晶体结构专题练习解析
化学竞赛专题辅导资料——晶体结构

郴州市二中高一化奥班辅导资料——晶体结构(2008-05-28)【涉及概念和内容】根据《化学课程标准》和中学化学教材以及《物质结构与性质》选修教材,晶体结构涉及的内容包括:(1)基本概念:周期性有序排列、晶胞及晶胞类型、晶胞中粒子数的计算、配位数、空隙、堆积方式、晶格能、并置碓砌;(2)堆积方式:面心立方、六方、体心立方和简单立方堆积;(3)晶体种类和性质:金属晶体、离子晶体、分子晶体、原子晶体,自范性、各向异性、金属晶体的导电导热和延展性、X-射线衍射。
这些内容看似零碎,实际上它们有着密切的内在联系,了解和建立它们的关系,对于晶体结构的教与学,深刻理解晶体结构和性质,掌握核心、突出重点都是很重要的。
它们的联系可以用下面的结构表示,其中堆积类型是联系晶体基本概念、基本结构与不同晶体类型的结构和性质的桥梁。
面心立方最密堆积(A1)最密堆积六方最密堆积(A3)体心立方密堆积(A2)简单立方堆积金刚石型堆积(四面体堆积)(A4)一、晶体的结构1、晶体的概念晶体是质点(原子、分子、离子)在空间有规律周期性地重复排列,是具有规则的多面体固体物质。
2自范性:在一定条件下晶体能自动地呈现具有一定对称性的多面体的外形(晶体的形貌)。
非晶体不能呈现多面体的外形。
晶态石英的谱图非晶态石英的谱图3、晶体的点阵结构概念:在晶体内部原子或分子周期性地排列的每个重复单位的相同位置上定一个点,这些点按一定周期性规律排列在空间,这些点构成一个点阵。
点阵是一组无限的点,连结其中任意两点可得一矢量,将各个点阵按此矢量平移能使它复原。
点阵中每个点都具有完全相同的周围环境。
晶体结构= 点阵+ 结构基元结构基元:在晶体的点阵结构中每个点阵所代表的具体内容,包括原子或分子的种类和数量及其在空间按一定方式排列的结构。
(1)直线点阵(2)平面点阵(3)晶胞(晶胞是人为划定的,为平行六面体)空间点阵必可选择3个不相平行的连结相邻两个点阵点的单位矢量a,b,c,它们将点阵划分成并置的平行六面体单位,称为点阵单位。
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!。
【高考化学】河南郑州2023届高考备考第一轮复习物质结构与性质提升练习(含解析)

【高考化学】河南郑州2023届高考备考第一轮复习物质结构与性质提升练习1.(2022·河南郑州·高三期末)碳、氢、氧、氮等元素形成的各种各样的化合物在生活、生产中都有着重要的用途。
(1)我国科学家徐光宪根据光谱数据归纳出下列近似规律:对于原子的外层电子,(n+0.7l)越大,则能量越高。
注:n 的取值与电子层数相同;l 取0、1、2、3……表示s 、p 、d 、f……的电子。
则能量:6s_______4f(填“>”“<”或“=”)。
(2)乙醛是一种化工原料,检验乙醛中的醛基常用新制氢氧化铜悬浊液。
基态Cu +的价层电子轨道表示式为_______,基态氧原子有_______种能量不同的电子。
(3)NH 3与CH 4的中心原子均为sp 3杂化,但是的键角小于的键角,原因是____。
H-N-H H-C-H (4)一水合甘氨酸锌[]是一种饲料添加剂,该化合物中所涉及的第二周()2222H NCH COO Zn H O ⋅期元素的第一电离能由大到小的顺序是_______(用元素符号表示)。
(5)2,5-二氨基甲苯(A)可用作毛皮染料,其中一种同分异构体是2,3-二氨基甲苯(B),二者中沸点较高的是_______(填“A”或“B”),原因是_______。
(6)AlP 因杀虫效率高、廉价易得而被广泛应用。
已知AlP 的晶胞结构如图所示。
①A 、B 点的原子坐标如上图所示,则C 点的原子坐标为_______。
②磷化铝的晶胞参数,其密度为_______(列出计算式即可,设()-12a=546.35pm 1pm=10m 3g/cm 表示阿伏加德罗常数的值)。
A N 2.(2021·全国·高三专题练习)卤素单质及其化合物在科研和工农业生产中有着广泛的应用。
回答下列问题:(1)氟原子激发态的电子排布式有_______,其中能量较高的是_______。
(填标号)a. b. c. d.22411s 2s 2p 3s 22421s 2s 2p 3d 2121s 2s 2p 22321s 2s 2p 3p(2)①一氯乙烯分子中,C 的一个_______杂化轨道与Cl 的轨道形成_______()23C H Cl x 3p C-Cl 键,并且Cl 的轨道与C 的轨道形成3中心4电子的大键。
物质结构晶体密度计算专项练习及答案

高考微专题复习——晶体密度计算1、Ge单晶具有金刚石型结构,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)。
2CuNi某镍白铜合金的立方晶胞结构如图所示。
①晶胞中铜原子与镍原子的数量比为_______________________。
②若合金的密度为d g·cm–3,晶胞参数a=_____________________nm。
3、GaAs的熔点为1238℃,密度为ρg·cm−3,其晶胞结构如图所示。
该晶体的类型为___________,Ga与As以________键键合。
Ga 和As的摩尔质量分别为M Ga g•mol−1和M As g•mol−1,原子半径分别为r Ga pm和r As pm,阿伏加德罗常数值为N A,则GaAs晶胞中原子的体积占晶胞体积的百分率为____________________。
4YMY(Cu)与M(Cl)形成的一种化合物的立方晶胞如图所示。
①该化合物的化学式为______________________,已知晶胞参数a=0.542 nm,此晶体的密度为______________________g·cm–3。
(写出计算式,不要求计算结果。
阿伏加德罗常数为N A)5、(O)和B(Na)能够形成化合物F,其晶胞结构如图所示,晶胞参数,a=0.566nm,F的化学式为____________;晶胞中A原子的配位数为____________;列式计算晶体F的密度(g·c m¯3)___________________________________。
6、Al单质为面心立方晶体,其晶胞参数a=0.405nm,晶胞中铝原子的配位数为_________,列式表示Al单质的密度为________________________g·cm¯3(不必计算出结果)7、金刚石晶胞含有_______个碳原子。
2020届高考化学二轮通用题:晶体结构与性质练习及答案

2020届高考化学二轮通用题:晶体结构与性质练习及答案专题:晶体结构与性质一、选择题1、(2019华蓥实验中学)下列物质不具有各向异性的是( )A.胆矾B.水晶C.玻璃 D.芒硝答案C解析各向异性是晶体的性质。
胆矾是硫酸铜的晶体,故A项有;水晶是SiO2的晶体,芒硝是硫酸钠的晶体,故B、D两项也有各向异性;只有C项玻璃是非晶体不具有各向异性。
2、分子晶体具有某些特征的本质原因是( )A.组成晶体的基本粒子是分子B.熔融时不导电C.晶体内粒子间以分子间作用力相结合D.熔点一般较低答案C解析分子晶体相对于其他晶体来说,熔、沸点较低,硬度较小,其本质原因是基本构成粒子间的相互作用——范德华力及氢键相对于化学键来说是比较弱的。
3、下列有关金属晶体的说法不正确的是( )A.金属晶体是一种“巨分子”B.“电子气”为所有原子所共有C.家用铁锅是利用了金属铁的导热性D.金属易被腐蚀与“电子气”有关答案D解析根据金属晶体的“电子气理论”可知,A、B项正确;金属都具有良好的导热性;大多数金属易被腐蚀,是因为金属原子易失去电子。
4、有关原子晶体的叙述,错误的是( )A.原子晶体中,原子不遵循紧密堆积原则B.原子晶体的熔点和硬度都较高C.原子晶体中不存在独立的分子D.原子晶体熔化时不破坏共价键答案D解析构成原子晶体的原子间以共价键结合,要熔化原子晶体,必须破坏其中的共价键,D项错误。
5、下列不属于影响离子晶体结构的因素的是( )A.晶体中正负离子的半径比B.离子晶体的晶格能C.晶体中正负离子的电荷比D.离子键的纯粹程度答案B解析影响离子晶体结构的因素是几何因素(即晶体中正负离子的半径比)、电荷因素、键性因素(即离子键的纯粹程度),晶格能的大小是最能反映离子晶体稳定性的数据,而不是影响离子晶体结构的因素。
所以,只有B选项符合题意。
6、下列式子中,真实表示分子组成的是( )A.H2SO4B.SiC C.SiO2D.C答案A解析H2SO4是分子晶体,所以H2SO4表示硫酸分子的组成;SiC为原子晶体,SiC只能表示晶体中Si原子与C原子的个数比为1∶1;SiO2是原子晶体,SiO2只能表示晶体中Si原子与O原子的个数比为1∶2;C既可表示金刚石,又可表示石墨等单质的实验式,不是分子式。
2020高考化学专题:晶体结构和性质练习含答案

2020高考化学专题:晶体结构与性质练习含答案复习:晶体结构与性质一、选择题1、下列性质不是晶体所具有的特点的是( )A.有规则的几何形状 B.有固定的熔点C.具有各向异性 D.具有丁达尔效应答案D解析丁达尔效应是胶体的性质而不是晶体的性质。
2、(2019武胜烈面中学二轮)(双选)下列有关物质的结构和性质的叙述错误的是( )A.水是一种非常稳定的化合物,这是由于水中存在氢键B.由极性键形成的分子可能是非极性分子C.水蒸气、水、冰中都含氢键D.分子晶体中一定存在分子间作用力,可能有共价键答案AC解析本题考查分子间作用力与氢键的相关知识。
水是一种稳定的化合物,是因为含有O—H共价键;CO2是由极性键构成的非极性分子;在水蒸气中水以单个的H2O分子形式存在,不存在氢键;分子晶体中也有无共价键的,如稀有气体的晶体。
晶体网状结构的叙述中正确的是( )3、下列关于SiO2A.最小的环上,有3个硅原子和3个氧原子B.最小的环上,硅原子数和氧原子数之比为1∶2C.最小的环上,有6个硅原子和6个氧原子D.存在四面体结构单元,O处于中心,Si处于4个顶点答案C解析SiO2晶体中,每个硅原子与4个氧原子成键、每个氧原子与2个硅原子成键,晶体中的硅氧四面体中Si处于中心、O处于4个顶点。
最小的环是十二元环,环上有6个Si、6个O,Si、O原子数之比是1∶1。
4、下列关于原子晶体和分子晶体的说法不正确的是( )A.原子晶体硬度通常比分子晶体大B.原子晶体的熔、沸点较高C.有些分子晶体的水溶液能导电D.金刚石、水晶和干冰属于原子晶体答案D解析原子晶体的硬度和熔、沸点都比分子晶体大;分子晶体熔融或晶体时不导电但有的溶于水能导电,如H2SO4等;干冰属于分子晶体。
5、下列均属于分子晶体的化合物是( )A.NH3、HD、C10H8B.PCl3、CO2、H2SO4C.SO2、SO3、C60D.CCl4、Na2S、H2O2答案B解析本题考查分子晶体的判断。
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。
2021届江苏省高考化学一轮复习专题演练:专题8《物质结构与性质》35《晶体结构与性质》(苏教版)

课时35 晶体结构与性质(本课时对应同学用书第158~161页) 【课时导航】复习目标1. 了解NaCl型和CsCl 型离子晶体的结构特征,能用晶格能解释典型离子化合物的某些物理性质。
2. 了解原子晶体的特征,能描述金刚石、二氧化硅等原子晶体的结构与性质的关系。
3. 能用金属键的自由电子理论解释金属的某些物理性质。
4. 知道金属晶体的基本积累方式,了解常见金属晶体的晶胞结构特征。
5. 知道分子晶体的含义,了解分子间作用力的大小对物质某些物理性质的影响。
6. 了解分子晶体与原子晶体、离子晶体、金属晶体的结构微粒、微粒间作用力的区分。
学问网络问题思考问题1准晶体是一种无平移周期序,但有严格准周期位置序的独特晶体,通过什么方法可以区分晶体、准晶体和非晶体?问题2NaCl、CsCl、金属晶体、金刚石、干冰晶体的配位数是多少?【自主学习】考点1常见晶体与晶体类型的推断【基础梳理】1. 晶胞:是描述晶体结构的基本单元,晶胞是从晶体中“截取”出来具有代表性的重复单位。
晶胞在晶体中的排列呈“无隙并置”。
2. 常见晶体晶体类型分子晶体原子晶体金属晶体离子晶体构成粒子分子原子金属离子和自由电子粒子间的作用力金属键(简单的静电作用)硬度较小大有的较小,有的较大较大熔、沸点较低高有的较低,有的较高较高常见晶体及结构举例CO2 SiO2 Na NaCl结构【举题说法】例题1(2011·海南高考)(1) 一种铜金合金晶体具有面心立方最密积累结构,在晶胞中Cu原子处于面心,Au原子处于顶点,则该合金中Cu原子与Au原子数量之比为;该晶体中原子之间的作用力是。
(2) 上述晶体具有储氢功能,氢原子可进入到由Cu原子与Au原子构成的四周体空隙中。
若将Cu原子与Au 原子等同看待,该晶体储氢后的晶胞结构与CaF2(见右图)的结构相像,该晶体储氢后的化学式应为。
【答案】(1) 3∶1金属键(2) H8AuCu3【解析】(1) 由于是面心立方最密积累,晶胞内N(Cu)=6×12=3,N(Au)=8×18=1。
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晶体结构专题练习1、(2000初赛)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______。
2、(2005初赛)为纪念1905年爱因斯坦连续发表6篇论文导致物理学大变革100周年,今年被定为国际物理年。
本题涉及的“热电效应”机理也是爱因斯坦首先阐释的,如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?3、(2004初赛)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160 kJ/mol (N2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:。
4、(1998初赛·改编)钨酸盐是一类重要的钨化合物。
试回答下列问题:(1)Na2WO4晶胞中,O2-以立方最紧密堆积排列,每个立方晶胞中有32个O2-,W6+占据四面体空隙,Na+占据八面体空隙,构成尖晶石结构。
W6+占据四面体空隙的分数是多少?Na+占据八面体空隙的分数是多少?(2)钨酸钠Na2WO4和金属钨在隔绝空气的条件下加热得到一种具有金属光泽的、深色的、有导电性的固体,化学式Na x WO3,用X射线衍射法测得这种固体的立方晶胞的边长a=3.80×10-10 m,用比重瓶法测得它的密度为d=7.36 g/cm3。
已知相对原子质量:W~183.85,Na~22.99,O~16.00,阿伏加德罗常数N A=6.022×1023 mol-1。
①求这种固体的组成中的x值(2位有效数字),给出计算过程。
②Na x WO3的晶胞中,W占据立方体的顶点,O2-占据全部的棱心,Na+占据体心位置。
写出表示W价态的结构式,并指出Na x WO3易导电的原因。
5、(2008初赛) 1963年在格陵兰Ika峡湾发现一种水合碳酸钙矿物ikaite。
它形成于冷的海水中,温度达到8℃即分解为方解石和水。
1994年的文献指出:该矿物晶体中的Ca2+离子被氧原子包围,其中2个氧原子来自同一个碳酸根离子,其余6个氧原子来自6个水分子。
它的单斜晶胞的参数为:a=887 pm,b=823 pm,c=1102 pm,β=110.2°,密度d=1.83 g/cm3,Z=4。
(1)通过计算得出这种晶体的化学式。
(2)研究了这种晶体在加压下受热膨胀体积增大的情形,并与冰及钙离子配位数也是8的二水合石膏晶体(gypsum)作了对比,结果如下图所示(纵坐标为相对体积):为什么选取冰和二水合石膏作对比?实验结果说明什么?(3)这种晶体属于哪种类型的晶体?简述理由。
6、(2003初赛)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Na0.35CoO2• 1.3H2O,具有…CoO2-H2O-Na-H2O-CoO2-H2O-Na-H2O…层状结构;在以“CoO2”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。
(1)钴原子的平均氧化态为。
(2)以代表氧原子,以代表钴原子,画出CoO2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。
(3)据报道,该晶体是以Na0.7CoO2为起始物,先跟溴反应,然后用水洗涤而得到的。
写出起始物和溴的反应方程式。
7、在离于晶体中,正、负离子间力求尽可能多的接触,以降低体系的能量,使晶体稳定存在。
因为负离子都比正离子的半径大,所以构成离子晶体时,正离子必按此要求嵌在负离子所堆积的空隙中。
在离子晶体中每个正(或负)离子所接触的负(或正)离子总数,称为正(或负)离子的配位数。
当正、负离子的电荷数相等时,这种配位数的多少,显然只与正、负离子的半径比r+/r-的大小直接相关。
为了研究这种关系,可用小黑点和小圆圈代表正离子和负离子(相当于把离子抽象为几何学中的点),在想像的空间格子中标出它们的所在位置,从而画出某种型式的晶体结构中最基本的重复单位(称为“晶胞”),如图1(CsCl 型晶胞)和图3(NaCl型晶胞)所示;再从晶胞中切割出一些平面(切面),形象地画出正、负离子的接触切面图,如图2(与图1对应)和图4(与图3对应)所示。
图1 图2 图3 图4 研究时需注意:由于正离子嵌入负离子所堆积的空隙中时,有可他将负离子间的接触撑开,所以图1或图2中相等的AB和CD的最小极限值为2r-;即AB=CD≥2r-;图4中ac的最小极限值为4r-,即ac≥4r-。
(1)试分别计算NaCl型和CsCl型离子晶体中的离子半径比r+/r-的最小极限值。
(2)观察等断CsCl型和NaCl型离子晶体中异号离子间的配位数。
简要说明CsCl晶体和NaCl晶体两者配位数差异的根本原因。
(3)已知r K+=1.33×10-10m,r Br-=1.95×10-10m。
通过计算分析,判断KBr晶体的结构型式,以及该晶体中每个K+被等于配位数的Br-接触包围所形成的构型属于何种几何体。
(4)若ACl和BCl(A、B均表示+1价金属离子)的晶体结构与NaCl相同,且r A+>r Na+、r B+<r Na+,试比较ACl和BCl两种离子晶体稳定性强弱,并说明原因。
(5)已知NaCl的摩尔质量为58.5 g/mol,密度为2.2 g/cm3,阿伏伽德罗常数为6.02×1023 mol-1,则可算出NaCl晶体中两个距离最近的Na+离子的核间距约为多少厘米?8、变式题:Ti金属可形成面心立方晶胞晶体结构。
通过使这些元素占据宿主晶体的空隙,在间隙中可与C或H反应。
H占据四面体空隙,而C占据八面体空隙。
(1)预测Ti与C形成的化合物以及Ti与H之间形成的化合物的实验式。
已知Ti晶格可被任何一个“外来”原子C或H侵占至饱和而形成Ti的碳化物或氢化物。
(2)在四面体空隙中不至于使宿主晶格点相互挤压的“外来原子”与宿主原子的半径之比最大能达到多少?(3)八面体空隙最大允许半径比是多少?(4)说明为什么H占据四面体空隙而C占据八面体空隙?9、(2001初赛·改编)2001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。
已知:①据报道,目前日本科学家正试图合成硼化钙(记为A),然后用镁去置换钙,以制备超导体硼化镁。
已知A的结构可以看作硼的八面体作为结构单元排列成简单的立方晶格,位于这种晶体体心上的金属原子排列成另一种简单立方晶格,这两种立方晶格互相穿插,从而形成了一种类似于CsCl型的立方晶格;②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,且每一层镁的排列相同,每一层硼的排列也相同,下图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,图中硼原子和镁原子投影在同一平面上。
硼化镁的晶体结构示意图(1)由上图可确定硼化镁的化学式为:。
(2)A的化学式为,制备硼化镁的化学方程式为。
(3)画出硼化镁的晶胞示意图(画出两个,一个B原子在晶胞的顶点,一个Mg原子在晶胞的顶点),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)。
(4)写出B原子在顶点的晶胞中各原子的分数坐标。
(5)Mg原子的配位数是,B原子的配位数是。
(6)B原子的平面片层内的排列方式与(物质名称)的排列方式类似;并判断Mg、B在平面片层的排列是否为最密排列。
(7)上述所画两个晶胞的体积比是。
变式题:在砷化镍晶体的理想模型中,镍原子和砷原子是分层排布的,像维夫饼干,一层镍一层砷地相间,下图是该晶体微观空间中取出的部分原子沿c轴方向的投影,白球是镍原子投影,黑球是砷原子投影,图中的砷原子和镍原子投影在同一平面上。
且在该晶体中,镍和砷的配位数均是6。
(1)确定砷化镍的化学式。
(2)画出砷化镍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砷原子和镍原子(镍原子用大白球,砷原子用小黑球表示)。
(3)请分别指出砷和镍的6个配位原子的空间构型。
(4)已知砷化镍的晶胞参数为a=360.2 pm、c=500.9 pm,计算该晶体的密度。
(5)砷化镍晶体具有明显的金属性,试分析原因(已知镍和砷的原子半径分别是125 pm 和137 pm)。
10、(2004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。
变式题:某晶体的结构可看作由金原子和铜原子在一起进行(面心)立方最密堆积,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4个金原子和2个铜原子构成,另一种由2个金原子和4个铜原子一起构成,两种八面体的数量比是1︰1。
该晶体具有储氢功能,氢原子全部填充在由金、铜原子构成的四面体空隙中。
(1)写出该晶体储氢后的化学式。
(2)其四面体空隙由什么原子组成,是否全部等价?(3)画出该晶体的一个晶胞(金原子用大○球,铜原子用大球)。
(4)如果该晶体中金、铜原子的排列无序,出现相互代换的现象(按统计原子计),则其储氢后的晶胞与哪种常见物质的晶胞是相同的?11、(2000初赛)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单晶如图所示。
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)。