Question

【题目】立方氮化硼CBN( Cubic Boron Nitrde)的硬度仅次于金刚石而远远高于其它材料，因此它与金刚石统称为超硬材料，具有优异的耐磨性。其晶体结构如下图所示：

（1）基态氮原子的价电子层排布式是_____________，在氮和硼原子所在的周期中，第一电离能小于氮原子的有_____种元素的原子。

（2）氮原子和硼原子形成的化学键类型有_____________________。

（3）硼原子的杂化类型是_______，与硼原子紧相连的4个氮原子的空间构型是________，键角是_______ 。

（4）晶胞如图所示，该晶体属于______晶体。

（5）晶体中所连接的最小环上是六元环，每个硼原子被_____个六元环共用，六元环最多有_____个原子在同一平面上。若晶胞边长为apm，立方氮化硼的密度是ρg/cm3，则NA的表达式是____(用a和ρ表示)。

Answer 1

【答案】 2s22p3 5 共价键、配位键 sp3 正四面体 109°28′或109.5° 原子 12 4 ×1030

【解析】（1）基态氮原子的价电子层排布式是2s22p3，在氮和硼原子所在的周期中，第一电离能小于氮原子的有

（2）硼原子用sp2杂化轨道能形成三个σ键，氮原子用sp3杂化轨道能形成一个σ键两个π键，所以氮原子和硼原子形成的化学键类型有共价键、配位键。

（3）硼原子的杂化类型是sp3，类似于金刚石的结构，如所以与硼原子紧相连的4个氮原子的空间构型是正四面体，键角是109°28′。

（4）因为立方氮化硼的硬度仅次于金刚石而远远高于其它材料，因它与金刚石统称为超硬材料，该晶体属于原子晶体。

（5）由图知晶体中所连接的最小环上是六元环，每个硼原子被12个六元环共用，六元环最多有4

个原子在同一平面上。若晶胞边长为apm，立方氮化硼的密度是ρg/cm3，根据晶体的结构一个晶胞有硼原子（81/8+61/2=4，氮原子在立方体内共4个。所以化学式为B4N4

ρg/cm3= 1030 NA=1030本题答案：12 4 1030