氮化硼（BN）是一种重要的功能陶瓷材料．以天然硼砂为起始物，经过一系列反应可以得到BF3和BN．关于BF3和BN，请回答下列问题：（1）基态B原子的电子排布式为；BN中B元素的化合价为

Question

氮化硼（BN）是一种重要的功能陶瓷材料．以天然硼砂为起始物，经过一系列反应可以得到BF₃和BN．关于BF₃和BN，请回答下列问题：
（1）基态B原子的电子排布式为 ___； BN中B元素的化合价为 ___；
（2）在BF₃分子中，F-B-F的键角是 ___，B原子的杂化轨道类型为 ___，BF₃和过量NaF作用可生成NaBF₄，BF

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的立体构型为 ___；
（3）在与石墨结构相似的六方氮化硼晶体中，层内B原子与N原子之间的化学键为 ___，层间作用力为 ___；
（4）六方氮化硼在高温高压下，可以转化为立方氮化硼，立方氮化硼中氮原子与硼原子交错排列，其晶体结构与金刚石相似，硬度与金刚石相当，晶胞边长为3.615×10^-10cm，立方氮化硼的晶体类型是 ___，立方氮化硼中晶胞含有 ___个硼原子，晶胞的密度是 ___g•cm^-3．（只列算式，不必计算出数值，阿伏伽德罗常数为N_A，相对原子质量：N-14    B-11 ）．

Answer 1

（1）基态B原子的电子排布式为1s²2s²sp¹，BN中B元素的化合价为+3，故答案为：1s²2s²sp¹；+3；
（2）BF₃中B原子孤对电子对数=(1)/(2)×（3-3×1）=0，B原子形成3个σ 键，所以BF₃分子为平面正三角形，键角为120°，杂化轨道数目为3+0=3，B原子杂化方式为sp²；BF₄^-中心原子的孤对电子对数=(1)/(2)×（3+1-4×1）=0，B原子形成4个σ 键，所以其结构为正四面体，故答案为：120°；sp²；正四面体；
（3）B、N均属于非金属元素，二者形成的化学键是极性共价键；根据石墨结构可知六方氮化硼晶体中，层与层之间靠分子间作用力结合，故答案为：共价键（或极性共价键）；分子间作用力；
（4）立方氮化硼中氮原子与硼原子交错排列，其晶体结构与金刚石相似，硬度与金刚石相当，立方氮化硼属于原子晶体；金刚石晶胞是立方体，其中8个顶点有8个碳原子，6个面各有6个碳原子，立方体内部还有4个碳原子，如图所示：，所以金刚石的一个晶胞中含有的碳原子数=8×(1)/(8)+6×(1)/(2)+4=8，因此立方氮化硼晶胞中应该含有4个N和4个B原子，BN晶胞中的质量为(25g)/(NA)，一个立方氮化硼晶胞的体积是（3.615×10^-10cm）³，因此立方氮化硼的密度=(25g)/(NA)÷（3.615×10^-10cm）³=(25×4)/((3.615×10-10)3×NA)g•cm^-3，
故答案为：原子晶体；4；(25×4)/((3.615×10-10)3×NA)．