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科目：高中化學(xué) 來源： 題型：
(共10分) 長期以來人們一直認(rèn)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(xué)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(jì)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(lán)紫激光材料，并有可能是一種性能優(yōu)異的非線性光學(xué)材料。這篇論文發(fā)表以后，在世界科學(xué)領(lǐng)域引起了很大的轟動(dòng)，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(yàn)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?jiān)趫D1中畫出β－C3N4的一個(gè)結(jié)構(gòu)基元，該結(jié)構(gòu)基元包括 個(gè)碳原子和 個(gè)氮原子；
(3) 實(shí)驗(yàn)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(jì)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)。查看答案和解析>>
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