素养提升7 晶胞参数、坐标参数的分析和应用-2023-2024学年高二化学素养提升与单元评价（人教版2019选择性必修2）

选择性必修2《物质结构与性质》 素养提升与单元评价 素养提升7 晶胞参数、坐标参数的分析和应用 核心知识突破 1．晶胞参数 晶胞的形状和大小可以用6个参数来表示，包括晶胞的3组棱长a、b、c和3组棱相互间的夹角α、β、γ，即晶格特征参数，简称晶胞参数。 2．原子分数坐标 (1)定义：以单位长度建立的坐标系来表示晶胞中各原子的位置。 (2)原子分数坐标的确定方法 ①依据已知原子的坐标确定坐标系取向。 ②一般以坐标轴所在正方体的棱长为1个单位。 ③从原子所在位置分别向x、y、z轴作垂线，所得坐标轴上的截距即为该原子的分数坐标。 说明：这里的“原子”是泛指，即形成晶体的微粒、还包括阴、阳离子等。例如，图中原子1的坐标为，则原子2和3的坐标分别为、。 3．宏观晶体密度与微观晶胞参数的关系 假设某晶体的晶胞如右图所示： 以M表示该晶体的摩尔质量，NA表示阿伏加德罗常数，N表示一个晶胞中所含的微粒数，a表示晶胞的棱长，ρ表示晶体的密度，计算如下： 该晶胞的质量用密度表示：m=ρ·a3 用摩尔质量表示：m=M 则有：ρ·a3 =M ρ= 。 Zn与S形成某种化合物的晶胞如图所示。 (1)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，称作原子分数坐标。例如图中原子1的坐标为(0，0，0)，则原子2的坐标为_____________。 (2)已知晶体密度为d g·cm－3，S2－半径为a pm，若要使S2－、Zn2＋相切，则Zn2＋半径为________pm(写计算表达式)。 【即学即练1】一种Fe、Si金属间化合物的晶胞结构如图所示： 晶胞中含铁原子为________个，已知晶胞参数为0.564 nm，阿伏加德罗常数的值为NA，则Fe、Si金属间化合物的密度为_________________g·cm－3(列出计算式)。 【即学即练2】铜与氧元素形成的晶胞如图所示： 晶胞中Cu均匀地分散在立方体内部，a，b的坐标参数依次为(0，0，0)、，则d的坐标参数为________，已知该晶体的密度为ρ g·cm－3，NA是阿伏加德罗常数的值，则晶胞参数为___________cm(列出计算式即可)。 素养提升练习7 晶胞参数、坐标参数的分析和应用素养提升练习 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；C为。则D原子的坐标参数为(　　) A． B． C． D． 2．钒的某种氧化物的立方晶胞结构如图所示，晶胞参数为a pm，下列说法错误的是(　　) A．该钒的氧化物的化学式为VO2 B．钒原子在该晶体中的堆积方式为体心立方 C．钒原子的配位数与氧原子的配位数之比为1∶2 D．该晶胞的密度为 g·cm－3 3．自从第一次合成稀有气体元素的化合物XePtF6以来，人们又相继发现了氙的一系列化合物，如XeF2、XeF4等。图甲为XeF4的结构示意图，图乙为XeF2晶体的晶胞结构图。下列有关说法错误的是(　　) A．XeF4是由极性键构成的非极性分子 B．XeF2晶体属于分子晶体 C．一个XeF2晶胞中实际拥有4个XeF2 D．XeF2晶体中距离最近的两个XeF2之间的距离为(a为晶胞棱长) 4．某种离子型铁的氧化物晶胞如图所示，它由A、B方块组成。已知该晶体的密度为d g·cm－3，阿伏加德罗常数的值为NA，则下列说法错误的是(　　) A．方块A含有1.5个Fe2＋、4个O2－ B．方块B含有0.5个Fe2＋、4个O2－、4个Fe3＋ C．该氧化物中Fe2＋、Fe3＋、O2－的个数比为1∶2∶4 D．晶胞的棱长为×107 nm 5．已知食盐的密度为ρ g·cm－3，其摩尔质量为M g·mol－1，阿伏加德罗常数的值为NA，则在食盐晶体中Na＋和Cl－的核间距大约是(　　) A．cm B． cm C．cm D．cm 6．(1)据报道只含镁、镍和碳三种元素的某晶体具有超导性。 ①该晶体的晶胞结构如图所示，写出该晶体的化学式____________。晶体中每个镁原子周围距离最近的镍原子有________个。 ②该晶体的晶胞结构的另一种表示中，碳原子位于各顶角位置，则Ni位于________(填“棱心”“面心”或“体心”)。 ③若晶胞中Ni、Mg之间的最短距离为a pm，阿伏加德罗常数的值为NA，则晶体的密度ρ＝________(用含a、NA的代数式表示)g·cm－3。 (2)金属铂立方晶胞的二维投影图如图所示(铂的相对原子质量为195)。若金属铂的密度为d g·cm－3，设阿伏加德罗常数的值为NA，则晶胞参数a＝_______________pm(阿伏加德罗常数的值为NA，列出计算式即可)。 7．(1)(2019·全国卷Ⅱ)一