晶体密度计算总结

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氯化钠晶体密度计算

氯化钠晶体密度计算

氯化钠晶体密度计算
氯化钠晶体的密度是由它的原子量和单位体积的原子或分子的数目
共同决定的。

氯化钠是一种常见的工业盐,由单质氯和单质钠构成。

体积中每个分子的质量为23克/摩尔(二元分子的分子式:NaCl)。

氯化钠晶体的密度可以用公式:ρ=MW/V(克/立方厘米)计算,其中
MW为分子质量,V是体积。

因此,氯化钠晶体的密度计算结果为每
立方厘米约有2.17克。

氯化钠晶体由NaCl分子构成,其中每个NaCl分子重量为58.44克/摩尔,而该晶体的密度则可以用下面的公式计算出来:ρ=均重/体积,其中,均重为NaCl分子重量,也就是58.44克/摩尔,而体积则涉及到晶
体结构。

从固溶体学的角度考虑,氯化钠晶体由Na+和Cl-离子构成,形成八面体晶格,且有双列晶体结构,其晶胞体积为V = (19.2)^3Å^3 (Å为牛顿),所以氯化钠晶体密度计算结果为每立方厘米约有2.16克。

此外,氯化钠晶体可以在高温环境中显示出不同的性质。

当温度升高
到1000℃或更高时,当它处于液体状态时,晶体的体积会减小,从而
使其密度急剧升高。

基于热力学的规律,当温度升高至1000℃时,每
立方厘米的密度可能会增加至2.19克或更高。

因此,氯化钠晶体的密度既取决于 NaCl分子重量,又受体积和温度的
影响。

从上述可以看出,晶体的密度一般比液体高出许多,可以达到
2.17-2.19克/立方厘米。

高三化学高考备考专题复习有关晶体的各类计算

高三化学高考备考专题复习有关晶体的各类计算

位置 的原子数 例1、铝单质为面心立方晶体,其晶胞参数a=0.405nm,列式表示铝单质的密度
g·cm-3(不径必计的算关出结系果)
②若合金的密度为d g/cm3,晶胞参数a=________nm。
*(2)分数坐标:(0,0,0)-顶点
(1/2,1/2,0)
3、边长(晶胞参数)和半径关系
空间利用率
3 Po 顶10点0%
球半径r 与晶胞边长 a 的关系:
3、边长(晶胞参数)和半径关系
(1)球数:8×1/8 + 6×1/2 = 4
1 、 晶 体 中 的 微 粒 数 、 化 学 式 其中,密度公式中共有四个未知量:密度,微粒摩尔质量,晶 胞体积,NA,知道3个可求另一个,因此可能围绕密度出现4种题型。
在面心立方基础上,再插入4个球,分别占据8个小立 方体中4个互不相邻的体心,
S a a sin 60 3 a2 2
V晶胞 3 a2 2 6 a
2
3
2a3 8 2r3
V球球)
V球 V晶胞 100% 74.05%
7、空间利用率
(4)金刚石空间利用率:球体积占晶胞体积的百分比
8 4 πr 3 8 4 πr 3
3
3 100% 34%
实例
NaCl 型
AB CsCl 型
Na+:6 Na+:6 Cl-: 6 Cl-: 6
Cs+:8 Cs+:8 Cl-: 8 Cl-: 8
Na+:4 Cl-: 4 Cs+:1 Cl-:1
KBr AgCl、 MgO、CaS、 BaSe
CsCl、CsBr、 CsI、TlCl
ZnS型
Zn2+:4 Zn2+:4 Zn2+:4 ZnS、AgI、 S2-: 4 S2-: 4 S2-:4 BeO

金刚石晶体密度

金刚石晶体密度

金刚石晶体密度金刚石是一种自然界中存在的矿物,也是一种由碳元素构成的晶体。

它的晶体结构非常坚硬,因此被广泛应用于工业领域,例如切割、磨削和抛光等工艺。

金刚石晶体密度是指单位体积中所含的质量,通常用克/立方厘米(g/cm³)来表示。

下面将详细介绍金刚石晶体密度及其相关知识。

一、金刚石晶体密度的定义与计算方法密度是物质的一种基本性质,它表示单位体积中所含的质量。

金刚石晶体密度是指单位体积内金刚石晶体所含的质量。

计算金刚石晶体密度的方法通常是将其质量除以对应的体积,即密度=质量/体积。

二、金刚石晶体密度的数值金刚石晶体密度的数值是由其化学成分和结构决定的。

根据实验数据,金刚石晶体的密度约为 3.5-3.53 g/cm³。

这一数值相对较大,说明金刚石晶体具有较高的质量。

三、金刚石晶体密度的影响因素金刚石晶体密度受多种因素的影响。

首先,金刚石晶体的化学成分对其密度具有重要影响。

金刚石是由纯碳元素构成的,其原子间的结合非常紧密,因此导致了较高的密度。

其次,金刚石晶体的晶体结构也会影响其密度。

金刚石晶体具有六方晶系结构,这种结构使得其原子排列更加紧密,增加了晶体的密度。

四、金刚石晶体密度的应用金刚石晶体密度的高值使其具有许多重要的应用。

首先,金刚石是一种重要的切割材料,其高密度使其切割效果更加精确。

其次,金刚石还被广泛应用于磨削和抛光工艺中,其高密度使其具有较强的磨削能力。

此外,金刚石还被用于制备刀具、仿钻和光学镜片等领域,其高密度为这些应用提供了基础。

五、金刚石晶体密度的测量方法测量金刚石晶体密度的常用方法是通过比重法。

比重法是将金刚石晶体置于一个已知质量的容器中,然后将容器放入一个装满水的容器中,测量其排水量,即可计算出金刚石晶体的密度。

此外,还可以利用X射线衍射仪等仪器来测量金刚石晶体的密度。

六、金刚石晶体密度的变化与应用金刚石晶体密度的变化与其晶体结构和化学成分密切相关。

研究表明,金刚石晶体的密度随着温度和压力的变化而发生改变。

nacl晶体密度

nacl晶体密度

nacl晶体密度晶体密度是指晶体单位体积的质量,一般以克/立方厘米(g/cm³)为单位。

NaCl,即氯化钠,是一种常见的离子化合物,其晶体密度与其晶体结构以及离子间的相对排列有关。

首先,我们需要了解NaCl的晶体结构。

NaCl的晶体结构属于立方晶体结构,称为岩盐结构。

在这种结构中,钠离子(Na+)和氯离子(Cl-)以离子键相互结合,形成一个三维的离子晶体结构。

在晶体中,钠离子和氯离子按照等比例排列,并且每个离子都与周围六个离子形成最密堆积。

这种最密堆积的排列方式使得NaCl晶体具有高密度。

NaCl的结构可以简化为正方形密堆积(face-centered cubic,FCC)结构。

在这个结构中,每个正方形的顶点上有一个离子,同时每个正方形的中心也有一个离子。

这样,每个离子的周围都被6个离子包围,离子之间的距离较短,从而导致晶体的密度增加。

根据NaCl晶体的结构,我们可以推算出其晶体密度的数值。

NaCl的摩尔质量为58.44 g/mol,晶体结构中每个离子的原子量分别为钠离子为22.99 g/mol,氯离子为35.45 g/mol。

正方形密堆积结构中,每个正方形的顶点上有一个离子,每个正方形的中心也有一个离子,即每个NaCl晶胞含有2个离子。

因此,每个NaCl晶胞的质量为58.44 g/mol * 2 = 116.88 g/mol。

接下来,我们可以计算NaCl晶胞的体积。

NaCl晶胞的体积可以通过计算晶胞的边长来得出。

在FCC结构中,晶胞的边长(a)与离子半径(r)的关系为a = 2√2r。

因为NaCl晶体中钠离子和氯离子的半径相等,所以可以用r代表离子半径。

根据文献统计的数据,钠离子和氯离子的离子半径分别约为0.99 Å和1.81 Å。

代入上述公式,可以计算出晶胞边长为a = 2√2 * 0.99 Å ≈ 5.56 Å。

晶胞的体积可以通过计算正方形底面积乘以高度得出,即V = a² * a = a³。

晶体密度的计算

晶体密度的计算
已知Ge单晶的晶胞参数a=565.76 pm,其 密度为__________g· cm-3(列出计算式即可)。
1 1 1.确定晶胞中的粒子数:N(Ge) 定晶胞体积:
V (565.76pm)3 (565.76 1010 cm)3 565.763 1030 cm3
解得:
251 a 6.02 102 d
3
高考化学第35题之
晶体密度的计 算
开平市开侨中学 姜 姝
晶体密度的计算
一、计算公式:
m晶胞 V晶胞
M晶胞 NA
N1M1 N2M2 Nn Mn
N1M1 N 2 M 2 N n M n N A V晶胞
晶体密度的计算
一、计算公式:
二、计算步骤: 1.确定晶胞中的粒子数
1 4
1 2
1
晶体密度的计算
三、晶胞中粒子数的确定(均摊法):
【例题】确定下图晶胞中各原子个数
1 1 绿色: 8 6 =4 8 2 1 灰色: 12 1=4 4
晶体密度的计算
三、晶胞中粒子数的确定(均摊法):
【真题感知】【2013· 新课标全国卷Ⅰ】 单质硅存在与金刚石结构类似的晶体,其晶胞中共
3.代入公式进行计算:
NGe M Ge 8 73 3 g / cm 23 3 30 N A V晶胞 6.02 10 565.76 10
8 73 7 3 10 g / cm 6.02 565.76 3
晶体密度的计算
五、实战演练: 【2016 ·全国新课标Ⅱ卷】

N1M1 N 2 M 2 N n M n N A V晶胞
2.确定晶胞体积
3.代入公式进行计算

晶体硅的原子密度计算公式

晶体硅的原子密度计算公式

晶体硅的原子密度计算公式晶体硅是一种常见的半导体材料,广泛应用于电子器件、光伏电池等领域。

在研究和生产过程中,了解晶体硅的原子密度是非常重要的。

原子密度是指单位体积内的原子数量,它可以帮助我们了解材料的结构和性质。

本文将介绍晶体硅的原子密度计算公式及其应用。

晶体硅的晶体结构为钻石型,每个硅原子都与四个相邻的硅原子形成共价键,构成了三维的晶体结构。

在进行原子密度计算时,我们需要知道晶体硅的晶格常数和晶胞中的原子数。

晶格常数是指晶体中最小重复单元的长度,而晶胞中的原子数则是指每个晶胞中包含的原子数量。

通过这些参数,我们可以利用以下的计算公式来求解晶体硅的原子密度:原子密度 = (晶胞中的原子数×原子量) / (晶格常数)^3。

其中,晶胞中的原子数和原子量可以通过实验或者文献资料得到,而晶格常数则可以通过X射线衍射等实验手段来测定。

通过这个公式,我们可以得到晶体硅的原子密度,进而进一步了解其物理性质和化学性质。

晶体硅的原子密度对其性能和应用具有重要影响。

首先,原子密度与晶体硅的密度密切相关,而密度又与材料的力学性能和热学性能有关。

例如,晶体硅的硬度、弹性模量等力学性能与其密度有一定的关系,而热导率等热学性能也与密度有一定的相关性。

因此,通过原子密度的计算,我们可以预测晶体硅的一些基本性能,为材料设计和工程应用提供参考。

其次,原子密度还与晶体硅的电学性能密切相关。

晶体硅是一种半导体材料,其电学性能与其中的载流子浓度有关。

而载流子浓度与原子密度有一定的关系。

因此,通过原子密度的计算,我们可以初步了解晶体硅的电学性能,为器件设计和性能优化提供参考。

除了以上的应用之外,晶体硅的原子密度计算还可以帮助我们理解其晶体结构和晶体缺陷。

晶体缺陷是晶体中的一些非完整部分,它们对晶体的性能和稳定性有一定的影响。

通过原子密度的计算,我们可以进一步研究晶体硅中的缺陷类型、分布规律等,为材料改性和性能优化提供参考。

总之,晶体硅的原子密度计算公式为(晶胞中的原子数×原子量) / (晶格常数)^3,通过这个公式,我们可以得到晶体硅的原子密度,进而了解其物理性质、化学性质、电学性能等。

晶胞密度计算

晶胞密度计算

有关晶胞的计算
1.利用晶胞参数可计算晶胞体积(V),根据相对分子质量(M)、晶胞中粒子数(Z)和阿伏伽德罗常数NA,可计算晶体的密度:
(1)简单立方
(2)体心立方
(3)面心立方
(4)金刚石型晶胞
球体积
空间利用率 = 100%
晶胞体积
晶体中原子空间利用率的计算步骤:
(1)计算晶胞中的微粒数(2)计算晶胞的体积
实例:
(1)简单立方
在立方体顶点的微粒为8个晶胞共享,微粒数为:8×1/8 = 1
(2)体心立方
在立方体顶点的微粒为8个晶胞共享,处于体心的金属原子全部属于该晶胞。

1个晶胞所含微粒数为:8×1/8 + 1 = 2
晶胞的对角线为C=4R
V
N
MZ
A
=
ρ
(3)面心立方
在立方体顶点的微粒为8个晶胞共有,在面心的为2个晶胞共有。

1个晶胞所含微粒数为:8×1/8 + 6×1/2 = 4
空间占有率为
(4)金刚石型晶胞
金刚石晶胞是面心立方堆完之后还在四个四面体里有原子
原子半径和晶胞边长的契合点在于体对角线上连着排了四个原子,所以是8个半径等于根号3个边长
所以a:r=8:根号3。

晶胞的密度公式

晶胞的密度公式

晶胞的密度公式
晶胞密度是衡量晶体结构晶胞参数之间关系的重要物理概念,在分析
晶体内部物质和空间结构时起着重要作用。

其概念比较简单,晶胞密度指
的是晶胞体积内原子数量的多少。

由于晶体本质上由数量有限的原子构成,其密度的大小受到原子的种类,结构形式和排列顺序的影响,因而同一物
质可以有不同的晶胞密度,而晶胞密度的大小也影响到晶体的物理性质。

晶胞的密度可以通过一般的物理方法来计算,假设晶体的体积V和其
原子数量N,则晶胞的密度M就可以用下式计算:
M=N/V
也就是说,晶胞密度是由晶体中原子数量和晶体体积之间的比值决定的。

晶胞密度的大小影响到晶体的物理性质,在结构上决定晶体的熔点,
硬度和其他物理性质;在物理性质上影响热导率,折射率和电阻率等。

因此,在实践应用中,计算晶体晶胞密度以确定其物理性质,可以根据结构
特征合理设计晶体来实现更高性能的晶体。

例如,在核子发电技术中,原
子核的稳定性受到晶体晶胞密度的控制,因此根据晶胞密度计算得出的物
理性质将严格影响到反应堆的安全性和效率。

另外,晶胞密度可以用于确定物质的形态和结构,可以检测物质的粒径和晶化度,进而反映出物质的晶体结构特征。

这些都是深入研究物质成分和物质结构的重要依据。

总之,晶胞密度是一个重要的物理量,它受到晶体结构参数影响,也影响到晶体的物理性质,对于对物质的结构和性质都有很重要的作用,因此计算晶胞密度是深入研究物质的重要指标。

高二化学选修三第三章第一节 第二课时 晶体密度的计算

高二化学选修三第三章第一节 第二课时  晶体密度的计算

ρ= N·M g/cm3 NA·V
练习: 1.某晶体X的晶胞结构如图所示。设该晶体的摩尔质
量为M g·mol-1,晶体的密度为ρg·cm-3,阿 伏加德罗 常数的值为NA,则晶体中两个距离最近的X之间的距 离为________cm。
分析:晶胞中含有X的数目为0.5。 设晶胞的边长为acm。则
ρ= 0.5·M NA·a3
a= 3 M
2N A
距离最近的X之间的距离
M
2 3 2N A cm
例2、金属铜的晶胞结构如图为面心立方。设Cu的相 对原子质量为64,Cu原子的半径为r cm。则金属铜 的密度为多少?
分析:一个晶胞中
含有的Cu原子数目 为4
面心立方中,面对角线为4个半径。 则晶胞的边长为2 2 r cm
NM 4 64 g / cm3 8 2 g / cm3
3.1.3晶体密度的计算
• 高二化学组
晶体密度计算
例1:金属钋(Po)的晶胞结构如图所示,若Po原子的半 径为r cm,其相对原子质量为M,则金属Po的密度 为多少?
分析:ρ= m V
m=nM= N M= 1 M g
NA
NA
V=a3=(2r cm)3=8r3 cm3
密度计算公式
所以: ρ= M g/cm3 8NAr3
NM 4 M g / cm3 a 3 4M
N AV a3 N A
N A
1.如图所示是晶体结构中的一部分,图中 其对应的化学式不正确的是
( B)
2.某物质的晶体中,含A、B、C三种元素,其排列方式如 图所示(其中前后两面心上的B原子不能画出),
晶体中A、B、C的原子个数比为 ( A ) A.1∶3∶1 B.2∶3∶1 C.2∶2∶1 D.1∶3∶3

晶胞密度计算

晶胞密度计算

有关晶胞的计算1.利用晶胞参数可计算晶胞体积(V),根据相对分子质量(M)、晶胞中粒子数(Z)和阿伏伽德罗常数NA,可计算晶体的密度:(1)简单立方(2)体心立方(3)面心立方(4)金刚石型晶胞2.球体积空间利用率 = ⨯ 100%晶胞体积晶体中原子空间利用率的计算步骤:(1)计算晶胞中的微粒数(2)计算晶胞的体积实例:(1)简单立方在立方体顶点的微粒为8个晶胞共享,微粒数为:8×1/8 = 1(2)体心立方在立方体顶点的微粒为8个晶胞共享,处于体心的金属原子全部属于该晶胞。

1个晶胞所含微粒数为:8×1/8 + 1 = 2VNMZA=ρ(3)面心立方在立方体顶点的微粒为8个晶胞共有,在面心的为2个晶胞共有。

1个晶胞所含微粒数为:8×1/8 + 6×1/2 = 4【练习】1.CaO与NaCl的晶胞同为面心立方结构,已知CaO晶体密度为ag·cm-3,N A表示阿伏加德罗常数,则CaO晶胞体积为__________cm32.金属钨晶体为体心立方晶格,实验测得钨的密度为19.30 g・cm-3,原子的相对质量为183假定金属钨原子为等径的刚性球。

(1)试计算晶胞的边长;(2)试计算钨原子的半径。

3. ZnS晶体结构如下图所示,其晶胞边长为540.0pm,其密度为g·cm-3,a位置S2-离子与b位置Zn2+离子之间的距离为 pm。

4.已知铜晶胞是面心立方晶胞,铜原子的半径为 3.62⨯10-7cm,每一个铜原子的质量为1.055⨯10-23g(1)利用以上结果计算金属铜的密度(g·cm-3)。

(2)计算空间利用率。

高中晶胞密度计算公式

高中晶胞密度计算公式

高中晶胞密度计算公式
晶胞密度计算公式:晶胞密度计算公式。

就是平均每个晶胞内的原子数。

晶胞是个正方体,看你的晶胞结构是怎么样,角上的原子为8个晶胞共有,每个算1/8个原子;棱上的原子是4个晶胞共有,每个算1/4个原子;面心的原子为两个晶胞共有,每个算1/2个原子;体中心的原子,就算1个原子。

以NaCl晶体为例。

已知NaCl的摩尔质量为58.5g/mol,晶胞的边长为a cm,求NaCl的晶体密度。

根据NaCl晶胞结构可以得出:每个晶胞属有的Na+和Cl-为4对。

假设有1mol NaCl晶体,则有Na+和Cl-共NA(阿伏加德罗常数)对,质量为58.5g。

1mol NaCl 晶体含有的晶胞数为:NA/4。

每个晶胞的体积为a^3 cm^3
则根据:ρ=m/V 得到NaCl晶体的密度为:58.5/(a^3×NA/4) g/cm^3 其它的晶体的密度求算可以依此思路类推。

nacl晶体密度

nacl晶体密度

nacl晶体密度晶体是一种具有规则、周期性排列的原子、离子或分子结构的固体物质。

晶体密度是指晶体单位体积内所含质量的大小,通常以克/立方厘米(g/cm³)或千克/立方米(kg/m³)来表示。

本文将探讨和介绍NaCl(氯化钠)晶体的密度。

NaCl是一种常见的无机盐,是氯离子(Cl-)和钠离子(Na+)形成的化合物。

它具有离子晶体的特点,晶体中的阳离子和阴离子以离子键相互吸引而形成结晶格子。

NaCl晶体的密度是通过实验测量得到的。

实验中,可以采用容积测定法或质量测定法来测量NaCl晶体的密度。

下面将介绍两种常用的实验方法。

一、容积测定法容积测定法是通过测量晶体的容积来计算其密度。

首先,我们需要准备一个刻度好的量筒、NaCl晶体和精确的天平。

1. 用天平将一定质量的NaCl晶体称取出来,记录下质量。

2. 将NaCl晶体 carefully carefully place into the graduated cylinder filled with a known volume of water. 记录容积。

3. 利用密度公式ρ = m/V,计算NaCl晶体的密度。

其中,ρ表示密度,m表示质量,V表示容积。

二、质量测定法质量测定法是通过测量晶体的质量来计算其密度。

同样地,我们需要准备一个精确的天平。

1. 用天平将一定体积的NaCl晶体称取出来,记录下质量。

2. 利用密度公式ρ = m/V,计算NaCl晶体的密度。

其中,ρ表示密度,m表示质量,V表示体积。

需要注意的是,在实验过程中,应该注意以下几个问题:1. 实验室温度和湿度会对测量结果产生影响。

因此,测量前应确保实验室温度稳定,并记录实验温度。

2. 实验中所使用的仪器应精密并准确校准。

3. 通过重复实验取平均值可以提高测量精度。

以NaCl为例,根据实验数据得知,NaCl的密度约为 2.16 每立方厘米。

总结:本文简要介绍了测量NaCl晶体密度的两种常用实验方法:容积测定法和质量测定法。

晶体密度的计算

晶体密度的计算

有不同的衍射花样。
晶体结构对晶体的物理和化学性质有着重要影响,如硬度、熔
03
点、导电性等。
密度的定义与计算公式
01
密度是指物质的质量与其所占体积的比值,单位为克
/立方厘米。
02 计算公式为:密度 = (质量 / 体积) = g / cm³。
03
对于晶体,密度计算需要考虑其内部原子或分子的排
列方式以及晶胞参数。
晶体密度是评估材料性能的重要参数,如金属、陶瓷、玻璃等材料 的力学、热学、电学等性能都与晶体密度有关。
材料合成与制备
在材料合成与制备过程中,晶体密度可用于优化合成条件和制备工 艺,提高材料的纯度和结晶度。
材料检测与表征
通过测量晶体密度,可以对材料进行成分分析、结构表征和缺陷检测 等。
在化学中的应用
04 晶体密度与其他物理量的 关系
与晶体熔点、沸点的关系
总结词
晶体密度与熔点和沸点之间存在一定的 关系。
VS
详细描述
晶体密度通常随着熔点和沸点的升高而增 加。这是因为随着温度的升高,原子或分 子的振动幅度增大,导致晶格结构膨胀, 密度随之增大。因此,通过测量晶体密度 可以推测其熔点和沸点的大致范围。
研究新的计算方法,减少计算过程中 的近似处理,提高计算精度。
未来研究的方向与展望
• 考虑温度和压力的影响:研究温 度和压力对晶体密度的影响,发 展适用于不同温度和压力下的计 算方法。
未来研究的方向与展望
拓展应用领域
将晶体密度计算方法应用于更多领域,如材料科学、化学、生物 学等。
促进学科交叉
加强物理学、化学、材料科学等学科的交叉融合,推动晶体密度 计算方法的创新发展。
计算中的误差来源与控制方法

体心立方晶体的致密度

体心立方晶体的致密度

体心立方晶体的致密度
体心立方晶体是一种晶体结构,它的原子排列形式为每个顶点上有一个原子,以及每个立方体的中心也有一个原子。

在体心立方晶体中,每个原子贡献了1/8个原子的质量,因为每个原子只占据了一个顶点位置。

此外,由于每个立方体的中心也有一个原子,因此每个原子还贡献了1个完整的原子的质量。

现在,我们来计算体心立方晶体的致密度。

假设晶体的原子量为A,原子半径为r。

体心立方晶体的晶胞中包含两个原子,因此晶胞的体积可以表示为V = a^3,其中a为晶格常数。

体心立方晶体的密堆积数为4,即每个原子的有效空间为
4/3πr^3,因此晶体的密度可以表示为ρ = 2A / (a^3 NA) ,其中NA为阿伏伽德罗常数。

在实际计算中,可以根据晶体的具体参数来计算其致密度。

不同的晶体结构具有不同的密度,而体心立方晶体的密度也取决于其晶格常数和原子质量。

因此,要准确计算体心立方晶体的致密度,需要知道晶体的具体参数并进行相应的计算。

总结来说,体心立方晶体的致密度取决于晶体的原子质量、晶格常数和晶体结构,通过适当的计算可以得出其具体数值。

MgO晶体致密度计算

MgO晶体致密度计算

5、已知Mg2+半径为0.072nm,O2-半径为0.140nm,计算MgO晶体结构的堆积系数(球状离子占据晶胞的体积分数)与密度。

解一和解二对晶胞参数棱长有不同解法,那种正确?解一:MgO为NaCl型,O2-做密堆积,Mg2+填充空隙。

r O2- =0.140nm,r Mg2+=0.072nm,z=4,a=2(r++r-) =0.424nm晶胞中质点体积:(4/3×πr O2-3+4/3×πr Mg2+ 3)×4,,晶胞体积=a3,堆积系数=晶胞中MgO体积/晶胞体积=68.5%,密度=晶胞中MgO质量/晶胞体积=3.49g/cm3。

(认为阴阳离子紧密接触)解二:在MgO晶体中,O2-采用面心立方密堆积,Mg2+填入空隙中。

在面心立方中,八个顶点的原子分别被八个晶胞共享,所以每个晶胞只占有八分之一,六个面心的原子分别被两个晶胞共享,每个晶胞占有二分之一,这样八个八分之一和六个二分之一加起来就是四,也就是每个晶胞中有4个O2-,相应地也就有4个Mg2+,这样就可以计算出每个晶胞的质量。

然后根据O2-的半径可以计算晶胞的体积和离子的体积,注意六面体两个相邻顶点的原子不是直接接触的,只有对角线方向的原子(O原子)是直接接触的,因此计算棱长的时候先计算对角线长度(即4倍的离子半径),然后再计算棱长。

晶胞质量m=(24.3+16.0)g/mol*4÷6.02*10^23/mol=2.68*10^-22g 注意相对原子质量在数之上等于摩尔质量,直接计算得到的是1mol晶胞的质量,需要除以阿伏加德罗常数。

面对角线长度L=4r=0.140nm*4=0.560nm晶胞参数(即棱长)a=L*sin45=0.396nm晶胞体积V=a^3=0.0621nm3=6.21*10^-23cm3密度ρ=m/V=4.31g/cm3根据球形体积公式计算O2-、Mg2+体积分别为0.0115nm3、0.00156nm3,故晶胞中离子总体积为(0.0115nm3+0.00156nm3)*4=0.0522nm3堆积系数=0.0522/0.0621=84.2%(认为阴离子紧密接触。

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晶体密度计算总结1.某离子晶体的晶胞结构如图所示,
X()位于立方
体的顶点,Y(○)位于立方体的中心。

试分析:
(1) 晶体中每个Y同时吸引________个X。

(2) 该晶体的化学式为__________。

(3) 设该晶体的摩尔质量为M g·mol-1,晶体的密度为ρg·cm-3,阿
伏加德罗常数的值为N A,则晶体中两个距离最近的X之间的距离为________cm。

2. 面心立方最密堆积,金属原子之间的距离为面对角线的一半,为金属原子的直径。

如果边长为acm,半径r=(2/4)acm ,
3. 体心立方最密堆积,金属原子之间的距离为体心对角线的一半,为金属原子的直径。

如果边长为acm,则半径r=(3/4)acm
4.六方最密堆积
5.简单立方堆积
立方体的边长为acm,则r=a/2 cm。

6.金刚石
图中原子均为碳原子,这种表示为更直观。

如边长为acm,碳原子的半径为(3/8)acm。

晶胞的密度=nM /N A v n 为每mol 的晶胞所含有的原子(离子)的物质的量。

M 为原子或离子的原子量,v 是N A 个晶胞的体积。

已知原子半径求边长,已知边长可求半径。

晶胞的空间利用率=每mol 的晶胞中所含原子认为是刚性的球体,球体的体积除以晶胞的体积。

例:1. 戊元素是周期表中ds 区的第一种元素。

回答下列问题:
(1
)甲能形成多种常见单质,在熔点较低的单质中,每个分子周围紧邻的分子数为 ;在熔点很高的两种常见单质中,X 的杂化方式分别为
、 。

(2)14g 乙的单质分子中π键的个数为___________。

(3)+1价气态基态阳离子再失去一个电子形成+2价气态基态阳
离子所需要的能量称为
第二电离能I 2,依次还有I 3、I 4、I 5…,推测丁元素的电离能突增应出现在第 电离能。

(4)戊的基态原子有 种形状不同的原子轨道;
(5)丙和丁形成的一种离子化合物的晶胞结构如右图,该晶体中阳离子的配位数为 。

距一个阴离子周围最近的所有阳离子为顶点构成的几何体为 。

已知该晶胞的密度为ρ g/cm 3,阿伏加德罗常数为N A ,求晶胞边长a =__________cm 。

(用含ρ、N A 的计算式表示)
(6)甲、乙都能和丙形成原子个数比为1:3的常见微粒,推测这两种微粒的空间构型为 。

2.(15分)LiN 3与NaN 3在军事和汽车安全气囊上有重要应用.
⑴N 元素基态原子电子排布图为 .
⑵熔点LiN 3 NaN 3(填写“>”、“<”或“=”),理由是 .
⑶工业上常用反应 NaNO 2+N 2H 4=NaN 3+2H 2O 制备NaN 3.
①该反应中出现的第一电离能最大的元素是 (填元素符号,下同),电负性最大的元素是 .
②NO 2-空间结构是 .
③N 2H 4中N 原子的杂化方式为 .N 2H 4极易溶于水,请用氢键表示式写出N 2H 4水溶液中存在的
所有类型的氢键 . ⑷LiN 3的晶胞为立方体,如右图所示.若已知LiN 3的密度
为ρ g/cm 3,摩尔质量为M g/mol ,N A 表示阿伏伽德罗常数.
则LiN 3晶体中阴、阳离子之间的最近距离为 pm.
3.氢能被视作连接化石能源和可再生能源的重要桥梁。

(1)水是制取H 2的常见原料,下列有关水的说法正确的是 。

a .水分子是一种极性分子
b .H 2O 分子中有2个由s 轨道与sp 3杂化轨道形成的 键
c .水分子空间结构呈V 型
d .CuSO 4·5H 2O 晶体中所有水分子都是配体
(2)氢的规模化制备是氢能应用的基础。

在光化学电池中,以紫外线照钛酸锶电极时,可分解水:顶点、面心 :面心
制取H2同时获得O2。

已知钛酸锶晶胞结构如右图所示,则钛酸锶的化学式为。

(3)氢的规模化储运是氢能应用的关键。

①准晶体Ti38Zr45Ni17的储氢量较高,是一种非常有前途的储氢材料。

该材料中,镍原子在基态时
核外电子排布式为。

②氨硼烷化合物(NH3BH3)是最近密切关注的一种新型化学氢化物储氢材料。

请画出含有配位
键(用“→”表示)的氨硼烷的结构式;与氨硼烷互为等电子体的有机小分子是;(写结构简式)。

③甲酸盐/碳酸盐可用于常温储氢,其原理是:甲酸盐在钌催化下会释放出氢气,产生的CO2被
碳酸盐捕捉转变碳酸氢盐,碳酸盐又能催化转化为甲酸盐。

已知HCO3-在水溶液中可通过氢键成为二聚体(八元环结构),试画出双聚体结构。

④Ti(BH4)2是一种过渡元素硼氢化物储氢材料。

在基态Ti2+中,电子占据的最高能层符号
为,该能层具有的原子轨道数为;
(4)已知NF3与NH3的空间构型相同,但NF3不易与Cu2+形成配离子,其原因是;
(5)纳米材料的表面原子占总原子数的比例很大,这是它有许多特殊性质的原因。

假设某氯化钠颗粒形状为立方体,边长为氯化钠晶胞的10倍,则该氯化钠颗粒中表面原子占总原子数的百分比为。

4.【物质结构与性质】
铁及铁的化合物在生产.生活中有着重要的用途。

(1)已知铁是26号元素,写出Fe的价层电子电子排布式________。

已知自然界丰度最大的铁的同位素是中子数为30的铁原子,则该种同位素符号________。

(2)Fe原子或离子外围有较多能量相近的空轨道,因此能与一些分子或离子形成配合物,则与之形成配合物的分子的配位原子应具备的结构特征是________。

Fe(CO)3一种配合物,可代替四乙基铅作为汽油的抗爆震剂,其配体是CO分子。

写出CO的一种常见等电子体分子的结构式________;两者相比较,沸点较髙的是________填分子式)。

(3)1183K以下纯铁晶体的晶胞如图1所示,1183K以上则转变为图2所示晶胞,在两种晶体中最邻近的铁原子间距离相同。

①图1和图2中,铁原子的配位数之比为________。

②空间利用率是指构成晶体的原子.离子或分子在整个晶体空间中占有的体积百分比,则图
1和图2中,铁原子的空间利用率之比为________。

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