微题型02 晶体结构及相关计算-2024年高考化学二轮热点题型归纳与变式演练（新高考通用）

微题型02 晶体结构及相关计算 目录 1 【考向一】晶胞的结构与类型判断 1 【考向二】晶体中微粒数或化学式的计算 5 【考向三】晶胞中的原子坐标 7 【考向四】晶体密度的相关计算 8 【考向五】晶胞利用率的计算 9 【考向六】晶胞中特定位置微粒间距的计算 9 【考向七】晶胞中投影问题 12 【考向八】晶胞中的配位数 14 16 【考向一】晶胞的结构与类型判断 【典例1】（2023上·江苏·高三校联考阶段练习）高纯度的铁可以使用氢还原高纯度的氧化铁或直接用五羰基合铁(熔点为，沸点为)热分解制得。实验室可用赤血盐()溶液检验，黄血盐()溶液检验。下列有关铁及其化合物的说法正确的是 A．元素位于周期表的第ⅧB族 B．赤血盐中铁元素核外有5个未成对电子 C．晶体是离子晶体 D．若黄血盐受热分解产物之一的晶胞结构上图所示，则其化学式为 一、晶胞 1．定义：晶胞是描述晶体结构的_基本单元__。 2．晶体与晶胞的关系：数量巨大的晶胞“_无隙并置__”构成晶体。 ①相邻晶胞之间没有任何间隙。 ②所有晶胞都是平行排列、取向相同。 二、晶体结构的堆积模型 1．晶体结构的密堆积的原理 金属原子、离子或分子在没有其他因素(如氢键)影响时，在空间的排列大都服从紧密堆积原理。这是因为金属键、离子键和分子间作用力均没有_方向性__，因此都趋向于使原子、离子或分子吸引尽可能多的其他原子、离子或分子分布于周围，并以密堆积的方式_降低__体系的能量，使晶体变得比较稳定。 2．等径圆球的密堆积(金属晶体) ①三维空间模型 A．非密置层在三维空间堆积 a．简单立方堆积 相邻非密置层原子的原子核在_同一直线上__的堆积，空间利用率太低，只有金属_钋__(Po)采用这种堆积方式。 b．体心立方堆积 将上层金属原子填入下层金属原子形成的凹穴中，并使非密置层的原子稍稍分离，每层均照此堆积。这种堆积方式所得的晶胞是一个含有两个原子的立方体，一个原子在立方体的_顶角__，另一个原子在立方体的_体心__，其空间利用率比简单立方堆积_高__，碱金属属于这种堆积方式。 B．密置层在三维空间堆积 a．六方最密堆积 按ABABAB……的方式堆积，称为_A3型最密堆积__ b．面心立方最密堆积 按ABCABCABC……的方式堆积，称为_A1型最密堆积__。 ②常见的堆积模型 三种典型结构型式 面心立方最密堆积(A1) 体心立方堆积(A2) 六方最密堆积(A3) 常见金属 Cu、Au、Ag Na、K、Fe Mg、Zn、Ti 结构示意图 晶胞 配位数 _12__ _8__ _12__ 空间利用率 _74%__ 68% 74% 每个晶胞所含原子数 _4__ _2__ _2__ 三、非等径圆球的密堆积(离子晶体) ①由于阴、阳离子的半径不同，因此离子晶体为_不等径圆球__的密堆积，可以将这种堆积方式看成是大球先按一定的方式做_等径圆球__的密堆积，小球再填充在大球所形成的_空隙__中。 ②在一些离子晶体中，阴离子半径较大，应先将阴离子看成是_等径圆球__进行密堆积，而阳离子有序地填在阴离子所形成的空隙中。例如，NaCl晶体中的Cl－按_A1型__方式进行最密堆积，Na＋填在Cl－所形成的空隙中；ZnS晶体中S2－按_A1型__方式进行最密堆积，Zn2＋填入S2－所形成的空隙中。 【变式1-1】（2023上·山西·高三校联考阶段练习）黄铜矿是工业炼铜的原料，含有的主要元素是硫、铁、铜。下列有关说法正确的是 A．基态硫原子中核外电子有9种空间运动状态 B．硫元素最简单氢化物的分子的VSEPR构型是V形 C．铁元素在元素周期表的ds区 D．CuCl熔点为426℃，熔融时几乎不导电，容易形成二聚体，说明CuCl是原子晶体 【变式1-2】（2023上·江苏·高三校联考开学考试）我国疾控中心利用尿素()制备出了两种低温消毒剂：三聚氰酸()和二氯异氰尿酸钠()。已知：尿素分子中所有原子共平面。下列说法错误的是 A．尿素分子中键角与键角基本相等 B．三聚氰酸晶体属于分子晶体 C．基态N原子的电子的空间运动状态有5种 D．二氯异氰尿酸钠中元素的电负性：N>O>Na 【考向二】晶体中微粒数或化学式的计算 【典例2】（2023上·山西大同·高三统考期末）已知氯化铝的熔点为、氟化铝的熔点为，氯化铝二聚体的空间填充模型如图1所示，氟化铝的晶胞结构(晶体密度为，阿伏加德罗常数为)如图2所示。下列说法正确的是 A．图1中物质的分子式为 B．氟化铝中的配位数为6 C．晶胞参数 D．氯化铝、氟化铝均为离子晶体 1．晶胞中微粒数目的计算方法——均摊法 (1)原则：晶胞中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。