氮化硼晶体层内一个硼原子与相邻氮原子构成的空间构型为________________，其结构与石墨相似却不导电，原因是_________________________。

(4)立方相氮化硼晶体中，硼原子的杂化轨道类型为________。该晶体的天然矿物在青藏高原地下约300 km的古地壳中被发现。根据这一矿物形成事实，推断实验室由六方相氮化硼合成立方相氮化硼需要的条件应是 ____________________________________。

(5)NH4BF4(氟硼酸铵)是合成氮化硼纳米管的原料之一。1 mol NH4BF4含有________ mol配位键。

Answer 1

【答案】(1)1s22s22p1或[He]2s22p1 (2)bc

(3)平面三角形 层状结构中没有自由移动的电子

(4)sp3 高温、高压 (5)2

【解析】(1)硼为第5号元素，核外有5个电子，基态硼原子的电子排布式为1s22s22p1。(2)a项，立方相氮化硼类似于金刚石的结构只有σ键，没有π键，错误；b项，六方相氮化硼类似于石墨的结构，层与层之间存在分子间作用力，质地软，正确；c项，B—N间通过共用电子对结合，均为共价键，正确；d项，立方相氮化硼为原子晶体，六方相氮化硼为混合型晶体，错误。(3)由六方相氮化硼晶体结构可知，层内每个硼原子与相邻的3个氮原子构成平面三角形，由于六方相氮化硼结构中已没有自由移动的电子，故其不导电。(4)立方相氮化硼晶体中每个硼原子与相邻的4个氮原子形成共价键，有4个杂化轨道，发生的是sp3杂化，根据题意，结合地理知识，合成立方相氮化硼晶体的条件为高温、高压。(5)NH4BF4由NH和BF构成，1个NH中含1个配位键，1个BF中含1个配位键，故1 mol NH4BF4中含有2 mol配位键。