晶体结构分类题型解析
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晶体结构题型例析与训练例题1: 石墨的片层结构如图1所示:试回答:(1)片层中平均每个六元环含碳原子数为 个。
(2)在片层结构中,碳原子数、C —C 键数、六元环数之比为【解析】在石墨的片层结构中,我们以一个六元环为研究对象,由于碳原子为三个六元环共用,即属于每个六元环的碳原子数为6×1/3=2;另外碳碳键数为二个六元环共用,即属于每个六元环的碳碳键数为6×1/2=3。
【答案】(1).2 (2).2:3:1 例题2:已知NaCl 晶体的中最小重复单元(晶胞)如图2所示, 氯化钠的摩尔质量为M g/mol, 氯化钠的密度为 a g/cm 3 ,阿佛加德罗常数为NA, 回答下列问题:(1)每个Na + 周围距离相等且最近的Cl -所围成的空间构型为 _____(2)NaCl 晶体的晶胞可看作由_____ 个Na + 和____个 Cl -组成(3)每个Na + 周围距离相等且最近Cl - Na +分别有 ______个(4)求氯化钠的晶体中最邻近的钠离子和氯离子中心间的距离为 ____(要有解题的过程)【解析】在氯化钠的晶体结构中,在体心的微粒被此晶胞所独有(即1/1,见图3);在面心的微粒被2个晶胞所共有(即1/2,见图4);在棱上的微粒被4个晶胞所共有(即1/4,见图5);在顶点上的微粒被8个晶胞所共有(即1/8,见图6)。
图3(体心-1/1) 图4(面心-1/2) 图5(棱上-1/4) 图6(顶点---1/8) 由NaCl 晶体的晶胞可知,1个晶体的晶胞由8个小立方体构成,每个小立方体的8 个顶点分别由4个Na + 和4个 Cl - 占据,每个Na + Cl - 都只有1/8占据在小立方体中,因而每个小立方体含有Na + Cl - 都为4 ×1/8=1/2,即含有NaCl 1/2个。
设每个小立方体的边长为bcm 则有b 3 ×a = M/2NA 即可得b 的值。
晶体结构的分析与计算1.常见共价晶体结构的分析2.常见分子晶体结构的分析3.常见离子晶体结构的分析684F-:8;Ca2+:41.AB型化合物形成的晶体结构多种多样。
下图所示的几种结构所表示的物质最有可能是分子晶体的是()A.①③B.②⑤C.⑤⑥D.③④⑤⑥2.如图为几种晶体或晶胞的示意图:请回答下列问题:(1)上述晶体中,微粒之间以共价键结合形成的晶体是________。
(2)冰、金刚石、MgO、CaCl2、干冰5种晶体的熔点由高到低的顺序为______________________。
(3)NaCl晶胞与MgO晶胞相同,NaCl晶体的离子键________(填“大于”或“小于”)MgO 晶体的离子键,原因是___________________________________________________________。
(4)CaCl2晶体中Ca2+的配位数________。
(5)冰的熔点远高于干冰,除H2O是极性分子、CO2是非极性分子外,还有一个重要的原因是_______________________________________________________________________________。
3.[2017·全国卷Ⅲ,35(5)]MgO具有NaCl型结构(如图),其中阴离子采用面心立方最密堆积方式,X射线衍射实验测得MgO的晶胞参数为a=0.420 nm,则r(O2-)为________nm。
MnO 也属于NaCl型结构,晶胞参数为a′=0.448 nm,则r(Mn2+)为________nm。
4.Li2O具有反萤石结构,晶胞如图所示。
已知晶胞参数为0.466 5 nm,阿伏加德罗常数的值为N A,则Li2O的密度为________________________________________g·cm-3(列出计算式)。
5.[2018·全国卷Ⅱ,35(5)]FeS2晶体的晶胞如图所示。
晶体结构知识汇总及解题方法技巧一、晶胞中质点得占有率在一个晶胞结构中出现得多个原子,并不就是只为这一个晶胞所独立,而就是为多个晶胞共用,所以每一个晶胞只能按比例分摊。
分摊得根本原则:晶胞任意位置上得原子如果就是被n 个晶胞所共有,则每个晶胞只能分得这个原子得n 1。
立方晶胞,顶点上得粒子占 棱上得粒子占 面上得粒子占 体心得粒子占二、常见晶胞分析1. NaCl 型⑴每个晶胞占有 个Na+, 个Cl-,即 个NaCl 粒子⑵每个Na +周围有 个Cl -,每个Cl -周围有 个Na +,与一个Na +距离最近且相等得Cl-围成得空间构型为 。
每个Na +周围与其最近且距离相等得Na +有 个。
⑶0、585g NaCl 晶体(0、01mol)含有 个晶胞。
⑷若已知Na+与Cl-得最短距离为a cm,则NaCl 晶体得密度为 。
2. CsCl 型⑴在CsCl 晶体中,每个Cs+周围与之最接近得且距离相等得Cs+有 个,每个Cs+周围与之最接近得且距离相等得Cl-有 个。
⑵每个晶胞占有 个CsCl 粒子。
3. 干冰型在干冰晶体中,每个CO2分子周围与之最接近得且距离相等得CO2分子有 个。
每个晶胞中含有 个CO2分子。
4. 金刚石型金刚石得网状结构中,,每个碳原子与其她4个碳原子等距离紧邻,含有由共价键形成得碳原子环,其中最小得环上有6个碳原子,每个碳原子上得任意两个C—C键得夹角都就是109°28′,其中C原子个数:C—C个数= 。
5.石英晶体在二氧化硅晶体中,一个硅原子与4个氧原子形成4个共价键,1个氧原子与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,该晶体就是由硅原子与氧原子按1:2得比例组成得立体网状晶体,没有单个分子存在。
在晶体中最小得环为十二元环,每个环占有6个Si原子与6个O原子。
6.石墨晶体结构石墨晶体就是一种混合型晶体,层内存在共价键,层间以范德华力结合,兼具有原子晶体、分子晶体得特征与特性。
四种晶体练习题及答案在化学和物理学科中,晶体是一种具有规律排列的原子、离子或分子组成的固体。
晶体结构的类型对于材料的物理性质有着重要的影响。
以下是四种常见晶体结构的练习题及答案。
练习题1:请描述简单立方晶体的排列特征,并说明其晶格常数的计算方法。
答案1:简单立方晶体中,原子或分子在立方体的每个顶点上排列,每个顶点的原子属于相邻的八个立方体共享。
晶格常数a可以通过测量立方体的边长来确定。
练习题2:面心立方(FCC)晶体和体心立方(BCC)晶体有何区别?请用原子填充率来说明。
答案2:面心立方晶体中,除了立方体的每个顶点上有一个原子外,每个面的中心也有一个原子。
体心立方晶体则在立方体的中心有一个原子,而顶点上没有原子。
FCC的原子填充率大约为74.05%,而BCC的原子填充率大约为68%。
练习题3:金刚石晶体是一种什么类型的晶体结构?请简述其原子排列方式。
答案3:金刚石晶体是一种面心立方晶体结构,但它的每个原子都与四个其他原子以四面体的方式连接,形成了一个非常稳定的三维网络。
练习题4:石墨的晶体结构是怎样的?请描述其层与层之间的连接方式。
答案4::石墨具有六角晶系的层状结构,每个碳原子与其三个最近邻的碳原子以sp²杂化形成平面六角网状结构,层与层之间通过范德华力连接。
练习题5:为什么说晶体的缺陷会影响其物理性质?答案5:晶体的缺陷,如点缺陷、线缺陷(位错)和面缺陷(晶界),会打断原子的规律排列,从而影响晶体的机械强度、导电性和光学性质等。
例如,位错的存在可以降低晶体的强度,而晶界的增加可以降低晶体的电导率。
结束语:通过以上练习题及答案,我们可以看到晶体结构的多样性及其对材料性质的重要影响。
了解和掌握不同晶体结构的特点对于材料科学和化学领域的研究至关重要。
希望这些练习题能帮助你更好地理解晶体结构的基本概念。
高考热点晶体结构分析一、氯化钠、氯化铯晶体——离子晶体由于离子键无饱和性与方向性,所以离子晶体中无单个分子存在。
阴阳离子在晶体中按一定的规则排列,使整个晶体不显电性且能量最低。
离子的配位数分析如下:离子数目的计算:在每一个结构单元(晶胞)中,处于不同位置的微粒在该单元中所占的份额也有所不同,一般的规律是:顶点上的微粒属于该单元中所占的份额为18,棱上的微粒属于该单元中所占的份额为14,面上的微粒属于该单元中所占的份额为12,中心位置上(嚷里边)的微粒才完全属于该单元,即所占的份额为1。
1.氯化钠晶体中每个Na +周围有6个Cl -,每个Cl -周围有6个Na +,与一个Na +距离最近且相等的Cl -围成的空间构型为正八面体。
每个Na +周围与其最近且距离相等的Na +有12个。
见图1。
晶胞中平均Cl -个数:8×18 + 6×12 = 4;晶胞中平均Na +个数:1 + 12×14= 4 因此NaCl 的一个晶胞中含有4个NaCl (4个Na +和4个Cl -)。
2.氯化铯晶体中每个Cs +周围有8个Cl -,每个Cl -周围有8个Cs +,与一个Cs +距离最近且相等的Cs +有6个。
晶胞中平均Cs +个数:1;晶胞中平均Cl -个数:8×18= 1。
因此CsCl 的一个晶胞中含有1个CsCl (1个Cs +和1个Cl -)。
【例题1】现有四种晶体,其离子排列方式如下图所示,其中化学式正确的是A B C D点拨:均摊法确定某些晶体的化学式的方法:均摊法是指每个晶体中平均拥有的离子数目。
例如立方晶体中粒子个数比的求法:①处于顶点的粒子,同时为8个晶胞共有,每个粒子有18属于该晶胞; ②处于棱上的粒子,同时为4个晶胞共有,每个粒子有14属于该晶胞; ③处于面上的粒子,同时为2个晶胞共有,每个粒子有12属于该晶胞; 图1图2 NaCl 晶体图3 CsCl 晶体AB 2 EF 2 X Y XY 3Z AB④处于晶胞内的粒子,则完全属于该晶胞。
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n1。
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⑴每个晶胞占有 个Na+, 个Cl-,即 个NaCl 粒子⑵每个Na +周围有 个Cl -,每个Cl -周围有 个Na +,与一个Na +距离最近且相等的Cl -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。
⑶0.585g NaCl 晶体(0.01mol )含有 个晶胞。
⑷若已知Na+与Cl-的最短距离为a cm ,则NaCl 晶体的密度为 。
2. CsCl 型⑴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Cl-有 个。
⑵每个晶胞占有 个CsCl 粒子。
3. 干冰型在干冰晶体中,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。