第5章 热点专攻8 坐标参数和投影图的分析及应用（Word教参）-【优化指导】2024高考化学一轮复习高中总复习·第1轮（人教不定项版 新教材 新高考）

热点专攻8　坐标参数和投影图的分析及应用 1．“三步法”确定晶胞中原子的分数坐标 2．分析晶胞投影图的方法 (1)分析晶胞沿x轴方向、y轴方向、z轴方向的投影图，确定晶胞中各粒子的具体位置。 (2)结合晶胞参数，利用“均摊法”计算晶体的密度、原子的空间利用率等。 (3)结合三维坐标系及晶胞中原子的位置，确定相关原子的坐标参数(或分数坐标)。 【例1】(2021·山东卷)XeF2晶体属四方晶系，晶胞参数如图所示： 晶胞棱边夹角均为90°，该晶胞中有______个XeF2分子。 以晶胞参数为单位长度建立的坐标系可以表示晶胞中各原子的位置，称为原子的分数坐标，如A点原子的分数坐标为(，，)。已知Xe—F键长为r pm，则B点原子的分数坐标为______；晶胞中A、B间距离d＝________pm。 [思路剖析] ① B点正下方原子处于三维坐标原点，A点原子的分数坐标为(，，)A点原子处于晶胞的体心 ② Xe—F键长为r pmB与正下方原子的距离为r pmB点原子z轴方向的分数坐标为B点原子的分数坐标 ③ 由A点原子向B点原子所在棱作垂线，构建直角三角形，利用勾股定理求出d 答案：(1)2　(2)(0，0，)　 解析：图中大球的个数为8×＋1＝2，小球的个数为8×＋2＝4，根据XeF2的原子个数比推知，大球代表Xe原子，小球代表F原子，该晶胞中有2个XeF2分子。 由A点坐标知该原子位于晶胞的中心，且每个坐标系的单位长度都记为1，B点在棱的处，其原子分数坐标为(0，0，)。如图所示，构建直角三角形：，AC等于底面对角线的一半，AC＝a，BC＝－r，根据勾股定理，d＝＝ pm。 【例2】(2022·广东卷)我国科学家发展了一种理论计算方法，可利用材料的晶体结构数据预测其热电性能，该方法有助于加速新型热电材料的研发进程。化合物X是通过该方法筛选出的潜在热电材料之一，其晶胞结构如图1，沿x、y、z轴方向的投影均为图2。 (1)X的化学式为________。 (2)设X的最简式的式量为Mr，晶体密度为ρ g/cm3，则X中相邻K之间的最短距离为________nm(列出计算式，NA为阿伏加德罗常数的值)。 [思路剖析] ① 根据晶胞结构及投影图示和在晶胞中的位置利用“均摊法”确定晶胞中K和SeBr6的个数 X的化学式 ② 根据晶体密度及X的最简式的式量晶胞参数X中相邻K之间的最短距离 答案：(1)K2SeBr6　(2)××107 解析：(1)晶胞结构中，处于晶胞的8个顶角和6个面心，8个处于晶胞内部，利用“均摊法”可知，每个晶胞中含有8个K，含有的个数为8×＋6×＝4，即含有4个SeBr6，K和SeBr6的个数之比为2∶1，故X的化学式为K2SeBr6。 (2)设X的最简式的式量为Mr，晶体密度为ρ g/cm3，设晶胞参数为a nm，可得：ρ＝＝＝ρ g/cm3，解得a＝×107。X晶胞结构中，相邻K之间的最短距离为晶胞参数的一半，即××107 nm。 1．(2023·辽宁省协作体联考)科学家研究利用CaF2晶体释放出的Ca2＋和F－脱除硅烷，拓展了金属氟化物材料的生物医学功能。下列说法错误的是(　　) A．F、Si和Ca 电负性依次减小，原子半径依次增大 B．OF2与 SiO2中含有化学键类型和氧原子杂化方式均相同 C．图中A处原子分数坐标为(0，0，0)，则B 处原子分数坐标为(，，) D．脱除硅烷反应速率依赖于晶体提供自由氟离子的能力，脱硅能力：BaF2<CaF2<MgF2 D　解析：金属元素的电负性小于非金属元素，非金属元素的非金属性越强，电负性越大，则F、Si和Ca 电负性依次减小，同周期元素，从左到右原子半径依次减小，同主族元素从上到下，原子半径依次增大，则F、Si和Ca原子半径依次增大，A正确；OF2与 SiO2都是含有极性共价键的共价化合物，化合物中氧原子的价层电子对数都为4，杂化方式都为sp3杂化，B正确；由晶胞结构可知，A处到B处的距离为体对角线的，若A处原子分数坐标为(0，0，0)，则B 处原子分数坐标为(，，)，C正确；三种金属氟化物都为离子晶体，晶体提供自由氟离子的能力越强，阴阳离子间形成的离子键越弱，钡离子、钙离子和镁离子的电荷数相同，离子半径依次减小，则氟化钡、氟化钙、氟化镁三种晶体中的离子键依次增强，晶体提供自由氟离子的能力依次减弱，D错误。 2．S与Zn所形成化合物晶体的晶胞如图所示。 (1)在该晶胞中，Zn的配位数为________。 (2)原子坐标参数可表示晶胞内部各原子的相对位置。如图晶胞中，原子坐标参数a为(0，0，0)；b为(，0，)；c为(，，0)。则d的坐标参数为________。 (3)已知该晶胞的密度为ρ g/cm3，则其中两个S原子之间的距离为________pm。