晶胞计算习题答案
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【解析】(1)铜晶胞为面心立方最密堆积, 1个晶胞能分摊到 4个CU 原子;1个晶胞的 体积为 a 3cm 3; 一个晶胞的质量为 a 3 ρ g 由'
----- =a 3 P g 得 N A =— mol"。
i⅛A
丁 P
⑵ ①每个Ca 2+周围吸引8个F 「,每个F 「周围吸收4个Ca 2+,所以Ca 2+的配位数为8,
F -的配位数为4。②F -位于晶胞内部,所以每个晶胞中含有 F -8个。含有Ca 2+
为×
+ ⅛×6 = 4 个。
③ P=巴=4X7S⅛rnoΓl
:FX 6.02 X 10z3mo Γ1
_________ 4 X 7WgnIol7
V
= f∙i ,
t ' r …:^--∣-.∙ " ■
2、【解析】
试题分析:本考查学生对知识综合利用能力,要求对晶胞知识能够融会贯通。依题意画 出侧面图,设正立方体边长为
a ,则体积为a 3。
,AC=4r,
故原子半径」 —,根据均摊法得,每个正立方体包括金属原子
4
8× 1/8+6× 1/2 = 4(个),球体体积共
1、【答案】⑴
24S
mol
⑵①8 4②48③「十F
=ag C m -3,
4 4×
J
吋竿)空间利用率为:哆Zg=艸.
考点: 均摊法计算
点评: 本题考查相对综合,是学生能力提升的较好选择。
1) 34.0%
(2) 2.36 g/cm 3
【解析】(1)该晶胞中 Si 原子个数=4+8× 1/8+6 × 1/2=8 ,设 Si 原子半径为xcm ,该
晶胞中硅原子总体积
,根据硬球接触模型可知,体对角线四分之一处的
原子与顶点上的原子紧贴, 设晶胞边长为a ,所以-
,解得a=r ,晶胞
体积=(=
)3,因此空间利用率=
× 100%= 34.0%。(2)根据以上分析可知
3
4、【答案】(1)4 ⑵金属原子间相接触,即相切
(3)
2 . d ⑷:
【解析】利用均摊法解题,8个顶点上每个金原子有;属于该晶胞,6个面上每个金原子 有.属于该晶胞,故每个晶胞中金原子个数=
8× + 6× = 4。假设金原子间相接触,则
2d 。正方形边长为T d 。所以V 晶=C d)3= 2. d 3,
V m = — N A =Tl d 3N A ,所以 P=—='—'。
5、【答案】(1) YBa 2Cu 3O 7 (2) - 价
最下方分别有4个Cu x +
,它们分别被8个晶胞所共用;晶胞中间立方体的 8个顶点各
有一个 CU X +,它们分别被 4个晶胞共用,因此该晶胞中的
Cu x +
为n ( CU X +
)=
■ -、
■(个)。晶胞最上方、最下方平面的棱边上共有 4个氧离子,分别被 4
斗
8
个晶胞共用;又在晶胞上的立方体的竖直棱边上和晶胞下方的立方体的竖直棱边上各有 4个氧离子,它们分别被 4个晶胞共用;中间立方体的水平棱边上共有 8个氧离子,它
们分别被2个晶胞共用,因此该晶胞中的氧离子个数为n ( O 2 -)= -
---- --
-(个)。所以晶体中 Y 、Ba 、Cu 、O 原子个数比为1 : 2 : 3 :乙
4 4
化学式为YBa 2Cu 3O 7。
(2)
设CU 的平均化合价为 X ,由化合物中元素正负化合价代数为零可得:
1× (+ 3)
+ 2× (+ 2)+ 3Xx + 7X(— 2)= 0, X =+ (价)。Cu 2+
与 Cu 3+
原子个数之比为 2: 1。
0.5x74.7 3 ,6工0 3
6、【答案】(1)
.「一 -- g C m -或 g C m -
(2)6 : 91
【解析】(1)因为NiO 的晶体结构与 NaCl 的晶体结构相同,均为正方体。从晶体结 构模型中分割出一个小立方体,其中小立方体的边长为
Ni 2+与最邻近O 2-的核间距离即
边长=
,所以密度= ----------------- =2.36g∕cm 。
n ( Cu 2*) : n (Cu 3 +
)= 2 : 1
【解析】(1)由题图所示晶胞可知:一个晶胞中有 1个Y 3+, 2个Ba 2
+
O 晶胞最上方、
-8 2+ 丄
丄
2
4 ×0- cm ,在这个小立方体中含 Ni :- T 斗=—,含 O -: - x4二—,所以,(&
S 2 S 2
×10-8)3×N a Cm 3 是 0∙5 mol NiO 具有的体积,则(一:×10-8)-3N a Cm 3 ×ρ =0.5mol × 74.7 g ∙-∖nol
-
g cm -3= ------- g c m -3。解题的关键是确定晶胞的组成后,通过晶体
"IOW 1
a
组成计算出存在的微粒数。
(2)设1 mol Ni o.97O 中,含有Ni 3^' Xmol,Ni 2+为(0.97- : )mol ,根据晶体显电中性,即
3 *' mol+2(0.97- I )mol=2 × mol ,解得…=0.06,Ni 2+ 为(0.97-. )mol=0.91 mol ,则离子数之 比为 Ni 3+ : Ni 2+=0.06 : 0.91=6 : 91。
-8 - 8
7、【答案】(1)2 (2)3.16 1× Cm (3)1.37 1× Cm
【解析】(1)正确应用均摊法确定一个晶胞中包含的各粒子的数目。 (2)应用基本关系式:
∖f
y
「「先求出晶胞的体积,然后根据V =a3计算晶胞的边长。
3
_
8、6 ; SP ; V 形;② 1: 2; CN ;( 2)>; 6: 91;
NaCl 晶胞的结构可知,每个 CaO 晶胞中“实际”拥有 4个CaO 微粒,则
1 mol CaO 微粒可形成「卄个晶胞,设每个晶胞的体积为 V cm 3 ,则一
得V =——C m3°
10、( 1) SP 杂化(1分);3:2 (2分);(2) NH 分子间存在氢键(1分);
(3) N 2O (2 分);(4) 3s 23p 63d 5 (2 分);分子晶体(1 分)O (1 分);
∣24S
(5) BC (2分);(6)立方体(1分);,…;(2分)
试题分析: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,则 X 是H 元素;丫原子基态时最外层电子数是其内层电子数的
2倍,
则Y 是C 元素;Q 原子基态时2p 原子轨道上有2个未成对的电子,则 Q 是O 元素,则Z 是N 元素;W 元素的原子结构中 3d 能级有4个未成对电子。 W 是 Cr 元素或Fe 元素,由 于W 可以形成+3价的离子,因此 W 只能是Fe 元素。(1)Y 2X 2分子是乙炔CH ,结构式是
9、【答案】
224
【解析】依据
× V × a = 56,解