第九章离子化合物的结构化学习题
一、填空题
1．某二元离子晶体AB 具有立方硫化锌型结构，试填写：
(1)该离子晶体的点阵型式：________________________；
(2)正离子A 2+的分数坐标：_________________________；
(3)负离子B 2-的分数坐标：_________________________；
(4)晶胞中结构基元数目：__________________________；
(5)每个结构基元由多少个A 2+和B 2-组成：____________；
(6)负离子B 2-的堆积方式：_________________________；
(7)正离子所占空隙类型：__________________________；
(8)正离子所占空隙分数：__________________________；
(9)正离子至负离子间的静电键强度为：_____________；
(10)和负离子直接邻接的正离子与该负离子间的静电键强度总和：_______。
2．已知KCl 晶体具有NaCl 型结构，Cl -和K +离子半径分别为181pm 和133pm ，则KCl 晶体之晶胞参数a =___________________。
3．已知Ca 2+和O 2-的离子半径分别为99pm 和140pm ，CaO 晶体中O 2-按立方最密堆积排列，晶体结构完全符合离子晶体的结构规律。Ca 2+填入____________空隙中，晶体所属的点群为_____________，晶胞参数为_________________，晶体密度为________________。(Ca 的相对原子质量40.0)
4．实验测得钙离子的半径=99pm ，硫离子的半径=184pm 。根据Pauling 规则推测CaS
+2Ca r −2S r 晶体中Ca 2+离子周围由S 2-离子构成_____________配位多面体，Ca 2+离子周围S 2-离子的配位数是_______________。
5．已知SiO 2晶体中硅的离子半径=41pm ，氧的离子半径=140pm ，Si —O 键长为
+4Si r −2O r 160pm 。问Si 4+的配位数CN +是__________，O 2-的配位数CN -是_______________，·Si 和O 是以_____________键结合。
6．铝在硅酸盐中的作用为_______________________。
7．常用晶格能来表示键的强弱；用偶极矩来量度极性的大小。
a)( b)( 8．H -，He 和Li +的相对有效半径由大到小的次序为__________。
9．CsCl 晶体中负离子的堆积型式为_______，正离子填入_______空隙中。
10．NaCl 晶体中负离子的堆积型式为_______，正离子填入_______空隙中。
11．NiAs 晶体中负离子的堆积型式为_______，正离子填入_______空隙中。
12．CaF 2晶体中负离子的堆积型式为_______，正离子填入_______空隙中。
13．NaCl 晶体的空间点阵型式为___________。
14．CsCl 晶体的空间点阵型式为___________。
15．CuI 晶体属六方ZnS 型结构，I -的堆积方式为_______________，Cu +占___________空
隙，I -的配位数为__________，一个点阵点代表__________________，I -的分数坐标为__________________，Cu +的分数坐标为___________。
16．Zn 2+离子占_____________空隙，所占空隙的分数为________________。
17．立方ZnS 晶体为面心立方点阵，立方晶胞Z =4，结构基元为_________________，Zn 2+离子占_____________空隙，所占空隙的分数为________________。
18．CsCl晶体为简单立方点阵，立方晶胞Z=1，结构基元为_________________，Cs+离子占_____________空隙，所占空隙的分数为________________。
19．NaCl晶体中结构基元为_________________，空间点阵为__________________，Na+离子占_____________空隙，所占空隙的分数为________________
20．CsI晶体属CsCl型结构，负离子配位多面体之间共用顶点时，Cs+离子之间的距离为__________a，共用棱时，Cs+离子之间的距离为__________a，共用面时，Cs+离子之间的距离为__________a，这三者的比值为____：___：____。
二、计算题
1．已知立方ZnS的立方晶胞参数a=541pm，Zn和S的相对原子质量分别为65.4和32.0，试回答：
(1)Zn和S原子在晶胞中的坐标参数；
(2)Zn—S键长；
(3)ZnS的晶体密度；
(4)计算330衍射面间距d330的值；
(5)估计衍射330的衍射强度。
2．已知立方ZnS(闪锌矿)晶体晶胞参数a=540.6pm，求Zn—S键长。
3．NiO晶体为NaCl型结构，将它在氧气中加热，部分Ni2+被氧化成Ni3+，成为Ni x O(x<1)。
今有一批Ni x O，测得晶体密度为6.47g·cm-3，用波长λ=0.154nm的Ｘ-射线通过粉末衍射法测得立方晶胞111面反射的θ=18.71°(sinθ=0.3208)，Ni相对原子质量为58.7。
(1)求出Ni x O的立方晶胞参数；
(2)计算Ni x O中的x值，写出注明Ni价态的化学式。
(3)在Ni x O中负离子O2-的堆积方式，Ni占据哪种空隙，其占据率是多少？
4．已知离子半径：Ca2+99pm，Cs+182pm，S2-184pm，Br-195pm。若立方晶系CaS和CsBr 晶体均服从离子晶体的结构规则，试判断这两种晶体的正负离子的配位数、配位多面体的型式、负离子的堆积方式及晶体的结构型式。
5．(1)已知KCl晶体属于立方晶系，晶面间距d100=629pm，试写出其晶胞参数a；
(2)从氯化钾晶体粉末衍射图可知，衍射峰的sin2θ的比为3：4：8：11：12：16：19：20：
24：…，试确定其点阵型式；
(3)K和Cl相对原子量分别为39.04和35.45，氯化钾晶体密度1.99g/cm3，试计算其晶胞
中K+和Cl-的数目；
(4)把氯化钾晶体抽象为点阵时，一个阵点所代表的内容是什么；
(5)设纸面为ab平面，试描出KCl晶胞在ab平面上的投影，并画出(110)和(100)晶面。6．具有六方ZnS型结构的SiC晶体，其晶胞参数a=308pm，c=505pm。
(1)按比例画出这个六方晶胞，并标出晶胞参数；
(2)写出Si，C的分数坐标，说明晶胞中有几个SiC；
(3)说明点阵型式，及每个点阵点代表的结构基元的内容；
(4)计算Si—C键长。
7．已知NaCl型离子晶体的晶胞参数a的数据如下：
NaCl型MgO MnO MgS CaO MnS CaS
a/pm420445480520520568试计算Mn2+，Ca2+，O2-和S2-的离子半径。
8．钙钛矿具有边长为384pm的立方晶胞，Ca，Ti和Ｏ原子分别处在它的顶角、体心和面心的位置上，相对原子质量：Ca，40.08；Ｏ，16.00；Ti，47.90。
(1)给出钙钛矿的化学式；
