Question

【題目】光刻技術需利用深紫外激光，我國是唯一掌握通過非線性光學晶體變頻來獲得深紫外激光技術的國家。目前唯一實用化的晶體是氟硼鈹酸鉀(KBeBF，含K、B、Be、O、F元素)。

回答下列問題：

（1）一群均處于激發態1s22s13s1的鈹原子，若都回到基態，最多可發出___種波長不同的光。

A.1 B.2 C.3 D.4

（2）Be和B都容易與配體形成配位鍵，如[BeF4]-、[B(OH)4]-等，從原子結構分析其原因是__。

（3）氟硼酸鉀是制備KBeBF的原料之一，高溫下分解為KF和BF3。KF的沸點比BF3的高，原因是___。

（4）BF3易水解得到H3BO3(硼酸)和氫氟酸。氫氟酸濃溶液中因F-與HF結合形成HF使酸性大大增強。HF的結構式為___；H3BO3和BF中，B原子的雜化類型分別為___、__。

（5）KBeBF晶體為層片狀結構，圖1為其中一層的局部示意圖。平面六元環以B—O鍵和Be—O鍵交織相連，形成平面網狀結構，每個Be都連接一個F，且F分別指向平面的上方或下方，K+分布在層間。KBeBF晶體的化學式為____。

（6）BeO晶體也是制備KBeBF的原料，圖2為其晶胞結構示意圖。

①沿著晶胞體對角線方向的投影，下列圖中能正確描述投影結果的是___。

②BeO晶胞中，O的堆積方式為____；設O與Be的最近距離為acm，NA表示阿伏加德羅常數的值，則BeO晶體的密度為____g·cm-3。

Answer 1

【答案】C Be原子和B原子價層電子數均小于價層軌道數，存在空軌道 KF為離子晶體，而BF3為分子晶體，離子晶體的熔沸點大于分子晶體 sp2 sp3 KBe2BO3F2 D 面心立方最密堆積

【解析】

(1)不同軌道的電子具有不同能量，發生躍遷時發出不同波長的光；

(2)Be、B原子有空軌道更容易與配體形成配位鍵

(3)離子鍵的鍵能大于共價鍵；

(4)根據VSEPR模型計算中心原子的孤對電子數和價層電子數來判斷雜化類型和分子空間構型；

(5)看單個晶胞單元內含有各原子個數；

(6)①根據晶胞結構分析，Be做面心立方最密堆積；

②根據晶胞密度分析，以一個晶胞有4個Be原子、4個O原子計算晶胞質量，再用數學空間幾何來運算晶胞棱長，進而的晶胞體積；

(1)激發態1s22s13s1的鈹原子回到基態1s22s2，3s上的1個電子可能回到1s軌道有2種情況，2s軌道有1種情況，故最多可發出3種不同波長的光，答案選C；

(2)Be原子的價電子為2s2，軌道表達式，B原子的價電子為2s22p1，軌道表達式，Be原子和B原子價層電子數均小于價層軌道數，存在空軌道；

(3)KF是含有離子鍵的離子化合物， BF3是含有共價鍵的共價化合物，離子鍵的鍵能大于共價鍵，故KF的沸點比BF3的高；

(4)HF的H孤電子對數，價電子對數，分子構型為直線型，且H原子與F原子之間有氫鍵，結構式為：，H3BO3中中心原子B的電子對數為：，屬于sp2雜化，BF中中心原子B的電子對數為：，屬于sp3雜化；

(5)從圖1來看，一個單元內含有2個Be原子、1個B原子、3個O原子、2個F原子，故KBeBF晶體的化學式為KBe2BO3F2；

(6)①晶胞沿著對角線方向可以觀察到六邊形，中心O與Be重合，外側大正六邊形均為Be原子構成，內部小正六邊形由3個Be原子、3個O原子間隔形成，所以得到投影結果為D；

從圖中可以看出每個面的面心均有O原子，頂點上各有一個O原子，為面心立方最密堆積；②一個晶胞中，單獨含有O原子的數目為，單獨含Be原子數目有4個，晶胞質量，晶胞中白色球周圍最近的4個黑色球構成正四面體，白色球處于正四面體的中心，頂點黑色球與正四面體中心白色球連線處于晶胞對角線上，由幾何知識可知晶胞體對角線長度為4acm，則晶胞棱長為。