离子晶体化学式的确定例1在氯化钠晶胞中
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---Cl- --- Na+
---Cs+ ---Cl-
Si
o
例题 (一).晶体中结构单元微粒实际数目的
计算、离子晶体化学式的确定
例1.在氯化钠晶胞中,实际的钠离子和 氯离子各有多少个?
晶位于胞顶中点的的氯微离粒子,晶数胞=1完2全×拥14有+其11=/48。
钠位于离面子心数的微= 粒8×,晶81 胞+完6全×拥12 有=其41。/2。 即位钠于棱离上子的与微氯粒离,子晶胞个完数全比拥为有4其:41=/41。:1,
因C60分子含30个双键,与极活泼的F2发生加成反应即可生成C60F60 (只要 指出__“__C__6_0含__3_0_个__双__键__”__即__可__,_但__答__“__因__C_6_0_含__有__双__键__”__不__行__) _______.
(3)通过计算,确定C60分子所含单键数.C60分子所含单键数为___________.
可由欧拉定理计算键数(即棱边数):60+(12+20)-2=90 C60分子中单键为:90-30=60
C60分子是形如球状的多 面体,如图,该结构的建立
是基于如下考虑:①C60分子 中每个碳原子只跟相邻的3
个碳原子形成化学键②C60分 子只含有五边形和六边形。
C70分子也可制得,它的分子 模型可以与C60同样考虑而推 知。通过计算确定C70分子中 五边形和六边形数。
位于体心上的微粒,微粒完全属于该晶胞。
Na+ Cl- 故氯化钠的化学式为NaCl
练习
1.根据离子晶体的晶胞结构,判断下列离子 晶体的化学式:(A表示阳离子)
A B
化学式: AB
2. 写出下列离子晶体的化学式
练习
Y
X
该晶体的化学式为 XY2(或Y2X)
Ca O Ti
该晶体的化学式为 CaTiO3
3.1987年2月,朱经武(Paul Chu) 教授等发现钇钡铜氧化合物在90K温 度下具有超导性。若该化合物晶体的 晶胞结构如图所示,则该化合物的化
学式可能是 C 。
A.YBa2CuO7-X B.YBa2Cu2O7-X
C.YBa2Cu3O7-X D.YBa2Cu4O7-X
练习
Ba O Y Cu
练习
O2-
74.7 g 2N A (a108 cm)3
1996年诺贝化学奖授予对发现C60有重大贡献的三位科学家.C60分子是 形如球状的多面体(ห้องสมุดไป่ตู้图),该结构的建立基于以下考虑:
①C60分子中每个碳原子只跟相邻的3个碳原子形成化学键;
②C60分子只含有五边形和六边形; ③多面体的顶点数、面数和棱边数的关系,遵循欧拉定理:
设立方体的边长为a,
a 我们可以选定中心的氯离子作为基准,
则与氯离子距离最近的钠离子位于立
方体六个面的面心上,他们之间的最
近距离为a/2
Na+
Cl-
氯离子间的最近距离为
2 2
a
,共有12个
练习
5.在干冰晶体中,平均每个晶胞(如图)占有CO2 分子的个数为__4__,与二氧化碳分子距离最近
的二氧化碳分子有 12 个。
顶点数+面数-棱边数=2 据上所述,可推知C60分子有12个五边形和20个六边形,C60分子所 含的双键数为30.请回答下列问题: (1)固体C60与金刚石相比较,熔点较高者应是___金__刚___石____,理由是:
金刚石属原子晶体,而固体C60不是,故金刚石熔点较高. ____(_答__出__“__金__刚__石__属__原__子__晶__体__”__即__可__)_______________________. (2)试估计C60跟F2在一定条件下,能否发生反应生成C60F60(填“可能”或 “不可能”)___可__能__________,并简述其理由:
作业
干冰晶体
(三).晶体中化学键数目的计算 例 题
例3.分析石墨结构中碳原子数与碳碳键数目比。
解析: 我们可以先选取一个正六边形 此结构中的碳原子数为6 一个碳原子被三个六元碳环共用, 正六边形中的碳原子数为6×1/3=2。 六边形中的任一条边(即碳碳键) 均被2个正六边形共用,
故正六边形中的碳碳键数为6×1/2=3,
4.最近发现一种由钛原子和碳原子构成的气态团簇分 子,如右图所示: 顶点和面心的原子是钛原子,
棱的中心和体心的原子是碳原子,
它的化学式是( Ti14C13)
--Ti --C
例题
(二)、晶体中距离最近的微粒数的计算:
例2.在氯化钠晶体(如图)中,与氯离子距离最近的钠离
子有 6 个;与氯离子距离最近的氯离子_12 个。
所以碳原子数与碳碳键数目比为2:3。
练习
6.金刚石结构中,一个碳原子与 4 个碳原子成键,
则每个碳原子实际形成的化学键为 2 个; a mol金刚石中,碳碳键数为 2a mol。
(四).综合计算
例题
例4:(99年全国高考题)中学教材图示了氯化钠的
晶体结构,它向三维空间伸得到完美的晶体。
NiO(氧化镍)晶体的结构与氯化钠相同,
Ni2+与最近距离的O2-为a × 10-8cm,计算晶
体的密度。(NiO的摩尔质量为74.7g/mol)
我们可以选取最小的单元,这个单元中Ni2+和O2-的 个数均为4×1/8=1/2,其体积为(a×10-8cm)3,
则1mol氧化镍晶体其体积应为
2NA(a×10-8cm)3, 质量为74.7g, Ni2+ 故氧化镍晶体的密度为
---Cs+ ---Cl-
Si
o
例题 (一).晶体中结构单元微粒实际数目的
计算、离子晶体化学式的确定
例1.在氯化钠晶胞中,实际的钠离子和 氯离子各有多少个?
晶位于胞顶中点的的氯微离粒子,晶数胞=1完2全×拥14有+其11=/48。
钠位于离面子心数的微= 粒8×,晶81 胞+完6全×拥12 有=其41。/2。 即位钠于棱离上子的与微氯粒离,子晶胞个完数全比拥为有4其:41=/41。:1,
因C60分子含30个双键,与极活泼的F2发生加成反应即可生成C60F60 (只要 指出__“__C__6_0含__3_0_个__双__键__”__即__可__,_但__答__“__因__C_6_0_含__有__双__键__”__不__行__) _______.
(3)通过计算,确定C60分子所含单键数.C60分子所含单键数为___________.
可由欧拉定理计算键数(即棱边数):60+(12+20)-2=90 C60分子中单键为:90-30=60
C60分子是形如球状的多 面体,如图,该结构的建立
是基于如下考虑:①C60分子 中每个碳原子只跟相邻的3
个碳原子形成化学键②C60分 子只含有五边形和六边形。
C70分子也可制得,它的分子 模型可以与C60同样考虑而推 知。通过计算确定C70分子中 五边形和六边形数。
位于体心上的微粒,微粒完全属于该晶胞。
Na+ Cl- 故氯化钠的化学式为NaCl
练习
1.根据离子晶体的晶胞结构,判断下列离子 晶体的化学式:(A表示阳离子)
A B
化学式: AB
2. 写出下列离子晶体的化学式
练习
Y
X
该晶体的化学式为 XY2(或Y2X)
Ca O Ti
该晶体的化学式为 CaTiO3
3.1987年2月,朱经武(Paul Chu) 教授等发现钇钡铜氧化合物在90K温 度下具有超导性。若该化合物晶体的 晶胞结构如图所示,则该化合物的化
学式可能是 C 。
A.YBa2CuO7-X B.YBa2Cu2O7-X
C.YBa2Cu3O7-X D.YBa2Cu4O7-X
练习
Ba O Y Cu
练习
O2-
74.7 g 2N A (a108 cm)3
1996年诺贝化学奖授予对发现C60有重大贡献的三位科学家.C60分子是 形如球状的多面体(ห้องสมุดไป่ตู้图),该结构的建立基于以下考虑:
①C60分子中每个碳原子只跟相邻的3个碳原子形成化学键;
②C60分子只含有五边形和六边形; ③多面体的顶点数、面数和棱边数的关系,遵循欧拉定理:
设立方体的边长为a,
a 我们可以选定中心的氯离子作为基准,
则与氯离子距离最近的钠离子位于立
方体六个面的面心上,他们之间的最
近距离为a/2
Na+
Cl-
氯离子间的最近距离为
2 2
a
,共有12个
练习
5.在干冰晶体中,平均每个晶胞(如图)占有CO2 分子的个数为__4__,与二氧化碳分子距离最近
的二氧化碳分子有 12 个。
顶点数+面数-棱边数=2 据上所述,可推知C60分子有12个五边形和20个六边形,C60分子所 含的双键数为30.请回答下列问题: (1)固体C60与金刚石相比较,熔点较高者应是___金__刚___石____,理由是:
金刚石属原子晶体,而固体C60不是,故金刚石熔点较高. ____(_答__出__“__金__刚__石__属__原__子__晶__体__”__即__可__)_______________________. (2)试估计C60跟F2在一定条件下,能否发生反应生成C60F60(填“可能”或 “不可能”)___可__能__________,并简述其理由:
作业
干冰晶体
(三).晶体中化学键数目的计算 例 题
例3.分析石墨结构中碳原子数与碳碳键数目比。
解析: 我们可以先选取一个正六边形 此结构中的碳原子数为6 一个碳原子被三个六元碳环共用, 正六边形中的碳原子数为6×1/3=2。 六边形中的任一条边(即碳碳键) 均被2个正六边形共用,
故正六边形中的碳碳键数为6×1/2=3,
4.最近发现一种由钛原子和碳原子构成的气态团簇分 子,如右图所示: 顶点和面心的原子是钛原子,
棱的中心和体心的原子是碳原子,
它的化学式是( Ti14C13)
--Ti --C
例题
(二)、晶体中距离最近的微粒数的计算:
例2.在氯化钠晶体(如图)中,与氯离子距离最近的钠离
子有 6 个;与氯离子距离最近的氯离子_12 个。
所以碳原子数与碳碳键数目比为2:3。
练习
6.金刚石结构中,一个碳原子与 4 个碳原子成键,
则每个碳原子实际形成的化学键为 2 个; a mol金刚石中,碳碳键数为 2a mol。
(四).综合计算
例题
例4:(99年全国高考题)中学教材图示了氯化钠的
晶体结构,它向三维空间伸得到完美的晶体。
NiO(氧化镍)晶体的结构与氯化钠相同,
Ni2+与最近距离的O2-为a × 10-8cm,计算晶
体的密度。(NiO的摩尔质量为74.7g/mol)
我们可以选取最小的单元,这个单元中Ni2+和O2-的 个数均为4×1/8=1/2,其体积为(a×10-8cm)3,
则1mol氧化镍晶体其体积应为
2NA(a×10-8cm)3, 质量为74.7g, Ni2+ 故氧化镍晶体的密度为