专题3.1.2 金属晶体（课件PPT）-【新课程学案】2024-2025学年高中化学选择性必修2（苏教版2019）

第2课时　 金属晶体 目录 新知探究——金属晶体 命题热点——晶胞的计算 课时跟踪检测 2 金属晶体 新知探究 1.金属晶体 (1)概念:通过金属阳离子与 之间的强烈的作用而形成的晶体。 (2)金属晶体的常见堆积方式 ①金属原子在二维空间中的排列方式 金属晶体中的原子可看成直径相等的球体。把它们放置在平面上(二维空间),可有两种排列方式如下: 自由电子 非密置层 密置层 　[微点拨]　金属原子在二维空间的排列,密置层的利用率比非密置层的高,其配位数分别为6和4。 ②金属原子在三维空间里的堆积方式 金属原子在三维空间按一定的规律堆积,有4种基本堆积方式:简单立方、体心立方、面心立方和六方。其中3种金属晶体的晶胞如下表中图式(图中不同颜色的小球都代表同一种金属原子)。 堆积方式 图式 配位数 实例 堆积 6 钋 堆积 8 钠、钾、铬、钼、钨等 堆积 12 金、银、铜、铅等 六方堆积 12 镁、锌、钛 简单立方 体心立方 面心立方 　[微点拨]　晶体中一种微粒周围距离相等且最近的其他微粒的数目称配位数。 2.金属材料——合金 (1)概念:将两种或两种以上的金属(或金属与非金属)共熔,制备出的特殊金属材料。 (2)性能 ①合金的硬度一般都比组成它的纯金属大。 ②多数合金的熔点低于组成它的任何一种组分金属。 ③合金的导电性和导热性一般低于任一组分金属。 1.金属晶体的堆积密度大,原子配位数高,能充分利用空间的原因是 (　　) A.金属原子的外围电子数少 B.金属晶体中有自由电子 C.金属原子的原子半径大 D.金属键没有饱和性和方向性 [题点多维训练] √ 解析:因金属键没有饱和性和方向性,故在金属晶体中,原子可以尽可能多地吸引其他原子分布于周围,并以紧密堆积的方式排列以降低体系的能量,使晶体变得比较稳定。 2.金属原子在二维空间里放置有如图所示的两种排列方式,下列说法正确的是 (　　) A.a为非密置层,配位数为6 B.b为密置层,配位数为4 C.a在三维空间里堆积可得六方堆积和面心立方堆积 D.b在三维空间里堆积仅得简单立方堆积 √ 解析:金属原子在二维空间里有两种排列方式,一种是密置层排列,另一种是非密置层排列。密置层排列的配位数为6,非密置层排列的配位数为4。由此可知,a为密置层,b为非密置层。密置层在三维空间堆积可得到六方堆积和面心立方堆积两种堆积方式,非密置层在三维空间堆积可得到简单立方堆积和体心立方堆积两种堆积方式。 3.下列能够表示出每个晶胞中所含实际微粒个数的面心立方晶胞的是 (　　) √ 解析:A项和B项是面心立方晶胞,其中B项是经过切割后的面心立方晶胞,它能表示出此晶胞中所含微粒的实际数目;C项和D项是体心立方晶胞。 4.铁镁合金是目前已发现的储氢密度较高的储氢材料之一,其晶胞结构如图所示。 晶胞中铁原子的堆积方式是　　　 　　;铁原子、镁原子的配位数分别是　　、　　。  面心立方堆积 8 4 晶胞的计算 命题热点 导学设计 钨是一种银白色金属,硬度很大,熔点很高,是熔点最高的金属。主要用途为制造灯丝和高速切削合金钢、超硬模具,也用于光学仪器、化学仪器。如图是金属钨晶体中的一个晶胞的结构示意图。 1.每一个晶胞中分摊到多少个钨原子? 提示:晶胞中每个顶点的钨原子为8个晶胞所共有,体心钨原子完全为该晶胞所有,故一个晶胞中钨原子数为1+8×=2。 2.若晶胞的边长为a,两个钨原子之间的最短距离是多少? 提示:晶胞中两个钨原子之间的最短距离为晶胞体对角线长的一半,为a。 3.与体心位置的钨原子距离最近且相等的钨原子有多少个? 提示:与体心位置的钨原子距离最近且相等的钨原子位于该晶胞的顶点位置,共8个。 1.晶胞密度的有关计算 假设某晶体的晶胞如图所示,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: [系统融通知能] 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=。 2.对角线长的计算 立方晶胞的边长为a,则面对角线长等于a,体对角线长等于a。 3.空间利用率的计算 空间利用率=×100%。 将原子(离子)设想为一个球,依据1个晶胞内所含原子(离子)的数目计算原子(离子)的体积,再确定晶胞的体积,即可计算晶胞的空间利用率。 　[典例]　Al的晶胞特征如图甲所示,原子之间相互位置关系的平面图如图乙所示。 若已知Al的原子半径为d,NA代表阿伏加德罗常数的值,Al的相对原子质量为M,请回答: (1)晶胞中Al原子的配位数为　　　,一个晶胞中Al原子的数目为　　。  　[解析]　Al属于面心立方堆积,配位数为12,一个晶胞中Al原子的数目为8×+6×=4。 12 4 (2)该晶体的密度为　　 　(用代数式表示)。  [解析]　面对角线的长度为4d,然后根据边长的倍等于面对角线的长度可求得晶胞的边长为2d,把数据代入公式ρV=M,得ρ×(2d)3=M,解得ρ=。 (3)晶体的空间利用率为　　　。  [解析]　空间利用率=×100%=×100%≈74%。 74% 题点(一)　晶胞的结构 1.金晶体的晶胞如图所示,设金原子的直径为d,用NA表示阿伏加德罗常数的值,在立方体的各个面的对角线上,3个金原子相切,M表示金的摩尔质量。则下列说法错误的是(　　) A.金晶体每个晶胞中含有4个金原子 B.金属键无方向性,金晶体属于最密堆积 C.晶体中金原子的配位数是12 D.一个晶胞的体积是6d3 [题点多维训练] √ 解析:金晶体每个晶胞中含有6×+8×=4个金原子,A正确;金属晶体中,金属键无方向性,金晶体属于最密堆积,B正确;从顶点原子看,面心原子距离最近,故配位数为3×8×=12,C正确;在立方体的各个面的对角线上3个金原子彼此两两相切,金原子的直径为d,故面对角线长度为2d,棱长为×2d=d,故晶胞的体积为(d)3=2d3,D错误。 2.如图,铁有δ、γ、α三种同素异形体,三种晶体在不同温度下能发生转化。下列说法不正确的是 (　　) A.γ⁃Fe晶体晶胞中含有铁原子个数为14 B.α⁃Fe晶体晶胞中含有铁原子个数为1 C.δ⁃Fe晶体晶胞中,铁原子在平面内紧密排列构成非密置层 D.三种晶胞中配位数最大的是γ⁃Fe晶体晶胞 √ 解析:γ⁃Fe晶体晶胞中含有铁原子个数为8×+6×=4,A错;α⁃Fe晶体晶胞中含有铁原子个数为8×=1,B正确;δ⁃Fe晶体晶胞中,铁原子在平面内紧密排列构成非密置层,C正确;三种晶胞的配位数依次为8、12、6,D正确。 题点(二)　晶胞的计算 3.某镍白铜合金的立方晶胞结构如图所示。若合金的密度为d g·cm-3,NA为阿伏加德罗常数的值, 则晶胞参数a=　　 　　(用含d和NA的式子表示)。  解析:该晶胞中,N(Cu)=6×=3,N(Ni)=8×=1,根据晶体密度计算式得 g=d g·cm-3×a3,解得a= cm。 cm 4.某种离子液体低温下的晶胞结构如图所示。已知该晶体的密度为ρ g·cm-3,X+和Y-半径分别为a pm、b pm,X、Y的相对原子质量分别用M(X)、M(Y)表示,阿伏加德罗常数的数值为NA。该晶胞中离子的体积占晶胞体积的百分率为　 　　 　 (列式即可)。  ×100% 解析:由晶胞结构可知,一个晶胞中含有的X为2个,含有的Y为2个,即一个晶胞含有2个XY,根据密度与质量、体积的关系求出1个晶胞的体积V(晶胞)=,X、Y可以看作刚性球,球体的体积公式为πr3,故该晶胞中离子的体积占晶胞体积的百分率为×100%。 课时跟踪检测 14 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 13 15 √ 12 1.金属钠是体心立方堆积,下列关于钠晶体的判断合理的是 (　　) A.其熔点比金属钾的熔点低 B.一个钠的晶胞中,平均含有4个钠原子 C.该晶体中的自由电子在外加电场作用下可发生定向移动 D.该晶体中的钠离子在外加电场的作用下可发生定向移动 16 18 17 14 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 13 15 12 解析:金属的原子半径越小,金属单位体积内自由电子数越多,金属键越强,所以K的金属键强度小于Na,金属熔化时破坏金属键,所以钠的熔点比钾的熔点高,故A错误;晶胞中Na原子位于立方体的顶点和体心,则一个钠的晶胞中,平均含有的钠原子数为×8+1=2,故B错误;钠晶体中自由电子在外加电场的作用下可以定向移动,钠离子在外加电场的作用下不能定向移动,故C正确,D错误。 16 18 17 √ 1 2 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 3 2.铝钠合金有着广泛的应用,现有三种晶体:①铝、②钠、③铝钠合金,它们的熔点从低到高的顺序是 (　　) A.①②③ B.②①③ C.③②① D.③①② 解析:三种晶体中,一般合金的熔点低于各组成金属单质的熔点,而铝与钠比较,钠的熔、沸点较低。 16 18 17 √ 1 2 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 3 3.“神舟”载人飞船上使用了锂镁合金和锂铝合金等合金材料,下列有关叙述不正确的是 (　　) A.飞船使用的合金材料,一般具有质量轻、强度高的特点 B.锂铝合金中铝、锂的金属性不如钠强 C.锂镁合金和锂铝合金性质相当稳定,不会与酸发生化学反应 D.锂镁合金是一种具有金属特性的物质,易导热、导电 16 18 17 1 2 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 3 解析:A项,航天材料要符合质地轻、硬度大等基本要求;B项,根据碱金属元素性质递变规律可知Na的金属性比Li强,根据金属活动性顺序可知Na的金属性比铝强;C项,锂、镁按一定比例熔合而得到锂镁合金,具有活泼金属的性质,能与酸反应;D项,合金改变了金属内部结构,但仍具有金属的导热、导电性等性质。 16 18 17 √ 1 2 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 3 4.某物质的晶体内部一截面上原子的排布情况如图所示,则该晶体的化学式可表示为 (　　) A.A2B B.AB　 C.AB2 D.A3B 解析:由该晶体一截面上原子的排布情况可知,每一个A原子周围有4个B原子,每一个B原子周围有4个A原子,故该晶体的化学式可表示为AB。 16 18 17 √ 1 2 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 3 5.云南镍白铜(铜镍合金)闻名中外,曾主要用于造币,也可用于制造仿银饰品。镍白铜合金的立方晶胞结构如图所示。下列说法错误的是 (　　) A.晶胞中铜原子与镍原子的个数比为3∶1 B.铜镍合金是含有金属键的化合物 C.Ni原子核外有2个未成对电子 D.镍白铜晶体具有较大的硬度 16 18 17 1 2 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 3 解析:晶胞中Cu处于面心,Ni处于顶点,Cu原子数目为6×=3,Ni原子数目为8×=1,则晶胞中Cu与Ni原子数目之比为3∶1,A项正确;合金是混合物,不是化合物,B项错误;Ni的原子序数为28,其电子排布式为1s22s22p63s23p63d84s2,3d轨道上有2个未成对电子,C项正确;一般而言,合金的硬度比单组分金属的大,熔点比单组分金属的低,D项正确。 16 18 17 √ 1 2 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 3 6.钒(V)的某种氧化物的晶胞结构如图所示。该晶体的化学式为 (　　) A.VO3 B.VO2 C.V2O3 D.V2O4 解析:由晶胞结构可知,V位于晶胞的顶点和体心,V的个数为1+8×=2;有4个O位于晶胞面上,2个O位于晶胞内部,则O的个数为4×+2=4,则该晶体的化学式为VO2。 16 18 17 √ 1 2 4 5 6 7 8 9 10 12 11 13 14 15 3 7.X+中所有电子正好充满K、L、M三个电子层,它与N3-形成的晶体结构如图所示,该晶体的化学式为 (　　) A.Na3N B.AlN C.Mg3N2 D.Cu3N 16 18 17 1 2 4 5 6 7 8 9 10 12 11 13 14 15 3 解析:X失去1个电子后形成的X+中所有电子正好充满K、L、M三个电子层,则其原子电子排布为1s22s22p63s23p63d104s1,为29号元素铜;晶胞中Cu+位于棱心,一个晶胞中Cu+数目为12×=3,N3-位于晶胞顶点,一个晶胞中N3-数目为8×=1,则其化学式为Cu3N。 16 18 17 √ 1 2 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 3 8.金属晶体中金属原子有三种常见的堆积方式:六方堆积、面心立方堆积和体心立方堆积。a、b、c分别代表这三种晶胞的结构,a、b、c三种晶胞内金属原子个数比为 (　　) A.3∶2∶1 B.11∶8∶4 C.9∶8∶4 D.21∶14∶9 16 18 17 1 2 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 3 解析:a中,顶点占晶胞的,面心占晶胞的,体心全部属于晶胞,金属原子个数为12×+2×+3=6,b中顶点占晶胞的,面心占晶胞的,金属原子个数为8×+6×=4,c中金属原子个数为8×+1=2,因此金属原子个数比为6∶4∶2=3∶2∶1,故A正确。 16 18 17 √ 1 2 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 3 9.铜是生活中比较常见的一种金属,而纳米铜能在空气中自燃,这是因为纳米铜的表面粒子数占总粒子数的比例较大。假设某纳米铜颗粒的大小和形状如图所示,则这种纳米铜颗粒的表面粒子数与总粒子数之比是 (　　) A.7∶11 B.1∶2 C.7∶8 D.26∶27 16 18 17 1 2 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 3 解析:由该纳米铜颗粒的大小和形状结构图可知,表面粒子数为8(顶点)+6(面心)=14,而粒子总数为14+8=22,所以表面粒子数与总粒子数之比为14∶22=7∶11。 16 18 17 1 2 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 3 10.铁有δ、γ、α三种同素异形体,其晶胞结构如图所示,设NA为阿伏加德罗常数的值。 16 18 17 √ 1 2 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 3 下列说法正确的是(　　) A.δ⁃Fe晶胞中含有2个铁原子,每个铁原子等距离且最近的铁原子有6个 B.晶体的空间利用率:δ⁃Fe>γ⁃Fe>α⁃Fe C.γ⁃Fe晶胞中的原子堆积方式为六方最密堆积 D.铁原子的半径为a cm,则α⁃Fe晶胞的密度为 g·cm-3 16 18 17 10 1 2 4 5 6 7 8 9 11 12 13 14 15 3 解析:δ⁃Fe晶胞中含有铁原子个数为×8+1=2,依据图示可知中心铁原子到8个顶点铁原子距离均相同且最小,所以其配位数为8,则每个铁原子等距离且最近的铁原子有8个,故A错误;γ⁃Fe晶体属于面心立方最密堆积,而δ⁃Fe属于体心立方堆积、α⁃Fe属于简单立方堆积,空间利用率比γ⁃Fe晶体低,三种晶体结构中,空间利用率最大的是γ⁃Fe,故B错误;依据图示γ⁃Fe晶体铁原子占据顶点和面心,属于面心立方最密堆积,故C错误;1个α⁃Fe晶胞含铁原子个数为×8=1,铁原子的半径为a cm,则晶胞边长为2a cm,晶胞密度为 g·cm-3= g·cm-3,故D正确。 16 18 17 √ 1 2 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 3 11.请仔细观察下列几种物质的结构示意图,判断下列说法正确的是 (　　) 16 A.硼镁超导物质的晶体结构单元如图所示(B原子位于棱柱内),则这种超导材料的化学式为Mg3B2 B.锂的某种氧化物的晶胞如图所示,则该氧化物的化学式为Li2O 18 17 1 2 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 3 C.某晶体的晶胞如图所示,则这种晶体中A、B、C三种粒子数目之比是3∶9∶4 D.Mn和Bi形成的某种晶体的晶胞结构如图所示(白球均在六棱柱内),则该晶体物质的化学式为Mn2Bi 16 续表 18 17 1 2 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 3 解析:晶胞中Mg原子个数为12×+2×=3,B原子个数为6,则Mg、B原子个数之比为3∶6=1∶2,所以其化学式为MgB2,故A错误;晶胞中Li原子个数为8,O原子个数为8×+6×=4,则Li、O原子个数之比为8∶4=2∶1,所以其化学式为Li2O,故B正确;晶胞中B粒子个数为6×+3×=2,A粒子个数为6×=,C粒子个数为1, 16 18 17 1 2 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 3 则A、B、C粒子个数之比为∶2∶1=1∶4∶2,故C错误;Mn原子个数为12×+2×+1+6×=6,Bi原子个数为6,则Mn、Bi原子个数之比为6∶6=1∶1,所以其化学式为MnBi,故D错误。 16 18 17 12 1 2 4 5 6 7 8 9 10 11 13 14 15 3 12.(2024·苏北四市联考)La和Ni的合金是目前使用最广泛的储氢材料。某La⁃Ni合金(晶胞为平行六面体)由图甲、乙两个原子层交替紧密堆积而成,图丙是该合金的晶胞结构。 16 18 17 1 2 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 3 下列说法错误的是 (　　) A.该晶体可表示为LaNi5 B.该晶体中1个La原子与18个Ni原子配位 C.该晶体的一个晶胞中Ni原子数为12 D.通过晶体X射线衍射实验可确定该晶体组成的结构 16 √ 18 17 1 2 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 3 16 解析:该晶体的一个晶胞中两个底面上各有7个La,其中6个在角上,1个La在面心,根据均摊法计算可得一个晶胞中La原子数为(6+6)×+1=3;该晶体的一个晶胞中在两个底面上各有6个Ni,侧面有6个Ni,体心内有6个Ni,根据均摊法计算可得一个晶胞中Ni原子数为(6+6+6)×+6=15;故该晶体中La与Ni的个数比是3∶15=1∶5,可表示为LaNi5,故A正确,C错误。对于1个La来说,同一层周围有6个Ni,还有上下两层各6个,所以,该晶体中1个La原子与18个Ni原子配位,故B正确。X射线衍射可用于确定晶体的结构,故D正确。 18 17 1 2 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 3 13.某晶体的晶胞结构如图所示。X( )位于立方体的顶点,Y( )位于立方体的体心。试分析: (1)晶体的化学式为　　　 　　。  解析:利用均摊法分析,该晶胞中X的个数为4×=,Y的个数为1,则X与Y的个数比为1∶2,故晶体的化学式为XY2或Y2X。 16 XY2或Y2X 18 17 1 2 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 3 (2)设该晶体的摩尔质量为M g·mol-1,晶体的密度为ρ g·cm-3,阿伏加德罗常数的值为NA,则晶体中两个X之间最近的距离为　　 cm。  解析:由题意知,该晶胞中含有个XY2或Y2X,设晶胞的边长为a cm,则有ρ==,a=,则晶体中两个X之间最近的距离为a cm= cm。 16 18 17 10 1 2 4 5 6 7 8 9 11 12 13 14 15 3 14.(1)金晶体的基本单元(也称晶胞)是面心立方体,即在立方体的8个顶角各有一个金原子,各个面的中心有一个金原子。金晶体每个晶胞中含有　　　　个金原子。  解析:1个金晶胞占有的金原子数为顶角上8×=1(个),面心上6×=3(个),共4个。 16 4 18 17 1 2 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 3 (2)金和铜可以形成多种金属化合物,其中一种的晶胞结构如图所示(为面心立方结构)。该金属化合物的化学式为　　　　。  解析:晶胞中Cu原子数为6×=3(个),Au原子数为8×=1(个),因此化学式为AuCu3。 16 AuCu3 18 17 1 2 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 3 (3)1 183 K以下纯铁晶体的基本结构单元如图1所示,1 183 K以上转变为图2所示的基本结构单元。在1 183 K以下的纯铁晶体中最邻近的铁原子等距离且最近的铁原子数为　　;在1 183 K以上的纯铁晶体中,与铁原子等距离且最近的铁原子数为　　。  解析:由图1知,1 183 K以下时,1个铁原子被8个铁原子最邻近包围,由图2知,1 183 K以上时,1个铁原子被12个铁原子最邻近包围。 16 8 12 18 17 1 2 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 3 15.根据晶体结构知识,回答下列问题。 (1)如图所示为二维平面晶体示意图,所表示的化学式为AX3的是　 。  解析:a中每个黑球周围有6个白球,每个白球周围有3个黑球,所以分子式应为AX2,b中每个黑球周围有6个白球,每个白球周围有2个黑球,分子式应为AX3,故答案为b。 16 b 18 17 1 2 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 3 (2)如图为氟化钙晶胞。每个F-周围有　　　　个Ca2+与之紧邻,每个F-周围与其距离最近的F-的数目是　　　。  解析:据图可知,F-位于Ca2+形成的正四面体空隙中,所以每个F-周围有4个Ca2+,8个F-刚好形成立方体,以任一顶点F-为例,距离其最近且相等的F-位于该F-所在棱的另一顶点,所以每个F-周围与其距离最近的F-的数目是6。 16 4 6 18 17 1 2 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 3 (3)已知晶体硼结构单元是由硼原子组成的正二十面体(如图),其中有20个等边三角形的面和一定数目的顶点, 每个顶点上各有1个B原子。通过观察图形 及推算,此晶体结构单元由　　　　个硼原子构成。  解析:每个等边三角形有3个顶点,每个顶点被5个三角形共用,所以每个三角形占有个B原子,共有20个等边三角形,所以B原子的个数为20×=12。 16 12 18 17 1 2 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 3 高阶思维训练 16.(2024·湖北卷)黄金按质量分数分级,纯金为24K。Au-Cu合金的三种晶胞结构如图,Ⅱ和Ⅲ是立方晶胞。下列说法错误的是(　　) 16 18 17 1 2 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 3 A.Ⅰ为18K金 B.Ⅱ中Au的配位数是12 C.Ⅲ中最小核间距Au-Cu<Au-Au D.Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ中,Au与Cu原子个数比依次为1∶1、1∶3、3∶1 解析:18K金中金的质量分数为75%,Ⅰ中Au位于体心,个数为1,Cu位于顶点,个数为8×=1,则Au的质量分数为×100%≈75%,A正确; 16 √ 18 17 1 2 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 3 Ⅱ中Au位于顶点,个数为8×=1,Cu位于面心,个数为6×=3,晶体的化学式为Cu3Au,1个Cu周围有4个Au,则1个Au周围有12个Cu,Au的配位数是12,B正确;Ⅲ中Au-Cu和Au-Au的最小核间距均为面对角线长度的,故最小核间距Au-Cu=Au-Au,C错误;结合上述分析可知,Ⅰ中Au、Cu原子个数比为1∶1,Ⅱ中Au、Cu原子个数比为1∶3,Ⅲ中Au位于面心,个数为6×=3,Cu位于顶点,个数为8×=1,Au、Cu原子个数比为3∶1,D正确。 16 18 17 1 2 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 3 17.(2024·河北卷)金属铋及其化合物广泛应用于电子设备、医药等领域。如图是铋的一种氟化物的立方晶胞及晶胞中MNPQ点的截面图,晶胞的边长为a pm,NA为阿伏加德罗常数的值。下列说法错误的是 (　　) 16 17 18 1 2 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 3 A.该铋氟化物的化学式为BiF3 B.粒子S、T之间的距离为a pm C.该晶体的密度为 g·cm-3 D.晶体中与铋离子最近且等距的氟离子有6个 解析:根据均摊法可知,该晶胞中Bi的个数为12×+1=4,F的个数为8×+6×+8=12,故该铋氟化物的化学式为BiF3,A正确; 16 17 √ 18 1 2 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 3 如图所示 ,通过S向T所在面上作垂线,由晶胞结构 可知,交点A位于面对角线的处,则SA=a pm,AT=a pm,根据勾股定理可得ST2=SA2+AT2=+=a2(pm)2, 16 17 18 1 2 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 3 则粒子S、T之间的距离为a pm,B正确;该晶体密度为g·cm-3 = g·cm-3,C正确;以题给晶胞体心处铋离子为研究对象,距离其最近的氟离子为位于该晶胞体内的8个氟离子,D错误。 16 17 18 1 2 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 3 18.铜和金是重要的金属,在生产和生活中有重要应用。请回答下列问题。 (1)用金属键理论解释金属铜能导电的原因是。  16 17 18 (2)金属铜采取如图Ⅰ所示堆积方式,可称为_________　　 　　 堆积,则Cu晶体中Cu原子的配位数为　　。  铜为金属晶体,自由电子在外加电场作用下可以发生定向运动而导电 面心立方 　12　 1 2 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 3 (3)Cu元素与H元素可形成一种红色化合物,其晶体结构单元如图Ⅱ所示,则该化合物的化学式为　 　。  16 17 18 解析:该晶胞中,铜原子个数为3+2×+12×=6,H原子个数为1+3+6×=6,所以该化合物的化学式为CuH。 CuH 1 2 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 3 (4)铜晶体为面心立方堆积,铜的原子半径为127.8 pm,列式计算晶体铜的密度为 　 g·cm-3。 解析:铜晶体为面心立方堆积,则每个晶胞中含有铜原子数目为8×+6×=4,Cu原子半径r=127.8 pm=127.8×10-10 cm,假设晶体铜的密度为ρ,晶胞的边长为d,则d==2r,晶胞的体积是d3,则ρ·d3=,解得ρ=≈9.0 g·cm-3。 16 17 18 ≈9.0 1 2 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 3 (5)元素金(Au)处于周期表中的第6周期,与Cu同族,Au原子最外层电子排布式为　 　;一种铜金合金晶体具有面心立方堆积的结构,在晶胞中Cu原子处于面心、Au原子处于顶角位置,则该合金中Cu原子与Au原子数量之比为　　　;该晶体中,原子之间的作用力是　　　　,若该晶胞的边长为a cm,则该合金的密度为　 　 g·cm-3(阿伏加德罗常数的值为NA)。  16 17 18 6s1 3∶1 金属键 　 1 2 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 3 16 17 18 解析:Au原子最外层电子排布式可类比Cu,只是电子层多两层,由于该合金晶体是面心立方堆积,晶胞内N(Cu)=6×=3,N(Au)=8×=1;1个晶胞质量为 g,则ρ= g·cm-3。 $$