
(一)常見的幾種典型晶體的主要性質(zhì)
(二)晶體結(jié)構(gòu)與晶胞計算1.如圖表示NaCl、CsCl、干冰、金剛石、石墨的結(jié)構(gòu):
請回答下列問題:(1)代表金剛石的是 (填字母,下同),其中每個碳原子與 個碳原子最近且距離相等,碳原子的雜化方式為 ,金剛石屬于 晶體。
(2)代表石墨的是 ,每個正六邊形占有的碳原子數(shù)平均為 。?(3)代表NaCl的是 ,每個Na+周圍與它最近且距離相等的Na+有 個。(4)代表CsCl的是 ,它屬于 晶體,每個Cs+與 個Cl-緊鄰。(5)代表干冰的是 ,它屬于 晶體,每個CO2分子與 個CO2分子緊鄰。
2.熟記幾種常見的晶胞結(jié)構(gòu)及晶胞中含有的粒子數(shù)目
A.NaCl(含4個Na+,4個Cl-)B.干冰(含4個CO2)C.CaF2(含4個Ca2+,8個F-)D.金剛石(含8個C)E.體心立方(含2個粒子)F.面心立方(含4個粒子)
3.晶胞參數(shù)晶胞的形狀和大小可以用6個參數(shù)來表示,包括晶胞的3組棱長a、b、c和3組棱相互間的夾角α、β、γ,即晶格特征參數(shù),簡稱晶胞參數(shù)。
4.原子分數(shù)坐標以晶胞參數(shù)為單位長度建立的坐標系來表示晶胞內(nèi)部各原子的相對位置,稱為原子分數(shù)坐標。
1 pm=10-10 cm;1 nm=10-7 cm。
(3)金剛石晶胞的原子分數(shù)坐標與俯視圖
7.金剛石晶胞的有關(guān)計算如圖是金剛石的晶胞,晶胞參數(shù)為a nm,回答下列問題:(1)一個晶胞中含有 個C原子。(2)1 ml金剛石含有 ml C—C。(3)最近的C原子之間距離為 nm(用a表示)。(4)每個C原子的半徑為 nm(用a表示)。(5)晶胞密度為 g·cm-3。(6)空間利用率為 。
1.[2024·甘肅,15(5)]某含鈣化合物的晶胞結(jié)構(gòu)如圖甲所示,沿x軸方向的投影為圖乙,晶胞底面顯示為圖丙,晶胞參數(shù)a≠c,α=β=γ=90°。圖丙中Ca與N的距離為 pm;化合物的化學式是 ,其摩爾質(zhì)量為M g·ml-1,阿伏加德羅常
數(shù)的值是NA,則晶體的密度為 g·cm-3(列出計算表達式)。?
2.[2024·新課標卷,29節(jié)選]Ni(CO)4(四羰合鎳,沸點43 ℃)可用于制備高純鎳,也是有機化合物羰基化反應的催化劑。回答下列問題:(1)鎳的晶胞結(jié)構(gòu)類型與銅的相同,晶胞體積為a3,鎳原子半徑為 。
(2)Ni(CO)4結(jié)構(gòu)如圖甲所示,其中含有σ鍵的數(shù)目為 ,Ni(CO)4晶體的類型為 。?
3.[2024·黑吉遼,18(6)]負載在TiO2上的RuO2催化活性高,穩(wěn)定性強,TiO2和RuO2的晶體結(jié)構(gòu)均可用如圖表示,二者晶胞體積近似相等,RuO2與TiO2的密度比為1.66,則Ru的相對原子質(zhì)量為 (精確至1)。
4.[2023·新課標卷,29(3)]合成氨催化劑前驅(qū)體(主要成分為Fe3O4)使用前經(jīng)H2還原,生成α?Fe包裹的Fe3O4。已知α?Fe屬于立方晶系,晶胞參數(shù)a=287 pm,密度為7.8 g·cm-3,則α?Fe晶胞中含有Fe的原子數(shù)為 ? (列出計算式,阿伏加德羅常數(shù)的值為NA)。
5.[2022·湖南,18(4)]鉀、鐵、硒可以形成一種超導材料,其晶胞在xz、yz和xy平面投影分別如圖所示:①該超導材料的最簡化學式為 。
②Fe原子的配位數(shù)為 。?
③該晶胞參數(shù)a=b=0.4 nm、c=1.4 nm。阿伏加德羅常數(shù)的值為NA,則該晶體的密度為 g·cm-3(列出計算式)。?
1.一種釩的硫化物的晶體結(jié)構(gòu)(圖1)及其俯視圖(圖2)如圖所示:
(1)該釩的硫化物的晶體中,與每個V原子最近且等距離的S原子的個數(shù)是 。?
(2)設(shè)阿伏加德羅常數(shù)的值為NA,則該晶體的密度為 g·cm-3(用含a、b、NA的代數(shù)式表示)。?
2.基態(tài)Fe3+的價層電子的軌道表示式為 ,鐵可形成多種氧化物,其中一種鐵的氧化物的晶胞結(jié)構(gòu)及該晶胞中的Ⅰ、Ⅱ兩種結(jié)構(gòu)如下圖所示:?
則圖中表示Fe2+的是 (填“A”或“B”),若晶體密度為ρ g·cm-3,則阿伏加德羅常數(shù)NA= ml-1(用含a、ρ的式子表示)。?
距離為 nm,晶體b的密度為 ? g·cm-3(寫出計算式即可)。?
4.一種含Cu、Ti、Ba、O四元銅氧化物超導體晶體的晶胞結(jié)構(gòu)如圖所示(晶胞參數(shù)為a nm、a nm、c nm,α=β=γ=90°),該晶體的密度為 g·cm-3(列出計算式,阿伏加德羅常數(shù)的值為NA)。?
5.砷化硼的晶胞結(jié)構(gòu)如圖所示,晶胞邊長為a nm,NA為阿伏加德羅常數(shù)的值。離硼原子最近的硼原子有 個,該晶體密度可表示為 g·cm-3(寫表達式即可)。?
7.科學家們已經(jīng)用甲烷制出了金剛石,人造金剛石在硬度上與天然金剛石幾乎沒有差別。
(2)若碳原子半徑為r nm,則金剛石晶胞的密度為 g·cm-3(用含r的計算式表示)。?
8.所得C2O3可用于合成鈦酸鈷。一種鈦酸鈷的晶胞結(jié)構(gòu)如圖所示,每個C周圍等距且緊鄰的O共有 個。已知該立方晶胞的參數(shù)為a pm,NA為阿伏加德羅常數(shù)的值,則該鈦酸鈷晶體的密度為 g·cm-3(列出計算式)。?
9.TiO2在自然界中有三種形態(tài),即金紅石型、銳鈦礦型和板鈦礦型三種,其中金紅石型是三種形態(tài)中最穩(wěn)定的一種,其晶胞如圖所示,鈦的配位數(shù)為 ,該晶體的密度為 g·cm-3(設(shè)阿伏加德羅常數(shù)的值為NA,用含a、b、NA的代數(shù)式表示)。
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