硼及其化合物的研究在无机化学的发展中占有独特的地位。
(1)Ga与B同主族,Ga的基态原子核外电子排布式为
1s22s22p63s23p63d104s24p1
1s22s22p63s23p63d104s24p1
,从原子结构的角度分析,B、N、O元素的第一电离能由大到小的顺序是N>O>B
N>O>B
(2)硼酸(H3B03)是白色片状晶体(层状结构如图),有滑腻感,在冷水中溶解度很小,加热时溶解度增大硼元素具有缺电子性,其化合物往往具有加合性。在硼酸[B(OH)3]分子中,B原子与3个羟基相连,其晶体具有与石墨相似的层状结构,则分子中B原子杂化轨道的类型是sp2
sp2
,其同层分子间的主要作用力是氢键
氢键
(3)已知H3BO3与足量kOH溶液反应的离子方程式为H3BO3+OH-═B(OH)4-,写出硼酸的电离方程式:H
3BO
3+H
2O
H
++B(OH)
4-H
3BO
3+H
2O
H
++B(OH)
4-
(4)硼氢化钠(NaBH4)是有机化学中的一种常用还原剂,在热水中水解生成硼酸钠和氢气,用化学方程式表示其反应原理NaBH4+4H2O═Na[B(OH)4]+4H2↑
NaBH4+4H2O═Na[B(OH)4]+4H2↑
[BH4]-的空间构型是正四面体
正四面体
(5)石墨烯可转化为富勒烯(C60),某金属M与C60可制备一种低温超导材料,晶胞如图所示,M原子位于晶胞的棱上与内部。该晶胞中M原子的个数为12
12
,该材料的化学式为M3C60
M3C60
。