第十一单元 第3讲 晶体结构与性质

GeBr4 26
GeI4 146
沸点/℃
83.1
186
约400
答案
3.(2016年全国Ⅱ卷,37节选)单质铜及镍都是由 金属 键形成的晶体。
4.(2016年全国Ⅲ卷,37节选)GaF3的熔点高于1000 ℃,GaCl3的熔点为77.9 ℃,其原因
是 GaF3是离子晶体,GaCl3是分子晶体,离子晶体GaF3的熔沸点更高
重点要强化晶胞的分析与计算,首先要掌握金属晶体的各种堆积方式,最好能 备考 根据实物模型图来培养学生的空间想象力,掌握如何分析配位数,如何结合数 启示 学知识进行相关的计算,把全国卷常考的几种计算类型进行归纳总结,构建解
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第3讲 晶体结构与性质
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目 录 3.分类
晶体常识
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(6)晶胞是晶体中最小的“平行六面体”。( × )
(7)区分晶体和非晶体最可靠的方法是对固体进行X-射线衍射实验。( √ ) (8)晶体与非晶体的本质区别:是否有自范性。( √ )
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2.某物质的晶体中含有A、B、C三种元素,其排列方式如图所示(其中前后两面面心中
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12.(2016年全国Ⅰ卷,37节选)晶胞有两个基本要素: (1)原子坐标参数,表示晶胞内部各原子的相对位置,如图为Ge单晶的晶胞,其中原子坐 标参数A为(0,0,0);B为( ,0 ,);C为( , ,0)。
答案
解析
则D原子的坐标参数为
。
(2)晶胞参数,描述晶胞的大小和形状,已知Ge单晶的晶胞参数a=565.76 pm,其密度
7.(1)(2018年全国Ⅰ卷,35节选)Li2O是离子晶体,其晶格能可通过图(a)的Born-Haber循环计算得到。
答案
幻灯片 7
解析
可知Li2O晶格能为 2908 kJ·mol-1。 Li2O具有反萤石结构,晶胞如图(b)所示。已知晶胞参数为0.4665
nm,阿伏加德罗常数的值为NA,则Li2O的密度为
为
。
答案
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10.(2017年全国Ⅲ卷,35节选)MgO具有NaCl型结构(如图),其中阴离子采用面心立方 最密堆积方式,X射线衍射实验测得MgO的晶胞参数为a=0.420 nm,则r(O2-) 为 0.148 nm。MnO也属于NaCl型结构,晶胞参数为a'=0.448 nm,则r(Mn2+) 为 0.076 nm。
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3.某离子晶体的结构中最小重复单元如图所示。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( B )。 A.B2A B.BA2 C.B7A4 D.B4A7
解析 A在正方体内,晶胞中A离子的个数为8;B在顶点和面心,所以1个晶胞中
答案
B离子的个数为8× +6× =4,则该晶体的化学式为BA2
晶胞的体积 V=(a×10-7 cm)3=a3×10-21 cm3;由晶胞结构可
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知,12 个 Fe2+处于晶胞的棱上,1 个 Fe2+处于晶胞体心,S22-处于晶 胞的 8 个顶点和 6 个面心,则每个晶胞中含有 Fe2+的个数为
12×
1+1=4,含有
������ A
6× 43������ 2 ������
g·cm-3=
������A
65 × 6 ×6 × 43������
2
c
g·cm-3。
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8.(2017年全国Ⅰ卷,35节选)KIO3晶体是一种性能良好的非线性光学材料,具有钙钛矿
型的立方结构,边长为a=0.446 nm,晶胞中K、I、O分别处于顶角、体心、面心位置,如
(2)(2017年全国Ⅰ卷,35节选)K和Cr属于同一周期,且核外最外层电子构型相同,但金属
K的熔点、沸点等都比金属Cr低,原因
是
K原子半径较大且价电子数较少,金属键较弱
。
答案
解析 (1)ZnF2的熔点较高,故为离子晶体。离子晶体难溶于乙醇等有机溶剂,
分子晶体可以溶于乙醇等有机溶剂。(2)金属键的强弱与半径成反比,与所带
解析
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4.(1)图1为离子晶体空间构型示意图( 为阳离子, 为阴离子),以M代表阳离子,以N代表 阴离子,写出各离子晶体的组成表达式。
答案
图1
A MN ,B MN3 ,C MN2 。
图2
图3
解析
(2)某晶体的一部分如图2所示,该晶体中A、B、C三种粒子数之比是 B 。
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1.判断正误(正确的打“√”,错误的打“×”)。 (1)冰和碘晶体中相互作用力相同。( × )
(2)晶体内部的微粒按一定规律周期性排列。( √ )
(3)凡有规则外形的固体一定是晶体。( × ) (4)固体SiO2一定是晶体。( × )
(5)缺角的NaCl晶体在饱和NaCl溶液中会慢慢变为完整的立方体块。( √ )
1.晶体与非晶体
结构特征
性质特征 二者区别方法
自范性 熔点 异同表现 间接方法 科学方法
第3讲 晶体结构与性质
晶体
非晶体
结构微粒① 周期性有序 排列 结构微粒② 无序 排列
③有
④无
⑤ 固定
⑥ 不固定
⑦ 各向异性
各向同性
测定其是否有固定的⑧ 熔点
对固体进行⑨ X-射线衍射 实验
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2.晶胞 (1)概念:描述晶体结构的⑩ 基本单元 。 (2)晶体中晶胞的排列——无隙并置 ①无隙:相邻晶胞之间没有任何间隙。 ②并置:所有晶胞平行排列、取向相同。 (3)晶胞中粒子数目的计算——均摊法 晶胞任意位置上的一个原子如果是被n个晶胞所共有,那么,每个晶胞对这个原子分得 的份额就是 。
的B元素的原子未画出)。则晶体中A、B、C的原子个数之比为( A )。
A.1∶3∶1 B.2∶3∶1 C.2∶2∶1
D.1∶3∶3
解析 利用均摊法计算。据图知,该正方体中A原子个数为8× =1,B原子个
答案
数为6× =3,C原子个数为1,所以晶体中A、B、C的原子个数之比为
1∶3∶1
解析
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答案
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11.(2016年全国Ⅲ卷,37节选)Ga和As的摩尔质量分别为MGa g·mol-1 和MAs g·mol-1, 原子半径分别为rGa pm和rAs pm,阿伏加德罗常数值为NA,则GaAs晶胞中原子的体积占
晶胞体积的百分率为
。
答案
第3讲 晶体结构与性质
8× 73 g ·mo l-1
������ ������A ×(565 .76 pm × 10-10cm ·p m -1)3
=
8× 73
g·cm-3
6.02 ×1023 ×(565 .76 × 10-10)3
=6.02
8×73 ×565
.7
63
×107
g·cm-3。
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的电荷成正比。
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2.(2016年全国Ⅰ卷,37节选)比较下列锗卤化物的熔点和沸点,分析其变化规律及原
GeCl4、GeBr4、GeI4熔沸点依次升高;原因是分子结构相似,相对分子质
因: 量依次增大,分子间相互作用力逐渐增强
。
熔点/℃
GeCl4 -49.5
g·cm-3(列出计算式)。
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(2)(2018年全国Ⅱ卷,35节选)FeS2晶体的晶胞如图所示。晶胞边长为a nm、FeS2相
对式量为M、阿伏加德罗常数的值为NA,其晶体密度的计算表达式为
g·cm-3;
晶胞中Fe2+位于S22-所形成的正八面体的体心,该正八面体的边长为
图所示。K与O间的最短距离为 0.315 nm,与K紧邻的O个数为 12
。在KIO3晶
胞结构的另一种表示中,I处于各顶角位置,则K处于 体心 位置,O处于 棱心 位置。
答案
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9.(2017年全国Ⅱ卷,35节选)我国科学家最近成功合成了世界上首个五氮阴离子盐 (N5)6(H3O)3(NH4)4Cl(用R代表)。R的晶体密度为d g·cm-3,其立方晶胞参数为a nm,晶 胞中含有y个[(N5)6(H3O)3(NH4)4Cl]单元,该单元的相对质量为M,则y的计算表达式
12 2
4
6
粒子数为 1;故 A、B、C 粒子数之比为 1∶4∶2。
(3)R:8× 1+1=2
8
G:8×1+8× 1+4×1+2=8
nm。