氮化硼结构式
人教版初中高中化学选修二第三章《晶体结构与性质》基础卷(含答案解析)
一、选择题1．如图所示的盐可用于处理黑磷纳米材料，从而保护和控制其性质。
下列说法错误的是A．盐中碳原子的轨道杂化类型为sp3、sp2BF离子中含有配位键，配体为-FB．-4C．第一电离能：C<O<N14ND．1mol该盐的阳离子含有σ键的数目为A答案：D解析：A. 甲基中的碳原子的轨道杂化类型为sp3，苯环中的碳原子的轨道杂化类型为sp2，A项正确；BF是在BF3中B提供空轨道，-F提供孤对电子而形成的配位键，配体为-F，B项正B. -4确；C. 第一电离能在同一周期随原子序数的增加而变大，故第一电离：C<O<N，C项正确；D. 该盐阳离子中含有一个氮氮三键、一个氮碳键、苯环上有四个碳氢键、苯环上六个碳碳键、两个碳氧键、三个碳氢键，1 mol 该盐的阳离子含有σ键的数目为17mol，D项错误；答案选D。
2．下列叙述中，不正确的是()A．微粒半径由小到大顺序是H＋＜Li＋＜H－B．杂化轨道只用于形成σ键或用于容纳未参与成键的孤对电子C．[Cu(NH3)4]2＋中H提供接受孤对电子的空轨道D．分子中中心原子通过sp3杂化轨道成键时，该分子不一定为四面体结构答案：C解析：A．H＋核外无电子，半径最小，Li＋和H－核外电子排布相同，H－核电荷数较小，半径较大，即半径H＋＜Li＋＜H－，A正确；B．杂化轨道形成的键都是σ键，而双键、三键中的π键都是未杂化的轨道形成的，故杂化轨道只用于形成σ键或用于容纳未参与成键的孤对电子，B正确；C．[Cu(NH3)4]2＋中Cu2+给出空轨道，N提供孤对电子，C错误；D．分子中中心原子通过sp3杂化轨道成键时，若无孤电子对，则为四面体结构，若有孤电子对，则为三角锥形或V 形，D 正确。
答案选C 。
3．已知CsCl 晶体的密度为ρg·cm -3，用N A 表示阿伏加德罗常数的值，相邻的两个Cs +的核间距为acm ，CsCl 的晶胞结构如图所示，则CsCl 的摩尔质量可以表示为（ ）A ．3A N a ρ⋅⋅g·mol -1B ．3A N a ρ6⋅⋅g·mol -1 C ．3A N a ρ4⋅⋅g·mol -1 D ．3A N a ρ8⋅⋅g·mol -1答案：A解析：该晶胞中铯离子个数为18=18⨯，含有一个氯离子，其体积为a 3cm 3，一个氯化铯的质量为3a ρ⋅g ，1mol 的质量为3A N a ρ⋅⋅g ，则其摩尔质量为3A N a ρ⋅⋅g·mol -1。
【精品文章】纳米氮化硼(BN)的特性与应用简介
其强化学惰性和抗氧化性使它在油污燃烧后可以重复使用。 图 8 a 氮化硼纳米片对乙醇、甲苯、泵油、机油和乙二醇五种污染物的吸 附能力；b 多孔氮化硼纳米片和其他吸附材料性能对比，非多孔氮化硼纳米 片、商用块体氮化硼、活性炭 4、储氢材料 氢气是目前最清洁的能源，对解决大气污染问题有着光明的发展前景。 如何能够安全有效的使用和储存氢气，是研究者首要解决的问题。用三聚 氰胺和硼酸作为前驱体，在 900-1100℃制备了多孔 BN 纳米带，比表面积 高达 1488m2/g，是已报道的氮化硼家族中比表面积最大的，其储氢性能也 非常卓越。图 9 所示是氮化硼纳米带的形貌和氢气吸附-脱附曲线。 图 9 氮化硼纳米带的形貌和氢气吸附-脱附曲线 作为一种先进的纳米材料和陶瓷材料，氮化硼纳米材料以其优秀的物理 和化学性能受到了各个领域的青睐，在光电、环保及日化等领域也必将发 挥更重要的作用。我们需要在已有的研究和应用基础上，开拓思路，实现 氮化硼纳米材料的大规模、经济实惠、零污染合成，促进广泛应用。 作者：弋木 参考文献： 1、氮化硼纳米片的制备及其性质研究，杜淼，山东大学。 2、多孔氮化硼纳米片的制备及其在气体吸附领域的应用，谢飞，北京理 工大学。 3、氮化测纳米片的规模化制备工艺探索，张平奇，大连理工大学。 4、氮化硼纳米结构的制备和性能，李娟，广西大学。 5、氮化硼纳米材料的制备及性能研究，袁颂东，华中科技大学。
纳米氮化硼（BN）的特性与应用简介
氮化硼，化学式 BN，一种非氧化物的材料，是碳(C2)的等电子体，其 晶体的晶型结构与石墨相似，是目前研究和应用较多的氮化物陶瓷材料之 一。根据晶体结构类型，BN 主要包括：六方氮化硼(h-BN)、立方氮化硼(cBN)、斜方氮化硼(r-BN)、纤锌矿氮化硼(w-BN)。 图 1 氮化硼晶型结构参数 一、氮化硼具有哪些特性呢？ 作为石墨的结构类似物，BN 某些理化性能却比石墨更加优异。BN 的性 能如下： 1、热学性能 （1）高耐热性：空气中抗氧化温度高达 900℃，惰性环境下在 18002000℃开始分解； （2）高导热性：良好的导热性，使 BN 成为陶瓷材料中导热最佳的材料 之一； （3）低热膨胀系数：膨胀系数为 10-6，仅次于石英，是陶瓷中最小的。 2、电学性能 （1）高温绝缘性好；2000℃下电阻为 104Ω/cm，陶瓷中最好的高温绝缘 材料， （2）良好的介电性能：介电常数为 4，能透微波，常用作雷达天线的外 保护层。 3、化学稳定性 （1）BN 与大多数氧化剂、无机酸/碱不发生化学反应，呈现化学惰性，
氮化硼的形成原理
氮化硼的形成原理氮化硼（Boron Nitride，简称BN）是一种由硼和氮元素组成的化合物，具有高熔点、高硬度、高热导率等特点，广泛应用于陶瓷、复合材料、润滑剂、高温涂料等领域。
氮化硼的形成原理主要涉及硼和氮元素的反应机理和晶体结构的形成过程。
硼与氮反应形成氮化硼的反应机理主要有以下几种：1. 直接氮化法：硼与氮气直接反应生成氮化硼。
在高温高压条件下，硼可以与氮气发生反应生成四面体或六面体结构的氮化硼。
这种反应需要高温和高压条件下进行，因此反应速度较慢。
2. 间接氮化法：硼和氨反应生成氨气和氮化硼。
这种反应是分两步进行的，首先硼和氨发生反应生成氨气，然后氨气与硼发生反应生成氮化硼。
这种方法不需要高温和高压条件，因此反应速度较快。
3. 模板法：在由硼原子和氨气组成的体系中加入导向剂（模板），在模板的作用下，硼和氮可以结合形成具有特定结构的氮化硼。
这种方法能够控制氮化硼的晶体结构和形貌，提高氮化硼的性能。
氮化硼的形成过程涉及晶体结构的形成，通常有以下几种类型：1. 六方氮化硼（h-BN）：六方氮化硼是氮化硼的一种晶体结构，具有类似石墨的层状结构。
六方氮化硼的晶格由六边形硼氮化物片层堆积而成，硼和氮原子以交替方式排列。
这种结构使得六方氮化硼具有良好的导热性能和化学稳定性。
2. 立方氮化硼（c-BN）：立方氮化硼是氮化硼的另一种晶体结构，也称为金刚石氮化硼。
立方氮化硼的晶格与金刚石的晶格相似，由碳原子和氮原子组成的六角环形状层堆积而成。
立方氮化硼具有高硬度、高热导率和高化学稳定性等优良性能，被广泛应用于高温高压领域。
总之，氮化硼的形成原理主要涉及硼和氮元素的反应机理以及晶体结构的形成过程。
通过不同的反应条件和方法，可以控制氮化硼的形貌和性能，使其适用于不同领域的应用。
氮化硼及碳化硼
氮化硼氮化硼（BN）是一种由相同数量的氮原子和硼原子组成的双化合物，因此它的实验式是BN。
氮化硼和碳是等电子的，并和碳一样，氮化硼是多形的：其中一形体类似于钻石而另一个则类似于石墨。
类似于钻石的形体是现时所知的几乎最硬的物质，即立方氮化硼；类似于石墨的形体是一种十分实用的润滑剂，即六方氮化硼。
一.六方氮化硼1.1简介形态相似于石墨的氮化硼，也称六方氮化硼、h-BN、α-BN或g-BN （graphitic BN），有时也称“白石墨”，它是最普遍使用的氮化硼形态。
和石墨相似，六方形态是由许多片六边形组成。
这些薄片层与层之间的相关结构（registry）不同，但是从石墨的排列模式中看出，这是由于硼原子在氮原子上面使氮化硼的原子变成椭圆的。
如此结构反映出硼—氮链的极性。
氮化硼中较低的共价性质，使它成为导电性相对于石墨较低的半金属，电在它六边形薄片中pi-链的网络中流通。
六方氮化硼的缺乏颜色，显示较低的电子离域性，表示其能隙较大。
六方氮化硼在极低和极高（900℃）的温度甚至是氧气下都是一种很好的润滑剂，它在石墨的导电性和与其它物质的化学反应造成困难时特别有用。
由于它的润滑机理并不涉及到层面之间的水分子，氮化硼润滑剂还可以在真空下使用，如在太空作业时。
六方氮化硼在空气中高达1000℃、真空中1400℃和在惰性气体中2800℃都仍然稳定，也是其中一种导热性最好的绝缘体。
它对多数物质都不产生化学反应，也不被许多融化物质所沾湿（如：铝、铜、锌、铁和钢、铬、硅、硼、冰晶石、玻璃和卤化盐）。
1.2制备工艺：①国内传统的合成方法是无水硼砂与氯化铵或尿素等混合后，1000℃下在管式炉中于氨气保护下反应，再经水洗、酸洗得到氮化硼产品。
Na2B4O7+2NH4Cl+NH3=4BN+2NaCl+7H2O②使用无水硼砂和三聚氰胺作为硼源及氮源进行反应，制得氮化硼，其反应式为：此方法与上述方法合成出的产品有所不同，其合成出的六方结晶形态不完整，有些外国厂商认为此方法合成出的氮化硼为六方乱层结构（hexagonal turbostratic crystals），也简称为t-BN，由于该种氮化硼的结晶在低温下不完整，当在高温（1600-2000℃）下，其结晶反而会生长的较大且完整，因此该方法生产出的产品如经过高温精制工序，会生成3-5微米的较大结晶。
氮化硼
7.在触媒参与下，经高温高压处理可转化为坚硬如金刚石的立方氮化硼。
8.原子反应堆的结构材料。
9.飞机、火箭发动机的喷口。
10.高压高频电及等离子弧的绝缘体。
11.防止中子辐射的包装材料。
12.由氮化硼加工制成的超硬材料，可制成高速切割工具和地质勘探、石油钻探的钻头。
13.冶金上用于连续铸钢的分离环，非晶态铁的流槽口，连续铸铝的脱模剂（各种光学玻璃脱膜剂）
2.高导热系数热压制品为33W/M.K和纯铁一样，在530℃以上是陶瓷材料中导热最大的材料。
3.低热膨胀系数2×10-6的膨胀系数仅次于石英玻璃，是陶瓷中最小的，加上其具有高导热，所以抗热震性能很好。
4.优良的电性能高温绝缘性好，25℃为1014Ω—CM，2000℃还可达到103Ω—CM，是陶瓷中最好的高温绝缘材料，击穿电压3KV/MM，低介电损耗108HZ时为2.5×10-4，介电常数为4，可透微波和红外线。5.良好的耐腐蚀性与一般金属（铁、铜、铝、铅等）、稀土金属，贵重多属，半导体材料（锗、硅、砷化钾），玻璃，熔盐（水晶石、氟化物、炉渣）、无机酸、碱不反应。
氮化硼涂料的高温润滑性能是一种玻璃加工过程中的理想材料，有助于将玻璃制品的表面缺陷减至最低、使之更容易脱模，提高模具/压模的使用寿命，减少模具清理所需的时间，大多数玻璃不会与氮化硼粘结。
氮化硼涂料配方独特，既可以涂在热的表面也可以涂在冷的表面，无论在防腐、润滑度、附着力与耐磨性能上，都远胜于其他品牌的同类产品。
体积密度（g/cm）
晶型
颜色
纳米级
CW-BN-001
50
>99.9
43.6
0.11
六方
白色
亚微米级
CBN立方氮化硼
立方氮化硼立方结构的氮化硼，分子式为BN,其晶体结构(图1)类似金刚石，硬度略低于金刚石，为HV72000～98000兆帕，常用作磨料和刀具材料。
1957年，美国的R.H.温托夫首先研制成立方氮化硼。
1简介编辑立方氮化硼cubic boron nitride立方结构的氮化硼，分子式为BN，其晶体结构（图1）类似金刚石，硬度略低于金刚石，为HV72000～98000兆帕，常用作磨料和刀具材料。
1957年，美国的R.H.温托夫首先研制成立方氮化硼。
很长一段时间里，立方氮化硼被认为在自然界不存在，直至2009年，美国加州大学河滨分校、劳伦斯·利弗莫尔国家实验室的科学家和来自中国、德国科研机构的同行一起，在中国青藏高原南部山区地下约306公里深处古海洋地壳的富铬岩内找到了这种矿物，其在大约1300摄氏度高温、118430个大气压的高压条件下形成了晶体。
该团队以中国地质科学院地质研究所教授方青松的名字将新矿物命名为qingsongite（后缀ite表示矿物）。
国际矿物学协会在2013年8月正式承认了这是一种新的矿物——立方氮化硼。
其原子结构与金刚石中的碳原子结构类似,因此它具有高密度的特性,硬度可媲美钻石,常被用作磨料和刀具材料。
立方氮化硼CBN(Cubic Boron Nitride）是20世纪50年代首先由美国通用电气（GE）公司利用人工方法在高温高压条件下合成的，其硬度仅次于金刚石而远远高于其它材料，因此它与金刚石统称为超硬材料。
立方氮化硼是由六方氮化硼和触媒在高温高压下合成的，是继人造金刚石问世后出现的又一种新型高新技术产品。
它具有很高的硬度、热稳定性和化学惰性，以及良好的透红外形和较宽的禁带宽度等优异性能，它的硬度仅次于金钢石，但热稳定性远高于金钢石，对铁系金属元素有较大的化学稳定性。
立方氮化硼磨具的磨削性能十分优异，不仅能胜任难磨材料的加工，提高生产率，还能有效地提高工件的磨削质量。
氮化硼 小常识
(5)压制成各种形状的氮化硼制品，可用做高温、高压、绝缘、散热部件。
(6)航天航空中的热屏蔽材料。
(7)在触媒参与下，经高温高压处理可转化为坚硬如金刚石的立方氮化硼。
(8)原子
六方氮化硼的用途：
六方氮化硼可以用于制造TiB2/BN复合陶瓷，还可以用于高级耐火材料和超硬材料，水平连轧钢的分离环，用于耐高温润滑剂和高温涂料同时还是合成立方氮化硼的原料。
具体用途：
(1)金属成型的脱模剂和金属拉丝的润滑剂。
(2)高温状态的特殊电解、电阻材料。
(3)高温固体润滑剂，挤压抗磨添加剂，生产陶瓷复合材料的添加剂，耐火材料和抗氧化添加剂，尤其抗熔融金属腐蚀的场合，热增强添加剂、耐高温的绝缘材料。
六方氮化硼是具有良好的电绝缘性，导热性，化学稳定性；无明显熔点，在0.1MPA氮气中3000℃升华，在惰性气体中熔点3000℃，在中性还原气氛中，耐热到2000℃，在氮气和氩中使用温度可达2800℃，在氧气气氛中稳定性较差，使用温度1000℃以下。六方氮化硼的膨胀系数相当于石英，但导热率却为石英的十倍。
氮化硼英文名：Boron Nitride
分子式：BN 分子量：24.81（按1979年国际原子量）
质量标准：企业标准（QJ/YH02?08-89）
为2氮化硼是由氮原子和硼原子构成的晶体，该晶体结构分为：六方氮化硼（HBN）、密排六方氮化硼（WBN）和立方氮化硼，其中六方氮化硼的晶体结构具有类似的石墨层状结构，呈现松散、润滑、易吸潮、质轻等性状的白色粉末，所以又称“白色石墨”。理论密度2.27g/cm3，比重：2.43，莫氏硬度。
(15)各种保鲜镀铝包装袋等。
【精品文章】一文了解氮化硼(BN)材料
一文了解氮化硼（BN）材料
在100多年前，氮化硼在贝尔曼的实验室首次被发现，该材料得到较大规模发展是在20世纪50年代后期。
氮化硼（BN）是一种性能优异并有很大发展潜力的新型陶瓷材料，包括5种异构体，分别是六方氮化硼（h-BN），纤锌矿氮化硼（w-BN），三方氮化硼（r-BN）、立方氮化硼（c-BN）和斜方氮化硼（o-BN）。
广泛应用于机械、冶金、化工、电子、核能和航空航天领域。
图1 氮化硼的六方晶型、闪锌矿晶型和纤维锌矿晶型
1. 氮化硼简介
氮化硼是由氮原子和硼原子所构成的晶体，分子式为BN，分子量
24.81。
化学组成为43.6%的硼和56.4%的氮，理论密度2.27g/cm3。
氮化硼粉末具有松散、润滑、质轻、易吸潮等性质，颜色洁白。
氮化硼制品呈象牙白色。
目前对氮化硼的研究主要集中在对其六方相（H-BN）和立方相（C-BN）上的研究。
图2 氮化硼粉末及氮化硼晶体
氮化硼的性能可以主要分为以下几个方面：
在机械特性方面：拥有不磨蚀、低磨耗、尺寸安全性、润滑性佳、耐火及易加工等优点。
在电气特性方面：拥有介电强度佳、低介电常数、高频率下低损耗、可微波穿透、良好的电绝缘性等优点。
在热力特性方面：拥有高热传导、高热容量、低热膨胀、抗热冲击、高温润滑性及高温安定性等优点。
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氮化硼结构式
氮化硼（Boron Nitride）是一种具有多种用途的结构材料。
它是一种多维度，具有独特性质和强大功能的二维材料，其构型也被称为碳纳米管。
它能够用于众多应用领域，可以大大提高其处理性能，例如可以用于导电、阻燃、导热等方面。
1）氮化硼的结构
氮化硼是一种包含氮结合的硼元素的二维碳材料，其分子结构由四角形的硼原子组成，每个硼原子都是由四个氮原子所围绕。
氮化硼的结构，形成了一种又稳定又强健的结构，可以抵挡更多的压力。
2）氮化硼的特性
(1)高温稳定性：氮化硼具有非常好的耐热性，在高温环境中它仍然能够保持其原有的结构，并能够承受较大的温度，且不易变形损伤。
(2)低热传导性：氮化硼具有非常低的热传导性，它能够在低温下有效地将热量减少到最低，可以延长其使用寿命。
(3)防腐性：氮化硼在正常环境中具有非常好的耐腐蚀性，可以有效地防止有害物质对其进行腐蚀，从而防止材料受损。
(4)阻燃性：氮化硼可以有效地阻止火焰蔓延，降低燃烧危害。
(5)电磁屏蔽：氮化硼具有很好的电磁隔离功能，能有效地阻挡电磁波的传播，以防止有害电磁波对设备的损害。
3）应用
（1）炉窑技术：氮化硼常被用作发动机和航空发动机的炉窑，其耐高温性能可以有效避免发动机组件受损。
（2）变速器技术：氮化硼可以用于制作用于保护变速箱的密封件，其耐热性和低热导率的特性非常适合应用于变速器处理部分。
（3）电子产品技术：氮化硼在电子产品行业也有着重要的应用，电子产品的元件有高的复杂度，散热性能也比较好，而氮化硼的低热传导性可以很大程度上降低元件温度，以防止元件过热损坏。
（4）体育用品：氮化硼具有优异的硬度，刚度和耐磨性，因此也被用于体育用品，如球拍、击剑、盾牌等。
(5) 医疗器械：氮化硼由于具有绝缘性、抗菌性和耐腐蚀性的特性，可用于制造电子和机械装置，如止血带、温控器、医疗设备等。