晶胞计算习题
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1回答下列问题
(1)
金属铜晶胞为面心立方最密堆积,边长为 a cm 。又知铜的密度为 p g • crh,阿伏加德罗
常数为 ________ 。 (2)下图是CaF 2晶体的晶胞示意图,回答下列问题:
,③CaF 晶体的密度为a g • cm T 3,则晶胞的体积是 2、某些金属晶体(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划
出一块正立方体的结构单元, 金属原子处于正立方体的八个顶点和六个侧面上, Si
3、单晶硅的晶体结构与金刚石一种晶体结构相似,都属立方晶系晶胞,如图:
(1) 将键联的原子看成是紧靠着的球体,试计算晶体硅的空间利用率(计算结果保留三位
有效数字,下同)。(2)已知Si — Si 键的键长为234 pm ,试计算单晶硅的密度是多少 g/cm 3。
4、金晶体的最小重复单元(也称晶胞)是面心立方体,如图所示,即在立方体的8个顶点各有 一个金原子,各个面的中心有一个金原子, 每个金原子被相邻的晶胞所共有。 金原子的直径 为d ,用N A 表示阿伏加德罗常数, M 表示金的摩尔质量。请回答下列问题:
(1) 金属晶体每个晶胞中含有 _________ 个金原子。
(2) 欲计算一个晶胞的体积,除假定金原子是刚性小球外,还应假定 —
①CsT 的配位数是
,F —的配位数是 。②该晶胞中含有的 Ca 2+数目是 _______ , F (只要求列出算式)。
金属晶体中原子的空间利用率。 (3)
试计算这类 (2)
(3) 一个晶胞的体积是____________ 。(4)金晶体的密度是 _____________ 5、1986年,在瑞士苏黎世工作的两位科学家发现一种性能良好的金属氧化物超导体,使超导工作取得突破性进展,为此两位科学家获得了1987年的诺贝尔物理学奖,实验测定表明, 其晶胞结构如图所示。
(1)根据所示晶胞结构,推算晶体中Y、Cu、Ba和0的原子个数比,确定其化学式。
(2)根据(1)所推出的化合物的组成,计算其中Cu原子的平均化合价(该化合物中各元
素的化合价为[、二二、一.1和」)。试计算化合物中两种价态的Cu原子个数比。
6、(1)NiO (氧化镍)晶体的结构与NaCI相同,Ni2+与最邻近02-的核间距离为二x 108cm,
计算NiO晶体的密度(已知NiO的摩尔质量为74.7 g • m)。
(2)天然的和绝大部分人工制备的晶体都存在各种缺陷,例如在某种NiO晶体中就存在如下
图所示的缺陷:一个Ni2+空缺,另有两个Ni2+被两个Ni3+所取代。结果晶体仍呈电中性,但
化合物中Ni和O的比值却发生了变化。某氧化镍样品组成为Ni0.97O,试计算该晶体中Ni3+
与Ni2+的离子数之比。
7、下图是金属钨晶体中的一个晶胞的结构示意图,它是一种体心立方结构。实验测得金属
钨的密度为19.30 g • cm 3,钨的相对原子质量是183.9。假设金属钨原子为等径刚性球,
试完成下列问题:
(7)(8)
(1) ________________________ 每一个晶胞中均摊到个钨原子。
(2) 计算晶胞的边长a。
(3) 计算钨的原子半径r(提示:只有体对角线上的各个球才是彼此接触的)。
8、铁、钴、镍为第四周期第忸族元素,它们的性质非常相似,也称为铁系元素.
(1 )铁、钴、镍都是很好的配位化合物形成体.
①[Co( H2O) 6]2+在过量氨水中易转化为[C O(NH3)6]2+ .写出Co2+的价层电子排布图________ .[Co (H2O) 6]2+中Co2+的配位数为_____ : NH 3分子的中心原子杂化方式为______ . H2O分子的立
体构型为____ .
②铁、镍易与一氧化碳作用形成羰基配合物,如:Fe (CO) 5, Ni (CO) 4等.CO与N2属
于等电子体,则CO分子中b键和n键数目比为______ ,写出与CO互为等电子体的一种阴离
子的离子符号_____ .
(2)+2价和+3价是Fe、Co、Ni等元素常见化合价.NiO、FeO的晶体结构类型均与氯化钠的相同,Ni2+和F22+的离子半径分别为69pm和78pm,则熔点NiO _______ FeO (选填=”);某种天然Nio晶体存在如图所示缺陷:一个Niz+空缺,另有两个
Ni2+被两个Ni3+所取代•其结果晶体仍呈屯中性•某氧化镍样品组成为Ni°.97O •该晶体中Ni3+与Ni2+的离子数之比为_____ .
9、CaO与NaCI的晶胞同为面心立方结构,已知CaO晶体密度为a g • cm T3, N A表示阿伏
加德罗常数,则CaO晶胞体积为_________ cm3。
10、原子序数依次递增且都小于36的X、Y、Z、Q、W四种元素,其中X是原子半径最小的元素,Y原子基态时最外层电子数是其内层电子数的2倍,Q原子基态时2p原子轨道上有2
个未成对的电子,W元素的原子结构中3d能级有4个未成对电子。回答下列问题:
(1) _______________________________________ Y2X2分子中Y原子轨道的杂化类型为, Y2X2分子中b键和n键个数比
为________ 。
(2) ____________________________________________________________ 化合物ZX3的沸点比化合物YX4的高,其主要原因是______________________________________ 。
(3)元素Y的一种氧化物与元素Z的一种氧化物互为等电子体,元素Z的这种氧化物的分
子式是。
(4)元素W能形成多种配合物,如:W(C0)5等。
①基态W3+的M层电子排布式为_________________ 。
②W(C0)5常温下呈液态,熔点为一20.5 C,沸点为3 C,易溶于非极性溶剂,据此可判断
W(CO)x晶体属于_____________ (填晶体类型),该晶体中W的化合价为 _____________ 。
(5)下列有关的说法正确的是。
A. 分子晶体中,共价键键能越大,该分子晶体的熔沸点越高
B. 电负性顺序:X v Y v Z v Q
C. 因为晶格能CaO比KCl高,所以KCl比CaO熔点低
D. HYO的分子结构中含有一个非羟基氧,故其为中强酸
(6)Q和Na形成的一种只含有离子键的离子化合物的晶胞结构如图,距一个阴离子周围
最近的所有阳离子为顶点构成的几何体为__________ 。已知该晶胞密度为p g/cm3,阿伏加德罗常数为N A,求晶胞边长a= _________ cm。(用含P、N A的计算式表示)