题目内容
(共10分) 长期以来人们一直认为金刚石是最硬的物质，但这种神话现在正在被打破。1990年美国伯克利大学的A．Y．Liu和M．L．Cohen在国际著名期刊上发表论文，在理论上预言了一种自然界并不存在的物质β－C3N4，理论计算表明，这种C3N4物质比金刚石的硬度还大，不仅如此，这种物质还可用作蓝紫激光材料，并有可能是一种性能优异的非线性光学材料。这篇论文发表以后，在世界科学领域引起了很大的轰动，并引发了材料界争相合成β－C3N4的热潮，虽然大块的β－C3N4晶体至今尚未合成出来，但含有β－C3N4晶粒的薄膜材料已经制备成功并验证了理论预测的正确性，这比材料本身更具重大意义。其晶体结构见图1和图2。
(1) 请分析β－C3N4晶体中，C原子和N原子的杂化类型以及它们在晶体中的成键情况：
；
(2) 请在图1中画出β－C3N4的一个结构基元，该结构基元包括 个碳原子和 个氮原子；
(3) 实验测试表明，β－C3N4晶体属于六方晶系，晶胞结构见图2(图示原子都包含在晶胞内)，晶胞参数a=0.64nm，c=0.24nm，请列式计算其晶体密度。
ρ= ；
(4) 试简要分析β－C3N4比金刚石硬度大的原因(已知金刚石的密度为3.51g?cm－3)。(1) β－C3N4晶体中，C原子采取sp3杂化，N原子采取sp2杂化；1个C原子与4个处于四面体顶点的N原子形成共价键，1个N原子与3个C原子在一个近似的平面上以共价键连接 (2分)
(2) 
(3) 从图2可以看出，一个β－C3N4晶胞包括6个C原子和8个N原子，其晶体密度为：
(2分)
(4) β－C3N4比金刚石硬度大，主要是因为：①在β－C3N4晶体中，C原子采取sp3杂化，N原子采取sp2杂化，C原子和N原子间形成很强的共价键；②C原子和N原子间通过共价键形成网状结构；③密度计算结果显示，β－C3N4的密度大于金刚石，即β－C3N4，晶体中原子采取更紧密的堆积方式，说明原子间的共价键长很短而有很强的键合力(3分)
P(g)＋Q(g)；△H＞0，请回答下列问题：