内容正文:
晶体、晶胞
1. 晶体中的化学式
平行六面体晶胞中不同位置的粒子数的计算
2. 晶体密度计算
(1 nm=1×10-7 cm 1 nm=1×10-10 cm)
3. 晶体类型判断
物质种类
实例
分子晶体
所有非金属氢化物
H2O、NH3、CH4等
部分非金属单质
卤素(X2)、O2、N2、白磷(P4)、硫(S8)等
部分非金属氧化物
CO2、P4O10、SO2、SO3等
几乎所有的酸
HNO3、H2SO4、H3PO4、H2SiO3等
绝大多数有机物
苯、乙醇、乙酸、乙酸乙酯等
所有的稀有气体
He、Ne、Ar等气体的晶体
AlCl3、FeCl3、BeCl2等少数盐类
共价晶体
晶体硼B、金刚石C、晶体硅Si、晶体锗Ge,灰锡Sn等;
SiO2(石英、水晶)、碳化硅SiC(金刚砂)、氮化硅Si3N4、Al2O3部分晶型、氮化硼BN等
离子晶体
大部分盐类
NaCl 、CsCl 、NH4Cl等
强碱
NaOH、KOH、Ba(OH)2、Ca(OH)2
活泼金属氧化物
Na2O、K2O、CaO等
活泼金属氢化物
NaH、KH、CaH2等
金属晶体
纯金属,还有大量的合金(除锗Ge、灰锡等)
注意:分子晶体通性,熔沸点低,易挥发,硬度低。
4. 配位数晶胞中粒子配位数的计算
一个粒子周围最邻近的粒子的数目称为配位数,它反映了晶体中粒子排列的紧密程度。
(1)晶体中原子(或分子)的配位数:若晶体中的微粒为同种原子或同种分子,则某原子(或分子)的配位数指的是该原子(或分子)最接近且等距离的原子(或分子)的数目。常见晶胞的配位数如下:
简单立方:配位数为6
面心立方:配位数为12
体心立方:配位数为8
(2)离子晶体的配位数:指一个离子周围最接近且等距离的异种电性离子的数目。
以NaCl晶体为例
①找一个与其离子连接情况最清晰的离子,如图中心的灰球(Cl-)。
②数一下与该离子周围距离最近的异种电性离子数,如图标数字的面心白球(Na+)。确定Cl-的配位数为6,同样方法可确定Na+的配位数也为6。
真题专练
一、单选题
1.(25·浙江卷)某化合物的晶胞如图所示,下列说法不正确的是
A.晶体类型为混合晶体 B.与二价铁形成配位键
C.该化合物与水反应有难溶物生成 D.该化合物热稳定性比高
2.(24·江西卷)NbO的立方晶胞如图,晶胞参数为anm,P的分数坐标为(0,0,0),阿伏加德罗常数的值M为NA,下列说法正确的是
A.Nb的配位数是6
B.Nb和O最短距离为anm
C.晶体密度
D.M的分数坐标为
3.(24·湖南卷)是一种高活性的人工固氮产物,其合成反应为,晶胞如图所示,下列说法错误的是
A.合成反应中,还原剂是和C
B.晶胞中含有的个数为4
C.每个周围与它最近且距离相等的有8个
D.为V型结构
4.(24·安徽卷)研究人员制备了一种具有锂离子通道的导电氧化物(),其立方晶胞和导电时迁移过程如下图所示。已知该氧化物中为价,为价。下列说法错误的是
A.导电时,和的价态不变 B.若,与空位的数目相等
C.与体心最邻近的O原子数为12 D.导电时、空位移动方向与电流方向相反
5.(24·吉林卷)某锂离子电池电极材料结构如图。结构1是钴硫化物晶胞的一部分,可代表其组成和结构;晶胞2是充电后的晶胞结构;所有晶胞均为立方晶胞。下列说法错误的是
A.结构1钴硫化物的化学式为 B.晶胞2中S与S的最短距离为
C.晶胞2中距最近的S有4个 D.晶胞2和晶胞3表示同一晶体
6.(23·辽宁卷)晶体结构的缺陷美与对称美同样受关注。某富锂超离子导体的晶胞是立方体(图1),进行镁离子取代及卤素共掺杂后,可获得高性能固体电解质材料(图2)。下列说法错误的是
A.图1晶体密度为g∙cm-3 B.图1中O原子的配位数为6
C.图2表示的化学式为 D.取代产生的空位有利于传导
7.(24·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,晶胞的边长为为阿伏加德罗常数的值。下列说法错误的是
A.该铋氟化物的化学式为
B.粒子S、T之间的距离为
C.该晶体的密度为
D.晶体中与铋离子最近且等距的氟离子有6个
8.(24·湖北卷)黄金按质量分数分级,纯金为。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
A.I为金 B.Ⅱ中的配位数是12
C.Ⅲ中最小核间距 D.I、Ⅱ、Ⅲ中,与原子个数比依次为、、
9.(23·河北卷)锆是重要的战略金属,可从其氧化物中提取。下图是某种锆的氧化物晶体的立方晶胞,为阿伏加德罗常数的值。下列说法错误的是
A.该氧化物的化学式为
B.该氧化物的密度为
C.原子之间的最短距离为
D.若坐标取向不变,将p点原子平移至原点,则q点原子位于晶胞面的面心
10.(23·广西·模拟预测)晶体是一种性能良好的光学材料,其晶胞为立方体,边长为a nm,晶胞中K、I、O、分别处于顶点、体心、面心位置,结构如图。A的原子坐标为,B的原子坐标为。设为阿伏加德罗常数的值,下列有关说法错误的是
A.与K原子紧邻的O原子有12个
B.C的原子坐标为
C.的空间结构是正四面体形
D.距离最近的氧原子之间的距离为多 nm
11.(23-24高三上·江苏常州·阶段练习)含氰废水中氰化物的主要形态是HCN和CN-,CN-具有较强的配位能力,能与Cu+形成一种无限长链离子,其片段为;CN-结合H+能力弱于CO。氰化物浓度较低时,可在碱性条件下用H2O2或Cl2将其转化为N2;浓度较高时,可加入HCN、Fe和K2CO3溶液反应生成K4[Fe(CN)6]溶液。下列说法正确的是
A.基态Fe2+核外电子排布式为[Ar]3d54s1
B.K4[Fe(CN)6]中Fe2+的配位数为6
C.Cu+与CN-形成的离子的化学式为[Cu(CN)3]2-
D.某铁晶体(晶胞如图所示)中与每个Fe紧邻的Fe数为6
12.(25·海南·一模)可用于制造乳白玻璃或用作玻璃磨光剂,其晶胞属于四方晶系(晶胞棱边夹角均为90℃),结构如图所示,用表示阿伏加德罗常数的值。下列说法错误的是
A.小黑球代表
B.位于6个所构成的八面体空隙中
C.该晶体的密度为
D.晶胞沿z轴的投影图为
13.的结构可以看作呈正四面体的中插入四个S而形成。、砷化镓的结构如图,下列说法不正确的是
A.基态As原子的电子排布式为
B.中只含有极性共价键
C.砷化镓晶胞中含有配位键
D.第一电离能:
14.已知合金的立方晶胞结构如图1所示,原子以金刚石方式堆积,八面体空隙和半数的四面体空隙中填入四面体;沿x轴投影晶胞中所有原子的分布图如图2所示,A点的分数坐标为。设晶胞参数为的摩尔质量为为阿伏加德罗常数的值。下列说法错误的是
A.电负性: B.B点的分数坐标为
C.A、C两原子间的距离为 D.该晶体的密度为
15.(24·山西·模拟预测)铁镁合金是一种新型储氢材料,晶胞类似于,结构如图所示,晶胞参数为,下列说法错误的是
A.铁原子和镁原子之间的最短距离为
B.镁原子填充在铁原子构成的正四面体空隙中
C.该合金的质量为
D.熔融该合金的过程中需要破坏金属键
16.(24·甘肃兰州·一模)由组成的一种化合物可制备蓝色颜料,其立方晶胞如图。已知Co与O的最小间距小于Al与O的最小间距,晶胞棱长为为阿伏加德罗常数的值。下列说法错误的是
A.Al位于晶胞的顶点 B.与Al最近且等距离的O的个数为8
C.该化合物中Co的化合价为+3价 D.该晶体的密度为
17.(24·湖北一模)是一种优良的锂离子电池负极材料。在充电过程中,负极材料晶胞的组成变化如下图所示。
下列说法正确的是
A.基态的价电子排布式为 B.的为
C.图示的晶胞中 D.晶胞中的配位数为4
18.(21·湖北预测)钴的一种化合物的晶胞结构如图所示,已知A点的原子坐标参数为(0,0,0),B点为(,0,)。下列说法中错误的是
A.配合物中Co2+价层电子排布为3d7 B.钴的配位数为6
C.该物质的化学式为TiCoO2 D.C点的原子坐标参数为(,,)
19.(24·河北模拟)硫化锌常用作分析试剂、荧光粉的基质、光导体材料等。立方硫化锌的晶胞如图所示,已知晶胞参数为dcm,为阿伏加德罗常数的值。下列说法错误的是
A.位于构成的正四面体中心 B.周围等距且最近的有4个
C.和之间的距离为 D.该硫化锌的密度为
20.(24·黑龙江模拟)一种基于ZnO的锌基催化剂,可高效催化丙烷转化为丙酸。立方ZnO的晶胞如图,晶胞参数为a pm,阿伏加德罗常数的值为。下列说法错误的是
A.与最近的有12个
B.之间的最短距离为
C.该ZnO晶体的摩尔体积为
D.若坐标取向不变,将m点平移至原点,则n点位于晶胞xy面的面心
《晶体、晶胞》参考答案
题号
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10
答案
D
D
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B
B
C
D
C
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题号
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答案
B
D
B
C
C
B
C
C
C
C
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