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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

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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.
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(1)基态氮原子的核外电子排布式为___.
(2)与N
 
-
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NA表示)
▼优质解答
答案和解析
(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
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