晶体结构练习题答案
晶体学基础与晶体结构习题与答案
晶体学基础与晶体结构习题与答案1. 由标准的(001)极射赤面投影图指出在立方晶体中属于[110]晶带轴的晶带，除了已在图2-1中标出晶面外，在下列晶面中哪些属于[110]晶带？(1-12)，(0-12)，(-113)，(1-32)，(-221)。
图2-12. 试证明四方晶系中只有简单立方和体心立方两种点阵类型。
3. 为什么密排六方结构不能称作为一种空间点阵？4. 标出面心立方晶胞中（111）面上各点的坐标。
5. 标出具有下列密勒指数的晶面和晶向：a)立方晶系(421)，(-123)，(130)，[2-1-1]，[311]；b)六方晶系(2-1-11)，(1-101)，(3-2-12)，[2-1-11]，[1-213]。
6. 在体心立方晶系中画出{111}晶面族的所有晶面。
7. 在立方晶系中画出以[001]为晶带轴的所有晶面。
8. 已知纯钛有两种同素异构体，密排六方结构的低温稳定的α-Ti和体心立方结构的高温稳定的β-Ti，其同素异构转变温度为882.5℃，使计算纯钛在室温(20℃)和900℃时晶体中(112)和(001)的晶面间距(已知aα20℃=0.29506nm，cα20℃=0.46788nm，aα900℃=0.33065nm)。
9. 试计算面心立方晶体的(100)，(110)，(111)，等晶面的面间距和面致密度，并指出面间距最大的面。
10.平面A在极射赤平面投影图中为通过NS及核电0°N，20°E的大圆，平面B的极点在30°N，50°W处，a)求极射投影图上两极点A、B间的夹角；b)求出A绕B顺时针转过40°的位置。
11. a)说明在fcc的(001)标准极射赤面投影图的外圆上，赤道线上和0°经线上的极点的指数各有何特点，b)在上述极图上标出(-110)，(011)，(112)极点。
12. 图2-2为α-Fe的x射线衍射谱，所用x光波长λ=0.1542nm，试计算每个峰线所对应晶面间距，并确定其晶格常数。
晶体的结构与性质练习题1(含答案)
晶体的结构与性质练习题1. (2010·原创)下列关于晶体的说法正确的是( ) A ．在晶体中只要有阴离子就一定有阳离子B ．在晶体中只要有阳离子就一定有阴离子C ．原子晶体的熔点一定比金属晶体的高D ．分子晶体的熔点一定比金属晶体的低 解析：在原子晶体中构成晶体的粒子是原子；在离子晶体中构成晶体的粒子是阳离子和阴离子；在分子晶体中构成晶体的粒子是分子；在金属晶体中构成晶体的粒子是金属阳离子和自由电子，故选项B 错误。
晶体的熔点一般是原子晶体＞离子晶体＞分子晶体，而金属晶体的熔点相差比较大。
晶体硅的熔点(1 410℃)要比金属钨的熔点(3 410℃)低，而金属汞的熔点(常温下是液体)比蔗糖、白磷(常温下是固态，分子晶体)等低。
所以选项C 、D 不正确。
答案：A2． 下图为某晶体的一个晶胞，该晶体由A 、B 、C 三种基本粒子组成。
试根据图示判断，该晶体的化学式是( )A ．A 6B 8C B ．A 2B 4C C ．A 3BCD ．A 3B 4C解析：由分割法可知：晶胞中A 为6×12＝3；B 为8×18＝1；C 为1，故其化学式为A 3BC ，所以C 正确。
答案：C 3． (2010·改编)下列物质发生变化时，所克服的粒子间相互作用属于同种类型的是( ) A ．液溴和苯分别受热变为气体B ．干冰和氯化铵分别受热变为气体C ．二氧化硅和铁分别受热熔化D ．食盐和葡萄糖分别溶解在水中解析：本题考查的是晶体结构。
晶体类型相同的物质在发生状态变化时所克服的粒子间作用属于同种类型，否则就不属于同种类型，A 中溴和苯都是分子晶体，所克服的都是分子间作用力；B 中干冰属于分子晶体，需克服分子间作用力，而NH 4Cl 属于离子晶体，需克服离子键和共价键；C 中SiO 2是原子晶体，需克服共价键，铁属于金属晶体，需克服金属键；D 中食盐属于离子晶体，需克服离子键，葡萄糖属于分子晶体，需克服分子间作用力。
第二章晶体的结构习题和答案
第二章 晶体的结构习题及答案1．晶面指数为（123）的晶面ABC 是离原点O 最近的晶面，0A ，0B 和0C 分别与基矢1a ，2a 和3a 重合，除0点外，0A ，0B ，和0C 上是否有格点？若ABC 面的指数为（234），情况又如何？[解答] 晶面家族（123）截1a ，2a ，和3a 分别为1，2，3等份，ABC 面是离原点0最近的晶面，0A 的长度等于1a 长度，0B 的长度等于2a 的长度的1/2 ，0C 的长度等于3a 的长度的1/3 ，所以只有A 点是格点。
若ABC 面的指数为（234）的晶面族，则A 、B 、和C 都不是格点。
2．在结晶学中，晶胞是按晶体的什么特性选取的？[解答] 在结晶学中，晶胞选取的原则是既要考虑晶体结构的周期性又要考虑晶体的宏观对称性。
3. 在晶体衍射中，为什么不能用可见光？[解答] 晶体中原子间距的数量级为1010-米，要使原子晶格成为光波的衍射光栅，光波的波长应小于1010-米。
但可见光的波长为7.6 — 7100.4-⨯米,是晶体中原子间距的1000倍。
因此，在晶体衍射中，不能用可见光。
4．温度升高时，衍射角如何变化？X 光波长变化时，衍射角如何变化？[解答] 温度升高时，由于热膨胀，面间距h k l d 逐渐变大，由布拉格反射公式λθn d hkl =sin 2可知，对应同一级衍射，当X 光波长不变时，面间距hkl d 逐渐变大，衍射角θ逐渐变小。
所以温度升高，衍射角变小。
当温度不变，X 光波长变大时，对于同一晶面族，衍射角θ随之变大。
5．以刚性原子球堆积模型，计算以下各结构的致密度（一个晶胞中刚性原子球占据的体积与晶胞体积的比值称为结构的致密度）分别为：（1）简立方，6π ； （2）体心立方，π83 ； （3）面心立方，π62 ； （4）金刚石结构，π163。
[解答] 该想晶体是由刚性原子球堆积而成。
一个晶胞中刚性原子球占据的体积与晶胞体积的比值称为结构的致密度。
四种晶体练习题及答案
四种晶体练习题及答案在化学和物理学科中，晶体是一种具有规律排列的原子、离子或分子组成的固体。
晶体结构的类型对于材料的物理性质有着重要的影响。
以下是四种常见晶体结构的练习题及答案。
练习题1：请描述简单立方晶体的排列特征，并说明其晶格常数的计算方法。
答案1：简单立方晶体中，原子或分子在立方体的每个顶点上排列，每个顶点的原子属于相邻的八个立方体共享。
晶格常数a可以通过测量立方体的边长来确定。
练习题2：面心立方（FCC）晶体和体心立方（BCC）晶体有何区别？请用原子填充率来说明。
答案2：面心立方晶体中，除了立方体的每个顶点上有一个原子外，每个面的中心也有一个原子。
体心立方晶体则在立方体的中心有一个原子，而顶点上没有原子。
FCC的原子填充率大约为74.05%，而BCC的原子填充率大约为68%。
练习题3：金刚石晶体是一种什么类型的晶体结构？请简述其原子排列方式。
答案3：金刚石晶体是一种面心立方晶体结构，但它的每个原子都与四个其他原子以四面体的方式连接，形成了一个非常稳定的三维网络。
练习题4：石墨的晶体结构是怎样的？请描述其层与层之间的连接方式。
答案4：：石墨具有六角晶系的层状结构，每个碳原子与其三个最近邻的碳原子以sp²杂化形成平面六角网状结构，层与层之间通过范德华力连接。
练习题5：为什么说晶体的缺陷会影响其物理性质？答案5：晶体的缺陷，如点缺陷、线缺陷（位错）和面缺陷（晶界），会打断原子的规律排列，从而影响晶体的机械强度、导电性和光学性质等。
例如，位错的存在可以降低晶体的强度，而晶界的增加可以降低晶体的电导率。
结束语：通过以上练习题及答案，我们可以看到晶体结构的多样性及其对材料性质的重要影响。
了解和掌握不同晶体结构的特点对于材料科学和化学领域的研究至关重要。
希望这些练习题能帮助你更好地理解晶体结构的基本概念。
晶体结构练习题答案
晶体结构练习题一、（2005全国初赛）下图是化学家合成的能实现热电效应的一种晶体的晶胞模型。
图中的大原子是稀土原子，如镧；小原子是周期系第五主族元素，如锑；中等大小的原子是周期系VIII 族元素，如铁。
按如上结构图写出这种热电晶体的化学式。
给出计算过程。
提示：晶胞的6个面的原子数相同。
设晶体中锑的氧化态为－1，镧的氧化态为+3，问：铁的平均氧化态多大？解析：晶胞里有2个La原子（处于晶胞的顶角和体心）；有8个Fe原子（处于锑形成的八面体的中心）；锑八面体是共顶角相连的，平均每个八面体有6/2＝3个锑原子，晶胞中共有8个八面体，8x3=24个锑原子；即：La2Fe8Sb24。
答案：化学式LaFe4Sb12 铁的氧化态9/4 = 2.25二、(2004年全国初赛)最近发现，只含镁、镍和碳三种元素的晶体竟然也具有超导性。
鉴于这三种元素都是常见元素，从而引起广泛关注。
该晶体的结构可看作由镁原子和镍原子在一起进行（面心）立方最密堆积（ccp），它们的排列有序，没有相互代换的现象（即没有平均原子或统计原子），它们构成两种八面体空隙，一种由镍原子构成，另一种由镍原子和镁原子一起构成，两种八面体的数量比是1︰3，碳原子只填充在镍原子构成的八面体空隙中。
（1）画出该新型超导材料的一个晶胞（碳原子用小球，镍原子用大○球，镁原子用大球）。
（2）写出该新型超导材料的化学式。
（1）（在（面心）立方最密堆积－填隙模型中，八面体空隙与堆积球的比例为1︰1，在如图晶胞中，八面体空隙位于体心位置和所有棱的中心位置，它们的比例是1︰3，体心位置的八面体由镍原子构成，可填入碳原子，而棱心位置的八面体由2个镁原子和4个镍原子一起构成，不填碳原子。
）（2）MgCNi3（化学式中元素的顺序可不同，但原子数目不能错）。
三、将Nb2O5与苛性钾共熔后，可以生成溶于水的铌酸钾，将其慢慢浓缩可以得到晶体K p[Nb m O n]·16H2O，同时发现在晶体中存在[Nb m O n]p－离子。
晶体结构习题
晶体结构习题第一章晶体结构1.三维空间中有多少种brafi格？画一张图来说明这些布拉菲格子。
解：三维空间有14种布拉菲格子，分别如下图所示：2.石墨层中的碳原子排列成六角形网络结构，如图所示。
一个原电池包含多少个原子？为什么？么？解决方案：石墨层中的原电池包含两个原子。
在图中，a和B原子并不相等，它们的几何位置也不同，所以在一个原始细胞中至少有两个碳原子；如图所示，石墨单层可以通过周期性平移图中由点框包围的两个原子A和B的单元来获得。
它可以形成石墨单层的原细胞。
因此，石墨层中的一个原细胞包含两个原子。
3、利用刚球密堆模型,求证球可能占据的最大体积与总体积之比为：（1）简单立方体6(5)金刚石；（2）体心立方322（3）面心立方（4）六方密积？；？；？；8663?。
解：（1）在简单的立方晶体学原胞中，假设原子半径为r，则原胞的晶体学常数为a？2R，则简单立方体的密度（即球可能占据的最大体积与总体积的比率）为：441??r31??r333?33?6A（2R）（2）在体心立方晶体学原胞中，如果原子半径为r，则原胞的晶体学常数为a？4R/3，则BCC的密度为：442??r32??r33?3??33??38a(4r/3)（3）在面心立方的结晶学原胞中，设原子半径为r，则原胞的晶体学常数a?22r，则面心立方的致密度为：444?? r32？？r33？？33?? a（22r）32？6（4）在六方密积的晶体学原胞中，假设原子半径为r，那么原胞的晶体学常数a？2rc?(26/3)a?(46/3)r，则六角密积的致密度为：446?? r36？？r333223a3（2r）6？c6？（46/3）r442？6（5）在金刚石晶胞中，如果原子半径为r，晶胞的晶胞常数为a？（8/3）r，那么钻石的密度是：448??r38??r33?3??33??3316a(8/3)r4.有一个简单的格，它的基向量是A1？3i，a2？3j，a3？1.5（i？j？k）。
高中化学晶体结构与性质练习题(含解析)
高中化学晶体结构与性质练习题学校:___________姓名：___________班级：_____________一、单选题1．下列关于晶体的结构，粒子间的相互作用的说法，正确的是（）A．分子晶体中只存在范德华力B．离子晶体中只存在离子键C．共价晶体中都存在极性键D．金属晶体中只存在金属键2．某晶体的一部分如图所示，这种晶体中A、B、C三种微粒数之比是（）A．3：9：4 B．1：4：2 C．2：9：4 D．3：8：5 3．下列各组物质的晶体中，化学键类型和晶体类型均相同的是（）A．NH3和NH4Cl B．HCl和H2OC．KCl和K D．CO2和SiO24．电子表、电子计算器、电脑显示器都运用了液晶材料显示图象和文字。
有关其显示原理的叙述中，正确的是（）A．施加电压时，液晶分子沿垂直于电场方向排列B．移去电压后，液晶分子恢复到原来状态C．施加电场时，液晶分子恢复到原来状态D．移去电场后，液晶分子沿电场方向排列5．下列物质的晶体类型与其他几个不同的是（）A．Na2S B．MgCl2C．AlCl3D．Al2O36．下列说法中，错误的是（）A．只含分子的晶体一定是分子晶体B．碘晶体升华时破坏了共价键C．几乎所有的酸都属于分子晶体D．稀有气体中只含原子，但稀有气体的晶体属于分子晶体7．美国某杂志曾经报道：在40 GPa高压下，用激光器加热到1800K，人们成功制得了原子晶体干冰，有关原子晶体干冰的推断错误的是（）A．有很高的熔点和沸点B．易汽化，可用作制冷材料C．含有极性共价键D．硬度大，可用作耐磨材料8．化学用语是学习化学的工具和基础。
下列有关化学用语的说法或使用正确的是A．稀有气体的晶体，其组成微粒是原子，晶体中不存在分子间作用力B．核素C—12的原子组成符号为C，二氧化碳分子的结构式为O=C=OC．NaNO2溶液中加入酸性KMnO4溶液：2MnO4－＋5NO2－＋6H＋＝2Mn2＋＋5NO3－＋3H2OD．表示氢气燃烧热的热化学方程式为：2H2（g）+O2（g）=2H2O（l）△H=-571.6KJ/mol 9．铁元素形成的单质有三种晶胞的结构，如图所示，则下列说法正确的是（）A．铁元素基态原子M层上有8对成对电子BC．三种晶胞α、β、θ中铁原子的配位数之比为4:6:3D．将铁加热到1500℃分别急速冷却和缓慢冷却，得到的晶体结构相同10．下列说法正确的是（）A．晶体一般都是透明的B．金刚石属于混合型晶体C．区分晶体和非晶体最可靠的科学方法是对固体进行X射线衍射实验D．在[Cu(NH3)4]2+配离子中NH3与中心离子Cu2+结合的化学键是非极性键11．金属钛(Ti)与氮形成的某种化合物常被用作高温结构材料和超导材料。
高中化学《晶体构型与性质》练习题(附答案解析)
高中化学《晶体构型与性质》练习题(附答案解析)学校:___________姓名___________班级____________一、单选题1．下列有关物质性质的比较，错误的是（）A．溶解度小苏打 < 苏打B．密度溴乙烷 > 水C．硬度晶体硅 < 金刚石D．碳碳键键长乙烯 > 苯2．下列物质形成的晶体中，属于分子晶体的是（）A．CCl4B．NaOH C．金刚石D．KCl3．某种氨化硼晶体具有超硬、耐磨、耐高温等特点。
下列各组晶体熔化时克服的粒子间作用力与该种氮化硼晶体熔化时克服的粒子间作用力都相同的是（）A．硝酸钠和镁B．晶体硅和金刚石C．冰和干冰D．苯和CCl44．化学与人类生产、生活密切相关。
下列有关说法不正确的是（）A．通过缩聚反应可将乳酸加工制得可降解的聚乳酸塑料B．石墨晶体中存在范德华力，常用作润滑剂C．三星堆考古中用X射线衍射法分析青铜器的微观晶体结构D．将重质油裂解为轻质油作为燃料能直接有效促进“碳中和”5．对图中某金属晶体结构的模型进行分析，判断下列有关说法正确的是（）A．该种堆积方式称为六方堆积B．该种堆积方式称为体心立方堆积C．该种堆积方式称为面心立方堆积D．金属Mg就属于此种堆积方式6．对于A1型最密堆积的描述错误的是（）A．A1型最密堆积晶体的晶胞也叫面心立方晶胞B．面心立方晶胞的每个顶点上和每个面的中心上都各有一个微粒C．平均每个面心立方晶胞中有14个微粒D．A1型最密堆积可用符号“…ABCABC…”表示7．化学与生活、生产、社会可持续发展密切相关。
下列说法错误的是（）A．免洗洗手液能杀菌消毒，主要因为其有效成分活性银离子能使蛋白质变性B．牙膏中添加的Na2PO3F、NaF所提供的氟离子浓度相等时，它们防治龋齿的作用是相同的C．用聚氯乙烯代替木材，生产快餐盒，以减少木材的使用D．石墨晶体中存在范德华力，常用作润滑剂8．下列物质的晶体中的化学键类型和晶体类型都相同的是（）A．CO2和SiO2B．H2O和NH3C．NaCl和HCl D．C(金刚石)和C609．从化学键的角度看化学反应的实质是“旧化学键的断裂，新化学键的形成”，下列既有旧化学键的断裂，又有新化学键的形成的变化是（）A．固体碘的升华B．生右灰作为干燥剂吸水C．氯化钠的熔化D．酒精溶解于水10．下列过程只需要破坏共价键的是（）Al O D．晶体硅熔化A．NaCl溶于水B．碘升华C．熔融2311．下列说法正确的是（）A．分子晶体和离子晶体中一定都含有化学键B．金属晶体中，原子半径越大，金属键越强C．同一个原子中的p轨道形状完全相同D．焰色反应与电子跃迁有关12．下列关于化学键与晶体类型的说法正确的是（）A．含有金属阳离子的晶体一定是离子晶体B．MgO晶体中一个Mg2+只与一个O2-存在强烈的相互作用C．金属发生变形时，金属阳离子与自由电子间的作用力仍然存在D．构成分子晶体的基本微粒是分子，其熔沸点高低取决于分子内部共价键的强弱13．正硼酸(H3BO3)是一种片层状结构白色晶体，层内的H3BO3分子通过氢键相连(如下图)。
晶体结构练习题
2-27 硅酸盐晶体的分类依据是什么？可分为那几类，每类 的结构特点是什么？ 答：硅酸盐晶体主要是根据[SiO4]在结构中的排列结合方式来 分类，具体可以分为五类：岛状、组群状、链状、层状和架状。 结构和组成上的特征见下表：
结构类型 I岛状 组群状 [SiO4]共用O2-数 0 1 2 2 2 形状 四面体 双四面体 三节环 四节环 六节环 络阴离子团 [SiO4]4[Si2O7]6[Si3O9]6[Si4O12]8[Si6O18]12Si:O 1:4 2:7 1:3 1:3 1:3
2-7 n个等径球作最紧密堆积时可形成多少个四面体空隙、多 少个八面体空隙？不等径球是如何进行堆积的？
答：n个等径球作最紧密堆积时可形成n个八面体空隙、 2n个四面体空隙。 不等径球体进行紧密堆积时，可以看成由大球按等径球 体紧密堆积后，小球按其大小分别填充到其空隙中，稍大 的小球填充八面体空隙，稍小的小球填充四面体空隙，形 成不等径球体紧密堆积。
2-18 MgO和CaO同属NaCl型结构，而它们与水作用时则 CaO要比MgO活泼，试解释之。 解：因为rMg2+与rCa2+不同，rCa2+> rMg2+， CaO晶格中 的空隙大，使CaO结构较MgO疏松，H2O易于进入，所以活 泼。 2-20 计算CaTiO3晶体中O2－的电价是否饱和？ 解： CaTiO3晶体中，Ca2+的配位数CN=12，Ti4+的配位数 CN=6，O2-的配位数CN=6 价饱和。 所以 即O2-电
画出O2-离子作面心立方堆积时，各四面体空隙和八 面体空隙的所在位置，个数，（以一个晶胞为结构基元 表示出来），计算四面体空隙、八面体空隙与O2-数之比。
2-26 硅酸盐晶体结构有何特点？怎样表征其学式？
固体物理 第一章 晶体结构习题
第一章晶体结构1.试述晶态、非晶态、准晶、多晶和单晶的特征性质。
解：晶态固体材料中的原子有规律的周期性排列，或称为长程有序。
非晶态固体材料中的原子不是长程有序地排列，但在几个原子的范围内保持着有序性，或称为短程有序。
准晶态是介于晶态和非晶态之间的固体材料，其特点是原子有序排列，但不具有平移周期性。
另外，晶体又分为单晶体和多晶体：整块晶体内原子排列的规律完全一致的晶体称为单晶体；而多晶体则是由许多取向不同的单晶体颗粒无规则堆积而成的。
2.晶格点阵与实际晶体有何区别和联系？解：晶体点阵是一种数学抽象，其中的格点代表基元中某个原子的位置或基元质心的位置，也可以是基元中任意一个等价的点。
当晶格点阵中的格点被具体的基元代替后才形成实际的晶体结构。
晶格点阵与实际晶体结构的关系可总结为：晶格点阵＋基元＝实际晶体结构3.晶体结构可分为Bravais格子和复式格子吗？解：晶体结构可以分为Bravais格子和复式格子，当基元只含一个原子时，每个原子的周围情况完全相同，格点就代表该原子，这种晶体结构就称为简单格子或Bravais格子；当基元包含2个或2个以上的原子时，各基元中相应的原子组成与格点相同的网格，这些格子相互错开一定距离套构在一起，这类晶体结构叫做复式格子。
解：（a）“面心＋体心”立方不是布喇菲格子。
从“面心＋体心”立方体的任一顶角上的格点看，与它最邻近的有12个格点；从面心任一点看来，与它最邻近的也是12个格点；但是从体心那点来看，与它最邻近的有6个格点，所以顶角、面心的格点与体心的格点所处的几何环境不同，即不满足所有格点完全等价的条件，因此不是布喇菲格子，而是复式格子，此复式格子属于简立方布喇菲格子。
（b）“边心”立方不是布喇菲格子。
从“边心”立方体竖直边心任一点来看，与它最邻近的点子有八个；从“边心”立方体水平边心任一点来看，与它最邻近的点子也有八个。
虽然两者最邻近的点数相同，距离相等，但他们各自具有不同的排列。
第一章金属的晶体结构习题答案
第一章 金属的晶体结构(一)填空题3．金属晶体中常见的点缺陷是金属晶体中常见的点缺陷是 空位、间隙原子和置换原子 ，最主要的面缺陷是最主要的面缺陷是 。
4．位错密度是指．位错密度是指 单位体积中所包含的位错线的总长度 ，其数学表达式为VL =r 。
5．表示晶体中原子排列形式的空间格子叫做表示晶体中原子排列形式的空间格子叫做 晶格 ，而晶胞是指而晶胞是指 从晶格中选取一个能够完全反应晶格特征的最小几何单元 。
6．在常见金属晶格中，原子排列最密的晶向，体心立方晶格是．在常见金属晶格中，原子排列最密的晶向，体心立方晶格是 [111] ，而面心立方晶格是晶格是 [110] 。
7 晶体在不同晶向上的性能是晶体在不同晶向上的性能是 不同的 ，这就是单晶体的这就是单晶体的 各向异性现象。
一般结构用金属为 多 晶体，在各个方向上性能晶体，在各个方向上性能 相同 ，这就是实际金属的，这就是实际金属的 伪等向性 现象。
现象。
8 实际金属存在有实际金属存在有 点缺陷 、 线缺陷 和 面缺陷 三种缺陷。
位错是三种缺陷。
位错是 线 缺陷。
缺陷。
9．常温下使用的金属材料以．常温下使用的金属材料以 细 晶粒为好。
而高温下使用的金属材料在一定范围内以晶粒为好。
而高温下使用的金属材料在一定范围内以粗粗晶粒为好。
晶粒为好。
10．金属常见的晶格类型是 面心立方、 体心立方 、 密排六方 。
11．在立方晶格中，各点坐标为：A (1，0，1)，B (0，1，1)，C (1，1，1/2)，D(1/2，1，1/2)，那么AB 晶向指数为10]1[-，OC 晶向指数为[221] ，OD 晶向指数为晶向指数为 [121] 。
12．铜是铜是 面心 结构的金属，它的最密排面是它的最密排面是 ｛111｝ ，若铜的晶格常数a=0.36nm,那么最密排面上原子间距为那么最密排面上原子间距为 0.509nm 。
13 α-Fe 、γ-Fe 、Al 、Cu 、Ni 、Cr 、V 、Mg 、Zn 中属于体心立方晶格的有中属于体心立方晶格的有 α-Fe 、Cr 、V ，属于面心立方晶格的有属于面心立方晶格的有 γ-Fe 、Al 、Cu 、Ni 、 ，属于密排六方晶格的有属于密排六方晶格的有 Mg 、Zn 。
晶体练习题及答案
晶体练习题及答案题目一：晶体的基本概念1. 什么是晶体？答案：晶体指的是由周期性重复排列的原子、分子或离子组成的固态物质。
2. 晶体的特点有哪些？答案：晶体具有以下特点：- 具有长程有序性：晶体中的原子、分子或离子按照规则的排列方式组成，形成周期性的结构。
- 具有各向同性或各向异性：晶体的物理性质在不同方向上可能存在差异。
- 具有平面外的周期性：晶体的周期性结构在三维空间中保持着重复。
- 具有清晰的外形：晶体通常具有规则的几何形状，如立方体、六角柱等。
题目二：晶体的结构与分类1. 晶体的结构有哪些类型？答案：晶体的结构可分为以下几种类型：- 离子晶体：由正、负离子通过电子静力作用排列而成。
- 分子晶体：由分子通过分子间相互作用力排列而成。
- 原子晶体：由原子通过原子间相互作用力排列而成。
2. 晶体的分类方法有哪些？答案：晶体可按照成分、结构和形貌等进行分类。
- 成分分类：包括无机晶体和有机晶体两大类。
- 结构分类：根据晶体的结构类型，可分为离子晶体、分子晶体、原子晶体和金属晶体等。
- 形貌分类：按照晶体外形，可分为短柱状、针状、板状、粒状等多种形态。
题目三：晶胞与晶体的晶格1. 什么是晶胞？答案：晶胞是指晶体中最小的具有周期性结构的单位，通常由一组原子、分子或离子组成。
2. 什么是晶格？答案：晶格是指晶体中晶胞之间的无限重复排列形成的空间网格结构。
3. 晶体的晶格类型有哪些？答案：晶体的晶格类型可分为以下几种：- 简单晶格：晶胞中只有一个原子或离子。
- 面心立方晶格：晶胞的各个面心上都有一个原子或离子。
- 体心立方晶格：晶胞的中心位置还有一个原子或离子。
- 其他复杂晶格：如六方密排晶格、菱面体晶格等。
题目四：晶体的缺陷1. 晶体的缺陷有哪些？答案：晶体的缺陷可分为点缺陷、线缺陷和面缺陷三种。
- 点缺陷：包括空位、间隙原子和杂质原子等在晶体中的缺陷点。
- 线缺陷：主要指晶体表面的位错和堆垛层错等。
高二化学晶体结构练习题1
高二化学晶体结构练习题学校：__________姓名：__________班级：__________考号：__________一、单项选择1、认真分析NaCl和CsCl的晶体结构，判断下列说法错误的是（）A．NaCl和CsCl都属于AB型的离子晶体B．NaCl和CsCl晶体中阴、阳离子个数比相同，所以阴、阳离子的配位数相等C．NaCl和CsCl晶体中阴、阳离子的配位数分别为6和8D．NaCl和CsCl都属于AB型的离子晶体，所以阴、阳离子半径比不相同2、图是CaF2晶胞的结构。
下列说法正确的是( )A．一个CaF2晶胞中含有8个Ca2+B．一个CaF2晶胞中含有8个F-C．在CaF2晶胞中Ca2+的配位数为4D．在CaF2晶胞中F-的配位数为83、根据下列结构示意图，判断下列说法中不正确的是（）A．在NaCl晶体中，距Na+最近的Cl-形成正八面体B．在CaF2晶体中，每个晶胞平均占有4个Ca2＋C．在金刚石晶体中，碳原子与碳碳键数目比为1:2D．该气态团簇分子的分子式为EF或FE4、下列选项所述中的数字不是6的是（）A．在NaCl晶体中，与一个Na＋最近的且距离相等的Cl－的个数B．在金刚石晶体中，围成最小环的原子数C．在二氧化硅晶体中，围成最小环的原子数D．在CsCl晶体中，与一个Cs＋最近的且距离相等的Cs＋的个数5、下列所示的图象是从NaCl或CsCl晶体结构图中分割出来的部分结构图，试判断属于NaCl晶体结构的图象是（）⑴⑵⑶⑷A．图⑴和图⑶B．图⑵和图⑶C．只有图⑴D．图⑴和图⑷6、食盐晶体如下图所示。
在晶体中，表示Na+，ο表示Cl-。
已知食盐的密度为ρg/cm3，NaCl摩尔质量M g/mol，阿伏加德罗常数为N，则在食盐晶体里Na+和Cl-的间距大约是（）7、下面关于晶体的叙述中，错误的是（）A、氯化铯晶体中，每个Cs＋周围紧邻8个Cl－B、氯化钠晶体中，每个Na＋周围距离最近且相等的Na＋共有6个C、干冰晶体中，每个CO2分子周围紧邻12个CO2分子D、金刚石为网状结构，由共价键形成的碳原子环中，最小环上有6个碳原子8、CaC2晶体的晶胞结构和NaCl晶体的相似（如图所示），但CaC2晶体中含有的中哑铃形C22-的存在，使晶胞沿一个方向拉长。
晶体结构练习题答案
晶体结构练习题答案晶体结构是固体物质中最基本的结构单元。
通过学习和练习晶体结构的分析和确定方法，我们可以更好地理解物质的结构和性质。
以下是一些晶体结构练习题的答案。
1. 问题：下面是一种晶体的晶胞示意图，请根据图中的晶胞参数计算晶胞体积。
[图1]（注：晶胞中的所有角度都是直角，a，b，c分别是晶胞在x，y，z方向的长度）解答：根据晶胞的参数，晶胞体积可以通过公式V = a * b * c来计算。
根据图中所示，a = 4 Å，b = 5 Å，c = 6 Å。
将这些值代入公式，得到V = 4 Å * 5 Å * 6 Å = 120 Å^3。
2. 问题：下图是一种晶体的晶胞示意图。
请根据图中的晶胞参数确定晶体的晶体学点群。
[图2]解答：确定晶体的晶体学点群需要分析晶体的对称性。
根据图中所示，晶胞具有对称面、旋转轴和反射轴。
通过观察，可以发现晶胞存在一个垂直于平面上的二次旋转轴（C2）以及一个垂直于平面反射轴（σh）。
根据国际晶体学表，这种对称性对应的晶体学点群是mm2。
3. 问题：下面是一种晶体的晶胞示意图及其晶胞参数，请根据图中的信息确定晶体的晶格类型。
[图3]（注：a，b，c分别是晶胞在x，y，z方向的长度）解答：确定晶体的晶格类型需要分析晶体的晶胞参数。
根据图中所示，a = b ≠ c，且α = β = γ = 90°。
根据晶格类型的定义，这种晶体的晶格类型是正交晶系。
4. 问题：下图是一种晶体的晶胞示意图。
请根据图中的信息确定晶胞内原子的排列方式。
[图4]解答：根据图中所示，晶胞内包含了两个不同类型的原子，分别是红色和绿色的原子。
通过观察，可以发现这两种原子按照一定的规律重复排列在晶胞内。
每个红色原子都有六个绿色原子相邻，而每个绿色原子也有六个红色原子相邻。
这种排列方式符合体心立方晶格的结构特征。
通过以上练习题，我们可以加深对晶体结构的理解。
晶体结构练习及参考答案
专题10 晶体结构一、选择题：1、下列个组物质的晶体中，化学键类型相同，晶体类型也相同的是（）A、SO2和SiO2B、CO2和H2OC、NaCl和HClD、CCl4和KCl2、下列晶体中，不属于原子晶体的是（）A、干冰B、水晶C、晶体硅D、金刚石3、下列晶体，属于分子晶体，且分子内只含极性键的是（）A、I2B、CH3COONaC、CO2D、NH4Cl4、共价键、离子键、分子间作用力都是构成物质微粒间的作用,含有以上两种作用的是（）A、SiO2B、干冰C、食盐D、蔗糖5、固体融化时，必须破坏非极性共价键的是（）A、冰B、晶体硅C、溴D、二氧化硅6、下列个物质气化或熔化时，所克服的微粒见的作用，属同种类型的是（）A、碘和干冰的升华B、二氧化硅和生石灰的熔化C、氯化钠和铁的熔化D、苯和环己烷的蒸发7、下列个组物质中，按熔点由低到高排列正确的是（）A、O2、I2、HgB、CO2、KCl、SiO2C、Na、K、RbD、SiC、NaCl、SO28、碳化硅（SiC）的一种晶体有类似金刚石的结构，其中碳原子和硅原子的位置是交替的。
在下列三种晶体（1）金刚石（2）晶体硅（3）碳化硅中，它们的熔点由高到低的顺序是（）A、（1）（3）（2）B、（2）（3）（1）C、（3）（1）（2）D、（2）（1）（3）9、某共价化合物C、H、N三种元素，其分子内有4个氮原子，且4个单原子排列成内空的四面体，如同白磷的分子结构，每两个氮原子见都有一个碳原子，已知此分子内碳原子与碳原子之间不直接形成化学键，则该化合物的分子式为：（）A、CH4N4B、C6H12N4C、C6H10N4D、C4H8N410、关于晶体的下列说法正确的是（）A、在晶体中只要有阴离子就一定有阳离子B、在晶体中只要有阳离子就一定有阴离子C、原子晶体的熔点一定比金属晶体高D、分子晶体的熔点一定比金属晶体的低二、填空题：11、在金刚石的网状结构中，含有由共价键形成的碳原子环，其中最小的环上有____________（填数字）个碳原子，每个碳原子上任意两个C－C键的夹角都是_____________（填角度）12、右图是石英晶体平面示意图，它实际上是立体的网状结构，其中硅氧原子数之比为____________________。
晶体结构 练习一
1 在下列有关晶体的叙述错误的是A．离子晶体中，一定存在离子键B．原子晶体中，只存在共价键C．离子晶体中可能存在共价键D．分子晶体中有可能存在离子键2 科学家发现C60分子由60个碳原子构成，它的形状像足球（图C），含有C=C键，因此又叫足球烯。
1991年科学家又发现一种碳的单质——碳纳米管，是由六边环形的碳原子构成的具有很大表面积管状大分子（图D），图A、图B分别是金刚石和石墨的结构示意图。
图中小黑点或小黑圈均代表碳原子。
(1)金刚石，石墨、足球烯和碳纳米管四种物质互称为同素异形体，它们在物理性质上存在较大的差异，其原因是___________ _____ ；(2)同条件下，足球烯、石墨分别和气体单质F2反应时，化学性质活泼性的比较为足球烯比石墨（填“活泼”、“一样活泼”、“更不活泼”）理由是：；(3)燃氢汽车之所以尚未大面积推广,除较经济的制氢方法尚未完全解决外，还需解决H2的贮存问题，上述四种碳单质中有可能成为贮氢材料的是：_______ _______。
(4)下列图象是从NaCl或CsCl晶体结构图中分割出来的部分结构图，试判断NaCl晶体结构的图象是⑴⑵⑶⑷A.⑴B.⑵C.⑶D.(4)3 某晶体最小的结构单元，其化学式是A ．z xy 3B ．x 2y 2z 1C ．x 3yzD ．x 2y 3z4 金属能导电的原因是A. 金属晶体中金属阳离子与自由电子间的相互作用较弱B ．金属晶体中的自由电子在外加电场作用下可发生定向移动C ．金属晶体中的金属阳离子在外加电场作用下可发生定向移动D ．金属晶体在外加电场作用下可失去电子5 某离子化合物的晶胞如右图所示立体结构，晶胞是整个晶体中最基本的重复单位。
阳离子位于此晶胞的中心，阴离子位于8个顶点，该离子化合物中，阴、阳离子个数比是A 、1∶8B 、1∶4C 、1∶2D 、1∶16 石墨是层状晶体，每一层内，碳原子排列成正六边形，许多个正六边形排列成平面网状结构。
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晶体结构练习题一、（2005 全国初赛）下图是化学家合成的能实现热电效应的一种晶体的晶胞模型。
图中的大原子是稀土原子，如镧；小原子是周期系第五主族元素，如锑；中等大小的原子是周期系VIII 族元素，如铁。
按如上结构图写出这种热电晶体的化学式。
给出计算过程。
提示：晶胞的 6 个面的原子数相同。
设晶体中锑的氧化态为－1，镧的氧化态为+3，问：铁的平均氧化态多大？解析：晶胞里有2个La原子（处于晶胞的顶角和体心）；有8个Fe 原子（处于锑形成的八面体的中心）；锑八面体是共顶角相连的，平均每个八面体有6/2＝ 3 个锑原子，晶胞中共有8 个八面体，8x3=24 个锑原子；即：La2Fe8Sb24。
答案：化学式LaFe4Sb12 铁的氧化态9/4 = 2.25二、（2004 年全国初赛）最近发现，只含镁、镍和碳三种元素的晶体竟然也具有超导性。
鉴于这三种元素都是常见元素，从而引起广泛关注。
该晶体的结构可看作由镁原子和镍原子在一起进行（面心）立方最密堆积（ccp ），它们的排列有序，没有相互代换的现象1）（在（面心）立方最密堆积－填隙模型中，八面体空隙与堆积球的比例为1︰1，在如图晶胞中，八面体空隙位于体心位置和所有棱的中心位置，它们的比例是1︰3，体心位置的八面体由镍原子构成，可填入碳原子，而棱心位置的八面体由2个镁原子和 4 个镍原子一起构成，不填碳原子。
）（2）MgCNi 3（化学式中元素的顺序可不同，但原子数目不能错）。
三、将Nb2O5 与苛性钾共熔后，可以生成溶于水的铌酸钾，将其慢慢浓缩可以得到晶体K p[Nb m O n] ·16H2O，同时发现在晶体中存在[Nb m O n]p－离子。
该离子结构由6个NbO 6正八面体构成的。
每个NbO6八面体中的6个氧原子排布如下：4个氧原子分别与4个NbO 6八面体共顶点；第5个氧原子与5个八面体共享一个顶点；第6个氧原子单独属于这个八面体的。
列式计算并确定该晶体的化学式。
计算该离子结构中距离最大的氧原子间的距离是距离最短的铌原子间距离的多少倍？解析：这是一个涉及正八面体堆积的问题，我们先根据题意来计算。
对一个铌氧八面体，有一个氧原子完全属于这个八面体，有四个氧原子分别与一个八面体共用氧原子，即属于这个八面体的氧原子是1/2 个，另一个氧原子是六个八面体共用的，自然是1/6 了。
故对一个铌而言，氧原子数为1＋4×1/2 ＋1/6 ＝19/6 。
（即没有平均原子或统计原子），它们构成两种八面体空隙，一种由镍原子构成，另一种由镍原子和镁原子一起构成，两种八面体的数量比是1︰3，碳原子只填充在镍原子构成的八面体空隙中。
（1）画出该新型超导材料的一个晶胞（碳原子用小球，镍原子用大○球，镁原子用大球）。
（2）写出该新型超导材料的化学式。
在正方体中，我们用八个小正方体可堆积成一个大正方体；在正八面体中，我们也可以用六个小正八面体堆积成一个大正八面体，在这里，六个小正八面体的体心也构成一个小正八面体。
不知大家是否考虑到一个问题：八个正方体堆积，边长变为原来的两倍，体积自然是原来的八倍了；而正八面体堆积后，边长也是变为两倍，而体积仅变为原来的六倍。
请注意：正方体堆积时，是共顶点、共棱、共面的；而正八面体堆积时，是共顶点、共棱，但不共面的。
也就是说：正八面体堆积以后，面与面之间是存在较大空隙的。
答案：6:19 K8[Nb6O19] ·16H2O 2四、黄铜矿是最重要的铜矿，全世界的2/3 的铜是由它提炼的。
回答下列问题：1．右图为黄铜矿的晶胞。
计算晶胞中各种原子的数目：Cu Fe S 写出黄铜矿的化学式2．在高温下，黄铜矿晶体中的金属离子可以发生迁移。
若铁原子与铜原子发生完全无序的置换，可将它们视作等同的金属离子，请画出它的晶胞。
3．在无序的高温型结构中，硫原子作什么类型的堆积？金属原子占据什么类型的空隙？该空隙被金属原子占据的分数是多少？4．计算黄铜矿晶体的密度（晶胞参数：a=52.4pm，c=103.0pm；相对原子量：Cu 63.5 Fe 55.84 S 32.06）答案：1． 4 4 8 CuFeS22．与ZnS 晶胞相同（图略）3．A3 型（立方体心）堆积四面体1/24． 4.31g/cm 3五、CaCu X合金可看作由下图所示的a、b 两种原子层交替堆积排列而成：a是由Cu 和Ca 共同组成的层，层中Cu－Cu 之间由实线相连；b是完全由Cu原子组成的层，Cu－Cu之间也由实线相连。
图中由虚线勾出的六角形，表示由这两种层平行堆积时垂直于层的相对位置。
c 是由 a 和 b 两种原子层交替堆积成CaCu X 的晶体结构图。
在这结构中：同一层的Ca－Cu为294pm；相邻两层的Ca－Cu 为327pm。
1．确定该合金的化学式2．Ca有个Cu 原子配位（Ca周围的Cu原子数，不一定要等距最近），Cu的配位情况如何，列式计算Cu 的平均配位数3．该晶体属何种晶系；写出各原子的分数坐标；计算晶胞参数。
4．计算该合金的密度（Ca 40.1 Cu 63.5 ）a答案：1． CaCu 5 2．Ca ：18 Cu ： 4 配位（ b 层中 6+6*1/2 ，一共） 9 个，3 配位（顶层中 6*1/2+底层中 6*1/2 一共） 6 个，平均配位数为 3.63．六方（0，0，0） （1/3，2/3，0） （2/3，1/3，0） （ 1/2，0，1/2） （0，1/2，0） （ 1/2，1/2，1/2） a ＝509pmc ＝ 410pm34． 6.45g/cm 5．Cu 126pm Ca 168pm （因为 a 层内数值更小， 说明堆积更紧密， r 钙+r 铜=294pm ， 4r 铜=a=509pm ）六、2004 年 7 月德俄两国化学家共同宣布， 在高压下氮气 会发生聚合得到高聚氮 , 这种高聚氮的 N-N 键的键能为 160kJ/mol （N 2 的键能为 942 kJ/mol ） ，晶体结构如图所示。
在这种晶体中，每个氮原子的配位数为 ；按键 型分类时，属于 晶体。
这种固体的可能潜在应用 是 ，这是因为：3， 原子晶体， 炸药， 高聚氮分解成 N 2 释放大量能量。
七、氢是重要而洁净的能源。
要利用氢气作能源， 必须解决好安全有效地储存氢气问题。
化 学家研究出利用合金储存氢气， LaNi 5 是一种储氢材料。
LaNi 5的晶体结构已经测定，属六 1．从 LaNi 5 晶体结构图中勾画出一个 LaNi 5 晶胞。
2．每个晶胞中含有多少个 La 原子和 Ni 原子？3．LaNi 5晶胞中含有 3个八面体空隙和 6个四面体空隙，若每个空隙填入 1个 H 原子，计5．计算 Ca 、Cu 原子半径。
b ○ CacCu• Ni晶体结构如图所示：该密度是标准状态下氢气密度 （ 8.987 10-5g ·cm -3）的多少倍？ 光速 c 为 2.998 ×108m ·s －1；忽略吸氢前后晶胞的体积变化）2．晶胞中含有 1个 La 原子和 5个 Ni 原子。
3．计算过程：六方晶胞体积： V ＝a 1 2csin120°＝ （5.11×10-8）2 × 3.97×10－ 8×31/2/2＝89.7×10－24cm 3 49 1.008 6.022 102389.774 10 24是氢气密度（ M/Vm ）的 1.87×103 倍。
八、 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 2 ,1 , 1 ； Si 原子的分数坐标为5 和 2 1 1分数坐标为0，0，0和3,3,2；Si 原子的分数坐标为0,0,85和23,13,18（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 的堆积型式是 。
C 填充的空隙类型是 。
（4）列式计算 C —Si 键长。
九、实验表明，乙烯在很低的温度下能凝结成分子晶体，经 X- 射线分析鉴定，其晶体结构 属于正交晶系， 晶胞参数为： a = 4.87?（10 -10m ），b = 6.46 ? ，c = 4.15 ? ，晶体结构如图所示。
（1）该晶体的晶胞类型是；（2）晶体的理论密度是；（3）设 C 原子形成的双键中心对称地通过原点，离原点 最近的 C 原子的分数坐标为（ 0.11, 0.06, 0.00），试计算 C=C 共价键长是 ? 。
（1）简单正交晶胞（将晶胞的框架移至体心，得到的新 晶胞与原晶胞毫无差别时，是体心晶胞，否则不是。
） （2）0.71 g c ·m -3 （3）1.32 ?1 SiC 六方晶胞2）每个晶胞中含有 2 个 SiC 。
3 Si 原子作六方最密堆积， C 原子填充在 Si 围成的四面体空隙中。
4）由（ 1）中晶胞图可以看出， Si-C 键长为：算该储氢材料吸氢后氢的密度，（氢的相对原子质量为 1.008； 0.1678g cm 31 58 c505pm 189pm十、钒是我国丰产元素，储量占全球11％，居第四位。
在光纤通讯系统中，光纤将信息导入离光源1km 外的用户就需用 5 片钒酸钇晶体（钇是第39 号元素）。
我国福州是全球钒酸钇晶体主要供应地，每年出口几十万片钒酸钇晶体，年创汇近千万美元（1999 年）。
钒酸钇是四方晶体，晶胞参数a＝712pm，c＝629pm，密度d＝ 4.22g/cm 3，含钒25%，求钒酸钇的化学式以及在一个晶胞中有几个原子。
给出计算过程。
钒酸钇的化学式：YVO 4计算过程：50.9/0.25＝203.8，其中钒为50.9，据此推测氧和钇原子各有多少。
（YVO 4的摩尔质量为203.8g/mol ；钒的质量分数为50.9/203.8＝0.25 合题意。
）根据公式：密度 d =ZM/N A V 列方程求出Z=4203.8/4.22 ＝48.3cm3/mol四方晶胞的体积V＝7122×629× 10－30cm3＝3.18×10－22cm348.3/6.02×1023＝8.02×10－23cm3－22 －233.18X10 －/8.02× 10－＝ 3.97≈4一个晶胞中的原子数：4× 6＝24十一、C60分子本身是不导电的绝缘体，但它的金属化合物具有半导体性、超导性。
1991 年4 月Hebard 等首先报道掺钾C60 有超导性，超导临界温度19K 。