晶体结构计算-高考化学难点考点专题练习
高考化学压轴题热点练6晶胞的有关计算
热点6 晶胞的有关计算1.某晶体的晶胞结构如图所示。
X(•)位于立方体顶点,Y()位于立方体中心。
试分析:(1)晶体中每一个Y同时吸引着________个X,每个X同时吸引着________个Y,该晶体的化学式是____________。
(2)晶体中在每个X周围与它最近且距离相等的X共有________个。
(3)晶体中距离最近的2个X分别与1个Y形成的两条线的夹角为_______。
答案(1)4 8 XY2(或Y2X) (2)12 (3)109°28′解析(1)同时吸引的微粒个数即指在某微粒周围距离最近的其他种类的微粒个数,观察图可知,Y位于立方体的体心,X位于立方体的顶点,每个Y同时吸引着4个X,而每个X 同时被8个立方体共用,每个立方体的体心都有1个Y,所以每个X同时吸引着8个Y,X、Y的个数比为1∶2,所以化学式为XY2或Y2X。
(2)晶体中每个X周围与它最接近的X之间的距离应为如图所示立方体的面对角线。
位置关系分别在此X的上层、下层和同一层,每层均有4个,共有12个。
(3)若将4个X连接,构成1个正四面体,Y位于正四面体的中心,可联系CH4的键角,知该夹角为109°28′。
2.(1)单质O有两种同素异形体,其中沸点高的是________(填分子式),原因是________________________;O和Na的氢化物所属的晶体类型分别为________和________。
(2)Al单质为面心立方晶体,其晶胞参数a=0.405 nm,晶胞中铝原子的配位数为________。
列式表示Al单质的密度____________g·cm-3(不必计算出结果)。
答案(1)O3O3相对分子质量较大,范德华力大分子晶体离子晶体(2)124×276.02×1023×(0.405×10-7)3解析(1)O元素形成O2和O3两种同素异形体,固态时均形成分子晶体,而分子晶体中,相对分子质量越大,分子间作用力越大,物质的沸点越高,故O3的沸点高于O2。
高中化学竞赛辅导晶体结构专练(精选精编试题-并附有详细解答)全国通用
晶体结构练习题1.(1)一种金属化合物中晶体结构为立方面心点阵,Mg 原子采纳类似金刚石的排列,每4个Cu 原子形成四面体,相互之间共用顶点连接起来,排布在Mg 原子的空隙中。
请问该晶胞中有 个原子,该金属化合物最简式为 。
(2)以草酸铁和草酸锌为原料,按肯定比例溶于水中充分搅拌混匀,加热并蒸去混合溶液的水分;渐渐共沉淀下来,产物几乎为Fe 3+与Zn 2+匀称分布的的固溶体型草酸盐混合物,过滤、灼烧,即成很好的固相反应原料“前驱物”的制备——即一种尖晶石型物质A :O 2-作立方最密积累,Zn 2+占据1/8的四面体空隙,Fe 3+占据1/2的八面体空隙。
请写出该反应的化学方程式 。
2.PdO 属四方晶系,在其晶体中,Pd 原子和O 原子分别以层状排布,其中O 原子层与层之间能够完全重合,而Pd 原子则每隔一层重复一次,试画出PdO 的晶胞,并指出距Pd 最近的原子有几个,呈何种立体构型?3.经 X 射线分析鉴定,某一离子晶体属于立方晶系,其晶胞参数 a=403.lpm 。
晶胞顶点位置为Ti 4+所占,体心位置为Ba 2+所占,全部棱心位置为O 2-所占。
请据此回答或计算:(1)用分数坐标表达各离子在晶胞中的位置。
(2)写出此晶体的化学式。
(3)指出晶体的点阵型式和结构基元。
(4)指出Ti 4+的氧配位数和Ba 2+的氧配位数。
(5)计算两种正离子的半径值(O 2-半径为 140 pm )。
(6)Ba 2+和O 2-联合组成哪种型式的积累?(7)O 2-的配位状况怎样?4.SiC 具有高硬度、高耐磨性、高耐腐蚀性及较高的高温强度等特点,已成为一种重要的工程材料。
其晶体具有六方ZnS 型结构,晶胞参数为a =308pm ,c =505pm ,已知C 原子的分数坐标为0,0,0和 ;Si 原子的分数坐标为 和(1) 按比例画出SiC 六方晶胞。
(2)每个晶胞中含有SiC 个。
(3)晶体中Si 的积累型式是 。
高考化学一轮复习晶体的结构与性质专项训练知识点及练习题含答案
高考化学一轮复习晶体的结构与性质专项训练知识点及练习题含答案一、晶体的结构与性质1.有四种不同堆积方式的金属晶体的晶胞如图所示,有关说法正确的是A.晶胞中原子的配位数分别为①6,②8,③8,④12B.空间利用率的大小关系为①<②<③<④C.①为简单立方堆积,②为镁型,③为钾型,④为铜型D.每个晶胞含有的原子数分别为①1个,②2个,③2个,④4个2.有关常见晶体的叙述正确的是( )A.氯化铯晶体中,每1个Cs+与其他8个Cs+等距离紧邻B.干冰晶体中,每1个CO2分子与其他12个CO2分子等距离紧邻C.石墨中由非极性键构成的最小碳环有6个碳原子,每个该小环平均分配6个碳原子D.氯化钠晶体中,每个Na+与其他6个Na+等距离紧邻3.三硫化四磷用于制造火柴即火柴盒摩擦面,分子结构如图所示。
下列有关三硫化四磷的说法正确的是()A.该物质中磷元素的化合价为+3B.22 g P4S3含硫原子数目约为1.806×1023C.该物质分子结构中S、P最外层电子数均不为8D.该物质分子中全是极性共价键4.已知C3N4晶体具有比金刚石还大的硬度,且构成该晶体的微粒间只以单键结合。
下列关于C3N4晶体的说法错误的是A.该晶体属于原子晶体,其熔、沸点很高B.该晶体中每个碳原子上连有4个氮原子,每个氮原子连接3个碳原子C.该晶体中碳原子和氮原子都满足最外层8电子结构D.该晶体的结构与金刚石类似,都是原子间以非极性键形成的空间网状结构5.美国某国家实验室成功地在高压下将CO2转化为具有类似SiO2结构的原子晶体,下列关于CO2的原子晶体的说法正确的是()A.CO2的原子晶体和分子晶体互为同分异构体B.在一定条件下,CO2的原子晶体转化为分子晶体是物理变化C.CO2的原子晶体和分子晶体具有相同的物理性质D.在CO2的原子晶体中,每个C原子周围结合4个O原子,每个O原子与2个碳原子结合6.下列叙述正确的是A.离子晶体中,只存在离子健,不可能存在其它化学键B.可燃冰中甲烷分子与水分子之间存在氢键C.Na2O2、NaHSO4晶体中的阴、阳离子个数比均为12D.晶体熔点:金刚石>食盐>冰>干冰7.氟在自然界中常以CaF2的形式存在。
(含3套新高考模拟卷)高三化学考点点点过晶体结构的计算选修
6.晶体结构的计算【考点归纳】 1.晶胞化学式的计算晶体中微粒的排列具有周期性,晶体中最小的结构重复单元称为晶胞,利用“均摊法”可以计算一个晶胞中的粒子数,从而确定晶体的化学式。
“均摊法”的基本思想是晶胞中任意位置上的一个粒子被n 个晶胞共用,那么每个晶胞对这个原子分得份额就是。
常见考题里涉及的晶胞有立方晶胞、六方晶胞、三棱晶胞,以立方晶胞最为常见。
(1)立方晶胞:每个顶点上的粒子被8个晶胞共用,每个粒子只有属于该晶胞;每条棱上的粒子被4个晶胞共用,每个粒子只有属于该晶胞;每个面心上的粒子被2个晶胞共用,每个粒子只有属于该晶胞;晶胞内的粒子完全属于该晶胞。
(2)六方晶胞:每个顶点上的粒子被6个晶胞共用;每条横棱上的粒子被4个晶胞共用;每条纵棱上的粒子被3个晶胞共用;每个面心上的粒子被2个晶胞共用;晶胞内的粒子完全属于该晶胞。
(3)三棱晶胞:每个顶点上的粒子被12个晶胞共用;每条横棱上的粒子被4个晶胞共用;每条纵棱上的粒子被6个晶胞共用;每个面心上的粒子被2个晶胞共用;晶胞内的粒子完全属于该晶胞。
2.晶体密度及微粒间距离的计算(1)晶体微粒与M 、ρ之间的关系:若1个晶胞中含有x 个微粒,则1mol 晶胞中含有x mol 微粒,其质量为xM g(M 为微粒的相对“分子”质量);1个晶胞的质量为ρa 3g(a 3为晶胞的体积,ρ为晶胞的密度),则1mol晶胞的质量为ρa 3N A g ,因此有xM =ρa 3N A 。
(2)金属晶体中体心立方堆积、面心立方堆积中的几组公式(设棱长为a ):面对角线长=2a ;体对角线长=3a ;体心立方堆积4r =3a (r 为原子半径);面心立方堆积4r =2a (r 为原子半径)。
(3)空间利用率的计算:空间利用率=晶胞占有的微粒体积晶胞体积。
【过关练习】1.下图是甲、乙、丙三种晶体的晶胞,则甲晶体中x 与y 的个数比是______,乙中a 与b 的个数比是______,丙中一个晶胞中有________个c 离子和________个d 离子。
高考化学晶胞的相关计算专项训练知识点及练习题附解析
高考化学晶胞的相关计算专项训练知识点及练习题附解析一、晶胞的相关计算1.铁(Fe)、铜(Cu)、银(Ag)是常见的金属元素,它们的单质及其化合物在生活中有广泛应用。
(1)Ag 与 Cu 在同一族,则 Ag 在周期表中________ (填“s”、“p”、“d”或“ds”)区;[Ag(NH3)2]+中Ag+空的 5s 轨道和 5p 轨道以sp 杂化成键,则该配离子的空间构型是________。
(2)基态 Cu+的简化电子排布式为________。
(3)表中是 Fe 和 Cu 的部分电离能数据:请解释 I2(Cu)大于 I2(Fe)的主要原因:________。
元素Fe Cu第一电离能 I1/kJ·mol-1759746第二电离能 I2/kJ·mol-115611958(4)亚铁氰化钾是食盐中常用的抗结剂,其化学式为 K4[Fe(CN)6]。
①CN-的电子式是________;1mol 该配离子中含σ 键数目为________。
②该配合物中存在的作用力类型有________ (填字母)。
A.金属键 B.离子键 C.共价键 D.配位键 E.氢键 F.范德华力(5)氧化亚铁晶体的晶胞结构如图所示。
已知:氧化亚铁晶体的密度为ρg•cm﹣3,N A代表阿伏加德罗常数的值。
在该晶胞中,与 Fe2+紧邻且等距离的 Fe2+数目为________,Fe2+与O2﹣最短核间距为________pm。
2.Mg、Ni、Cu、Zn 等元素在生产、生活中有着广泛的应用。
回答下列问题:(1)Mg、Ni、Cu 等金属可能形成金属互化物。
金属互化物的结构类型丰富多样,确定某种金属互化物是晶体还是非晶体可通过___________测定。
(2)根据 Cu、Zn 的原子结构比较第一电离能:I1(Cu)_________ I1(Zn)(填“大于”、“等于”或“小于”),理由是_____________________。
高考化学晶体的结构与性质专项训练与热点解答题组合练及解析
高考化学晶体的结构与性质专项训练与热点解答题组合练及解析一、晶体的结构与性质1.观察下列模型并结合有关信息,判断下列说法不正确的是()晶体硼(其每个结NaCl S8HCN 构单元中有12个B原子)结构模型示意图备注熔点2573K——易溶于CS2——A.晶体硼属于原子晶体,结构单元中含有30个B-B键,含20个正三角形B.NaCl晶体中每个Na+周围距离最近且相等的Na+有6个C.S8分子中的共价键为非极性键D.HCN分子中含有2个σ键,2个π键2.铁有δ、γ、α三种晶体结构,以下依次是δ、γ、α三种晶体在不同温度下转化的图示。
下列有关说法中正确的是δ-Feγ-Feα-FeA.δ、γ、α三种晶体互为同分异构体B.γ-Fe晶体为面心立方体紧密堆积C.α-Fe晶体与每个Fe原子距离相等且最近的Fe原子有8个D.将Fe加热到1 500℃分别急速冷却和缓慢冷却,得到的晶体类型相同3.下列对物质性质的描述中属于离子晶体的是()A.熔点是1070℃,易溶于水,水溶液能导电B.熔点是10.31℃,液态不导电,水溶液能导电C.熔点3550℃,硬度大,不导电D.熔点是97.80℃,质软、导电,密度是0.97g/cm34.下列关于氯化钠晶胞(如图)的说法正确的是()A.每个晶胞含有6个Na+和6个Cl-B.晶体中每个Na+周围有8个Cl-,每个Cl-周围有8个Na+C.晶体中与每个Na+最近的Na+有8个D.将晶胞沿体对角线AB作投影,CD两原子的投影将相互重合5.离子晶体熔点的高低取决于晶格能的大小,下列关于物质熔点的比较不正确的是()A.NaF>NaCl>NaBr>NaIB.Na2O>Na2S>NaCl>NaIC.NaCl>CaC12>MgCl2>AlCl3D.MgCO3>CaCO3>SrCO3>BaCO36.碱金属和卤素随着原子序数的增大,下列递变规律正确的是()A.碱金属单质的熔、沸点逐渐降低B.卤素单质的熔、沸点逐渐降低C.碱金属单质的密度逐渐增大D.卤素单质的密度逐渐减小7.二氧化硅晶体是立体网状结构,其晶体模型如图所示。
2022年高考化学的晶胞的相关计算专项训练附答案
2022年高考化学的晶胞的相关计算专项训练附答案一、晶胞的相关计算1.以N A表示阿伏加德罗常数的值,下列说法正确的是()A.36g冰(图甲)中含共价键数目为4N AB.12g金刚石(图乙)中含有σ键数目为4N AC.44g干冰(图丙)中含有N A个晶胞结构单元D.12g石墨(图丁)中含σ键数目3N A2.根据下列结构示意图,判断下列说法中正确的是A.在CsCl晶体中,距Cs+最近的Cl-有6个B.在CaF2晶体中,Ca2+周围距离最近的F-有4个C.在SiO2晶体中,每个晶胞中含有4个Si原子和8个O原子D.在铜晶体中,每个铜原子周围距离最近的铜原子有12个3.瑞德西韦(Remdesivir)是一种核苷类似物,具有抗病毒活性,对新型冠状病毒(2019-nCoV)病例展现出较好的疗效。
其结构如图a所示,回到下列问题:(1)该结构中P原子价电子的轨道表示式为_________。
(2)该结构中处于第二周期原子第一电离能从大到小的顺序为_______(用化学用语回答)。
(3)该结构氨基中N的杂化方式为_________,该分子间的作用力有________。
(4)苯酚(C6H5OH)为合成反应物之一,苯酚的晶体类型是_________,与甲苯()的相对分子质量相近,但苯酚的熔沸点高于甲苯,原因是________。
(5)某镨(59Pr)的化合物是合成该分子的催化剂之一,则镨元素位于元素周期表中的__________区。
MgCl2也是合成瑞德西韦的催化剂,晶胞如图b所示,则Mg2+处于氯离子围成的___________空隙中。
晶胞参数为acm、acm、bcm,则该晶体的密度为_____________g/cm3。
(填表达式,已知底面夹角分别为120°、60°,侧面与底面垂直)4.硼(B)、铝及其化合物在化学中有重要的地位。
请回答下列问题:Ⅰ.(1)与B的基态原子电子排布式中成单电子数相同的第二周期元素还有______(填写元素符号)。
难点9 晶胞的结构-2021年高考化学(新高考)(解析版)
难点9 晶胞的结构1.【2020山东新高考】CdSnAs2是一种高迁移率的新型热电材料,回答下列问题:(4)以晶胞参数为单位长度建立的坐标系可以表示晶胞中各原子的位置,称作原子的分数坐标。
四方晶系CdSnAs2的晶胞结构如图所示,晶胞棱边夹角均为90°,晶胞中部分原子的分数坐标如下表所示。
坐标原子x y zCd 0 0 0Sn 0 0 0.5As 0.25 0.25 0.125一个晶胞中有_________个Sn,找出距离Cd(0,0,0)最近的Sn_________(用分数坐标表示)。
CdSnAs2晶体中与单个Sn键合的As有___________个。
【答案】 4 (12,0,14)、(12,12,0) 4【分析】(4)结合部分原子的分数坐标,结合晶胞结构图,确定各原子在晶胞中位置,找出相应原子。
【详解】(4)由部分Cd原子的分数坐标为(0,0,0),可知8个Cd在晶胞的顶点,4个Cd在晶胞的面心,1个在晶胞的体心;部分Sn原子的分数坐标为(0,0,12),4个Sn在晶胞的棱上,6个Sn在晶胞的面心;部分As原子的分数坐标为(14,14,18),8个As在晶胞的体心;所以1个晶胞中Sn的个数为114+6442⨯⨯=;距离Cd(0,0,0)最近的Sn 是(12,0,14)、(12,12,0);由晶胞结构图可知,CdSnAs 2晶体中与单个Sn结合的As 有4个。
2.【2020天津新高考】Fe 、Co 、Ni 是三种重要的金属元素。
回答下列问题:(2)CoO 的面心立方晶胞如图所示。
设阿伏加德罗常数的值为N A ,则CoO 晶体的密度为______g ﹒cm -3:三种元素二价氧化物的晶胞类型相同,其熔点由高到低的顺序为_______。
【答案】233A310a N ⨯ NiO >CoO >FeO 【分析】(2)根据晶胞结构计算出O 2−和Co 2+个数,根据密度公式计算;根据离子晶体键能和晶格能比较熔点。
新高考化学晶胞的相关计算专项训练之知识梳理与训练附解析
新高考化学晶胞的相关计算专项训练之知识梳理与训练附解析晶胞是晶体中最基本的单位,是指由一组原子、离子或分子组成的空间结构。
晶胞的形状和大小决定了晶体的物理化学性质。
在新高考化学中,对于晶胞的相关计算是考查晶体结构和晶胞参数的基本知识点。
下面对晶胞的相关计算进行梳理,并附上相应训练题目和解析。
1.晶体的晶胞概念及特点:晶体的晶胞是晶体的最小周期性构造单元。
晶胞具有以下特点:-晶胞是一种具有尺度的空间格子,具有一定的几何形状。
-晶胞是晶体中的原子、离子或分子的排列规律。
-晶胞可以由晶胞参数描述,如晶胞的边长、角度等。
2.简单立方晶体的晶胞参数计算:简单立方晶体的晶胞参数包括晶胞边长和晶胞角度,计算公式如下:-晶胞边长a=2r-晶胞角度α=β=γ=90°训练题目:物质为简单立方结构,已知晶体中的原子半径r=1.26Å,求该晶胞的晶胞参数。
解析:根据公式得,晶胞边长a=2r=2×1.26Å=2.52Å。
晶胞角度α=β=γ=90°。
3.体心立方晶体的晶胞参数计算:体心立方晶体的晶胞参数包括晶胞边长和晶胞角度,计算公式如下:-晶胞边长a=4r/√3-晶胞角度α=β=γ=90°训练题目:物质为体心立方结构,已知晶体中的原子半径r=1.34Å,求该晶胞的晶胞参数。
解析:根据公式得,晶胞边长a=4r/√3=4×1.34Å/√3≈3.09Å。
晶胞角度α=β=γ=90°。
4.面心立方晶体的晶胞参数计算:面心立方晶体的晶胞参数包括晶胞边长和晶胞角度,计算公式如下:-晶胞边长a=2r√2-晶胞角度α=β=γ=90°训练题目:物质为面心立方结构,已知晶体中的原子半径r=1.58Å,求该晶胞的晶胞参数。
解析:根据公式得,晶胞边长a=2r√2=2×1.58Å√2≈4.46Å。
高考化学一轮复习晶体的结构与性质专项训练知识点-+典型题附解析
高考化学一轮复习晶体的结构与性质专项训练知识点-+典型题附解析一、晶体的结构与性质1.下列物质的结构与性质与氢键无关的是①乙醚的沸点②冰的密度比液态水小③邻羟基苯甲酸的熔沸点比对羟基苯甲酸的低④水分子在高温下很稳定⑤氢化镁的晶格能高⑥DNA的双螺旋结构⑦尿素的熔沸点比醋酸高A.④⑥②B.①④⑤C.②⑤⑥D.③⑤⑦2.类推是化学学习和研究中常用的思维方法。
下列类推错误的是①Mg可由电解熔融MgCl2制取,则Al也可由电解熔融AlCl3制取②晶体中有阴离子,必有阳离子,则晶体中有阳离子,也必有阴离子③1mol/L的NaCl溶液每升中含有1mol Na+,则1mol/L的FeCl3溶液每升中也含有1mol Fe3+④使用pH试纸时必须保持干燥,则湿润的pH试纸测得的pH一定有误差A.①③B.①②③C.②③④D.①②③④3.据《GreenChemistry》报道:我国学者发明了低压高效电催化还原CO2的新方法,其总反应为:NaC1+CO2CO+NaC1O。
下列说法正确的是()A.CO2的电子式:B.NaC1属于离子晶体,其配位数为8C.NaC1O中既有离子键又有共价键D.还原22.4LCO2转移的电子数2N A4.三硫化四磷用于制造火柴即火柴盒摩擦面,分子结构如图所示。
下列有关三硫化四磷的说法正确的是()A.该物质中磷元素的化合价为+3B.22 g P4S3含硫原子数目约为1.806×1023C.该物质分子结构中S、P最外层电子数均不为8D.该物质分子中全是极性共价键5.下列物质性质的变化规律与分子间作用力无关的是()A.在相同条件下,NH3在水中的溶解度大于CH4B.HF、HCl、HBr、HI的热稳定性依次减弱C.F2、Cl2、Br2、I2的熔、沸点逐渐升高D.CH3CH3、CH3CH2CH3、(CH3)2CHCH3、CH3CH2CH2CH3的沸点逐渐升高6.下列说法正确的是()A.熔点:锂<钠<钾<铷<铯B.由于HCl的分子间作用力比HI的强,故HC1比HI稳定C.等质量的金刚石和石墨晶体所含碳碳键的数目相等D.已知离子晶体AB的晶胞如图所示,则每个A+周围距离最近且等距的B-有8个7.《天工开物》记载:“凡火药以硝石、硫磺为主,草木灰为辅……而后火药成声”。
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专题14晶体结构计算的演练【考点归纳】 1.晶胞化学式的计算晶体中微粒的排列具有周期性,晶体中最小的结构重复单元称为晶胞,利用“均摊法”可以计算一个晶胞中的粒子数,从而确定晶体的化学式。
“均摊法”的基本思想是晶胞中任意位置上的一个粒子被n 个晶胞共用,那么每个晶胞对这个原子分得份额就是。
常见考题里涉及的晶胞有立方晶胞、六方晶胞、三棱晶胞,以立方晶胞最为常见。
(1)立方晶胞:每个顶点上的粒子被8个晶胞共用,每个粒子只有属于该晶胞;每条棱上的粒子被4个晶胞共用,每个粒子只有属于该晶胞;每个面心上的粒子被2个晶胞共用,每个粒子只有属于该晶胞;晶胞内的粒子完全属于该晶胞。
(2)六方晶胞:每个顶点上的粒子被6个晶胞共用;每条横棱上的粒子被4个晶胞共用;每条纵棱上的粒子被3个晶胞共用;每个面心上的粒子被2个晶胞共用;晶胞内的粒子完全属于该晶胞。
(3)三棱晶胞:每个顶点上的粒子被12个晶胞共用;每条横棱上的粒子被4个晶胞共用;每条纵棱上的粒子被6个晶胞共用;每个面心上的粒子被2个晶胞共用;晶胞内的粒子完全属于该晶胞。
2. 晶体密度及微粒间距离的计算(1)晶体微粒与M 、ρ之间的关系:若1个晶胞中含有x 个微粒,则1 mol 晶胞中含有x mol 微粒,其质量为xM g(M 为微粒的相对“分子”质量);1个晶胞的质量为ρa 3g(a 3为晶胞的体积,ρ为晶胞的密度),则1 mol 晶胞的质量为ρa 3N A g ,因此有xM =ρa 3N A 。
(2)金属晶体中体心立方堆积、面心立方堆积中的几组公式(设棱长为a ):面对角线长=2a ;体对角线长=3a ;体心立方堆积4r =3a (r 为原子半径);面心立方堆积4r =2a (r 为原子半径)。
(3)空间利用率的计算:空间利用率=晶胞占有的微粒体积晶胞体积。
【过关练习】1.下图是甲、乙、丙三种晶体的晶胞,则甲晶体中x与y的个数比是______,乙中a与b 的个数比是______,丙中一个晶胞中有________个c离子和________个d离子。
2.某钙钛型复合氧化物如图1所示,以A原子为晶胞的顶点,A位可以是Ca、Sr、Ba或Pb,当B位是V、Cr、Mn、Fe等时,这种化合物具有CMR效应。
用A、B、O表示这类特殊晶体的化学式:________。
3.下图是某铜矿的晶胞图,请推算出此晶胞的化学式(以X表示某元素符号)________;与X 等距离且最近的X原子个数为________。
4.钒的某种氧化物晶胞结构如图所示。
该氧化物的化学式为________,若它的晶胞参数为x nm,则晶胞的密度为________g·cm-3。
5.某镍白铜合金的立方晶胞结构如图所示。
晶胞中铜原子与镍原子的数量比为________。
6.Z基态原子的M层与K层电子数相等,它与某元素形成的化合物的晶胞如下图所示,晶胞中阴离子和阳离子的个数之比是________。
7.M是第四周期元素,最外层只有1个电子,次外层的所有原子轨道均充满电子。
元素Y的负一价离子的最外层电子数与次外层的相同。
M与Y形成的一种化合物的立方晶胞如图所示。
该化合物的化学式为________,已知晶胞参数a=0.542 nm,此晶体的密度为________g·cm-3。
(写出计算式,不要求计算结果。
阿伏加德罗常数为NA)8.O原子和Na原子能够形成化合物F,其晶胞结构如图所示,晶胞参数,a=0.566 nm, F 的化学式为________:晶胞中O原子的配位数为______________;列式计算晶体F的密度(g·cm-3)____________________。
9.GaAs的熔点为1 238 ℃,密度为ρg·cm-3,其晶胞结构如图所示。
该晶体的类型为________,Ga与As以________键键合。
Ga和As的摩尔质量分别为M Ga g·mol-1和M As g·mol -1,原子半径分别为rr As pm,阿伏加德罗常数值为N A,则GaAs晶胞中原子的体积Ga pm和占晶胞体积的百分率为___________________________________________。
10. Ni能与CO形成四羰基镍[Ni(CO)4],四羰基镍熔点-19.3 ℃,沸点42.1 ℃,易溶于有机溶剂。
Ni(CO)4固态时属于________晶体(填晶体类型)。
Ni2+与Mg2+、O2—形成晶体的晶胞结构如图所示(Ni2+未画出),则该晶体的化学式为________。
11. 下图所示的CaF2晶体中与Ca2+最近且等距离的F-数为________,已知,两个距离最近的Ca2+核间距离为a×10-8 cm,计算CaF2晶体的密度为________________。
12.金刚石晶胞含有________个碳原子。
若碳原子半径为r,金刚石晶胞的边长为a,根据硬球接触模型,则r=______a,列式表示碳原子在晶胞中的空间占有率_________(不要求计算结果)。
13.科学家把C60和K掺杂在一起制造了一种富勒烯与钾的化合物,该物质在低温时是一种超导体,其晶胞如图所示,该物质中K原子和C60分子的个数比为________。
继C60后,科学家又合成了Si60、N60。
请解释如下现象:熔点Si60>N60>C60,而破坏分子所需要的能量N60>C60>Si60,其原因是_________。
14.如图甲所示为二维平面晶体示意图,所表示的物质化学式为AX3的是________(填“a”或“b”)。
图乙为金属铜的晶胞,此晶胞立方体的边长为a pm,金属铜的密度为ρg·cm -3,则阿伏加德罗常数可表示为________ mol-1(用含a、ρ的代数式表示)。
15.FeO、NiO的晶体结构与NaCl晶体结构相同,其中Fe2+与Ni2+的离子半径分别为7.8×10-2nm、6.9×10-2nm,则熔点FeO___(填“<”、“>”或“=”)NiO,原因是_____________。
磷化硼是一种超硬耐磨的涂层材料,其晶胞如图2所示。
P原子与B原子的最近距离为a cm,则磷化硼晶胞的边长为________ cm(用含a的代数式表示)。
参考答案1.解析:甲中N (x)∶N (y)=1∶⎝ ⎛⎭⎪⎫4×18=2∶1;乙中N (a)∶N (b)=1∶⎝ ⎛⎭⎪⎫8×18=1∶1;丙中N (c)=12×14+1=4,N (d)=8×18+6×12=4。
答案:2∶1 1∶1 4 42.解析:由图可知,晶胞中A 位于顶点,晶胞中含有A 为8×18=1个,B 位于晶胞的体心,含有1个,O 位于面心,晶胞中含有O 的个数为6×12=3则化学式为ABO 3。
答案:ABO 33.解析:晶胞中含有X 原子数目=8×18+1=2,含有Cu :4,晶胞的化学式Cu 2X ;根据晶胞结构,与X 等距离且最近的X 原子个数为8个。
答案:Cu 2X 84.解析:由晶胞可知,V 位于顶点和体心,阳离子个数为1+8×18=2,O 有4个位于面心,2个位于体心,则阴离子个数为4×12+2=4,阴阳离子数目之比为4∶2=2∶1,该氧化物的化学式为VO 2;晶胞边长为x nm =x ×10-7cm ,晶胞体积V =10-21x 3cm 3,一个晶胞的质量m =51×2+16×4N A ,则密度ρ=m V =166N A 10-21 x 3=1.66×1023N A x 3答案:VO 21.66×1023N A x 35. 解析:Cu 原子位于面心,个数为6×12=3,Ni 原子位于顶点,个数为8×18=1,铜原子与镍原子的数量比为3∶1。
答案:3∶1 6.2:17.解析:根据晶胞结构利用切割法分析,每个晶胞中含有铜原子个数为8×18+6×12=4,氯原子个数为4,该化合物的化学式为CuCl ;则1 mol 晶胞中含有4 mol CuCl,1 mol 晶胞的质量为4×99.5 g,又晶胞参数a =0.542 nm ,此晶体的密度为4×99.5N A ×0.5423×10-21g·cm -3。
答案:CuCl4×99.5N A ×0.5423×10-218.解析:O 2-半径大于Na +半径,由F 的晶胞结构可知,大球代表O 2-,小球代表Na +,每个晶胞中含有O 2-个数为8×18+6×12=4,含有Na +个数为8,故O 2-、Na +离子个数之比为4∶8=1∶2,从而推知F 的化学式为Na 2O 。
由晶胞结构可知,每个O 原子周围有8个Na 原子,故O 原子的配位数为8。
晶胞参数a =0.566 nm =0.566×10-7cm ,则晶胞的体积为(0.566×10-7cm)3,从而可知晶体F 的密度为4×62 g·mol -10.566×10-7cm 3×6.02×1023mol-1≈2.27 g·cm -3。
答案: Na 2O 84×62 g·mol -10.566×10-7cm 3×6.02×1023 mol-1≈2.27 g·cm -39.解析:GaAs 的熔点为1 238 ℃,其熔点较高,据此推知GaAs 为原子晶体,Ga 与As 原子之间以共价键键合。
分析GaAs 的晶胞结构,4个Ga 原子处于晶胞体内,8个As 原子处于晶胞的顶点、6个As 原子处于晶胞的面心,结合“均摊法”计算可知,每个晶胞中含有4个Ga 原子,含有As 原子个数为8×18+6×12=4(个),Ga 和As 的原子半径分别为r Ga pm =r Ga ×10-10cm ,r As pm =r As ×10-10cm ,则原子的总体积为V 原子=4×43π×[(r Ga ×10-10cm)3+(r As ×10-10cm)3]=16π3×10-30(r 3Ga +r 3As )cm 3。
又知Ga 和As 的摩尔质量分别为M Ga g·mol -1和M As g·mol-1,晶胞的密度为ρ g·cm -3,则晶胞的体积为V晶胞=4M Ga +M As ρN Acm 3,故GaAs 晶胞中原子的体积占晶胞体积的百分率为V 原子V 晶胞×100%=16π3×10-30r 3Ga +r 3As cm 34M Ga +M As ρ N A cm3×100%=4π10-30×N A ρr 3Ga +r 3As 3M Ga +M As×100%。