内容正文:
易错专题05 晶体的结构
聚焦易错点:
►易错点一 典型晶体的结构
►易错点二 坐标参数和投影图
►易错点三 晶胞的计算
典例精讲
易错点一 典型晶体的结构
【易错典例】
例1(2024·陕西省高二期末)下列有关说法不正确的是
A.四水合铜离子([Cu(H2O)4]2+)的模型如图所示,铜离子与水分子的氧原子形成4个配位键
B.CaF2晶体的晶胞如图所示,每个CaF2晶胞平均占有4个Ca2+
C.H原子的电子云图如图所示,电子云密度大的区域电子数目多
D.金属Cu的晶胞结构如图所示,晶胞中Cu原子的配位数为12
【解题必备】
晶体
晶体结构
晶体详解
原子晶体
金刚石
每个碳与相邻4个碳以共价键结合,形成正四面体结构;键角均为109°28′;最小碳环由6个C原子组成且六原子不在同一平面内;每个C参与4条C—C键的形成,C原子数与C—C键数之比为1∶2
SiO2
每个Si与4个O以共价键结合,形成正四面体结构;每个正四面体占有1个Si,4个“O”,n(Si)∶n(O)=1∶2;最小环上有12个原子,即6个O,6个Si
分子晶体
干冰
8个CO2分子构成立方体且在6个面心又各占据1个CO2分子;每个CO2分子周围等距且紧邻的CO2分子有12个
离子晶体
NaCl型
每个Na+(Cl-)周围等距且紧邻的Cl-(Na+)有6个,每个Na+周围等距且紧邻的Na+有12个;每个晶胞中含4个Na+和4个Cl-
CsCl型
每个Cs+周围等距且紧邻的Cl-有8个,每个Cs+(Cl-)周围等距且紧邻的Cs+(Cl-)有6个;如图为8个晶胞,每个晶胞中含1个Cs+、1个Cl-
金属晶体
简单立方堆积
典型代表Po,配位数为6,空间利用率52%
体心立方堆积
典型代表Na、K、Fe,配位数为8,空间利用率68%
面心立方最密堆积
典型代表Cu、Ag、Au,配位数为12,空间利用率74%
六方最密堆积
典型代表Mg、Zn、Ti,配位数为12,空间利用率74%
过度型晶体
石墨
平面层状结构;最小的环为六元环;由于每个碳原子为三个六元环所共用,即每个六元环拥有的碳原子数为6×(1/3)=2;碳碳键数为二个六元环所共用,每个六元环拥有的碳碳键数为6×(1/2)=3;键角为120°
【变式突破】
1.(2024·辽宁省凌源市第二高级中学高二月考)有关晶体的结构如图所示,下列说法中不正确的是
A.在NaCl晶体中,距Na+最近的Cl-形成正八面体
B.在CaF2晶体中,每个晶胞平均占有4个Ca2+
C.在金刚石晶体中,碳原子与碳碳键数目比为1∶2
D.由E原子和F原子构成的气态团簇分子的分子式为EF或FE
2.(2024·四川省武胜烈面中学校高二开学考试)根据下列结构示意图,判断下列说法中正确的是
A.在CsCl晶体中,距Cs+最近的Cl-有6个
B.在CaF2晶体中,Ca2+周围距离最近的F-有4个
C.在SiO2晶体中,每个晶胞中含有4个Si原子和8个O原子
D.在铜晶体中,每个铜原子周围距离最近的铜原子有12个
易错点二 晶胞的原子指标和投影图
【易错典例】
例2(2024上·安徽合肥·高二合肥一六八中学校考阶段练习)下列说法正确的是
A.图1为结构示意图,该物质加热时首先失去
B.图2晶体磷化硼晶胞沿z轴方向上的投影图为
C.图2晶胞参数为,则晶体的密度为
D.图3为晶体的晶胞示意图,填充在由构成的正八面体空隙中
【解题必备】
1.晶胞原子坐标参数:通过原子坐标既能确定晶胞中各原子的相对位置,又可以计算原子间的距离,进而可以计算晶胞的体积及晶体的密度。如
①CsCl型离子晶体的离子分数坐标:Cs+为(0,0,0);Cl-为。
②NaCl型离子晶体的离子分数坐标:Cl-为(0,0,0),,,;Na+为,,,。
③ZnS型离子晶体的离子分数坐标:Zn2+为(0,0,0),,,;S2-为,,,。
注意在确定各原子的坐标时,要注意x、y、z轴的单位标准不一定相同。
2.典型晶胞结构模型的投影图
晶胞结构模型
x、y平面上的投影图
注意画或判断投影图时,一定要注意x、y、z轴的方向,上面结构模型中的原子也可以换为不同的原子,但在投影图中的位置不变。
【变式突破】
3.(2023上·广东深圳·高二深圳市高级中学校考期末)ZnS的晶胞结构如图所示,其晶胞参数为a nm,以晶胞参数建立坐标系,1号原子的坐标为(0,0,0),3号原子的坐标为(1,1,1)。设为阿伏加德罗常数的值,下列说法正确的是
A.可以用质谱仪测定ZnS晶体结构
B.97 g ZnS晶体含有的晶胞数目为
C.2号和3号