氮化硼涂料 問答
2022/11/15 來源： 作者：佚名 瀏覽次數：946
磷化硼（BP）和氮化硼（BN）是受到高度關注的耐磨涂料，它們的結構相似，圖為磷化硼晶體結構中最小的重復結構單元．磷化硼可由三溴化硼和三溴化磷在氫氣中高溫反應合成：BBr3+PBr3+3H2=BP+6HBr．回答下列問題：（1）上述反應物中含有一種元素，其基態原子具有八種不同能量電子，寫出其基態原子的價電子軌道表示式4s24p5 4s24p5 ．（2）BP中每個B或P原子均形成4個共價鍵，其中有一個配位鍵，提供空軌道是B B 原子．（3）磷化硼的晶體類型是原子晶體原子晶體，B原子的雜化方式是sp3 sp3 ，每生成1molBP，共形成4 4 molB-P鍵．（4）已知BBr3+PBr3+3H2=BP+6HBr反應中，P元素被還原，判斷電負性：P＞＞ B （填“＞”、“＜”）（5）BBr3分子中，B原子采取sp2 sp2 雜化，鍵角為120℃ 120℃ （6）氮化硼晶體的熔點要比磷化硼晶體高，其原因是磷原子的半徑比氮原子大，N-B共價鍵鍵長比B-P小，鍵能大磷原子的半徑比氮原子大，N-B共價鍵鍵長比B-P小，鍵能大．考點：晶胞的計算；原子核外電子排布；晶體的類型與物質熔點、硬度、導電性等的關系；原子軌道雜化方式及雜化類型判斷．專題：原子組成與結構專題；化學鍵與晶體結構．分析：（1）其基態原子具有八種不同能量電子，該原子的能級有1S、2S、2P、3S、3P、3d、4S、4P，據此確定該元素；（2）沒有孤電子對的原子提供空軌道；（3）根據其空間結構確定晶體類型，根據每個B原子含有的價層電子對個數確定雜化方式，根據每個B原子含有的B-P鍵個數計算；（4）得電子能力越強的元素其電負性越強；（5）根據電子對互斥理論確定其空間構型，根據空間構型確定鍵角；（6）原子晶體中，物質熔點與原子半徑、鍵長成反比．解答：解：（1）其基態原子具有八種不同能量電子，該原子的能級有1S、2S、2P、3S、3P、3d、4S、4P，所以該元素是第四周期的P區元素，為Br元素，其基態原子的價電子軌道表示式4s24p5，故答案為：4s24p5；（2）沒有孤電子對的原子提供空軌道，B原子沒有孤電子對，所以提供空軌道，P原子提供孤電子對，故答案為：B；（3）根據其根據結構知，該物質為空間網狀結構，所以是原子晶體，每個B原子含有4個σ鍵不含孤電子對，所以采取sp3雜化，每個B原子含有4個B-P鍵，所以每生成1molBP，共形成4molB-P鍵，故答案為：原子晶體，sp3；4；（4）BBr3+PBr3+3H2=BP+6HBr反應中，P元素被還原，則P元素得電子能力比B元素強，得電子能力越強的元素其電負性越強，所以電負性P＞B，故答案為：＞；（5）BBr3分子中，B原子含有3個σ鍵不含孤電子對，所以采取sp2雜化，為平面三角形結構，鍵角是120℃，故答案為：sp2；120℃；（6）原子晶體中，物質熔點與原子半徑、鍵長成反比，磷原子的半徑比氮原子大，N-B共價鍵鍵長比B-P小，鍵能大，所以氮化硼晶體的熔點要比磷化硼晶體高，故答案為：磷原子的半徑比氮原子大，N-B共價鍵鍵長比B-P小，鍵能大．
