晶体结构相关例题
晶体结构典型例题
例题6 例题
• (2001年省级赛区试题)
题目:今年3月发现硼化镁在39K呈超导性, 可 能是人类对超导认识的新里程碑。在硼化镁晶体 的理想模型中,镁原子和硼原子是分层排布的, 像维夫饼干,一层镁一层硼地相间,图5—l是该 晶体微观空间中取出的部分原于沿C轴方向的投 影,白球是镁原子投影,黑球是硼原子投影,图 中的硼原子和镁原子投影在同一平面上。
(4)β-C3N4比金刚石硬度大,主要是因为:(1)在β -C3N4晶体中,C原子采取sp3杂化,N原子采取sp2杂化, C原子和N原子间形成很强的共价键;(2)C原子和N 原子间通过共价键形成网状结构;(3)密度计算结果 显示,β -C3N4 晶体中原子采取最紧密的堆积方式,说 明原子间的共价键长很短而有很强的键合力。
锗和铋 ( 1 ) 锗和 铋 的元素符号分别是 (2)BGO晶体的化学式是 )BGO晶体的化学式是
和 ;
;
(3)BGO 晶 体 所 含 氧 化 物 的 化 学 式 是 。
(1)Ge Bi (2)2Bi2O3·3GeO2 (3)Bi2O3
例题10
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/cm3, 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。
NH2
2个尿素分子俘获1个质子H+,在尿素分子的2个氧原子间形成 很强的氢键O…H…O。
(2)根据密度计算公式可得:
晶体结构相关例题
2001年第5题今年3月发现硼化镁在39K呈超导性,可能是人类对超导认识的新里程碑。
在硼化镁晶体的理想模型中,镁原子和硼原子是分层排布的,像维夫饼干,一层镁一层硼地相间,图5-1是该晶体微观空间中取出的部分原子沿C轴方向的投影,白球是镁原子投影,黑球是硼原子投影,图中的硼原子和镁原子投影在同一平面上。
5-1 由图5-1可确定硼化镁的化学式为:。
5-2 在图5-l右边的方框里画出硼化镁的一个晶胞的透视图,标出该晶胞内面、棱、顶角上可能存在的所有硼原子和镁原子(镁原子用大白球,硼原子用小黑球表示)。
图5-1硼化镁的晶体结构示意图第5题(5分)5-1 MgB2(2分)(注:给出最简式才得分)或 a = b ≠ c,c轴向上(3分)5-2(注:任何能准确表达出Mg︰B=1︰2的晶胞都得满分,但所取晶胞应满足晶胞是晶体微观空间基本平移单位的定义,例如晶胞的顶角应完全相同等。
)2001年第11题(10分)研究离子晶体,常考察以一个离子为中心时,其周围不同距离的离子对它的吸引或排斥的静电作用力。
设氯化钠晶体中钠离子跟离它最近的氯离子之间的距离为d,以钠离子为中心,则:11-1 第二层离子有个,离中心离子的距离为d,它们是离子。
11-2 已知在晶体中Na+离子的半径为116pm,Cl-离子的半径为167pm,它们在晶体中是紧密接触的。
求离子占据整个晶体空间的百分数。
11-3 纳米材料的表面原子占总原子数的比例极大,这是它的许多特殊性质的原因,假设某氯化钠纳米颗粒的大小和形状恰等于氯化钠晶胞的大小和形状,求这种纳米颗粒的表面原子占总原子数的百分比。
11-4 假设某氯化钠颗粒形状为立方体,边长为氯化钠晶胞边长的10倍,试估算表面原子占总原子数的百分比。
a=b≠c,c轴向上第11题(10分)11-112,d 2,钠 (各1分,总3分)11-2 晶胞体积V =[2×(116pm+167pm)]3=181×106pm 3离子体积 v =3633pm 10104])pm 167()pm 116[(434⨯=+⋅⋅π%5.57=Vv (1分)(有效数字错误扣1分,V 和v 的计算结果可取4位,其中最后1位为保留数字,不扣分。
1. 晶体结构习题
晶体结构习题1. 对于面心立方点阵:(1) 写出{111} 晶面族包含的所有晶面的晶面指数;(2) 在一个晶胞中画出{111} 晶面族所有晶面(每个晶面为三角形);(3) 在以上图中,标出所有晶面交线(三角形三条边)的晶向指数。
2. 对于面心点阵,计算回答下列问题(1) [111] 与[011] 的晶向夹角;(2) (101) 与(111 )晶面的夹角;(3) (100) 、(110) 、(111) 面是否属于同一晶带轴。
3. 对于立方晶系,证明(hkl) 晶面与[hkl] 晶向垂直。
4. 分别计算面心立方、体心立方点阵{001} 、{011} 、{111} 面的面间距。
5. Cu 的密度为8.96 g/cm3, 计算CU 的点阵常数与原子半径。
6. 某理想hcp结构金属,密度 1.74 g/cm3, 原子量24 ,求 a 、 c 、c/a 、原子半径和致密度。
7. 金刚石的晶格常数0.357 nm, 求原子半径、密度、原子排列致密度;石墨密度 2.25 g/cm3, 计算金刚石转变成石墨相对体积变化。
8. MgO为NaCl型晶体结构,负、正离子半径依次为0.178 um, 0.132 um 。
计算:(1) 晶胞原子数;(2) 属于那种Bravais点阵;(3) 正负原子在哪个晶向相切;(4) 正、负离子位置;(5) 点阵常数;(6) 配位数;(7) 密度;(8) 致密度。
9. Mn为立方结构,a=0.632 nm 密度7.28 g/cm3 ,r=0.122nm 求:(1) 每个晶胞中原子数;(2) Bravais点阵类型;(3) 致密度。
10.A2结构的Fe 转变成A1 结构的Fe ,晶胞体积收缩1.06%, 计算:(1)A1,A2结构铁的原子半径比;(2)原子半径相对变化率。
11.碳原子占据A1 结构Fe 的8面体间隙。
计算:(1)如果全部8面体间隙都被碳原子占据,碳的溶解度(原子百分数);(2)如果碳的溶解度(原子百分数)为8.9%, 8面体间隙占据率是多少。
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。
晶体结构测试题(含答案)
晶体结构测试题(含答案)晶体结构与性质单元测试出题⼈:陈冰测试时间:120分钟可能⽤到的原⼦量:H:1 C;12 N:14 O:16 Na:23第Ⅰ卷(选择题共60分)⼀、选择题(本题包括15⼩题,每⼩题3分,共45分。
每⼩题只有⼀个....选项符合题意。
)1.下列化学式能真实表⽰物质分⼦组成的是A.NaOH B.SO3C.CsCl D.SiO22.下列晶体中不属于原⼦晶体的是A.⼲冰B.⾦刚砂C.⾦刚⽯D.⽔晶3.⽀持固态氨是分⼦晶体的事实是A.氮原⼦不能形成阳离⼦B.铵离⼦不能单独存在C.常温下,氨是⽓态物质D.氨极易溶于⽔4.下列分⼦晶体:①HCl ②HBr ③HI ④CO ⑤N2⑥H2熔沸点由⾼到低的顺序是A.①②③④⑤⑥B.③②①⑤④⑥C.③②①④⑤⑥D.⑥⑤④③②①5.下列的晶体中,化学键种类相同,晶体类型也相同的是A.SO2与SiO2B.CO2与H2OC.NaCl与HCl D.CCl4与KCl6.固体熔化时,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7.当SO3晶体熔化或⽓化时,下述各项中发⽣变化的是A.分⼦内化学键B.核外电⼦总数C.分⼦构型D.分⼦间作⽤⼒8.已知C3N4晶体很可能具有⽐⾦刚⽯更⼤的硬度,且原⼦间均以单键结合,下列关于C3N4晶体的说法正确的是A.C3N4晶体是分⼦晶体B.C3N4晶体中,C-N键的键长⽐⾦刚⽯中的C-C键的键长要长C.C3N4晶体中每个C原⼦连接4个N原⼦,⽽每个N原⼦连接3个C原⼦D.C3N4晶体中微粒间通过离⼦键结合9.下列各项所述的数字不是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,最⼩的环上的碳原⼦个数C.在⼆氧化硅晶体中,最⼩的环上的原⼦个数D.在⽯墨晶体的⽚层结构中,最⼩的环上的碳原⼦个数10.六氟化硫分⼦呈正⼋⾯体,难以⽔解,在⾼电压下仍有良好的绝缘性,在电器⼯业有着⼴泛⽤途,但逸散到空⽓中会引起强温室效应。
晶体结构与性质练习题
晶体结构与性质练习题晶体是由一定的周期性排列的原子、分子或离子组成的固体物质。
晶体的结构与性质有着密切的联系,不同的晶体结构会导致不同的晶体性质。
为了帮助大家更好地理解晶体结构与性质之间的关系,下面将提供一些练习题,供大家进行学习和思考。
题目一:简单晶体结构1. 以NaCl为例,简述其晶体结构的特点。
2. 请说出以下晶体中的阴离子和阳离子:CaF2、K2SO4、MgO。
3. 解释为什么NaCl和KCl的晶体结构相似,但是它们的性质却有所不同。
题目二:晶体缺陷1. 什么是点缺陷?举例说明。
2. 简述晶体中的位错缺陷以及其对晶体性质的影响。
3. 解释为什么金刚石可以成为优质的宝石。
题目三:晶体的导电性1. 解释为什么金属晶体具有良好的导电性。
2. 什么是半导体晶体?举例说明其应用。
3. 简述离子晶体的导电性及其应用。
题目四:晶体的光学性质1. 什么是吸收谱和荧光谱?它们对于研究晶体结构和性质有何意义?2. 简述偏光现象产生的原因以及其应用。
3. 解释为什么金属外观呈现出不同的颜色。
题目五:晶体的热学性质1. 解释晶体的热膨胀现象及其原理。
2. 简述晶体的热导性质以及其在热散热领域的应用。
3. 解释为什么铁磁性晶体具有自发磁化特性。
题目六:晶体的力学性质1. 解释为什么晶体呈现出不同的硬度。
2. 简述晶体的弹性性质以及其应用。
3. 什么是形状记忆合金?简述其工业应用。
以上是晶体结构与性质练习题,希望能够帮助大家加深对晶体结构与性质之间关系的理解。
通过思考与学习这些问题,相信大家能够更好地掌握晶体学知识,并在实际应用中发挥自己的才能。
祝你们学习进步!。
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)。
晶体结构考试(含答案)
高中化学竞赛专题考试——晶体结构1.008Zr Nb Mo T cRu Rh Pd Ag Cd In S n S b T e I Hf T a W Re OsIr Pt Au Hg T l Pb Bi Po At Ac-Lr HLi BeB C N O F Na MgAl S i P Cl S K Ca S c T i V Cr Mn Fe Co Ni Cu Zn G a G e As S e BrRb Cs Fr S r Ba RaY LaLu -6.9419.01222.9924.3139.1040.0885.4787.62132.9137.3[223][226]44.9647.8850.9452.0054.9455.8558.9363.5558.6965.3910.8126.9869.7212.0128.0972.61114.8204.4118.7207.2112.4200.6107.9197.0106.4195.1102.9192.2101.1190.298.91186.295.94183.992.91180.991.22178.588.9114.0116.0019.0030.9774.92121.8209.032.0778.96127.6[210][210][210]126.979.9035.454.00320.1839.9583.80131.3[222]He Ne Ar Kr Xe Rn相对原子质量Rf Db Sg Bh Hs Mt一 选择题(每题有一个或者两个正确选项,每题2分,共20分。
)1、下列各组物质汽化或熔化时,所克服的微粒间的作用力,属于同种类型的是( ) A .碘和干冰的升华 B .二氧化硅和生石灰的熔化 C .氯化钠晶体和铁的熔化 D .冰的融化和烧碱的熔化2、在结构中,表示成SiO 4,则该结构式的通式为 ( )A. (Si 2O 5)n 2n-B. (SiO 3)n 2n-C. (Si 6O 17)n 10n-D. (Si 6O 19)n 14n-3、某钾(·)的石墨嵌入化合物沿c 轴的投影图如图,该化合物的化学式为 ( ) A.KC 12 B. KC 10 C. KC 8 D. KC 64、下面二维平面晶体所表示的化学式为AX 3的是 ( )A B C D5.下面图像是从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 晶体结构的是① ② ③ ④A 图①B 图②C 图③D 图④6 非整数比化合物Fe 0.95O 具有NaCl 型晶体结构,由于n (Fe )∶n (O )<1∶1,所以晶体存在缺陷。
竞赛习题-晶体结构题
专题练习:晶体结构1. 石墨晶体由如图(1)所示的C原子平面层堆叠形成。
有一种常见的2H型石墨以二层重复的堆叠方式构成,即若以A、B 分别表示沿垂直于平面层方向(C方向)堆叠的两个不同层次,它的堆叠方式为ABAB•…。
图(2)为AB两层的堆叠方式,0和•分别表示A层和B层的C原子。
⑴ 在图(2)中标明两个晶胞参数a和b o图⑵画岀2H型石墨晶胞的立体示意图,并指岀晶胞类型有一离子晶体经测定属立方晶系,晶胞参数a= 4.00?(1?=10「8cm),晶胞的顶点位置为Mg2+,体心位置为K+,所有棱边中点为F「。
⑴该晶体的化学组成是___________________________________________ ;⑵晶胞类型是___________________________________________________ ;⑶Mg2+的F「配位数是_____________ ,K+的F「配位数是___________ ;⑷ 该晶体的理论密度是___________ gcm「3o⑸ 设晶体中正离子和负离子互相接触,已知F「的离子半径为1.33?,试估计Mg 2+的离子半径是__________ ?,K+的离子半径是______________ ?o3. NiO晶体为NaCI型结构,将它在氧气中加热,部分Ni2+被氧化为Ni3+,晶体结构产生镍离子缺位的缺陷,其组成成为Ni x O(x<1),但晶体仍保持电中性。
经测定Ni x O的立方晶胞参数a=4.157?,密度为6.47g cm「3。
⑴x的值(精确到两位有效数字)为____ ;写出标明Ni的价态的Ni x O晶体的化学式____________ o⑵在Ni x O晶体中Ni占据_________________ 空隙,占有率是___________4. 完成下列各题:①分别指出两种结构的结构基元由几个Cu原子和几个Br原子组成:图⑴ 为________ 个Cu原子,_______ B r原子;图⑵ 为________ 个Cu原子,______ 个Br原子②用笔在图中圈出相应的一结构基元。
第八章晶体结构例题1、解释下列各题(1)为什么MgO可以作为耐火
第八章晶体结构例题1、解释下列各题(1)为什么MgO可以作为耐火材料?(2)为什么金属有良好的传导性和延展性?(3)为什么石墨既可以用来做电解槽的阳极,又可作润滑剂和铅笔芯?(4)已知Na+和Cu2+的离子半径分别为95pm、96pm,但NaCl的溶解度较大,而CuCl 却很小,这是为什么?答:(1)MgO是离子晶体,由于Mg2+和O2-半径小,电荷多,且Mg2+为8电子构型,极化作用很弱,因此MgO的离子性成分占优势。
其离子键较强,晶格能很大(3889kJ/mol),熔点很高(2852℃),晶体很稳定,故可作为耐火材料。
(2)金属受热时,自由电子会相继把能量传递给邻近的原子和离子,因此金属有良好的导热性;在外电场的作用下,自由电子做定向运动,故金属是良导体;金属受外力作用时,因原子和离子的滑动可产生变形,但是在自由电子作用下,金属键并没有被破坏,因此金属具有良好的延展性。
(3)因为石墨是一种混合型晶体,同层C原子间以σ键和离域的大π键相连,使其既像原子晶体那样与有很高的化学稳定性,有像金属晶体那样具有良好的导电能力,因此可以用来做电解槽的阳极。
石墨层与层之间之间靠着很弱的分子间力相结合,容易滑动和断裂,因此可用来做润滑剂和铅笔芯。
(4)因为Na+是8电子构型,其极化作用小,因此NaCl的离子性成分占优势,易溶于极性溶剂水中;而Cu+是18电子构型,其极化力和变形性都较大,即化学键的共价成分较多,极性减小,事实上CuCl已是共价化合物,因此其溶解度较小。
2、指出下列物质熔点的高低顺序Cl2KI AgI NH3解:熔点高低顺序为K I>AgI>NH3>Cl2分析:Cl2和NH3是分子晶体,分子晶体的熔点高低由分子间力的大小来决定,由于Cl2是是极性分子,分子间力大,熔点略高;非极性分子,分子间力小,其熔点最低,NH3KI和AgI相比,阴离子和阳离子的电荷均相同,不同的是离子半径和电子构型,K+是8电子构型,且半径较大,极化作用小,因此KI为离子性占优势的化合物,其熔点最高,而Ag+为18电子构型,且半径较小,极化作用和变形性均较大,因此AgI的共价成分较多,其熔点低于KI,但仍比分子晶体NH3高。
晶体结构练习题
1.如右图所示的晶体结构是一种具有优良的压电、铁电、电光等功能的晶体材料的最小结构单元(晶胞)。
晶体内与每个“Ti”紧邻的氧原子数和这种晶体材料的化学式分别是(各元素所带电荷均已略去)()A.8,BaTi8O12B.8,BaTi4O9C.6,BaTiO3D.3,BaTi2O32.食盐晶体是由钠离子(图2中的“●”)和氯离子(图2中的“○”)组成的,且均为等距离的交错排列。
已知食盐的密度是2.2 g/cm3,阿伏加德罗常数为6.02×1023 mol-1。
在食盐晶体中两个距离最近的钠离子中心间的距离最接近于()A.3.0×10-8 cmB.3.5×10-8 cmC.4.0×10-8 cmD.5.0×10-8 cm图2 图3 图103. 2001年报道的硼和镁形成的化合物刷新了金属化合物超导温度的最高记录。
如图3示意的是该化合物的晶体结构单元;镁原子间形成正六棱柱,且棱柱的上下底面还各有一个镁原子:6个硼原子位于棱柱内。
则该化合物的化学式可表示为( )A.MgBB.MgB2C.Mg2BD.Mg3B24. 氯化硼的熔点为107℃,沸点为12.5℃。
在氯化硼分子中,氯—硼—氯键角为120°,它可以水解,水解产物之一是氯化氢,下列对氯化硼的叙述,正确的是( )A.氯化硼是原子晶体B.熔化时,氯化硼能导电C.氯化硼分子是一种极性分子D.水解方程式为:BCl3+3H2O == H3BO3+3HCl5.(2008·全国Ⅰ理综,7)下列化合物,按其晶体的熔点由高到低排列正确的是()A.SiO2 CsCl CBr4 CF4B.SiO2 CsCl CF4 CBr4C.CsCl SiO2 CBr4 CF4D.CF4 CBr4 CsCl SiO26.据美国《科学》杂志报道:在40 GPa高压下,用激光器加热到1 800K,制得具有高熔点、高硬度的二氧化碳晶体。
第二章晶体的结构习题
第二章 晶体的结构习题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 (答案: 只有A 点是格点; 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3. 在晶体衍射中,为什么不能用可见光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(答案: 衍射角变小; 衍射角变大)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 。
6. 在立方晶胞中,画出(101),(021)晶面。
|7. 六角晶胞的基矢 j a ai a 223+=, j a ai b 223+-=,ck c =。
求其倒格基矢。
(答案: )33(2*j i a a +=π, )33(2*j i a b +-=π,k cc π2*=) 8. 证明以下结构晶面族的面间距:(1) 立方晶系:2/1222][-++=l k h a d hkl ;(2) (2)正交晶系:2/1222])()()[(-++=c lb ka hd hkl ;(3)六角晶系:2/12222])()(34[-+++=c l ahk k h d hkl 。
9.求晶格常数为a 的面心立方和体心立方晶体晶面族)(321h h h 的面间距。
(答案:2/1232123212321])()()[(h h h h h h h h h a -+++-+++-;2/1221213232])()()[(h h h h h h a +++++)。
10. 试证三角晶系的倒格子也属于三角晶系。
…11. 一维原子链是由A ,B 两种原子构成,设A ,B 原子的散射因子分别为A f 和B f ,入射X 射线垂直于原子链,证明(1) 衍射极大条件是λθn a =cos ,a 是晶格常数,θ是衍射束与原子链的夹角.(2) 当n 为奇数,衍射强度比例于2B A f f -. (3) 讨论B A f f = 情况.。
晶体结构例题
4.(2016·高考全国卷Ⅰ)晶胞有两个基本要素: ①原子坐标参数,表示晶胞内部各原子的相对位置。如 图为Ge单晶的晶胞,其中原子坐标参数A为(0,0,0);B 为(1/2,0,1/2);C为(1/2,1/2,0)。则D原子的坐标参 数为______________。
成8个相等的小立方体,D点为下层左前方的 小立方体的体心,所以D点的坐标为 (1/4,1/4,1/4)
下面左前方顶点底面面心A为(0,0,0);B为(1/2,0,1/2);C为(1/2,1/2,0)
结构分析:如果把整个立方体分成8
个相等的小立方体,D点为下层左前方的 小立方体的体心,且这小立方体的体对角 线为大立方体体对角线的一半,所以AD等 于体对角线的1/4,D点连接ACBE四个点, 就像甲烷中的C连接4个H一样形成一个四 面体结构
前面面心 命名为E
左面面心
D点坐标定位:如果把整个立方体分
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2001年第5题 今年3月发现硼化镁在39K 呈超导性,可能是人类对超导认识的新里程碑。
在硼化镁晶体的理想模型中,镁原子和硼原子是分层排布的,像维夫饼干,一层镁一层硼地相间,图5-1是该晶体微观空间中取出的部分原子沿C 轴方向的投影,白球是镁原子投影,黑球是硼原子投影,图中的硼原子和镁原子投影在同一平面上。
5-1 由图5-1可确定硼化镁的化学式为: 。
5-2 在图5-l 右边的方框里画出硼化镁的一个晶胞的透视图,标出该晶胞内面、棱、顶角上可能存在的所有硼原子和镁原子(镁原子用大白球,硼原子用小黑球表示)。
图5-1硼化镁的晶体结构示意图
第5题(5分)
5-1 MgB 2 (2分)(注:给出最简式才得分)
或
a =
b ≠
c ,c 轴向上(3分)
5-2 (注:任何能准确表达出Mg ︰B =1︰2的晶胞都得满分,但所取晶胞应满足晶胞是晶体微观空间基本平移单位的定义,例如晶胞的顶角应完全相同等。
)
2001年第11题(10分)研究离子晶体,常考察以一个离子为中心时,其周围不同距离的离子对它的吸引或排斥的静电作用力。
设氯化钠晶体中钠离子跟离它最近的氯离子之间的距离为d ,以钠离子为中心,则:
11-1 第二层离子有 个,离中心离子的距离为 d ,它们是 离子。
11-2 已知在晶体中Na +离子的半径为116pm ,Cl -离子的半径为167pm ,它们在晶体中是紧密接触的。
求离子占据整个晶体空间的百分数。
11-3 纳米材料的表面原子占总原子数的比例极大,这是它的许多特殊性质的原因,假设某氯化钠纳米颗粒的大小和形状恰等于氯化钠晶胞的大小和形状,求这种纳米颗粒的表面原子占总原子数的百分比。
11-4 假设某氯化钠颗粒形状为立方体,边长为氯化钠晶胞边长的10倍,试估算表面原子占总原子数的百分比。
第11题(10分)
11-112,d 2,钠 (各1分,总3分)
11-2 晶胞体积V =[2×(116pm+167pm)]3=181×106pm 3
离子体积 v =3
633pm 10104])pm 167()pm 116[(434⨯=+⋅⋅π%5.57=V v (1分)
(有效数字错误扣1分,V 和v 的计算结果可取4位,其中最后1位为保留数字,不扣分。
)
11-3表面原子为8(顶角)+6(面心) +12(棱中心)=26
总原子数为 8(顶角)+6(面心)+12(棱中心)+1(体心)=27
表面原子占总原子数 26/27×100%=96 %(1分)
注:26和27均为整数值,比值26/27是循环小数0.962, 取多少位小数需根据实际应用而定, 本题未明确应用场合,无论应试者给出多少位数字都应按正确结果论。
11-4 计算分两个步骤:
步骤一:计算表面原子数。
可用n =2、3的晶胞聚合体建立模型,得出计算公式,用以计算n =10。
例如,计算公式为:
[8] +[(n -1)×12] +[n ×12] +[(n -1)2×6] +[n 2×6] +[(n-1)×n×2×6]
顶角 棱上棱交点 棱上棱心 面上棱交点 面上面心 面上棱心
n =10,表面原子总数为2402 (2分)
步骤二:计算晶胞聚合体总原子数:
n 3×8+[8] ×7/8+[(n-1)×12]×3/4+[n ×12]×3/4+[(n -1)2×6]/2+[n 2×6]/2+[(n -1)×n ×2×6]/2
=8000+7 + 81 + 90 + 243 + 300 + 540
=9261 (2分)
表面原子占总原子数的百分数: (2402/9261)×100%=26% (1分) (总5分)
(注:本题计算较复杂,若应试者用其他方法估算得出的数值在26% 左右2个百分点以内可得3分,3个百分点以内可得2分,其估算公式可不同于标准答案,但其运算应无误。
本题要求作估算,故标准答案仅取整数,取更多位数不扣分。
)
2003年第6题(12分) 2003年3月日本筑波材料科学国家实验室一个研究小组发现首例带结晶水的晶体在5K 下呈现超导性。
据报道,该晶体的化学式为 Na 0. 35CoO 2 • 1.3H 2O ,具有……-CoO 2-H 2O-Na-H 2O-CoO 2-H 2O-Na-H 2O-……层状结构;在以“CoO 2”为最简式表示的二维结构中,钴原子和氧原子呈周期性排列,钴原子被4个氧原子包围,Co-O 键等长。
6-1
6-2 以 代表氧原子,以 CoO 2层的结构,用粗线画出两种二维晶胞。
可资参考的范例是:石墨的二维晶胞是下图中用粗线围拢的平行四边形。
6-1钴原子的平均氧化态为+ 3.65 。
(1分;不写“+”给0.5分)
6-2或或
(画出1种晶胞给6分,画出2种晶胞给9分)
画成不符合化学式者如:
,
不是同一形状平行四边形的最小体积者以及不符合平移特征的图形均不得分。
第9题(6分)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 = 712 pm, c = 629 pm,密度d = 4.22 g/cm3,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。
第9题(6分)钒酸钇的化学式:YVO4(1分)
计算过程:YVO4的摩尔质量为203.8 g/mol; 钒的质量分数为50.9/203.8=025 合题意。
203.8/4.22 = 48.3 cm3/mol 四方晶胞的体积V= 7122×629×10-30cm3=3.18×10-22cm3(1分)
48.3/6.02×10-23= 8.02×10-23cm3 (1分)
3.18×10-22/8.02×10-23= 3.97 ≈ 4 (1分)
一个晶胞中的原子数:4×6=24 (2分)(类似过程或步骤合并,得分相同)。