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已知C3N4晶體很可能具有比金剛石更大的硬度,且原子間以單鍵結(jié)合。下列關(guān)于C3N4晶體的說法中正確的是
[     ]

A.C3N4晶體是分子晶體
B.C3N4晶體中,C-N鍵的鍵長比金剛石中的C-C鍵的鍵長要長
C.C3N4晶體中每個C原子連接4個N原子,而每個N原子連接3個C原子
D.C3N4晶體中微粒間通過離子鍵結(jié)合

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    科目:高中化學 來源: 題型:

    (共10分)  長期以來人們一直認為金剛石是最硬的物質(zhì),但這種神話現(xiàn)在正在被打破。1990年美國伯克利大學的A.Y.Liu和M.L.Cohen在國際著名期刊上發(fā)表論文,在理論上預(yù)言了一種自然界并不存在的物質(zhì)β-C3N4,理論計算表明,這種C3N4物質(zhì)比金剛石的硬度還大,不僅如此,這種物質(zhì)還可用作藍紫激光材料,并有可能是一種性能優(yōu)異的非線性光學材料。這篇論文發(fā)表以后,在世界科學領(lǐng)域引起了很大的轟動,并引發(fā)了材料界爭相合成β-C3N4的熱潮,雖然大塊的β-C3N4晶體至今尚未合成出來,但含有β-C3N4晶粒的薄膜材料已經(jīng)制備成功并驗證了理論預(yù)測的正確性,這比材料本身更具重大意義。其晶體結(jié)構(gòu)見圖1和圖2。

     

    (1) 請分析β-C3N4晶體中,C原子和N原子的雜化類型以及它們在晶體中的成鍵情況:

                                                                               ;

    (2) 請在圖1中畫出β-C3N4的一個結(jié)構(gòu)基元,該結(jié)構(gòu)基元包括    個碳原子和    個氮原子;

    (3) 實驗測試表明,β-C3N4晶體屬于六方晶系,晶胞結(jié)構(gòu)見圖2(圖示原子都包含在晶胞內(nèi)),晶胞參數(shù)a=0.64nm,c=0.24nm,請列式計算其晶體密度。

       ρ=                                                                   ;

        (4) 試簡要分析β-C3N4比金剛石硬度大的原因(已知金剛石的密度為3.51g?cm-3)。
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