专题3.2 离子键 离子晶体（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）

第二单元 离子键　离子晶体 学习目标 重点难点 1.认识离子键的本质。结合常见的离子化合物的实例,认识物质的构成微粒、 微粒间相互作用与物质性质的关系。 2.借助离子晶体模型认识晶体的结构特点。 重点 1.典型离子晶体的结构。 2.根据晶格能大小解释和预测同类型离子化合物的某些性质。 难点 晶体结构及相关计算。 目录 新知探究(一)——离子键的形成 新知探究(二)——离子晶体 课时跟踪检测 新知探究(三)——离子晶体的结构 3 离子键的形成 新知探究(一) 1.离子键的形成 (1)阴、阳离子之间的 使阴、阳离子相互吸引,阴、阳离子的核外电子之间、原子核之间的 使阴、阳离子相互排斥。 (2)当阴、阳离子之间的 和 达到平衡时,阴、阳离子保持一定的平衡核间距,形成稳定的离子键,整个体系达到能量______状态。 静电引力 静电斥力 静电引力 静电斥力 最低 2.离子键的特征 阴、阳离子在各个方向上都可以与带相反电荷的离子发生静电作用,即没有 性;在静电作用能达到的范围内,只要空间条件允许,一个离子可以同时吸引多个带相反电荷的离子,即没有 性。 　[微点拨]　离子化合物中一定有离子键,可能有共价键。 方向 饱和 1.判断正误(正确的打“√”,错误的打“×”)。 (1)活泼金属元素与活泼非金属元素之间一定形成离子键。( ) (2)全部由非金属元素构成的化合物一定不含有离子键。( ) (3)离子键是指阴、阳离子之间强烈的静电引力。( ) (4)离子键没有方向性和饱和性。( ) [题点多维训练] × × × √ 2.具有下列电子排布的原子中最难形成离子键的是 (　　) A.1s22s22p2 B.1s22s22p5 C.1s22s22p63s2 D.1s22s22p63s1 解析:形成离子键的元素为活泼金属元素与活泼非金属元素,A为C元素,B为F元素,C为Mg元素,D为Na元素,则只有A项碳元素既难失电子,又难得电子,不易形成离子键。 √ 3.下列叙述正确的是 (　　) A.带相反电荷离子之间的相互吸引称为离子键 B.金属元素和非金属元素化合时不一定形成离子键 C.原子最外层只有1个电子的主族元素与卤素所形成的化学键一定是离子键 D.非金属元素形成的化合物中不可能含有离子键 √ 解析:离子键的本质是阴、阳离子之间的静电作用,静电作用包括静电引力和静电斥力,A项不正确;活泼金属与活泼非金属容易形成离子键,一般当成键原子元素的电负性差值小于1.7时,原子间不易形成离子键,如AlCl3和BeCl2中金属与非金属原子之间形成共价键,B项正确;原子最外层只有1个电子的主族元素包括H元素和碱金属元素,H元素与卤素形成共价键,C项不正确;由非金属元素形成的化合物中可能含有离子键,如铵盐中N与阴离子之间形成离子键,D项不正确。 4.写出下列离子化合物的电子式。 (1)MgCl2　(2)NaOH　(3)Na2O2　(4)NaH 答案:(1)[︰︰]-Mg2+[︰︰]- (2)Na+[︰︰H]- (3)Na+[︰︰︰]2-Na+ (4)Na+[︰H]- 离子晶体 新知探究(二) 1.概念及结构特点 (1)概念:由阴、阳离子按一定方式有规则地排列形成的晶体。 (2)结构特点 ①构成微粒:阴离子和阳离子,离子晶体中不存在单个分子,其化学式表示的是离子的个数比。 ②微粒间的作用力:离子键。 ③离子晶体中不同离子周围异电性离子数目的多少主要取决于阴、阳离子的相对大小。 2.晶格能 (1)概念:指拆开 离子晶体使之形成 阴离子和 阳离子所 的能量。  符号: ;单位: 。 如NaCl的晶格能为786 kJ·mol-1,可表示为NaCl(s) ―→Na+(g)+Cl-(g)　U=786 kJ·mol-1。 kJ·mol-1 气态 气态 吸收 U 1 mol (2)影响因素:离子晶体中离子半径越小,离子所带电荷越多,晶格能越大。 (3)晶格能与离子晶体物理性质的关系 晶格能越大,离子晶体的熔点越 、硬度越 。 高 大 3.离子晶体的物理性质 (1)熔、沸点:离子晶体一般具有较高的熔、沸点,难挥发。 (2)硬度:离子晶体硬度较大。 (3)导电性:离子晶体不导电,熔融态或溶于水后能导电。 (4)溶解性:大多数离子晶体能溶于水,难溶于非极性溶剂(如苯、汽油、CCl4等)。 1.下列性质中,可以较充分说明某晶体是离子晶体的是 (　　) A.具有高的熔点 B.固态不导电,水溶液能导电 C.固态导电,可溶于水 D.固态不导电,熔融状态能导电 [题点多维训练] √ 解析:具有较高的熔点的不一定是离子晶体,共价晶体也具有较高的熔点,故A错误;固态不导电,水溶液能导电的不一定是离子晶体,如HCl、NH3等分子晶体固态不导电,水溶液能导电,故B错误;离子晶体固态不导电,熔融态导电,但离子晶体不一定可溶于水,故C错误,D正确。 2.下列性质适合于离子晶体的是 (　　) A.熔点1 070 ℃,易溶于水,水溶液能导电 B.熔点10.31 ℃,液态不导电,水溶液能导电 C.能溶于CS2,熔点112.8 ℃,沸点444.6 ℃ D.熔点97.81 ℃,质软,导电,密度0.97 g·cm-3 解析:离子晶体熔、沸点较高,且处于液态(即熔融态)时导电,B、C项错误;离子晶体质硬易碎,且固态时不导电,D项错误。 √ 3.MgO、Rb2O、CaO、BaO四种离子晶体的熔点高低顺序正确的是 (　　) A.MgO>Rb2O>BaO>CaO B.MgO>CaO>BaO>Rb2O C.CaO>BaO>MgO>Rb2O D.CaO>BaO>Rb2O>MgO √ 解析:四种离子晶体所含阴离子相同,所含阳离子不同。对Mg2+、Rb+、Ca2+、Ba2+进行比较,Rb+所带电荷数少,其与O2-形成的离子键最弱,故Rb2O的熔点最低;对Mg2+、Ca2+、Ba2+进行比较,它们所带电荷数一样多,半径:Mg2+<Ca2+<Ba2+,与O2-形成的离子键由强到弱的顺序是MgO>CaO>BaO,相应离子晶体的熔点由高到低的顺序为MgO>CaO>BaO。 离子晶体的结构 新知探究(三) 1.NaCl型离子晶体 常见的氯化钠型离子晶体还有KCl、NaBr、CaO、MgO等。 NaCl的晶胞结构如图: (1)晶胞中含Na+的个数为8×+6×=4,Cl-的个数为12×+1=4。 (2)每个Cl-周围最近且等距的Na+构成正八面体,每个Na+周围最近且等距的Cl-构成正八面体。 (3)晶胞中,与Na+等距且最近的Na+有12个。 (4)若晶胞立方体的边长为a cm,则最近的Na+间距离为a cm。 2.CsCl型离子晶体 CsCl、CsBr、CsI、NH4Cl等晶体都属于氯化铯型离子晶体。 (1)在CsCl晶体中,每个Cs+周围与它等距的Cl-有8个,每个Cl-周围与它等距的Cs+有8个。Cs+和Cl-的配位数都是8。 (2)每个Cs+周围与它最近且等距的Cs+有6个,每个Cl-周围与它最近且等距的Cl-有6个(上、下、左、右、前、后)。 (3)在CsCl晶体的一个晶胞中,含Cs+ 1个,含Cl-:8×=1个。CsCl晶体中Cs+与Cl-的个数比为1∶1。 3.CaF2型离子晶体 (1)Ca2+的配位数为8,F-的配位数为4,二者的配位数之比等于二者电荷绝对值之比。 (2)每个F-周围紧邻的4个Ca2+构成正四面体,每个Ca2+周围紧邻的8个F-构成立方体。 (3)每个晶胞中有4个Ca2+、8个F-。 (4)Ca2+与F-之间的最短距离为晶胞体对角线长的。 1.如图为NaCl和CsCl的晶体结构,下列说法错误的是 (　　) A.NaCl和CsCl都属于AB型的离子晶体 B.NaCl和CsCl晶体中阴、阳离子个数比相同 C.NaCl和CsCl晶体中阳离子的配位数分别为6和8 D.NaCl和CsCl都属于AB型的离子晶体,所以阳离子与阴离子的半径比相同 [题点多维训练] √ 解析:NaCl和CsCl都是由阴、阳离子通过离子键构成的晶体,阴、阳离子个数之比都为1∶1,则都属于AB型的离子晶体,故A、B正确;结合题图可知,NaCl为面心立方结构,钠离子的配位数为6,CsCl为体心立方结构,铯离子的配位数为8,故C正确;NaCl和CsCl都属于AB型的离子晶体,但钠离子半径小于铯离子半径,则NaCl的阳离子与阴离子的半径比小于CsCl的,故D错误。 2.如图所示是从NaCl或CsCl的晶体结构中分割出来的部分结构图,其中属于从NaCl晶体中分割出来的结构图是 (　　) A.①和③ B.②和③ C.①和④ D.只有图④ √ 解析:NaCl晶体中,每个Na+周围最邻近的Cl-有6个,构成正八面体,同理,每个Cl-周围最邻近的6个Na+也构成正八面体,由此可知图①和④是从NaCl晶体中分割出来的结构图,C项正确。 3.(2024·盐城质量检测)钴的一种化合物的晶胞结构如图所示,已知A点的原子分数坐标为(0,0,0),B点为。下列说法错误的是(　　) A.化合物中Co2+的外围电子排布式为3d7 B.钴的周围有6个等距且最近的O2- C.C点的原子分数坐标为 D.该物质的化学式为TiCoO2 √ 解析:C点的原子处于体心,原子分数坐标为,C正确;此晶胞中O2-个数为6×=3,Ti4+个数为8×=1,Co2+个数为1,该物质的化学式为TiCoO3,D错误。 4.(2024·保定调研)锌与硫所形成化合物晶体的晶胞如图所示。下列判断正确的是 (　　) A.该晶体属于离子晶体 B.该晶胞中Zn2+和S2-数目不相等 C.阳离子的配位数为6 D.氧化锌的晶格能小于硫化锌 √ 解析:A项,该晶体属于离子晶体;B项,从晶胞图分析,属于该晶胞的Zn2+数目为8×+6× =4,S2-数目也为4,Zn2+与S2-的数目相等;C项,在ZnS晶胞中,Zn2+的配位数为4;D项,ZnO和ZnS中,O2-半径小于S2-,所带的电荷数相等,所以ZnO的晶格能大于ZnS。 5.在离子晶体中,阴、阳离子按一定的规律进行排列,如图甲是NaCl的晶胞结构。在离子晶体中,阴、阳离子具有或近似具有球形对称结构,它们可以看作是不等径的刚性圆球,并彼此相切,如图乙。(已知a为常数) (1)在NaCl晶体中,每个Na+同时吸引　　个Cl-;而Na+与Cl-的数目之比为　　　。  解析:观察晶胞的结构可知,每个Na+同时吸引6个Cl-;在每个晶胞中含Na+的个数为4,含Cl-的个数也为4,即Na+与Cl-的数目之比为1∶1。 6 1∶1 (2)Na+半径与Cl-半径之比为　　　　　(已知 ≈1.414)。  解析:由图乙可知,因为r(Cl-)>r(Na+),则r(Cl-)=,2r(Na+)= a-2r(Cl-)=a-2×,r(Na+)=,r(Na+)∶r(Cl-)=∶= (-1)∶1=0.414∶1。 0.414∶1 (3)若a=5.6×10-8 cm,NaCl晶体的密度为　　　　　(结果保留至小数点后一位,已知5.63≈175.6,NaCl的摩尔质量为58.5 g·mol-1)。  解析:由NaCl晶体结构分析,每个晶胞中含有4个“NaCl”,则ρV=,ρ= g·c≈2.2 g·cm-3。 2.2 g·cm-3 课时跟踪检测 14 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 13 √ 12 1.下列说法中,正确的是 (　　) A.仅由非金属元素组成的化合物中不可能含有离子键 B.由金属元素和非金属元素组成的化合物一定是离子化合物 C.共价化合物中不可能含有离子键 D.含有金属阳离子的物质都是离子化合物 14 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 13 12 解析:NH4Cl等铵盐都是仅由非金属元素组成的化合物,其中含有离子键。AlCl3、HMnO4等化合物由金属元素和非金属元素组成,它们都是共价化合物。金属单质都含有金属阳离子,但它们不是化合物,更不是离子化合物。 √ 1 2 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 3 2.下列关于离子键特征的叙述正确的是 (　　) ①离子键的实质是静电吸引　②因为离子键无方向性,故阴、阳离子的排列是没有规律的,是随意的　③因为氯化钠的化学式是NaCl,故每个Na+周围吸引一个Cl-　④一种离子对带异性电荷离子的吸引作用与其所处的方向无关,故离子键无方向性　⑤每个离子周围尽可能多的排列带异性电荷的离子,能够使体系的能量降低 A.①②③④⑤ B.②③④⑤ C.③④⑤ D.④⑤ 1 2 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 3 解析:离子键的实质是静电作用,包括静电吸引和静电排斥。离子键的特征是没有饱和性和方向性,因为离子键无方向性,故带异性电荷的离子间的相互作用与其所处的相对位置无关,但为了使物质的能量最低,体系最稳定,阴、阳离子的排列也是有规律的,不是随意的。 √ 1 2 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 3 3.下列有关离子晶体的数据大小比较不正确的是 (　　) A.熔点:NaF>MgF2>AlF3 B.晶格能:NaF>NaCl>NaBr C.阴离子的配位数:CsCl>NaCl>CaF2 D.硬度:MgO>CaO>BaO 1 2 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 3 解析:掌握好离子半径的大小变化规律是分析离子晶体性质的一个关键点。A.由于r(Na+)>r(Mg2+)>r(Al3+),且Na+、Mg2+、Al3+所带电荷数依次增大,所以NaF、MgF2、AlF3的离子键依次增强,晶格能依次增大,故熔点依次升高。B.由于r(F-)<r(Cl-)<r(Br-),故NaF、NaCl、NaBr的晶格能依次减小。C.在CsCl、NaCl、CaF2中阴离子的配位数分别为8、6、4。D.由于r(Mg2+)<r(Ca2+)<r(Ba2+),故MgO、CaO、BaO中离子键依次减弱,晶格能依次减小,硬度依次减小。 1 2 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 3 4.碱金属卤化物是典型的离子晶体,它的晶格能与成正比(d0是晶体中最邻近的异电性离子的核间距)。下面说法错误的是(　　)   晶格能/(kJ·mol-1) 离子半径/pm ① LiF　LiCl　LiBr　LiI 1 031 845　 807　752 Li+　Na+　K+ 60 　 95 　133 　 ② NaF　NaCl　NaBr　NaI 915　 786　　747 　693 F- Cl- Br- I- 136 181 195 216 ③ KF　KCl　KBr　KI 812　708　 676　641 1 2 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 3 A.晶格能的大小与离子半径成反比 B.阳离子相同阴离子不同的离子晶体,阴离子半径越大,晶格能越小 C.阳离子不同阴离子相同的离子晶体,阳离子半径越小,晶格能越大 D.金属卤化物晶体中,晶格能越小,氧化性越强 √ 1 2 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 3 解析:由表中数据可知晶格能的大小与离子半径成反比,A项正确;由NaF、NaCl、NaBr、NaI晶格能的大小即可确定B项正确;由LiF、NaF、KF晶格能的大小即可确定C项正确;表中晶格能最小的是碘化物,因还原性F-<Cl-<Br-<I-,可知D项错误。 √ 1 2 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 3 5.KO2的晶体结构和NaCl相似,可以看作是Na+的位置用K+代替,Cl-的位置用代替,NaCl的晶胞如图所示,下列对KO2晶体结构的描述正确的是(　　) A.和K+距离相同且最近的共有8个 B.和K+距离相同且最近的K+共有8个 C.由和K+距离相同且最近的构成的多面体是正八面体 D.由和K+距离相同且最近的构成的多面体是正六面体 1 2 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 3 解析:由题意知,KO2中存在的阴、阳离子为和K+,又与NaCl结构相似,我们可以依据熟悉的NaCl进行判断,和Na+距离相同且最近的Cl-有6个,组成一个正八面体,和Na+距离相同且最近的Na+有12个,代入K+、同样适合。 √ 1 2 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 3 6.(2024·南京调研)黄铜矿(CuFeS2)是炼铜的最主要矿物,火法冶炼黄铜矿的过程中,其中一步反应是2Cu2O+Cu2S 6Cu+SO2↑,其中Cu2O晶胞如图所示,下列说法错误的是(　　) A.Cu原子的第一电离能小于Zn原子的第一电离能 B.该晶胞中黑球代表铜原子、白球代表氧原子 C.Cu2O和Cu2S相比,熔点较高的是Cu2O D.Cu2O的晶胞中Cu+的配位数是2 1 2 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 3 解析:Cu原子的外围电子排布式为3d104s1,易失去一个电子达到较稳定的3d10,Zn原子的外围电子排布式为3d104s2,为全充满稳定状态,所以Cu原子的第一电离能小于Zn原子的第一电离能,A正确;由图知Cu2O晶胞中黑球的个数为×8+1=2,白球的个数为4,所以黑球与白球的个数比为1∶2,故黑球代表氧原子,白球代表铜原子,B错误;Cu2O和Cu2S都属于离子晶体,离子半径越小,熔点越高,离子半径:O2-<S2-,所以熔点较高的是Cu2O,C正确;根据晶胞结构可以判断Cu+的配位数是2,D正确。 √ 1 2 4 5 6 7 8 9 10 12 11 13 14 3 7.氟在自然界中常以CaF2的形式存在,CaF2的晶胞结构如图所示。下列有关说法不正确的是 (　　) A.白球代表Ca2+ B.CaF2晶体中与每个Ca2+距离相等且最近的F-有8个 C.阴、阳离子个数比为2∶1的物质,均与CaF2晶体结构相同 D.CaF2中的化学键为离子键,CaF2在熔融状态下能导电 1 2 4 5 6 7 8 9 10 12 11 13 14 3 解析:1个晶胞中含有的白球个数为8×+6×=4,黑球个数为8,由化学式CaF2可知,白球代表Ca2+,A项正确;在CaF2晶体中,每个Ca2+周围有8个紧邻的F-,B项正确;晶体的结构主要与正、负离子的电荷比、半径比有关,阴、阳离子个数比为2∶1的物质,与CaF2晶体的正、负离子的电荷比相同,若正、负离子的半径比相差较大,则晶体结构不相同,C项错误;CaF2中的化学键为离子键,离子化合物在熔融时能发生电离,存在自由移动的离子,能导电,D项正确。 √ 1 2 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 3 8.(2024·泉州质量检测)CaC2晶体的晶胞结构与NaCl晶体的相似(如图所示),但CaC2晶体中由于的存在,使晶胞沿一个方向拉长。 下列关于CaC2晶体的说法中正确的是(　　) A.1个Ca2+周围距离最近且等距离的的数目为6 B.该晶体中的阴离子与F2互为等电子体 C.6.4 g CaC2晶体中含阴离子0.1 mol D.与每个Ca2+距离相等且最近的Ca2+共有12个 1 2 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 3 解析:依据晶胞示意图可以看出,晶胞竖直方向上的平面的长与宽不相等,再由图中体心的Ca2+可知,1个Ca2+周围距离最近的有4个,而不是6个,故A错误;含价电子总数为2×4+2=10,F2的价电子总数为14,二者价电子总数不同,不互为等电子体,故B错误;6.4 g CaC2的物质的量为0.1 mol,CaC2晶体中含阴离子为,则含阴离子的物质的量为0.1 mol,故C正确;晶胞竖直方向上的平面的长与宽不相等,所以与每个Ca2+距离相等且最近的C应为4个,故D错误。 1 2 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 3 9.根据表格数据回答下列有关问题。 (1)已知NaBr、NaCl、MgO离子晶体的核间距和晶格能如下表所示: 离子化合物 NaBr NaCl MgO 核间距/pm 298 282 210 晶格能/(kJ·mol-1)   786 3 791 1 2 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 3 ①NaBr晶体比NaCl晶体晶格能　　(填“大”或“小”),主要原因是 　 。  ②MgO晶体比NaCl晶体晶格能大,主要原因是________________ 　 。  ③NaBr、NaCl和MgO晶体中,熔点最高的是　　 　。  小 NaBr比NaCl离子的核间距大 氧化镁晶体中的 阴、阳离子所带电荷数多,并且离子的核间距小 MgO 1 2 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 3 (2)NaF的熔点　　(填“>”“<”或“=”) B的熔点,其原因是______________________________________________________ 　　 。  > 两者均为离子化合物,且电荷数均为1,但后者离子半径大,离子 键较弱,因此熔点较低 1 2 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 3 10.如图所示为高温超导领域里的一种化合物——钙钛矿的晶胞结构。 (1)在该物质的晶体结构中,每个钛离子周围与它距离最近且相等的钛离子有　个,钙离子有　　个。  解析:每个钛离子周围与它距离最近且相等的钛离子有6个(上、下、前、后、左、右各1个),每个钛离子周围与它距离最近且相等的钙离子有8个。 6 8 1 2 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 3 (2)该化合物的化学式为　　　　　。  解析:该晶胞中,钙离子位于晶胞的体心,钙离子数为1,钛离子位于顶点,钛离子数为8×=1,氧离子位于棱上,氧离子数为12×=3。因此,该化合物的化学式为CaTiO3。 CaTiO3 10 1 2 4 5 6 7 8 9 11 12 13 14 3 (3)若钙、钛、氧三种元素的相对原子质量分别为a、b、c,晶胞的边长(钛离子之间的距离)为d nm(1 nm=1×10-9 m),则该晶体的密度为 　　 　　 g·cm-3(用NA表示阿伏加德罗常数的值)。  解析:由(2)可知,1个晶胞的质量m= g,体积V=(d×10-7 cm)3=d3×10-21 cm3,则晶体的密度ρ== g·cm-3。 1 2 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 3 11.如图所示,直线交点处的圆圈为NaCl晶体中Na+或Cl-所处的位置。这两种离子在空间三个互相垂直的方向上都是等距离排列的。 (1)请将其中代表Na+的圆圈涂黑(不必考虑体积大小),以完成NaCl晶体的结构示意图。 答案:如图 解析:NaCl晶体中Na+和Cl-相间排列成面心立方结构。 1 2 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 3 (2)在晶体中,每个Na+的周围与它最接近且距离相等的Na+共有 个。 解析:从体心Na+看,与它最近的且距离相等的Na+共有12个。   12 1 2 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 3 (3)晶体中每一个重复的结构单元叫晶胞。在NaCl晶胞中正六面体的顶角上、面上、棱上的Na+或Cl-为该晶胞与其相邻的晶胞所共有,一个晶胞中Cl-的个数等于　　,Na+的个数等于　　。  解析:根据立方体结构的特点,可求阴、阳离子的个数。 4 4 1 2 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 3 (4)设NaCl的摩尔质量为M g·mol-1,食盐晶体的密度为ρ g·cm-3,阿伏加德罗常数为NA,食盐晶体中两个距离最近的钠离子间的距离为 __________ cm。  解析:设Cl-和Na+的最近距离为a cm,则两个最近的Na+间的距离为a cm,有·NA mol-1=M g·mol-1,a=,所以两个Na+间的最近距离为· cm。 · 12 √ 1 2 4 5 6 7 8 9 10 11 13 14 3 高阶思维训练 12.(2024·邢台期末)氧化锌透明度高,常温下有优异的发光性能,在半导体领域中有着广泛的应用,一种氧化锌的立方晶胞结构如图所示(用NA表示阿伏加德罗常数的值),下列说法错误的是(　　) A.晶胞的质量为 g B.基态氧原子核外电子有5种空间运动状态 C.锌原子间的最短距离为a pm D.Zn、O均是p区元素 1 2 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 3 解析:由晶胞结构可知,晶胞中位于顶点和面心的锌原子个数为8×+6×=4,位于体内的氧原子个数为4,晶胞的质量为 g,故A正确;电子在原子核外的一个原子轨道称为一种空间运动状态,氧元素的原子序数为8,基态原子的电子排布式为1s22s22p4,核外电子分布在1s、2s、2p的5个原子轨道上,则基态氧原子核外电子有5种空间运动状态,故B正确;由晶胞结构可知,顶点与面心的两个锌原子距离最近,由晶胞的参数为a pm可知,面对角线长度为a pm,则锌原子间的最短距离为a pm,故C正确;锌元素是过渡元素,位于元素周期表第4周期ⅡB族,属于ds区元素,故D错误。 1 2 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 3 13.(2024·无锡调研)Li2S属立方晶体,晶胞边长为d pm,晶胞截面图如图所示。则下列关于该晶胞的描述错误的是 (　　) 1 2 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 3 A.每个晶胞中含有的S2-数目为4 B.与Li+距离最近且相等的S2-有8个 C.该晶胞中两个距离最近的Li+和S2-的核间距的计算表达式为d pm D.Li2S晶体的密度为×1030 g·cm-3 √ 13 1 2 4 5 6 7 8 9 10 11 12 14 3 解析:由晶胞截面图可知,硫离子位于晶胞的顶点和面心,晶胞中硫离子个数为8×+6×=4,故A正确;晶胞中与S2-距离最近且相等的Li+有8个,与Li+距离最近且相等的S2-有4个,故B错误;与顶点S2-距离最近的Li+位于体对角线的处,则核间距的计算表达式为d pm,故C正确;设晶胞的密度为ρ g·cm-3,由晶胞的质量公式可得:(d×10-10)3ρ=,解得ρ=×1030,故D正确。 10 1 2 4 5 6 7 8 9 11 12 13 14 3 14.(1)Cu3N的晶胞结构如图,N3-的配位数为　　,Cu+半径为a pm,N3-半径为b pm,将阴、阳离子看成刚性小球,并彼此相切,则Cu3N的密度为　　　　　 g·cm-3。(用NA表示阿伏加德罗常数的值,列出表达式即可)  解析:由Cu3N的晶胞结构图知,N3-在顶点, Cu+在棱心,因此N3-的配位数为6(上、下、左、右、前、后),则Cu3N的密度ρ===×1030 g·c。 6 1 2 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 3 (2)ZnS是一种使用广泛的荧光材料。已知立方ZnS的晶胞结构如图所示: ①已知A、B点的原子分数坐标分别为(0,0,0)和,则C点的原子分数坐标为　　　　。  1 2 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 3 ②立方ZnS的晶胞参数a=541 pm,则其晶体密度为______________　　　 g·cm-3。(列出计算表达式)  解析:根据均摊原则,晶胞中S2-数目为8×+6×=4、Zn2+数目为4,立方ZnS的晶胞参数a=541 pm,则其晶体密度为 g·cm-3= g·cm-3。 $$