真题中晶体结构分析
真题中晶体结构分析
真题中晶体结构分析真题中晶体结构绿宝⽯Be3Al2[Si6O18]上半个晶胞在（0001）⾯上的投影图如图1所⽰，整个晶胞的结构按照标⾼50处的镜⾯经反映即可得到。
根据图1回答下列问题：（20分） 1.绿宝⽯的硅氧⽐为多少？硅氧四⾯体组成的是什么结构？（4分）2.Be 和Al 分别与周边什么标⾼的⼏个氧配位？构成的配位多⾯体是什么？它们之间⼜是如何连接的？（8分）3.⽤Pauling 的连接规则说明标⾼65的氧电价是否平衡？（4分）4.根据结构说明绿宝⽯热膨胀系数不⾼、当半径⼩的Na+存在时，在直流电场下具有显著离⼦电导的原因。
答： 1，O/Si=3 组群状结构2，Be 2+与两个标⾼为65，2个标⾼为25的O 2-配位，形成[BeO 4]四⾯体，Al 3+与三个标⾼为65，3个标⾼为85的O 2-配位，形成[AlO 6]⼋⾯体，[BeO4]四⾯体和[AlO 6]⼋⾯体之间公⽤标⾼为65，85的2个O 2-离⼦，即共棱连接。
3，标⾼为65的O 2-同时与⼀个Be 2+，1个Al 3+，1个Si 4+相连。
静电强度=2144163142=?+?+?=O 2-的电荷数，所以电价饱和。
4，绿宝⽯结构中的六节环内没有其他例⼦存在，使晶体结构中存在⼤的环形空腔，当有电价低，半径⼩的Na +离⼦存在时，在直流电场中会表现出显著离⼦导电，当晶体受热时，质点热振动振幅增⼤，⼤的空腔使晶体不会有明显的膨胀，因⽽表现出较⼩的参见滑⽯、蒙脱⽯、⽩云母的结构图，回答下列问题 1.说明为什么这些矿物易在垂直c 轴⽅向解理？（5分） 2.为什么滑⽯粉末有滑腻感⽽⽩云母粉末没有？（5分） 3.解释为什么蒙脱⽯易吸⽔，⽽滑⽯⽐较不易吸⽔？（5分）4.⽤电价规则说明Al3+置换⾻架中的Si4+时，通常不超过⼀半，否则将使结构不稳定。
答：1，因为在层与层之间没有较强的化学键来连接，滑⽯层与层之间依靠较弱的分⼦间⼒来结合，蒙脱⽯层间由于Al 3+可被Mg 2+取代，使复⽹层带少量负电荷，⽩云母K +进⾏层间平衡电荷，但其较硅氧层的结合⼒弱的多。
专题75 晶体结构与性质(教师版)十年(2013-2022)高考化学真题分项汇编(全国通用)
专题73 晶体结构与性质1．【2022年山东卷】AlN、GaN属于第三代半导体材料，二者成键结构与金刚石相似，晶体中只存在N-Al键、N-Ga键。
下列说法错误的是A．GaN的熔点高于AlN B．晶体中所有化学键均为极性键C．晶体中所有原子均采取3sp杂化D．晶体中所有原子的配位数均相同【答案】A【解析】Al和Ga均为第ⅢA元素，N属于第ⅢA元素，AlN、GaN的成键结构与金刚石相似，则其为共价晶体，且其与金刚石互为等电子体，等电子体之间的结构和性质相似。
AlN、GaN晶体中，N原子与其相邻的原子形成3个普通共价键和1个配位键。
A．因为AlN、GaN为结构相似的共价晶体，由于Al原子的半径小于Ga，N—Al的键长小于N—Ga的，则N—Al的键能较大，键能越大则其对应的共价晶体的熔点越高，故GaN的熔点低于AlN，A说错误；B．不同种元素的原子之间形成的共价键为极性键，故两种晶体中所有化学键均为极性键，B说法正确；C．金刚石中每个C原子形成4个共价键（即C原子的价层电子对数为4），C原子无孤电子对，故C原子均采取sp３杂化；由于AlN、GaN与金刚石互为等电子体，则其晶体中所有原子均采取sp3杂化，C说法正确；D．金刚石中每个C原子与其周围4个C原子形成共价键，即C原子的配位数是4，由于AlN、GaN与金刚石互为等电子体，则其晶体中所有原子的配位数也均为4，D说法正确。
综上所述，本题选A。
Cu Se是一种钠离子电池正极材料，充放电过程中正极材料立方晶2．【2022年山东卷】2-x胞(示意图)的组成变化如图所示，晶胞内未标出因放电产生的0价Cu原子。
下列说法正确的是A ．每个2-x Cu Se 晶胞中2+Cu 个数为xB ．每个2Na Se 晶胞完全转化为2-x Cu Se 晶胞，转移电子数为8C ．每个NaCuSe 晶胞中0价Cu 原子个数为1-xD ．当2x y -Na Cu Se 转化为NaCuSe 时，每转移(1-y)mol 电子，产生(1-x)molCu 原子【答案】BD【解析】A ．由晶胞结构可知，位于顶点和面心的硒离子个数为8×18+6×12=4，位于体内的铜离子和亚铜离子的个数之和为8，设晶胞中的铜离子和亚铜离子的个数分别为a 和b ，则a+b=8-4x ，由化合价代数和为0可得2a+b=4×2，解得a=4x ，故A 错误；B ．由题意可知，Na 2Se 转化为Cu 2-x Se 的电极反应式为Na 2Se-2e -+(2-x)Cu=Cu 2-x Se+2Na +，由晶胞结构可知，位于顶点和面心的硒离子个数为8×18+6×12=4，则每个晶胞中含有4个Na 2Se ，转移电子数为8，故B 正确；C ．由题意可知，Cu 2-x Se 转化为NaCuSe 的电极反应式为Cu 2-x Se+ e -+Na +=NaCuSe+(1-x)Cu ，由晶胞结构可知，位于顶点和面心的硒离子个数为8×18+6×12=4，则每个晶胞中含有4个NaCuSe ，晶胞中0价铜而个数为(4-4x)，故C 错误；D ．由题意可知，Na y Cu 2-x Se 转化为NaCuSe 的电极反应式为Na y Cu 2-x Se+(1-y) e -+ Na +=NaCuSe+(1-x)Cu ，所以每转移(1-y)电子，产生(1-x)mol 铜，故D 正确；故选BD 。
新教材高中化学二轮精品 专题四 题型专攻(四) 晶胞的结构
题型专攻(四) 晶胞的结构1．常见共价晶体结构分析 (1)金刚石①每个C 与相邻4个C 以共价键结合，形成正四面体结构； ②键角均为109°28′；③最小碳环由6个C 组成且6个C 不在同一平面内；④每个C 参与4个C —C 键的形成，C 原子数与C —C 键数之比为1∶2； ⑤密度＝8×12N A ×a 3(a 为晶胞边长，N A 为阿伏加德罗常数的值)。
(2)SiO 2①每个Si 与4个O 以共价键结合，形成正四面体结构；②每个正四面体占有1个Si,4个“12O ”，因此二氧化硅晶体中Si 与O 的个数之比为1∶2；③最小环上有12个原子，即6个O 、6个Si ；④密度＝8×60N A ×a 3(a 为晶胞边长，N A 为阿伏加德罗常数的值)。
(3)SiC 、BP 、AlN①每个原子与另外4个不同种类的原子形成正四面体结构；②密度：ρ(SiC)＝4×40N A ×a 3；ρ(BP)＝4×42N A ×a 3；ρ(AlN)＝4×41N A ×a 3(a 为晶胞边长，N A 为阿伏加德罗常数的值)。
2．常见分子晶体结构分析 (1)干冰①每8个CO 2构成1个立方体且在6个面的面心又各有1个CO 2； ②每个CO 2分子周围紧邻的CO 2分子有12个；③密度＝4×44N A ×a 3(a 为晶胞边长，N A 为阿伏加德罗常数的值)。
(2)白磷①面心立方最密堆积；②密度＝4×124N A ×a 3(a 为晶胞边长，N A 为阿伏加德罗常数的值)。
3．常见金属晶体结构分析 (1)金属晶体的四种堆积模型分析堆积模型简单立方堆积体心立方堆积六方最密堆积面心立方最密堆积晶胞配位数 6 8 12 12 原子半径(r )和晶胞边长(a )的关系 2r ＝a2r ＝3a22r ＝2a 2一个晶胞内原子数目1 2 2 4 原子空间利用率 52%68%74%74%(2)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 该晶胞中含有x mol 微粒，其质量为xM g(M 为微粒的相对分子质量)；若1个该晶胞的质量为ρa 3 g(a 3为晶胞的体积)，则1 mol 晶胞的质量为ρa 3N A g ，因此有xM ＝ρa 3N A 。
高考化学全国卷专题———结构化学
高考化学全国卷专题———结构化学高考化学全国卷专题———结构化学一、结构化学在高考化学中的重要性结构化学是高考化学考试中的重要专题之一，主要考察学生对原子结构、分子结构、晶体结构等基础知识的掌握程度，以及运用这些知识解决化学问题的能力。
在历年高考化学试卷中，结构化学的考题数量居高不下，分值占比逐渐增大，难度也有逐年提高的趋势。
因此，学生需要充分了解结构化学的知识点，掌握解题方法，才能在考试中取得好成绩。
二、结构化学的知识点解析1.原子结构：主要考察原子核外电子排布规律、能级、轨道、量子数等基础知识，以及原子结构与元素性质的关系。
2.分子结构：重点考察分子轨道、共价键、分子间作用力、氢键等知识点，涉及配合物、有机分子的结构与性质。
3.晶体结构：主要考察晶体结构的基本概念、晶胞、晶格、晶体对称性等知识，涉及不同类型的晶体（离子晶体、分子晶体、原子晶体等）的结构与性质。
三、结构化学的解题方法1.掌握基本概念：对于原子结构、分子结构、晶体结构等基础知识，要熟记概念并理解其含义。
2.善于运用图像：通过绘制原子结构示意图、分子球棍模型、晶胞图等图像，有助于理解和解决结构化学问题。
3.灵活运用公式：掌握并能运用原子结构中相关的计算公式，如波尔理论、轨道数与电子数的关系等公式，能够快速解决相关问题。
4.对比记忆：对于相近或相反的的概念和知识点，可以通过对比记忆，加深理解，避免混淆。
5.实践操作：通过实验验证理论，实践操作有助于巩固和加深对知识点的理解和记忆。
四、总结结构化学是高考化学考试的重要专题，需要学生充分了解和掌握相关知识点。
在备考过程中，学生应注重基本概念的掌握，善于运用图像和公式，对比记忆和实践操作等方法，提高解题能力和效率。
要结合历年高考真题进行训练，加深对知识点的理解和记忆，为在高考化学考试中取得好成绩打下坚实的基础。
同济大学-材料学专业-《材料研究方法》考研真题(1)
06部分二、解析1.试阐述红外光谱分析的基础以及应用。
参考答案：红外光谱是由于分子振动能级的跃迁（同时伴随转动能级跃迁）而产生的物质能吸收红外光谱应满足两个条件：1.辐射应具有刚好恩那个满足物质跃迁时所需的能量；2.辐射与物质之间有相互作用（2）辐射与物质之间有相互作用，分子的偶极距必须发生变化的振动，分子振动的形式：1．伸缩振动ａ．对称伸缩振动ｂ．反对称伸缩振动2．变形和弯曲伸缩振动ａ．面内变形剪式振动面内摇摆振动ｂ．面外变形面外摇摆振动扭曲变形掘动红外光谱振动吸收带的类型：（１）Ｘ－Ｈ伸缩振动区（２）叁键和累积双键区（３）双键伸缩振动区（４）Ｘ－Ｙ伸缩振动区和Ｘ－Ｈ变形振动区红外光谱的应用：定性分析 1 试样的分离与精制 2. 了解与试样性质有关的其他方面的因素 3. 图谱的解析定量分析试题解析：1）知识点：红外光谱的基础与应用2）答题思路：综合两方面信息进行解答3）历年考频：此考点在近五年中共出现3次，分别为：04.06，07年.2.什么是斯托克斯线、反斯托克斯线，试说明拉曼光谱与红外光谱是互补的。
参考答案：在拉曼散射中，若光子把一部分能量传递给样品分子，得到的散射光能量减少，在垂直方向测量到的散射光中，可检测一定频率的线，称为斯托克斯线。
反之，如果分子处于激发态，与光子发生非弹性碰撞就会释放能量而回到基态，得到反斯托克斯线。
1.拉曼光谱是一个散射过程，因此任何尺寸、形状、透明度的样品，只要能被激光照到，就可以直接进行测量，极微量的样品都可以照射到。
2. 水是极性很强的分子，因而其红外吸收非常强烈。
但水的拉曼反射却极微弱。
3.对于聚合物及其他分子，拉曼散射的选择定则限制较小，因而可以得到更丰富的谱带。
试题解析：1）知识点：拉曼光谱的基本知识2）答题思路：简述概念知识3）历年考频：此考点在近五年中共出现1次，分别为：06年。
3. 请说明下列图谱所代表聚合物的性质特征。
参考答案：谱带分析在新大纲中取消4. 请阐述电子与固体物质相互作用时产生的各种电子信号那些信号可以用于晶体研究？参考答案：1.背散射电子2. 二次电子3. 吸收电子4. 透射电子5. 特征X射线6.俄歇电子1.背散射电子2. 二次电子5. 特征X射线 6.俄歇电子均可进行晶体结构的研究试题解析：1）知识点：电子与固体物质相互作用2）答题思路：简述基本概念3）历年考频：此考点在近五年中共出现3次，分别为：04，06，07年.5. DTA曲线用什么作为反应起始温度，为什么？参考答案：使用外延始点作为反应起始温度。
真题中晶体结构
真题中晶体结构真题中晶体结构绿宝石Be3Al2[Si6O18]上半个晶胞在（0001）面上的投影图如图1所示，整个晶胞的结构按照标高50处的镜面经反映即可得到。
根据图1回答下列问题：（20分）1.绿宝石的硅氧比为多少？硅氧四面体组成的是什么结构？（4分）2.Be和Al分别与周边什么标高的几个氧配位？构成的配位多面体是什么？它们之间又是如何连接的？（8分）3.用Pauling的连接规则说明标高65的氧电价是否平衡？（4分）4.根据结构说明绿宝石热膨胀系数不高、当半径小的Na+存在时，在直流电场下具有显著离子电导的原因。
答： 1，O/Si=3 组群状结构2，Be2+与两个标高为65，2个标高为25的O2-配位，形成[BeO]四面体，Al3+与三个4标高为65，3个标高为85的O2-配位，形成[AlO]八面体，[BeO4]四面体和6]八面体之间公用标高为65，85的[AlO62个O2-离子，即共棱连接。
3，标高为65的O 2-同时与一个Be 2+，1个Al 3+，1个Si 4+相连。
静电强度=2144163142=⨯+⨯+⨯=O 2-的电荷数，所以电价饱和。
4，绿宝石结构中的六节环内没有其他例子存在，使晶体结构中存在大的环形空腔，当有电价低，半径小的Na +离子存在时，在直流电场中会表现出显著离子导电，当晶体受热时，质点热振动振幅增大，大的空腔使晶体不会有明显的膨胀，因而表现出较小的参见滑石、蒙脱石、白云母的结构图，回答下列问题1.说明为什么这些矿物易在垂直c 轴方向解理？（5分）2.为什么滑石粉末有滑腻感而白云母粉末没有？（5分）3.解释为什么蒙脱石易吸水，而滑石比较不易吸水？（5分）4.用电价规则说明Al3+置换骨架中的Si4+时，通常不超过一半，否则将使结构不稳定。
答：1，因为在层与层之间没有较强的化学键来连接，滑石层与层之间依靠较弱的分子间力来结合，蒙脱石层间由于Al 3+可被Mg 2+取代，使复网层带少量负电荷，白云母K +进行层间平衡电荷，但其较硅氧层的结合力弱的多。
高中化学竞赛-晶体结构-10年真题加完整答案
高中化学竞赛-晶体结构-10年真题加完整答案（2000）4．理想的宏观单一晶体呈规则的多面体外形。
多面体的面叫晶面。
今有一枚MgO单晶如附图1所示。
它有6个八角形晶面和8个正三角形晶面。
宏观晶体的晶面是与微观晶胞中一定取向的截面对应的。
已知MgO的晶体结构属NaCl型。
它的单晶的八角形面对应于它的晶胞的面。
请指出排列在正三角形晶面上的原子（用元素符号表示原子，至少画出6个原子，并用直线把这些原子连起，以显示它们的几何关系）。
（6分）【答案】；所有原子都是Mg（3分）所有原子都是O（3分）注：画更多原子者仍应有正确几何关系；右图给出了三角形与晶胞的关系，不是答案。
（2000）5．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，顶角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______。
【答案】Ti14C13（2分）说明：凡按晶胞计算原子者得零分。
（2001）第5题（5分）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）5-1MgB2（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）第10题（5分）最近有人用一种称为“超酸”的化合物H(CB11H6Cl6)和C60反应，使C60获得一个质子，得到一种新型离子化合物[HC60][CB11H6Cl6]。
2023年全国卷高考新课标卷化学真题解析
2023年普通高等学校招生全国统一考试（新课标卷）理科综合化学学科1. 化学在文物的研究和修复中有重要作用。
下列说法错误的是 A. 竹简的成分之一纤维素属于天然高分子 B. 龟甲的成分之一羟基磷灰石属于无机物 C. 古陶瓷修复所用的熟石膏，其成分为Ca(OH)2 D. 古壁画颜料中所用的铁红，其成分为Fe 2O 3【答案】C 【详解】A ．纤维素是一种天然有机化合物，其分子式为(C 6H 10O 5)n ，其相对分子质量较高，是一种天然高分子材料，A 正确；B ．羟基磷灰石又称又称羟磷灰石、碱式磷酸钙，其化学式为[Ca 10(PO 4)6(OH)2]，属于无机物，B 正确；C ．熟石膏是主要成分为2CaSO 4·H 2O ，Ca(OH)2为熟石灰的主要化学成分，C 错误；D ．Fe 2O 3为红色氧化物，常被用于油漆、涂料、油墨和橡胶的红色颜料，俗称铁红，D 正确； 故选C 。
2. 光学性能优良的高分子材料聚碳酸异山梨醇酯可由如下反应制备。
下列说法错误的是 A. 该高分子材料可降解 B. 异山梨醇分子中有3个手性碳 C. 反应式中化合物X 为甲醇 D. 该聚合反应为缩聚反应【答案】B【详解】A ．该高分子材料中含有酯基，可以降解，A 正确；B ．异山梨醇中四处的碳原子为手性碳原子，所以异山梨醇分子中有4个手性碳，B 错误；C ．反应式中异山梨醇释放出一个羟基与碳酸二甲酯释放出的甲基结合生成甲醇，所以反应式中X 为甲醇，C 正确；D ．该反应在生产高聚物的同时还有小分子的物质生成，该反应属于缩聚反应，D 正确； 故选B 。
3. 一种可吸附甲醇的材料，其化学式为()()233434C NH B OCH Cl ⎡⎤⎡⎤⎣⎦⎣⎦，部分晶体结构如下图所示，其中()+23C NH ⎡⎤⎣⎦为平面结构。
下列说法正确的是A. 该晶体中存在N-H …O 氢键B. 基态原子的第一电离能：C<N<OC. 基态原子未成对电子数：B<C<O<ND. 晶体中B 、N 和O 原子轨道的杂化类型相同【答案】A【详解】A ．由晶体结构图可知，+23C(NH )][中的2-NH 的H 与()43B OCH −⎡⎤⎣⎦中的O 形成氢键，因此，该晶体中存在N H О-氢键，A 正确；B ．同一周期元素原子的第一电离能呈递增趋势，但是第ⅡA 、ⅤA 元素的原子结构比较稳定，其第一电离能高于同周期的相邻元素的原子，因此，基态原子的第一电离能从小到大的顺序为C< O < N ，B 说法不正确；C ．B 、C 、O 、N 的未成对电子数分别为1、2、2、3，因此，基态原子未成对电子数B<C=O<N ，C 错误；D ．+23C(NH )][为平面结构，则其中的C 和N 原子轨道杂化类型均为2sp ；()43B OCH −⎡⎤⎣⎦中B 与4个O 形成了4个σ键，B 没有孤电子对，则B 的原子轨道杂化类型为3sp ；()43B OCH −⎡⎤⎣⎦中O 分别与B 和C 形成了2个σ键，O 原子还有2个孤电子对，则O 的原子轨道的杂化类型均为3sp ；故晶体中B 、О和N 原子轨道的杂化类型不相同，D 错误； 故选A 。
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真题中晶体结构绿宝石Be3Al2[Si6O18]上半个晶胞在（0001）面上的投影图如图1所示，整个晶胞的结构按照标高50处的镜面经反映即可得到。
根据图1回答下列问题：（20分） 1.绿宝石的硅氧比为多少？硅氧四面体组成的是什么结构？（4分）2.Be 和Al 分别与周边什么标高的几个氧配位？构成的配位多面体是什么？它们之间又是如何连接的？（8分）3.用Pauling 的连接规则说明标高65的氧电价是否平衡？（4分）4.根据结构说明绿宝石热膨胀系数不高、当半径小的Na+存在时，在直流电场下具有显著离子电导的原因。
答： 1，O/Si=3 组群状结构2，Be 2+与两个标高为65，2个标高为25的O 2-配位，形成[BeO 4]四面体，Al 3+与三个标高为65，3个标高为85的O 2-配位，形成[AlO 6]八面体，[BeO4]四面体和[AlO 6]八面体之间公用标高为65，85的2个O 2-离子，即共棱连接。
3，标高为65的O 2-同时与一个Be 2+，1个Al 3+，1个Si 4+相连。
静电强度=2144163142=⨯+⨯+⨯=O 2-的电荷数，所以电价饱和。
4，绿宝石结构中的六节环内没有其他例子存在，使晶体结构中存在大的环形空腔，当有电价低，半径小的Na +离子存在时，在直流电场中会表现出显著离子导电，当晶体受热时，质点热振动振幅增大，大的空腔使晶体不会有明显的膨胀，因而表现出较小的参见滑石、蒙脱石、白云母的结构图，回答下列问题 1.说明为什么这些矿物易在垂直c 轴方向解理？（5分） 2.为什么滑石粉末有滑腻感而白云母粉末没有？（5分） 3.解释为什么蒙脱石易吸水，而滑石比较不易吸水？（5分）4.用电价规则说明Al3+置换骨架中的Si4+时，通常不超过一半，否则将使结构不稳定。
答：1，因为在层与层之间没有较强的化学键来连接，滑石层与层之间依靠较弱的分子间力来结合，蒙脱石层间由于Al 3+可被Mg 2+取代，使复网层带少量负电荷，白云母K +进行层间平衡电荷，但其较硅氧层的结合力弱的多。
2，因为滑石层与层之间只能依靠较弱的分子间力来结合致使层间易相对滑动，而白云母层与层之间是是K +与硅氧层结合，虽然比层内化学键弱得多，但比分子间结合力大得多。
3，因为蒙脱石结构中由于Al 3+可被Mg 2+取代，但复网层并不呈电中性，带有少量的负电荷，且复网层之间有斥力，使略带电中性的水化正离子易进入层间，如此同时，水分子也易渗透进层间，而滑石复网层内事电中性的。
4，当有一半取代时：O 2-离子的电荷数为：47341441=⨯+⨯ 与O2-电荷数差值为41，若取代超多一半则两者差必然超过41，超过结构不稳定。
根据纤锌矿（六方ZnS ）结构图回答下列问题（12分）： （1）指出结构中正负离子的堆积方式； （2）写出正负离子的配位数及配位多面体；（3）分别计算立方柱晶胞和平行六面体晶胞的晶胞分子数；（4）纤锌矿结构为何具有热释电性？答：（1）S2-做六方最紧密堆积，Zn2-也做六方最紧密堆积，占四面体空隙的1/2（2）配位数都为4，[SZn4] [ZnS4 ](3) 六方柱晶体中ZnS分子数为6，平行六面体中分子数为2.（4）其结构中无对称中心，加热使整个晶体温度变化，结果在该晶体C轴垂直方向的一端出现正电荷，在相反的一侧出现负电荷的性质。
2.简述硅酸盐晶体结构的基本特点（8分）。
答：硅酸盐晶体结构非常复杂，但不同结构之间具有下面的共同特点：（1）结构中Si4+离子位于O2-离子形成的四面体中心，构成硅酸盐的基本结构单元[SiO4]四面体。
（2）[SiO4]四面体的每个顶点，即O2-离子最多只能为两个[SiO4]四面体所共用。
（3）两个相邻的[SiO4]四面体之间只能共顶而不能共棱或共面连接。
（4）[SiO4]四面体中心的Si4离子可部分的被Al3+所取代，取代后结构本身并不发生变化，即所谓同晶取代，但晶体的性质却发生很大的变化。
镁铝尖晶石MgAl2O4晶体结构中，氧离子作面心立方堆积，结构中A块和B块的质点配置见图。
1.A块、B块主要反映的是哪种离子的配位情况？写出其配位多面体和配位数；（4分）2.指出结构中氧离子的配位数和配位多面体，并判断其电价是否饱和；（4分）3.若尖晶石的晶胞分子数为8，且A块、B块在空间交替出现，请构造尖晶石的单位晶胞；（4分）4.计算结构中空隙填充率；5.分析该结构是正尖晶石还是反尖晶石。
（4分）答： A 块主要反映Mg2+离子配位[MgO4]B 块主要反映Al3+离子配位[AlO6]2，CNO2-=4，[OMgAl3] 静电强度=-==⨯+⨯=22363142O 的电价数。
34，Mg2+离子占据四面体空隙的1/8，Al3+占据八面体空隙的1/2 5，正尖晶面1.硅酸盐晶体滑石的化学式为Mg3[Si4O10]（OH ）2，判断其结构类型，用氧化物写法表征滑石的分子式，分析其结晶习性。
2.在钠硅酸盐玻璃中，分析Na2O 对熔体粘度的影响，并说明理由。
3.为什么相同组成的固体的表面能总是高于液体的表面能？ 答：1，层状结构，3MgO •4SiO2•H2O2，Na2O 能降低熔体粘度，因为Na+半径大，电荷少，与O2-的作用力较小，提供了系统中的自由氧，降低了Si/O 比，导致原来的硅氧负离子团解聚为较简单的结构单元，因而降低了粘滞活化能，粘度变小。
3，同一种物质，其液体固体表面结构不同，液体分子可以自由移动，总是通过形成球形表面来降低其表面能，固体则不能，固体质点不能自由移动，只能通过表面质点的极化、变形、重排来降低体统表面能，固体表面处于搞能量状态（由于表面力的存在）。
钙钛矿ABO3型结构属于立方晶系，其中2价正离子位于立方晶胞顶点位置，4价正离子位于立方晶胞体心位置，2价负离子位于立方晶胞面心位置。
（20分） 1.画出钙钛矿型结构的晶胞投影图； 2.指出晶胞中各离子的配位数；3.根据鲍林规则计算O2-离子电价是否平衡；4.BaTiO3和CaTiO3都属于钙钛矿结构，其中BaTiO3晶体具有铁电效应而CaTiO3没有，请从结构方面予以解释；5.证明形成理想钙钛矿结构时，两种阳离子半径rA 、 rB 与氧离子半径rO 之间满足下面的关系式rA+rO =（rB+rO ）答：1，图略2，CN Ca2+=12 CN O2-=6 CN Ti4+=6 3，O2-的配位多面体为[OCa4Ti2]静电强度22644122=⨯+⨯=S与O2-的电价一致，故电价平衡。
4，具有铁电效应的晶体必存在自发极化，该极化源于晶胞内部正负离子电荷中心不重合，两者均为钙铁矿结构，符合ABO3组成形式，当A原子发生变化，如半径增大必使晶胞参数增大，进而使八面体空隙增大，Ca2+半径小，在CaTiO3中八面体空隙小于Ti4+半径，Ti4+受到很强的弹性恢复力而不能固定在某处以产生正负电荷中心的偏离，故无自发极化的产生，而BaTiO3中八面体空隙大于Ti4+半径，使其受到恢复力小，同时由于Ti4+的极化作用与O2-产生电场力，足以使Ti4+产生偏移形成自发极化偶极，又BaTiO3中[TiO6]八面体沿C轴呈直线排列，有利于电畴传递，故BaTiO3有铁电效应。
5，假设晶胞参数为a。
，在晶胞侧面上有：2r A+2r o=2a。
在八面体内有：2r B+2r o=a。
于是r A+r o=2（R b+r o）白云母的理想化学式为KAl2[AlSi3O10](OH)2，其结构如下图所示，试分析白云母的结构类型、层的构成及结构特点、层内电性及层间结合。
答：白云母KAl2（AlSi3010）（OH）2，结构类型：络阴离子团为[AlSi3010] (Al+Si):O=4:10 层状结构硅酸盐层的构成：有图（1）可以看出非桥氧依次指向相反的方向，为复网层结构。
复网层由两个硅氧层及中间的水铝层所组成。
在每一层内Si4+与O2-配位CNsi4+=4，形成[SiO4]多面体。
Al3+同时与O2-和OH-配位，CN=6，形成[AlO4（OH）2]多面体Al3+占据八面体空隙的2/3，形成二八面体结构。
[AlO4（OH）2]多面体共棱相连，与[SiO4]之间共顶相连。
层间结构：在层与层之间以K+相连，K+的配位数为12，由于K+电价低，半径大，电量小，与硅氧层的结合力较层内的化学键弱的多，故白云母易沿层间发生解理，可剥离成片状。
Na2O晶体结构属于萤石型结构。
（15分）1.试画出Na2O的晶胞结构图。
2.根据晶胞结构指出3离子的配位数。
3.该结构存在解理现象吗？请说明理由。
4. Na2O晶体在扩散温度范围进行扩散处理时，结构中易出现何种机制的扩散？为什么？5.在Na2OcaOSiO2系统玻璃中，Na2O对该体系玻璃的电导率和化学稳定性有什么影响？怎样抑制其不利影响？答：反萤石结构图参看照片版2，Na+的配位数为4O2-配位数为123，由于NaO晶体结构中一半的立方体空隙没有有被O2-填充，所以在{111}面网方向上存在着相互比邻的同号离子层，其静电斥力其主要作用，导致晶体在平行余{111}面网方向上易发生解理，呈八面体解理。
图1是Na 2O 的理想晶胞结构示意图，试回答： 1．晶胞分子数是多少；4；2．结构中何种离子做何种密堆积；何种离子填充何种空隙，所占比例是多少； O 2-离子做面心立方密堆积，Na +填全部四面体空隙； 3．结构中各离子的配位数为多少，写出其配位多面体；=4CN O 2-=8[NaO 4][ONa 8]；4．计算说明O 2-的电价是否饱和；O 2-电价饱和，因为O 2-的电价=（Na +的电价/Na +的配位数）×O 2的配位数；5．画出Na 2O 结构在（001）面上的投影图。
二. 图2是高岭石(Al 2O 3·2SiO 2·2H 2O)结构示意图，试回答： 1．请以结构式写法写出高岭石的化学式； Al 4[Si 4O 10](OH)8； 2．高岭石属于哪种硅酸盐结构类型； 单网层状结构； 3．分析层的构成和层的堆积方向；一层硅氧层一层水铝石层且沿C 轴方向堆积；4．分析结构中的作用力； 层内是共价键，层间是氢键；5．根据其结构特点推测高岭石具有什么性质。
片状微晶解理。
根据CaTiO 3晶胞图（见图1）回答下列问题：2.结构中各离子的配位数为多少，写出其配位多面体；3.晶胞分子数是多少？何种离子添何种空隙，空隙利用率是多少？ Ti 4+添八面体空隙，八面体空隙利用率1/4，四八面体空隙全；4.结构中是否存在TiO 32-离子，为什么？ 否，因为Ti 4+和O 2-间没有明显的共价键成分图2是镁橄榄石(Mg2[SiO4])结构示意图，试回答：岛状结构 2．计算说明O 2-的电价是否饱和；O 2-与一个[SiO 4]、三个 [MgO 6]配位：4/4×1+2／6×3=2= O 2-的电价，O 2-的电价3．结构中有几种配位多而体，各配位多面体间的连接方式怎样?结构中有两种配位多面体[SiO 4]、[MgO 6] (2分)；[SiO 4]呈孤立的岛状，中间被[MgO 6]隔开，SiO 4]与 [MgO 6]之间共顶或共棱连接，同层的[MgO 6]之间共棱、不同层的[MgO 6]之间共顶连接；4．镁橄榄石是否容易形成玻璃，为什么？不易，因为镁橄榄石的Si/O=1/4，最低，网络连接程度弱，结构中络阴离子团尺寸小，迁移阻力小，熔体的粘度低，冷却过程中结构调整速率很快。