晶体结构知识汇总及解题方法技巧.docx

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1、晶体结构知识汇总及解题方法技巧一、晶胞中质点的占有率在一个晶胞结构中出现的多个原子，并不是只为这一个晶胞所独立，而是为多个晶胞共用，所以每一个晶胞只能按比例分摊。分摊的根本原则：晶胞任意位置上的原子如果是被n个晶胞所共有，则每个晶胞只能分得这个原子的L。n立方晶胞，顶点上的粒子占棱上的粒子占面上的粒子占 体心的粒子占 二、常见晶胞分析1. NaCl 型W3 晶 1*每个晶胞占有 个Na+，个Cl-,艮 个NaCl粒子+-+C围成的空间构型为 。每个Na周围与其最近且距离相等的Na +有个。(3)0.585g NaCl晶体(O.01mol )含有 个晶胞。若已知Na+与Cl-的最短距离为a cm

2、 ,贝NaCl晶体的密度为。2. CsCl 型仕口 nnti在CsCl晶体中，每个Cs+周围与之最接近的且距离相等的Cs+有个，每个Cs+周围与之最接近的且距离相等的ci-有 个。一每个晶胞占有个CsCl粒子。3.干冰型a-0-a ft 袁一个 子SA 体在干冰晶体中，每个CO2分子周围与之最接近的且距离相等的CO2分子有 个。每个晶胞中含有个CO2分子。4.金刚石型金刚石的网状结构中，每个碳原子与其他4个碳原子等距离紧邻，含有由共价键形成的碳原子环， 其中最小的环上有6个碳原子，每个碳原子上的任意两个C C键的夹角都是109 28 ，其中C原子个数：C C个数=5. 石英晶体空间结构O表示碟

3、原子一 S iO Si-SiII00IISi0SiII(JOQ1TY-Si-0-Si-0Si -平面结构在二氧化硅晶体中，一个硅原子和4个氧原子形成4个共价键，1个氧原子和 2个硅原子形成2个共价键，故Si原子与O原子数目之比为。实际上，该晶体是由硅原子和氧原子按1:2的 比例组成的立体网状晶体，没有单个分子存在。在晶体中最小的环为十二元环，每个环占有6个Si原子和6个O原子。6. 石墨晶体结构石用的结构石墨晶体是一种混合型晶体，层内存在共价键，层间以范德华力结合，兼具有原子晶体、分子晶体的特征和特性。在层内，每个C原子与3个C形成CC键，构成正六边形，键长相等，键角相等（均为120 ）；在晶

4、体中，每个C原子参与3条C C键的形成，而在每条键中的贡献只有一半，故每个正六边形平均只占有6X 1 /3=2个C原子，C原子个数与C C键数之比为2:3。三、常见题型1. 根据晶体结构或晶胞结构示意图推断晶体的化学式例1现在四种晶体，其离子排列方式如下图所示，其中化学式正确的是（BEAABABD顶角和面心例2最近科学家发现一种由钛原子和碳原子构成的气态团簇分子，如图所示， 的原子是钛原子，棱的中心和体心的原子是碳原子，则它的化学式是：2. 晶胞结构与晶体密度的计算例3如图是CsCl晶体的晶胞，已知晶体中两个最近的Cs+核间距为a cm，氯化艳的质量为M，Na是阿伏伽德罗常数，则氯化艳的密度为

5、 例4在NaCl晶体中，Na +和Cl 的最短平均距离为a cm , NaCl晶体的密度为b g cm 3，则阿伏加德罗常数可表示为 3. 分子内或晶体中化学键数目及多面体面数等的计算例5单质硼有无定形和晶体两种，参考下列数据：金刚石晶体硅晶体硼熔点(K)3 8231 6382 573沸点(K)5 1002 6282 823硬度(Moh)107.09.5晶体硼的晶体类型属于 晶体，理由是 。(2)已知晶体硼的基本结构单元是由硼原子组成的正二十面体(如图所示)，其中含有二十个等边三角形和一定数目的顶角，每个顶角上各有一个硼原子。通过观察图形及计算确定： 该基本结构单元是由 个硼原子构成的；其中

6、B B键的键角为 ；所含B B键的的数目是。 若将晶体硼结构单元中的每一个顶角均削去，余下的部分就和C60晶体的结构相同，据此确定：C60是由 个正六边形和 个正五边形构成。ho h硼酸分子的结构式为：一H和Al(OH)3的结构相似，已知 0.01 mol硼酸与20 mL 0.5 mol L 1的NaOH溶液反应的化学方程式为。4. 晶体空间利用率的计算此类题晶体中原子空间利用率的计算， 实质是考查同学们的空间想象能力和几何计算能力。 目要运用数形结合的分析方法，一般要先画出金属晶体的侧面图，再用勾股定理计算。(1) 计算每个晶胞含有几个原子。(2) 找出原子半径r与晶胞边长a的关系。利用公式

7、计算金属原子的空间利用率。金属原子的空、工IE步晶胞含有原子的体积间利用率=X 100% 。晶胞体积例6某些晶体(Cu、Ag、Au)的原子按面心立方的形式紧密堆积，即在晶体结构中可以画出一个立方体的结构单元，金属原子处于立方体的八个顶点和六个侧面上，试计算这类金属晶体原 子的空间利用率。5. 综合性试题分析如图左图所示为 NaCl的晶体结构例7在离子晶体中，阴、阳离子按一定规律在空间排列，图。在离子晶体中，阴、阳离子具有或接近具有球对称的电子云，它们可以被看成是不等径 的刚性圆球，并彼此相切(如图所示)。离子键的键长是相邻阴、阳离子的半径之和，已知a为常数。I试回答下列问题。 在NaCl晶体中

8、，每个Na +同时吸引 个Cl-，而Na+数目与 Cl-数目之比为 (2) NaCl晶体离子键的键长为 。(3) Na 半径与 Cl 半径之比r(Na )/r(Cl -)=。(已知： = 1.414，=1.732，=2.236 )(4) NaCl中晶体不存在分子，但在温度达到1 413 C时，NaCl晶体形成气体，并以分子形式存在。现有29.25g NaCl晶体，加强热使温度达到1 450 C，测得气体体积为5.6 L(已折算为标准状况)，则此时氯化钠气体的分子式(化学式)为 。练习A、B、C三种基本粒子组成。试根据图示判断，该1、下图为某晶体的一个晶胞，该晶体由 晶体的化学式是()。AA6B

9、SB.A2B4C.A3BCD A3B4C每个NaCl晶胞中含有的Na +离子和Cl 一离子的数目分别是 （2、NaCl的晶胞如图C.4, 4D.63、下面关于SiO2晶体网状结构的叙述正确的是（）。A. 最小的环上，有3个Si原子和3个O原子B. 最小的环上，Si和O原子数之比为1： 2C .最小的环上，有6个Si原子和6个O原子D.存在四面体结构单元，O处于中心，Si处于4个顶角4、石墨烯是由碳原子构成的单层片状结构的新材料（结构示意图如下），可由石墨剥离而成，具有极好的应用前景。下列说法正确的是（）。入.石墨烯与石墨互为同位素B. 0.12 g石墨烯中含有 6.02 X 1022个碳原子C

10、石墨烯是一种有机物D-石墨烯中的碳原子间以共价键结合5、乙炔是有机合成工业的一种原料。工业上曾用CaC2与水反应生成乙炔。CaC2中C22 与O22 +互为等电子体，O22 +的电子式可表示为 ； 1 mol O22 +中含有的n键数目为。（2）将乙炔通入Cu（NH3）2Cl溶液生成Cu2C2红棕色沉淀。Cu +基态核外电子排布式为 乙炔与氢氰酸反应可得丙烯腊（H2C=CH C三N）。丙烯腊分子中碳原子轨道杂化类型是 ；分子中处于同一直线上的原子数目最多为 。CaC2晶体的晶胞结构与NaCl晶体的相似（如右图所示），但CaC2晶体中含有的中哑铃2+.2一形C22 的存在，使晶胞沿一个方向拉长。

11、CaC2晶体中1个Ca周围距离最近的 C2数目为 6、铜单质及其化合物在很多领域有重要的用途，如金属铜用来制造电线电缆，五水硫酸铜 可用作杀菌剂。(1) Cu位于元素周期表第I B族。Cu2 +的核外电子排布式为 。(2) 下图是铜的某种氧化物的晶胞结构示意图，可确定该晶胞中阴离子的个数为00 Cu胆矶CuSO4 5H2O可写成Cu(H2O)4SO4 H2O,其结构示意图如下:on1 _ _ 1下列说法正确的是 (填字母)0A. 在上述结构示意图中，所有氧原子都采用sp3杂化B. 在上述结构示意图中，存在配位键、共价键和离子键C. 胆矶是分子晶体，分子间存在氢键D. 胆矶中的水在不同温度下会分

12、步失去往硫酸铜溶液中加入过量氨水，可生成Cu(NH3)42 +配离子。已知NF3与NH3的空间构型都是三角锥形，但NF3不易与Cu2 +形成配离子，其原因是 o(5)Cu2O的熔点比Cu2S的(填“高”或“低”)，请解释原因7、生物质能是一种洁净、可再生的能源。生物质气(主要成分为 CO、CO2、H2等)与H2混(1)上述反应的催化剂含有Cu、Zn、Al等元素。写出基态Zn原子的核外电子排布式(2) 根据等电子原理，写出CO分子结构式 o(3) 甲醇催化氧化可得到甲醛，甲醛与新制Cu(OH)2的碱性溶液反应生成Cu2O沉淀。甲醇的沸点比甲醛的高，其主要原因是 ；甲醛分子中碳原子轨道的杂化类型为

13、 甲醛分子的空间构型是 ； 1 mol甲醛分子中。键的数目为 在1个Cu2O晶胞中(结构如图所示)，所包含的 Cu原子数目为 。8、硼砂是含结晶水的四硼酸钠，其阴离子Xm (含B、O、H三种元素)的球棍模型如图所示：(1) 在Xm 一中，硼原子轨道的杂化类型有 ；配位键存在于 原子之间(填原子的 数字标号);m =(填数字)。(2) 硼砂晶体由Na +、Xm 和H2O构成，它们之间存在的作用力有 (填序号)。A .离子键B共价键C .金属键D.范德华力E .氢键9、镁、铜等金属离子是人体内多种酶的辅因子。工业上从海水中提取镁时，先制备无水氯化镁，然后将其熔融电解，得到金属镁。 以MgCl2为原

14、料用熔融盐电解法制备镁时，常加入 NaCl、KCl或CaCl2等金属氯化物， 其主要作用除了降低熔点之外还有 。(2)已知MgO的晶体结构属于NaCl型。某同学画出的MgO晶胞结构示意图如右图所示，请改正图 中错误：。(3) 用镁粉、碱金属盐及碱土金属盐等可以做成焰火。燃放时，焰火发出五颜六 色的光，请用原子结构的知识解释发光的原因：O(4) Mg是第三周期元素，该周期部分元素氟化物的熔点见表：解释表中氟化物熔点差异的原因： O氟化物jtlaF 卜携 |SiF| 够点压 |1266 |1534 183 |(5) 人工模拟是当前研究的热点。有研究表明，化合物X可用于研究模拟酶，当H o ,n4 O其结合K或Cu(I)(I 表示化合价为+ 1)时，分别形成a和b: a中连接相邻含N杂环的碳碳键可以旋转，说明该碳碳键具有 键的特 性。 微粒间的相互作用包括化学键和分子间相互作用，比较a和b中微粒间相互作用 力的差异：。