高中化学竞赛之晶体练习
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）5-1 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）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]－。
高一化学-高一化学竞赛辅导—各类晶体练习题 最新
各类晶体结构一、离子晶体1.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 原子未能画出)，晶体中A 、B 、C 的中原子个数之比依次为-----------------（ ）A.1:3:1B.2:3:1C.2:2:1D.1:3:32.在NaCl 晶体中与每个Na +距离等同且最近的几个Cl -所围成的空间几何构型为 -----------------( )A.正四面体B.正六面体C.正八面体D.正十二面体3.某离子晶体晶胞结构如下图所示，x 位于立方体的顶点，Y 位于立方体中心。
试分析：(1)晶体中每个Y 同时吸引着__________个X ，每个x 同时吸引着__________个Y ，该晶体的化学式为__________ 。
(2)晶体中在每个X 周围与它最接近且距离相等的X 共有__________个。
4.1986年，瑞士两位科学家发现一种性能良好的金属氧化物超导体，使超导工作取得突破性进展，为此两位科学家获得了1987年的Nobel 物理学奖。
其晶胞结构如图。
根据图示晶胞结构，推算晶体中Y ，Cu ，Ba 和O 原子个数比，确定其化学式5.如图是氯化铯晶体的晶胞(晶体中最小的重复单元)，已知晶体中2个最近的Cs +离子核间距为a cm ，氯化铯的式量为M ，N A 为阿伏加德罗常数，则氯化铯晶体的密度为（ ）338.A M A g cm N a - B.338AMa g cm N - C.33.A M g cm N a - D. 33AMa g cm N - 二、原子晶体1.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2.在金刚石的网状结构中，含有共价键形成的碳原子环，其中最小的环上，碳原子数是 ( )A.2个B.3个C.4个D.6个3，下列各物质中，按熔点由低到高排列正确的是( )A.02、I 2、HgB.C02、KCl 、Si02C.Na 、K 、RbD.SiC 、NaCl 、S024.在x mol 石英晶体中，含有Si-O 键数是( )A.x molB.2x mo}C.3 x molD.4x mol5、在a mol 金刚石中含C —C 键数为 ( )A 、4a ×6.02×1023B 、a ×6.02×1023C 、2a ×6.02×1023D 、8a ×6.02×10236.石墨晶体是层状结构，在每一层内；每一个碳原于都跟其他3个碳原子相结合，如图是其晶体结构的俯视图，则图中7个六元环完全占有的碳原子数是( )A.10个B.18个C.24个D.14个6.石英晶体的平面示意图如图所示，实际上是立体网状结构，其中硅，氧原子个数比为____________7.SiO 44-离子结构用周Si O OO O表示，在二聚硅酸根离子Si 2O 76-中只有硅氧键，它的结构应是__________8.氮化硅是一种高温陶瓷材料，它的硬度大、熔点高、化学性质稳定。
全国高中化学竞赛晶体结构专项训练
全国高中化学竞赛专项训练—晶体结构提示：【初赛真题】选自98-08全国化学初赛试题，09暂无word版，望各选手自己收集整理【波波模拟】选自06-07胡波老师原创模拟题【冲刺模拟】选自2008化学岛第22届全国中学生化学竞赛（省级赛区）初赛模拟题冲刺【决赛真题】仅提供较简单的题目说明：1.本专项练习适用于2010年第24届全国初赛省级赛区；2.本资料为个人收集整理，均不为原创题；3.资料为个人所有，将不对外提供word版。
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—麦菊薇化学会至上2010.01.25【初赛要求】晶胞。
原子坐标。
晶格能。
晶胞中原子数或分子数的计算及化学式的关系。
分子晶体、原子晶体、离子晶体和金属晶体。
配位数。
晶体的堆积与填隙模型。
常见的晶体结构类型，如NaCl、CsCl、闪锌矿（ZnS）、萤石（CaF2）、金刚石、石墨、硒、冰、干冰、尿素、金红石、钙钛矿、钾、镁、铜等。
点阵的基本概念。
【初赛真题】第一题：（08第3题10分）X-射线衍射实验表明，某无水MgCl2晶体属三方晶系，呈层形结构，氯离子采取立方最密堆积（ccp），镁离子填满同层的八面体空隙；晶体沿垂直于氯离子密置层的投影图如下。
该晶体的六方晶胞的参数：a=363.63pm,c=1766.63pm;p=2.53g·cm-3。
1.以“”表示空层，A、B、C表示Cl-离子层，a、b、c表示Mg2+离子层，给出三方层型结构的堆积方式。
（5分）2.计算一个六方晶胞中“MgCl2”的单元数。
（3分）3.假定将该晶体中所有八面体空隙皆填满Mg 2+离子，将是哪种晶体结构类型？（2分）第二题：(07第5题5分)1963年在格陵兰峡湾发现一种水合碳酸钙矿物。
全国高中生化学竞赛试题2 晶体结构(答案)
晶体结构答案第1题（6分）所有原子都是Mg （得3分）所有原子都是O （得3分）画更多原子者仍应有正确几何关系。
第2题（5分）2-1MgB 2（2分）（注：给出最简式才得分）2-2或a =b ≠c ，c 轴向上（3分）（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。
）第3题（10分）3-1①12②2③钠（各1分，共3分）3-2晶胞体积V =[2×(116pm +167pm)]3=181×106pm 3离子体积v =4×43π(116pm)3+4×43π(167pm)3=104×106pm 3v /V =57.5%（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。
）3-3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。
3-4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）（注：本题计算较复杂(还有更简单的计算方法)，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。
高中化学竞赛辅导晶体结构专练（精选精编试题,并附有详细解答）全国通用
高中化学竞赛辅导晶体结构专练（精选精编试题,并附有详细解答）全国通用晶体结构练习题1．（1）一种金属化合物中晶体结构为立方面心点阵，Mg 原子采用类似金刚石的排列，每4个Cu 原子形成四面体，相互之间共用顶点连接起来，排布在Mg 原子的空隙中。
请问该晶胞中有个原子，该金属化合物最简式为。
（2）以草酸铁和草酸锌为原料，按一定比例溶于水中充分搅拌混匀，加热并蒸去混合溶液的水分；逐渐共沉淀下来，产物几乎为Fe 3＋与Zn 2＋均匀分布的的固溶体型草酸盐混合物，过滤、灼烧，即成很好的固相反应原料“前驱物”的制备——即一种尖晶石型物质A ：O 2－作立方最密堆积，Zn 2＋占据1/8的四面体空隙，Fe 3＋占据1/2的八面体空隙。
请写出该反应的化学方程式。
2．PdO 属四方晶系，在其晶体中，Pd 原子和O 原子分别以层状排布，其中O 原子层与层之间能够完全重合，而Pd 原子则每隔一层重复一次，试画出PdO 的晶胞，并指出距Pd 最近的原子有几个，呈何种立体构型？3．经 X 射线分析鉴定，某一离子晶体属于立方晶系，其晶胞参数a=403.lpm 。
晶胞顶点位置为Ti 4+所占，体心位置为Ba 2+所占，所有棱心位置为O2-所占。
请据此回答或计算：（1）用分数坐标表达各离子在晶胞中的位置。
（2）写出此晶体的化学式。
（3）指出晶体的点阵型式和结构基元。
（4）指出Ti 4+的氧配位数和Ba 2+的氧配位数。
（5）计算两种正离子的半径值（O 2-半径为 140 pm ）。
（6）Ba 2+和O 2-联合组成哪种型式的堆积？（7）O 2-的配位情况怎样？4．SiC 具有高硬度、高耐磨性、高耐腐蚀性及较高的高温强度等特点，已成为一种重要的工程材料。
其晶体具有六方ZnS 型结构，晶胞参数为a ＝308pm ，c ＝505pm ，已知C 原子的分数坐标为0，0，0和；Si 原子的分数坐标为和（1）按比例画出SiC 六方晶胞。
（2）每个晶胞中含有SiC 个。
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]。
高中化学 晶体结构试题汇编竞赛练习
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______.Ti14C132、(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？化学式：LaFe4Sb12注：写La2Fe8Sb24扣1分.铁的氧化态：9/4=2.25计算化学式的过程如下：晶胞里有2个La原子(处于晶胞的顶角和体心)；有8个Fe 原子(处于锑形成的八面体的中心)；锑八面体是共顶角相连的,平均每个八面体有6/2=3个锑原子,晶胞中共有8个八面体,8×3=24个锑原子；即：La2Fe8Sb24.其他合理过程也可.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：.3 原子晶体炸药(或高能材料) 高聚氮分解成N2释放大量能量.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.(1)因为阴离子数︰四面体空隙︰八面体空隙=1︰2︰1,所以在Na2WO4中,八面体空隙数为32,四面体空隙数为64.因此,W6+占据四面体空隙的分数为1/8,Na+占据八面体空隙的分数为1/2.(2)①0.48或者0.49②Na x WⅤx WⅥ(1－x)O3；因为Na原子在体心,Na的价电子导电.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)：iceikaitegypsum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.(1)Ikaite晶胞体积：V=abc·sinβ= (8.87⨯8.23⨯11.02⨯10-24 cm3)⨯sin110.2°=7.55⨯10-22 cm3设晶胞中含有n个水分子,晶胞的质量：m=4⨯(100+18n)/N A (g)晶体密度：d=m/V=4⨯(100+18n)/(6.02⨯1023⨯7.55⨯10-22) (g·cm-3)=1.83 g·cm-3100+18n=208 n=6该晶体的化学式为CaCO3·6H2O(2)Ikaite在冷水中形成,而且含有大量结晶水,分解温度又接近冰的熔点,可能与冰的结构有相似性,故选取冰作参比物；石膏是带结晶水的钙的含氧酸盐,而且钙的配位数也是8,可能与ikaite结构相似,故选取石膏作参比物.实验结果说明ikaite的结构跟冰相似.实验结果,说明含水的摩尔分数越大膨胀越大.(3)分子晶体. 注：答混合型晶体不得分.晶体分解温度接近冰的熔点,体积随温度的变化趋势也接近冰,可认为晶体中的化学微粒是CaCO3·6H2O,它们以分子间作用力(氢键和范德华力)构成晶体.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.(1)＋3.65(2)、(或或)(3)Na0.7CoO2＋0.35/2Br2==Na0.35CoO2＋0.35NaBr 注：未配平不给分.7、(1994决赛)金属单质的结构可用等径圆球的密堆积模型,常见的密堆积形式有立方密堆积和六方密堆积.两种密堆积的空间利用率都是74.06％.甲乙(1)立方堆积的晶胞如图示,甲图中“×”表示其中一个正四面体空隙中心的位置,请在甲图中用符号“△”标出正八面体空隙中心的位置,并分别计算晶体中的球数与正四面体空隙之比,以及球数与正八面体空隙数之比.(2)六方密堆积如乙图所示,请用“×”和“△”分别标出其中的正四面体空隙的中心和正八面体空隙的中心位置.(3)已知离子半径：r(Ti3+)=77pm,r(Cl-)=181pm；在β-TiCl3晶体中,Cl-取六方密堆的排列,Ti3+则是填隙离子,请问：①Ti3+填入由Cl-围起的哪种多面体的空隙？它占据该种空隙的百分数有多大？请写出推算过程.②Ti3+填入空隙的方式可能有几种？请具体说明.变式题：如果c=1.633a=1.633b,六方紧密晶格可用图表示.在晶胞的每个角上都有一个原子,另一个原子位置可这样确定：如图所示从左下脚开始移动,沿着菱形的对角线移动1/3的距离,然后向上c/2的距离处即是.α=β=90°、γ=120°,晶体Mg的晶胞正是这种构型,其密度为1.74 g/cm3.(1)该晶胞的体积是多少？(2)晶格常数a是多少？(3)最邻近的原子之间的间距多少？(4)每个原子周围有多少个最近邻原子？(1)V=4.64×10-23 cm3(2)a=3.20×10-8 cm(3)3.20×10-8 cm 注：最相邻得原子均位于底部边上.(4)12 注：6个在同一平面中,3个在上面,3个在下面.8、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？(1)NaCl型离子晶体0.414；CsCl型离子晶体0.732(2)Cs+的半径大于Na+(3)NaCl型八面体的构型(4)ACl＞BCl BCl中由于B+离子太小,Cl-间存在较大的斥力(5)4.0×10-8cm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？(1)氢化物：TiH2；碳化物：TiC(2)0.225(3)0.414(4)H原子非常小,能填充四面体位,但C原子不能.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.(1)MgB2(注：给出最简式才得分)(3)、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.(6)石墨(7)1︰1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).(1)NiAs(2)(3)Ni在6个As的八面体中,As在6个Ni的三方柱体中(4)7.88g/cm3(5)砷化镍晶体中Ni－Ni只有250pm(c轴方向),与金属镍中的距离一致(c=4r Ni)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.(1)在(面心)立方最密堆积－填隙模型中,八面体空隙与堆积球的比例为1︰1,在如图晶胞中,八面体空隙位于体心位置和所有棱的中心位置,它们的比例是1︰3,体心位置的八面体由镍原子构成,可填入碳原子,而棱心位置的八面体由2个镁原子和4个镍原子一起构成,不填碳原子.(2)MgCNi3注：化学式中元素的顺序可不同,但原子数目不能错.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？(1)AuCuH4(2)2个金原子和2个铜原子一起构成,全部等价(3)(4)CaF211、(2008初赛)由烷基镁热分解制得镁的氢化物.实验测定,该氢化物中氢的质量分数为7.6%,氢的密度为0.101 g/cm3,镁和氢的核间距为194.8 pm.已知氢原子的共价半径为37 pm,Mg2+ 的离子半径为72 pm.(1)写出该氢化物中氢的存在形式,并简述理由.(2)将上述氢化物与金属镍在一定条件下用球磨机研磨,可制得化学式为Mg2NiH4的化合物.X-射线衍射分析表明,该化合物的立方晶胞的面心和顶点均被镍原子占据,所有镁原子的配位数都相等.推断镁原子在Mg2NiH4晶胞中的位置(写出推理过程).(3)实验测定,上述Mg2NiH4晶体的晶胞参数为646.5 pm,计算该晶体中镁和镍的核间距.已知镁和镍的原子半径分别为159.9 pm和124.6 pm.(4)若以材料中氢的密度与液态氢密度之比定义储氢材料的储氢能力,计算Mg2NiH4的储氢能力（假定氢可全部放出；液氢的密度为0.0708 g/cm3）.(1)H-,镁-氢间距离为194.8 pm,Mg2+离子半径为72 pm,则氢的半径为194.8 pm－72 pm=123 pm.此值远大于氢原子的共价半径,这说明H原子以H-离子的形式存在.(2)Mg原子与Ni原子数之比为2︰1,故每个晶胞中含8个镁原子.所有镁原子的配位数相等,它们只能填入由镍原子形成的四面体空隙.镁原子的位置用下列坐标参数表示也得分：1/4, 1/4, 1/4；1/4, 1/4, 3/4；3/4, 3/4, 1/4；3/4, 3/4, 3/4；1/4, 3/4, 1/4；1/4, 3/4, 3/4；3/4, 1/4, 1/4；3/4, 1/4, 3/4.其他答案不得分.(3)镁镍间的距离为Mg-Ni 1133646.5 pm 279.9 pm 44d a =⨯=⨯= 用原子半径相加计算镁-镍间的距离,不得分.(4)储氢能力＝晶体的密度×氢的质量分数÷液氢密度()243-3A -123-1-83-34Mg NiH 3.622/1000.0708g cm 4111.34g mol 3.622/1006.02210mol (6.46510cm)0.0708g cm M N a ⨯=⨯⨯=⨯⨯⨯⨯= 1.40= 1.4只有结果但无算式(无过程)不得分.氢的原子量取1不取1.008,算出结果1.39,要扣分.12、(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).答案：注：所有原子都是Mg(得3分)所有原子都是O(得3分),画更多原子者仍应有正确几何关系.13、(2005初赛)LiCl 和KCl 同属NaCl 型晶体,其熔点分别为614℃和776℃.Li +、K +和Cl -的半径分别为76 pm 、133 pm 和181 pm.在电解熔盐LiCl 以制取金属锂的生产工艺中,加入适量的KCl 晶体,可使电解槽温度下降至400℃,从而使生产条件得以改善.(1)简要说明加入熔点高的KCl 反而使电解温度大大下降的原因；(2)有人认为,LiCl 和KCl 可形成固溶体(并画出了“固溶体的晶胞”).但实验表明,液相LiCl 和KCl 能以任意比例混溶而它们的固相完全不混溶(即不能生成固溶体！).请解释在固相中完全不混溶的主要原因.(3)写出计算LiCl 和KCl 两种晶体密度之比的表达式(须包含离子半径的符号)；Mg Mg Mg Mg Mg Mg O O O O O O(4)在KCl 晶体中,K +离子占据由Cl - 离子围成的八面体空隙,计算相距最近的八面体空隙中心之间的距离.(5)实验证明,即使产生了阳离子空位,KCl 晶体在室温下也不导电.请通过计算加以说明.(1)熔点降低效应；或形成有低共熔点的二元体系；或固相不互溶,而在液相中产生混合熵.三者中答出任一者即可.(2)在固相中,离子呈周期性排列,对“相似相溶”的“相似条件”的要求比液相中严格得多.LiCl 和KCl 的结构型式相同,Li +和K +的电价相等,Li 和K 的电负性差别也有限.显然,两个组分在固相中完全不互溶源于Li +和K +的半径差别太大.注：关键要回答出最后一句话. (3)()()LiCl 33LiCl LiCl LiCl LiCl KCl 3KCl KCl KCl LiCl 3K Cl 3KCl K LiCl KC i l l L C C l 4422A A r M m D a N M a V M m D M r M M r r a a N V +-+-⎡⎤+⨯⎢⎥⨯+⨯⎛⎫ ⎪⨯⎝⎭==⨯⎢⎥⎣=⨯=⨯⎛⎫ ⎪⎦⨯⎝⎭ 注：只写出最后的表达式也可.(4)22a ＝()K Cl 222r r +-+⨯= (133+181)×2pm ＝444pm (5)可按如下思路说明：离子晶体能够导电是由于离子离开原位而迁移到距离最近的空位所致.迁移中必须经过由异号离子围成的最小窗孔.比较离子半径和窗孔的大小,可判断能否发生迁移,即能否成为快离子导体.取体积为KCl 正当晶胞体积1/8的小立方体（见图）来考虑.三个分布在正当晶胞0,0,0；1/2,0,1/2；0,1/2,1/2位置的Cl -围成的三角形半径为：()()1222Cl Cl K Cl Cl 2226662133pm 181pm 181pm 75.4pm 324a a r a r r r r --+--⎡⎤⎛⎫⎛⎫⎢⎥--=-=+⨯-=+-= ⎪ ⎪ ⎪ ⎪⎢⎥⎝⎭⎝⎭⎣⎦ 该半径远小于K +的半径,K +不能穿过此窗口,因而KCl 晶体不能成为固体离子导体. 变式题：(2001初赛)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：(1)次近的第二层离子有 个,离中心离子的距离为 d,它们是 离子.(2)已知在晶体中Na +离子的半径为116 pm,Cl -离子的半径为167 pm,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.(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.(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.(1)12 钠(2)晶胞体积V=[2×(116 pm+167 pm)]3 =181×106 pm3离子体积V’= 4×(4/3)π(116pm)3+4×(4/3)π(167pm)3 = 104×106 pm3V’/V = 57.5 %(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 %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.(4) 26%14、(2006初赛)超硬材料氮化铂是近年来的一个研究热点.它是在高温、超高压条件下合成的(50 GPa、2000 K).由于相对于铂,氮原子的电子太少,衍射强度太弱,单靠X-射线衍射实验难以确定氮化铂晶体中氮原子数和原子坐标,2004年以来,先后提出过氮化铂的晶体结构有闪锌矿型、岩盐型(NaCl)和萤石型,2006年4月11日又有人认为氮化铂的晶胞如下图所示(图中的白球表示氮原子,为便于观察,该图省略了一些氮原子).结构分析证实,氮是四配位的,而铂是六配位的；Pt—N键长均为209.6pm,N—N键长均为142.0 pm(对比：N2分子的键长为110.0 pm).备用图(1)氮化铂的上述四种立方晶体在结构上有什么共同点？(2)分别给出上述四种氮化铂结构的化学式.(3)试在图上挑选一个氮原子,不添加原子,用粗线画出所选氮原子的配位多面体.(4)请在本题的备用图上添加六个氮原子(添加的氮请尽可能靠前).(1)铂原子面心立方最密堆积.(2)依次为PtN、PtN、PtN2、PtN2(3)(4)15、(2006初赛)磷化硼是一种受到高度关注的耐磨涂料,它可用作金属的表面保护层.磷化硼可由三溴化硼和三溴化磷在氢气中高温反应合成.(1)写出合成磷化硼的化学反应方程式.(2)分别画出三溴化硼分子和三溴化磷分子的结构.(3)磷化硼晶体中磷原子作立方最密堆积,硼原子填入四面体空隙中.画出磷化硼的正当晶胞示意图.(4)已知磷化硼的晶胞参数a=478 pm,计算晶体中硼原子和磷原子的核间距(d B-P).(5)画出磷化硼正当晶胞沿着体对角线方向的投影(用实线圆圈表示P原子的投影,用虚线圆圈表示B原子的投影).(1)BBr3＋PBr3＋3H2==BP＋6HBr(2)BrBBr BrPBr BrBr(画不画磷上的孤对电子不影响得分)平面三角形三角锥(3)(注：填入另外四个四面体空隙也可,但不能一层空一层填)(4)d B-P=1133478pm207pm 44a==或d B-P=122211123207 444a a a⎡⎤⎛⎫⎛⎫+==⎢⎥⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭⎢⎥⎣⎦pm(5)16、(2007初赛)X-射线衍射实验表明,某无水MgCl2晶体属三方晶系,呈层形结构,氯离子采取立方最密堆积(ccp),镁离子填满同层的八面体空隙；晶体沿垂直于氯离子密置层的投影图如下.该晶体的六方晶胞的参数：a=363.63 pm,c=1766.63 pm,d=2.53 g·cm-3.(1)以“”表示空层,A、B、C表示Cl-离子层,a、b、c表示Mg2+离子层,给出三方层型结构的堆积方式.(2)计算一个六方晶胞中“MgCl2”的单元数.(3)假定将该晶体中所有八面体空隙皆填满Mg2+离子,将是哪种晶体结构类型？3-1 ··· AcB CbA BaC A ···（5分）大写字母要体现出Cl-层作立方最密堆积的次序,镁离子与空层的交替排列必须正确,镁离子层与氯离子层之间的相对位置关系（大写字母与小写字母的相对关系）不要求.必须表示出层型结构的完整周期,即至少写出包含 6 个大写字母、3 个小写字母、3个空层的排列.若只写对含 4 个大写字母的排列,如“··· AcB CbA ···”,得2.5 分. 3-2 （3分）Z的表达式对,计算过程修约合理,结果正确(Z=3.00—3.02,指出单元数为整数3),得3 分.Z的表达式对,但结果错,只得1 分.3-3 NaCl 型或岩盐型（2分）17、灰锡为立方面心金刚石型结构,晶胞参数a=648.8 pm.(1)写出晶胞中八个Sn原子的原子分数坐标；(2)计算Sn的原子半径；(3)灰锡的密度为5.77 g/cm3,求Sn的原子量；(4)白锡为四方晶系,a=583.1 pm,c=318.2 pm,晶胞中含四个锡原子,请通过计算说明由白锡变为灰锡,体积是膨胀还是收缩？(5)已知白锡中Sn－Sn平均键长为310 pm,判别哪一种晶型中的Sn－Sn键强？哪一种Sn的配位数高？（1）晶胞中8个锡原子的分数坐标分别为：0,0,0；1/2,1/2,0；1/2,0,1/2；0,1/2,1/2；3/4,1/4,1/4；1/4,3/4,1/4；1/4,1/4,3/4；3/4,3/4,3/4（2）灰锡的原子半径为：r Sn＝140.5pm（3）设锡的摩尔质量为M,灰锡的密度为D Sn（灰）晶胞中的原子数为Z,则：M＝D Sn（灰）a3N A/Z＝118.3g·mol－1即锡的相对原子质量为118.3.（4）由题意,白锡的密度为：D Sn（白）＝4M/a2cN A＝7.26g·cm－3可见,由白锡转变为灰锡,密度减小,即体积膨胀了.（5）灰锡中Sn－Sn间最短距离为：2r Sn＝281.0pm小于白锡中Sn－Sn间最短距离,由此可推断,白锡中原子的配位数高.变式题：某同学在学习等径球最密堆积(立方最密堆积A1和六方最密堆积A3)后,提出了另一种最密堆积形式A x.如右图所示为A x堆积的片层形式,然后第二层就堆积在第一层的空隙上.请根据A x的堆积形式回答：(1)计算在片层结构中(如右图所示)球数、空隙数和切点数之比.(2)在A x堆积中将会形成正八面体空隙和正四面体空。
高二化学竞赛晶体经典习题例题
高二竞赛辅导——晶体结构2006-6-16 1．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96%2．近年来科学家们发现由100个碳原子构成具有完美对称性的C100原子团，每个碳原子可形成4个化学键，最内部是由20个碳原子构成的正十二面体，外层的60个碳原子形成12个分立的正五边形，处于中间层次的碳以单键方式将内外层碳原子连接在一起，当它与氟的单质反应形成分子时，其分子式应为（A）A．C100F60 B.C100F20 C.C100F12 D.C100F403．氢气是重要而洁净的能源，要利用氢气作能源，必须安全有效地储存氢气。
有报道称某种合金材料有较大的储氢容量，其晶体结构的最小单元如右图所示。
则这种合金的化学式为（D ）。
A．LaNi6B．LaNi63 C．LaNi4 D．LaNi54．原子簇化学是当前化学中最饶有兴趣而又极其活跃的领域之一。
当前比较全面的定义是由徐光宪、江元生等人提出的：凡以3个或3个以上原子直接键合构成的多面体或笼为核心，连接外围原子或基团而形成的结构单元称原子簇.分子式为C n H n的多面体碳烷是典型的主族簇合物，下面是已经报道的碳烷多面体，请归纳总键数为[(3n/2)+n]=5n/2 ；若多面体边数为l，则总键数用n和l表示为多少(4n－l)5．镍砷合金的晶体如右图所示(1)试画出该合金的晶胞图(2)试写出该合金的化学式(3)试计算该合金的密度(晶胞参数为a＝360．2pm，c＝500．9pm)(4)写出各原子分数坐标(5)Ni利As的配位数分别为多少?它们各占有何种空隙类型?6．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。
高中化学竞赛总训练晶体结构
晶体结构训练1．（1）一种金属化合物中晶体结构为立方面心点阵，Mg原子采用类似金刚石的排列，每4个Cu原子形成四面体，相互之间共用顶点连接起来，排布在Mg原子的空隙中。
请问该晶胞中有个原子，该金属化合物最简式为。
（2）以草酸铁和草酸锌为原料，按一定比例溶于水中充分搅拌混匀，加热并蒸去混合溶液的水分；逐渐共沉淀下来，产物几乎为Fe3＋与Zn2＋均匀分布的的固溶体型草酸盐混合物，过滤、灼烧，即成很好的固相反应原料“前驱物”的制备——即一种尖晶石型物质A：O2－作立方最密堆积，Zn2＋占据1/8的四面体空隙，Fe3＋占据1/2的八面体空隙。
请写出该反应的化学方程式。
2．立方晶系中为什么不存在底心立方晶胞？为什么不带电荷的原子或分子都不以简单立方形成晶体？为什么对于相同的单质而言，六方紧密堆积（hcp）结构和立方紧密堆积（ccp）具有相同的密度？在这两种紧密堆积中，原子的配位数是多少？3．PdO属四方晶系，在其晶体中，Pd原子和O原子分别以层状排布，其中O原子层与层之间能够完全重合，而Pd原子则每隔一层重复一次，试画出PdO的晶胞，并指出距Pd最近的原子有几个，呈何种立体构型？4．已知Cu为立方面心结构，其原子量为63.54，密度ρ= 8.936g/cm3，晶胞参数为3.165Ǻ，试求：（1）阿佛加德罗数，（2）铜的金属半径5．铁存在几种晶型：体心立方的α型和面心立方的γ型等等，在910℃时，α型可以转变成γ型。
假设在转变温度条件下，最相邻的两个铁原子之间的距离是相同的，试计算在转变温度条件下，α型对γ型的密度之比为多少？6．金属Cu属于立方面心结构(1)分别画出（111）、（110）和（100）晶面上Cu原子的分布情况(2)计算这些面上的原子堆积系数（= 球数×球面积/球占面积）7．下列几种具有NaCl结构的化合物，它们之间的阳—阴离子距离列表如下：MgO 2.10ǺMgS 2.60 ǺMgSe 2.73 ǺMnO 2.24 ǺMnS 2.59 ǺMnSe 2.73 Ǻ(1)你如何解释这些数据？(2)从这些数据中，计算S2–离子的半径。
高中化学竞赛总训练5晶体结构
有立方最密堆积和六方密堆积。
(1)立方最密堆积的晶胞如图一。请用“X”和“Δ”分别标出其中的正四面体空隙和正八面体空隙的中心位置，算晶体中球数、四面体空隙数和八面体空隙数之比，并计算此种堆积的空间利用率。
(2)六方密堆积如图二所示。请用“X”和“Δ”分别标出其中的正四面体空隙和正八面体空隙的中心位置，计算此晶体中球数、四面体空隙数和八面体空隙数之比，并计算此种堆积的空间利用率。
9．一个Ca和C的二元化合物具有四方晶胞：a=b= 3.87Ǻ，c= 6.37Ǻ，（α=β=γ= 90˚），晶胞图如右图，图中钙原子用较大的黑圆圈表示（●），碳原子用空心圆圈表示（○）。在位于原点的钙原子上面的碳原子的坐标为为x= 0，y= 0，z= 0.406。（1Ǻ = 10–8cm）
(1)导出这个化合物的化学式为，
(1)根据右ห้องสมุดไป่ตู้确定硼化镁的化学式。
(2)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）。
16．石墨晶体由层状石墨“分子”按ABAB方式堆积而成，如图一所示，图中用虚线标出了石墨的一个六方晶胞。
(1)试确定该晶胞的碳原子个数。
(1)导出此晶体中Fe原子与Al原子的个数比，并写出此种合金的化学式。
(2)若此晶胞的边长a= 0.578nm，计算此合金的密度
(3)试求Fe-Al原子之间的最短距离（相对原子的质量：Al:27 Fe:56）
11．有一种镧（La）、镍合金，属六方晶系，晶胞参数为a= 511pm，c= 397pm
(1)参考右图，试画出该合金的晶胞
(1)γ-AgI和β-AgI晶体的导电性极差。其中γ-AgI晶体属立方晶体，其晶胞截面图如上所示。图中实心圆和空心圆分别表示Ag+和I－，a为晶胞边长。试指出和γ-AgI晶体的点阵型式和Ag+、I－各自的配位数（已知通常I－，Ag+的半径为100～150pm）。
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高中化学竞赛之晶体练习一、选择题1、氢气是重要而洁净的能源，要利用氢气作能源，必须安全有效地储存氢气。
有报道称某种合金材料有较大的储氢容量，其晶体结构的最小单元如右图所示。
则这种合金的化学式为A．LaNi3B．LaNi4C．LaN i5D．LaNi62、下列关于晶体的说法一定正确的是A．分子晶体中都存在共价键B．CaTiO3晶体中每个Ti4＋与12个O2－相紧邻C．SiO2晶体中每个硅原子与两个氧原子以共价键相结合D．金属晶体的熔点都比分子晶体的熔点高3、自然界中的CaF2又称萤石，是一种难溶于水的固体，属于典型的离子晶体。
下列实验一定能说明CaF2是离子晶体的是A．CaF2难溶于水，其水溶液的导电性极弱B．CaF2的熔、沸点较高，硬度较大C．C aF2固体不导电，但在熔化状态下可以导电D．CaF2在有机溶剂（如苯）中的溶解度极小4、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①②③④A．图①和图③B．图②和图③C．只有图①D．图①和图④5、北京大学和中国科学院的化学工作者合作，已成功研制出碱金属与C60形成的球碳盐K3C60。
实验测知该物质属于离子晶体，具有良好的超导性。
下列关于K3C60的组成和结构的分析中正确的是A．K3C60中既有离子键，又有极性键B．1mol K3C60中含有的离子数目为63×6.02×1023C．该晶体在熔融状态下能导电D．该物质的化学式可写为KC206、非整数比化合物Fe0.95O具有NaCl型晶体结构，由于n（Fe）∶n（O）＜1∶1，所以晶体存在缺陷。
Fe0.95O可表示为A．Fe+245.0Fe+35.0O B．Fe+285.0Fe+310.0O C．Fe+215.0Fe+38.0O D．Fe+22Fe3＋O7、由钾和氧组成的某种离子晶体中含钾的质量分数为78/126，其阴离子只有过氧离子（O22－）和超氧离子（O2－）两种。
在此晶体中，过氧离子和超氧离子的物质的量之比为A．2︰1 B．1︰1 C．1︰2 D．1︰38、右图是氯化钠晶体的结构示意图，其中，与每个Na＋距离最近且等距离的几个Cl－所围成的空间的构形为A．正四面体形B．正六面体形C．正八面体形D．三角锥形9、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①②③④A．①和③B．②和③C．①和④D．只有①AlF6）的结构单元如右图所示，已知冰晶石熔融时电离方10、冰晶石（化学式为Na程式为：Na3AlF6＝3Na+＋AlF63－。
●位于大立方体顶点和面心，○位于大立方体的12条棱的中点和8个小立方体的体心，那么大立方体的体心处▽所代表的微粒是A．Na＋B．Al3＋C．F－D．AlF6－11、分析化学中常用X 射线研究晶体结构，有一种蓝色晶体[可表示为：M x Fe y (CN)z ]，研究表明它的结构特性是：Fe 2＋和Fe 3＋分别占据立方体的顶点，自身互不相邻，而CN －位于立方体的棱上。
其晶体中的阴离子晶胞结构如图示，下列说法不正确的是A ．该晶体是离子晶体B ．M 的离子位于上述晶胞面心，呈＋2价C ．M 的离子位于上述晶胞体心，呈＋1价，且M ＋空缺率为50%（体心中没有M ＋占总体心的百分比）D ．晶体的化学式可表示为M 1Fe 2(CN)6，且M 为＋1价12、某离子晶体中晶体结构最小的重复单元如图：A 为阴离子，在正方体内，B为阳离子，分别在顶点和面心，则该晶体的化学式为A ．B 2A B ．BA 2C ．B 7A 4D ．B 4A 713、如图所示是氯化铯晶体的晶胞（晶体中最小的重复结构单元），已知晶体中2个最近的Cs ＋离子核间距为a cm ，氯化铯（CsCl ）的相对分子质量为M ，NA 为阿伏加德罗常数，则氯化铯晶体的密度为A ．38a N M A g/cm 3B ．A N Ma 83g/cm 3C ．3a N M Ag/cm 3 D ．A N Ma 3g/cm 3 14、食盐晶体是由钠离子和氯离子组成，这两种离子在空间按3个垂直方向都是等距离地交错排列。
已知食盐的摩尔质量是58.5克/摩，密度是2.2克/厘米3，则食盐中相邻的钠离子核间距离的数值最接近于A ．3.0×10－8cmB ．3.5×10－8cmC ．4.0×10－8cmD ．5.0×10－8cm15、Na 2O 2、CaC 2、CaH 2、FeS 2均为离子化合物，前三种物质极易与水反应,下列有关叙述中正确的是A ．CaC 2与水反应属于氧化还原反应B ．CaH 2在水中以Ca 2＋和H －离子形式存在C ．四种化合物晶体类型和化学键类型均相同D ．FeS 2阴离子电子式为[]2－16、为了确定SbCl 3、SbCl 5、SnCl 4是否为离子化合物，可以进行下列实验。
其中合理、可靠的是A ．观察常温下的状态。
SbCl 5是苍黄色液体，SnCl 4为无色液体。
结论：SbCl 5和SnCl 4都是离子化合物B ．测定SbCl 3、SbCl 5、SnCl 4的熔点依次为73.5℃、2.8 ℃、－33℃。
结论：SbCl 3、SbCl 5、SnCl 4都不是离子化合物C ．将SbCl 3、SbCl 5、SnCl 4溶解于水中，滴入HNO 3酸化的AgNO 3溶液，产生白色沉淀。
结论：SbCl 3、SbCl 5、SnCl 4都是离子化合物D ．测定SbCl 3、SbCl 5、SnCl 4的水溶液，发现它们都可以导电。
结论：SbCl 3、SbCl 5、SnCl 4都是离子化合物17、A 、B 、C 、D 是短周期元素，它们原子的质子数依次增大，A 、C 、D 离子具有相同的电子层结构，且半径依次减小。
A 与D 的化合物X 既能与盐酸反应，又能与NaOH 溶液反应；B 、C 组成典型的离子化合物Y ，其晶体结构类似于NaCl 晶体；B 、C 、D 可组成离子化合物C m DB n ，其晶体结构单元如右图所示。
阳离子C x ＋（○表示）位于正方体的棱的中点和正方体内部（内部有9个○，1个位于体心，另8个位于大正方体被等分为8个小正方体后的体心）；阴离子DB n mx －（●表示）位于该正方体的顶点和面心。
则：x 、m 、n 的值分别为A ．1、2、3B ．1、3、6C ．1、3、4D ．1、2、518、高温下，超氧化钾晶体呈立方体结构。
晶体中氧的化合价部分为0价，部分为－2价。
如图为超氧化钾晶体的一个晶胞（晶体中最小的重复单元）。
则下列说法正确的是A ．超氧化钾的化学式为KO 2，每晶胞含有4个K ＋和4个O 2－B ．晶体中每个K ＋周围有8个O 2－，每个O 2－周围有8个K ＋C．晶体中与每个K＋距离最近的K＋有8个D．晶体中，0价氧原子与－2价氧原子的数目比为3︰119、在医院施行外科手术时，常用HgCl2稀溶液作为手术刀的消毒剂，已知HgCl2有如下性质：①HgCl2晶体熔点较低；②HgCl2在熔融状态下不能导电；③HgCl2在水溶液中可发生微弱电离，下列关于HgCl2的叙述正确的是A．H gCl2属于共价化合物B．HgCl2属于离子化合物C．HgCl2属于非电解质D．HgCl2属于强电解质20、已知下列晶体的熔点：NaCl：801℃AlF3：1291℃AlCl3：190℃BCl3：107℃Al2O3：2045℃CO2：－56.6℃SiO2：1723℃据此判断下列说法错误的是A．元素和铝组成的晶体中有的是离子晶体B．以上给出的物质中只有BCl3和CO2是分子晶体C．同族元素的氧化物可以形成不同类型的晶体D．不同族元素的氧化物可以形成相同类型的晶体21、目前，科学界拟合成一种“双重结构”的球形分子，即把足球烯C60的分子容纳在Si60分子中，外面的硅原子与里面的碳原子以其价键结合，下列叙述错误的是A．该晶体属分子晶体B．该分子内原子间都以极性共价键相连接C．该物质是一种新化合物D．该物质的相对分子质量为240022、有四种氯化物，它们的通式为XCl2，其中最可能是第IIA族元素的氯化物是A．白色固体，熔点低，完全溶于水，得到一种无色中性溶液，此溶液导电性差B．绿色固体，熔点高，易被氧化，得到一种蓝绿色溶液，此溶液具有良好的导电性C．白色固体，极易升华，如与水接触，可慢慢分解D．白色固体，熔点较高，易溶于水，得无色中性溶液，此溶液具有良好的导电性23、美国Lawrece Lirermore国家实验室（LINL）的V·Lota·C·S·Yoo和H·cyrnn成功地在高压下将CO2转化具有类似SiO2结构的原子晶体，下列关于CO2的原子晶体说法，正确的是A．在一定条件下，CO2原子晶体转化为分子晶体是物理变化B．CO2的原子晶体和CO2分子晶体具有相同的物理性质和化学性质C．在CO2的原子晶体中，每一个C原子周围结合4个O原子，每一个O原于跟两个C原子相结合D．CO2的原子晶体和分子晶体互为同分异构体24、据报道国外有科学家用一束激光将置于铁室中石墨靶上的碳原子炸松，与此同时用一个射频电火花喷射氮气，此时碳、氮原子结合成碳氮化合物的薄膜。
据称，这种化合物比金刚石更坚硬，其原因可能是A．碳、氮原子构成网状晶体结构B．碳氮键比金刚石中的碳碳键更短C．碳、氮都是非金属元素，且位于同一期D．碳、氮的单质的化学性质均不活泼25、已知C3N4晶体具有比金刚石还大的硬度，且构成该晶体的微粒间只以单键结合。
下列关于C3N4晶体的说法错误的是A．该晶体属于原子晶体，其化学键比金刚石更牢固B．该晶体中每个碳原子连接4个氮原子、每个氮原子连接3个碳原子C．该晶体中碳原子和氮原子的最外层都满足8电子结构D．该晶体与金刚石相似，都是原子间以非极性键形成空间网状结构二、填空题1、氮化硅是一种高温陶瓷材料，它的硬度大、熔点高、化学性质稳定。
工业上曾普遍采用高纯硅与纯氮在1300℃反应获得。
（1）氨化硅晶体属于晶体；（填晶体类型）（2）已知氮化硅的晶体结构中，原子间都以单键相连，且N原子和N原子、Si原子和Si原子不直接相连，同时每个原子都满足8电子稳定结构。
请写出氮化硅的化学式；（3）现用四氯化硅和氮气在氢气气氛保护下，加强热发生反应，可得到较高纯度的氮化硅。
反应的化学方程式为。
2、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160kJ/mol （N 2的键能为942kJ/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。