Question

【題目】立方氮化硼CBN( Cubic Boron Nitrde)的硬度僅次于金剛石而遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于其它材料，因此它與金剛石統(tǒng)稱為超硬材料，具有優(yōu)異的耐磨性。其晶體結(jié)構(gòu)如下圖所示：

（1）基態(tài)氮原子的價(jià)電子層排布式是_____________，在氮和硼原子所在的周期中，第一電離能小于氮原子的有_____種元素的原子。

（2）氮原子和硼原子形成的化學(xué)鍵類型有_____________________。

（3）硼原子的雜化類型是_______，與硼原子緊相連的4個(gè)氮原子的空間構(gòu)型是________，鍵角是_______ 。

（4）晶胞如圖所示，該晶體屬于______晶體。

（5）晶體中所連接的最小環(huán)上是六元環(huán)，每個(gè)硼原子被_____個(gè)六元環(huán)共用，六元環(huán)最多有_____個(gè)原子在同一平面上。若晶胞邊長為apm，立方氮化硼的密度是ρg/cm3，則NA的表達(dá)式是____(用a和ρ表示)。

Answer 1

【答案】 2s22p3 5 共價(jià)鍵、配位鍵 sp3 正四面體 109°28′或109.5° 原子 12 4 ×1030

【解析】（1）基態(tài)氮原子的價(jià)電子層排布式是2s22p3，在氮和硼原子所在的周期中，第一電離能小于氮原子的有

（2）硼原子用sp2雜化軌道能形成三個(gè)σ鍵，氮原子用sp3雜化軌道能形成一個(gè)σ鍵兩個(gè)π鍵，所以氮原子和硼原子形成的化學(xué)鍵類型有共價(jià)鍵、配位鍵。

（3）硼原子的雜化類型是sp3，類似于金剛石的結(jié)構(gòu)，如所以與硼原子緊相連的4個(gè)氮原子的空間構(gòu)型是正四面體，鍵角是109°28′。

（4）因?yàn)榱⒎降�化硼的硬度僅次于金剛石而遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于其它材料，因它與金剛石統(tǒng)稱為超硬材料，該晶體屬于原子晶體。

（5）由圖知晶體中所連接的最小環(huán)上是六元環(huán)，每個(gè)硼原子被12個(gè)六元環(huán)共用，六元環(huán)最多有4

個(gè)原子在同一平面上。若晶胞邊長為apm，立方氮化硼的密度是ρg/cm3，根據(jù)晶體的結(jié)構(gòu)一個(gè)晶胞有硼原子（81/8+61/2=4，氮原子在立方體內(nèi)共4個(gè)。所以化學(xué)式為B4N4

ρg/cm3= 1030 NA=1030本題答案：12 4 1030