Question

【題目】請按要求填空：

(1)C、N元素形成的新材料具有如圖所示的結構該晶體的化學式為________________。

C（位于頂點和面心） N

(2)氮化碳和氮化硅晶體結構相似，是新型的非金屬高溫陶瓷材料，它們的硬度大、熔點高、化學性質穩定。

①氮化硅的硬度________（填“大于”或“小于”）氮化碳的硬度，原因是___________________________。

②已知氮化硅的晶體結構中，原子間都以單鍵相連，且氮原子與氮原子不直接相連、硅原子與硅原子不直接相連，同時每個原子都滿足最外層8電子穩定結構，請寫出氮化硅的化學式：______________。

(3)第ⅢA、VA元素組成的化合物GaN、GaP、CaAs等是人工合成的新型半導體材料，其晶體結構與晶體硅相似。在GaN晶體中，每個Ga原子與________個N原子相連，與同一個Ga原子相連的N原子構成的空間構型為________。在四大晶體類型中，GaN屬于________晶體。

Answer 1

【答案】C3N4 小于 硅原子半徑大于碳原子半徑，氮碳形成的共價鍵鍵長比氮硅形成的共價鍵鍵長短，故氮碳形成的共價鍵的鍵能大 Si3N4 4 正四面體形 原子

【解析】

（1）根據晶胞結構計算化學式，角上原子計，棱上原子計，面上原子計，內部原子計1；

（2）①原子晶體鍵長越短，鍵能越大，晶體硬度越大；②根據最外層8電子穩定結構，寫出氮化硅的化學式；

（3）GaN晶體與晶體硅結構相似，為原子晶體，空間構型為正四面體結構。

（1）根據晶胞的結構可知含有碳原子數目，氮原子數目為4，則化學式為：C3N4，故答案為：C3N4；

（2）①氮化碳和氮化硅晶體結構相似，是新型的非金屬高溫陶瓷材料，它們的硬度大、熔點高、化學性質穩定，這說明二者形成的晶體都是原子晶體，由于硅原子半徑大于碳原子半徑，氮碳形成的共價鍵鍵長比氮硅形成的共價鍵鍵長短，鍵能大，所以氮化硅的硬度小于氮化碳的硬度，故答案為：小于；硅原子半徑大于碳原子半徑，氮碳形成的共價鍵鍵長比氮硅形成的共價鍵鍵長短，故氮碳形成的共價鍵的鍵能大；

②N的最外層電子數為5，要滿足8電子穩定結構，需要形成3個共價鍵，Si的最外層電子數為4，要滿足8電子穩定結構，需要形成4個共價鍵，所以氮化硅的化學式為：Si3N4，故答案為：Si3N4；

（3）GaN的晶體結構與晶體硅相似，則GaN屬于原子晶體，每個Ga原子與4個N原子相連，與同一個Ga原子相連的N原子構成的空間構型為正四面體形，故答案為：4；正四面體形；原子。