某氮铝化合物X具有耐高温、抗冲击、导热性好等优良性质，广泛用于陶瓷工业等领域．（1）基态氮原子的核外电子排布式为．（2）与N-3互为等电

Question

某氮铝化合物X具有耐高温、抗冲击、导热性好等优良性质，广泛用于陶瓷工业等领域．

（1）基态氮原子的核外电子排布式为___．
（2）与N

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3

互为等电子体的离子有___（任写一种）．工业上用氧化铝与氮气和碳在一定条件下反应生成X和CO，X的晶体结构如图所示，其化学式为___，工业制备X的化学方程式为___．
（3）X晶体中包含的化学键类型为___（填字母）．
A．共价键        B．配位键        C．离子键       D．金属键
X晶体中氮原子的杂化类型为___杂化．
（4）已知氮化硼与X晶体类型相同，且氮化硼的熔点比X高，可能的原因是___．
（5）若X的密度为ρ g•cm^-3，则晶体中最近的两个Al原子的距离为___ cm．（阿伏加德罗常数的值用N_A表示）

Answer 1

（1）氮元素原子核外电子数为7，核外电子排布式为：1s²2s²2p³，
故答案为：1s²2s²2p³；
（2）原子数目相等、价电子总数也相等的微粒互为等电子体，与N₃^-互为等电子体的离子有SCN^-等，
根据X的晶体结构图可知，晶胞中含有氮原子为4，含有铝原子8×(1)/(8)+6×(1)/(2)=4，所以X的化学式为AlN，根据元素守恒可以写出化学方程式为Al₂O₃+N₂+3C=2AlN+3CO，
故答案为：SCN^-；Al₂O₃+N₂+3C=2AlN+3CO；
（3）N原子与周围的4个Al原子中之间形成4个共价键，晶体中Al、N原子数目之比为1：1，则Al原子与周围的4个N原子也形成4个共价键，而铝原子最外层原来只有三个电子，氮原子最外层有5个电子，所以在AlN中有配位键；N原子没有孤对电子，杂化轨道数目为4，N原子杂化方式为sp³杂化，
故答案为：AB；sp³；
（4）氮化硼与氮化铝均为原子晶体，且硼原子半径小于铝原子半径，B-N键键能大于Al-N键键能，故氮化硼的熔点较高，
故答案为：氮化硼与氮化铝均为原子晶体，且硼原子半径小于铝原子半径，B-N键键能大于Al-N键键能；
（5）晶胞中面心对角线上的原子距离最近，晶胞质量为4×(27+14)/(NA)g，设晶胞棱长为x cm，则
4×(27+14)/(NA)g=ρ g•cm^-3×（x cm）³，解得x=

3	(164)/(ρNA)

，故最近的两个Al原子的距离为(√(2))/(2)×

3	(164)/(ρNA)

cm，
故答案为：(√(2))/(2)×

3	(164)/(ρNA)

．