晶体结构与性质

1、课时作业(三十五)晶体结构与性质1.(2020山东淄博、滨州一模)微量元素硼对植物的生长和人体骨骼的健康有着十分重要的作用。请回答下列问题：区分晶体硼和无定形硼的科学方法为下列B原子基态的价层电子排布图中正确的是,A.E12p2s2po分子(填“极性”NaBH4是重要的储氢载体，阴离子的立体构型为,三硫化四磷分子(结构如图1所示)是或“非极性”)。OB原子OO原子p图2硼酸晶体是片层结构，其中一层的结构如图3所示。硼酸在冷水中溶解度很小，但在热水中较大，原因是(7)立方氮化硼(BN)是新型高强度耐磨材料，可作为金属表面的保护层，其晶胞结构(如图4)与金刚石类似。已知该晶体密度为ag/cm3，则

2、晶体中两个N原子间的最小距离为pm。(用含a的代数式表示，NA表示阿伏加德罗常数)OB原子N原子答案：X射线衍射实验(2)A(3)正四面体形(4)极性(5)BO或(BO2)；T或BnO2(6)晶体中硼酸分子间以氢键缔合在一起，难以溶解；加热时，晶体中部分氢键被破坏，硼酸分子与水分子形成氢键，溶解度增大XX10io解析：区分晶体硼和无定形硼最可靠的科学方法为进行X射线衍射实验。B原子的2s能级上有2个电子，2p能级上有1个电子，其价NaBH4是一种重要的储氢载体，阴离子的化学式为BH4-，其结构式为立体构型为正四面体形。(5)从题图2可看出，每个多硼酸根离子单元中B与O的个数比为1：(1+2X1

3、/2)=1：2,所以化学式为BO或(BO2)n-或BR。(7)个晶胞中含有B原子数目为8X1+6x1=4,含N原子数目为4，一个晶胞的质量为g，根据p=V,V=m=嚴cm3，晶胞棱长为3100cm二3难发现，N与N之间的最小距离就是晶胞面对角线的一半，因此晶体中两个最近的N原子间的距离为弄a0 xlOlo卩皿。2(2020广东茂名综合测试)钠的化合物用途广泛，回答下列问题：多硫化钠(Na2S可用作聚合的终止剂。钠原子的价电子的轨道表达式(电子排布图)为，基态S原子的核外电子占据最高能TOC o 1-5 h z级的电子云轮廓图为。Na2S4中存在的化学键有(填序号)。A离子键B.极性共价键C.n

4、键D.非极性共价键离子半径：r(S2-)r(Na+)的原因是。Na2SO3常用作工业的脱氧剂和漂白剂，其阴离子的中心原子的杂化方式是，空间构型是。化学式NaFNaClNaBrNaI熔点/c995801775651下表列出了钠的卤化物的熔点。NaF的熔点比NaI的熔点高的原因是。NaCl的晶格能是786kJmol-1，则NaF的晶格能可能是(填序号)。A704kJmol-iB.747kJmol-iC928kJmol-i(5)NaH具有NaCl型的立方晶胞结构，如图甲所示，已知NaH晶体的晶胞参数a=488pm,Na+的半径为102pm,则H-的半径为pm；NaH的理论密度是字)。gcm-3(保留

5、三位有效数OoOCo首例被发现的带结晶水的超导材料的化学式为Na0.35CoO13H2O,具有CoO2H2ONaH2OCoO2比。Na码0层状结构，已知CoO*层的构型部分如图乙所示，其中粗线画出的是其二维晶胞，则x=答案：比哑铃形(或纺锤形)ADS2-的电子层数多sp3三角锥形NaF和NaI同属于离子晶体，r(F-)r(Na+)o个如有6+2；2X3Na2SO3的阴离子SO2-的中心原子S与另外3个O原子形成3=1对孤对电子.故其杂化方式是SP3,SO的空间构型是三角锥形。NaF的熔点比NaI的熔点高的原因是NaF和NaI同属于离子晶体,r(F-)r(i-)离子半径越小晶格能越大熔点越高Na

6、Cl的晶格能是786kTmol-i，r(F-)OCNH3为极性分子且和H2O分子间能形成氢键，而CH4为非极性分子，与H2O分子间不能形成氢键291s22s22p66氮平面正方形sp3(4)1.61解析：氮气分子的结构式为N三N,其中的共价键类型为一个o键和两个n键，氮气分子比较稳定的原因是氮氮三键的键能大，不易被破坏。(2)由于同周期元素的第一电离能从左到右呈增大趋势，但N元素最外层的2p轨道上只有3个电子，属于半充满状态，比较稳定，所以N元素的第一电离能大于O元素的，此c、N、O的第一，其三种元素的电负性由小到大的顺序为。(2)日常生活中，看到的许多可见光，如霓虹灯，试从原子结构角度解释这

7、一现象：。(3)区分晶态二氧化硅和非晶态二氧化硅最可靠的科学方法是。电离能由大到小的顺序为NOC；NH3分子为极性分子且和水分子J间能形成氢键，因此nh3易溶于水，ch4为耳非极性分子，且与h2o分子间不能形成氢键，所以CH4不易溶于水。(3)X+中所有电子恰好充满K、L、M3个电子层，则X原子核外电子数为2+8+18+1=29,即X是29号元素Cu,因为原子核外没有运动状态完全相同的两个电子存在，所以Cu原子核外电子的运动状态共有29种；基态N3-的电子排布式为1S22S22P6；结合题意及晶体结构图可知，白球表示N3-黑球表示Cu+则与N3-等距离且最近的Cu+有6个。NH3分子中的N原子

8、上有孤电子对,所以两种配离子中提供孤电子对的原子均为氮。已知两种配离子都具有对称的空间构型，Zn(NH3)42+中的两个nh3被两个Cl-取代只能得到一种结构的产物，说明该配离子a为正四面体结构，其中Zn的杂化类型为sp3杂化，而Cu(NH3)42冲的两个nh3被两个Cl-取代能得到两种结构不同的产物说明该配离子为平面正方形结构，两种不同的结构分别为两个氯原子在同一边上和在对角线上。(4)根据重冰的晶胞结构可知，1个晶胞中含有2个水分子，所以该晶胞的质量为6罷g=6g，其体积为=(333.7X10-10cm)3372X10-23cm3,所以该晶体的密度为366.02X1023g(3.72X10

9、-23)cm31.61gcm-3。5(2020湖北荆、荆、襄、宜四地七校联考)卤素及其化合物广泛存在于自然界中。回答下列问题：光气(COCl2)是一种重要的有机中间体，在农药、医药、工程塑料、聚氨酯材料以及军事上都有许多用途。光气分子的立体构型为一种铜的溴化物晶胞结构如图所示，若将图中的Cu去掉，再把所有的Br换成Cu,得到晶体铜的晶胞结构，则晶体铜的堆积方式为，某同学将基态铜原子的价电子错误地写为3d94S2，违背了核外电子排布规律中的。ofir0Cu下列关于上述铜的溴化物晶胞结构说法正确的是(填序号)。A该化合物的化学式为CuBr2B铜的配位数为8C与Br紧邻的Br有12个D由图中P点和Q

10、点的原子坐标参数，确定R点的原子坐标参若图中P点和R点的原子核间距为acm,NA为阿伏加德罗常数的值，则该晶胞密度为cmw(列出计算式即可)。答案：(1)平面三角形CClO(2)原子核外电子发生跃迁,从激发态变为基态时以光的形式释放能量X_射线衍射实验面心立方最密堆积洪特规则(特例)CD(辭4X144A3XNAA或Tx解析:本题考查分子的空间构型、电负性、原子光谱法、X-射线衍射实验、金属原子的堆积方式、晶胞的计算。()(1)光气的分子式为COC12,结构式为(jj.碳原子的孤电子对数为0,价层电子对数为3,则其空间结构为平面三角形；同一周期从左到右元素的电负性逐渐增大非金属性越强，电负性越大

11、，所以C、O、Cl三种元素的电负性由小到大的顺序为CvClvO。(2)光是电子释放能量的重要形式之一，日常生活中，看到的许多可见光(如霓虹灯等)，都与原子核外电子发生跃迁，从激发态变为基态时以光的形式释放能量有关。晶态和非晶态二氧化硅结构上最大的不同是晶态二氧化硅为长程有序排列，非晶态为短程有序排列，区分晶态二氧化硅和非晶态二氧化硅最可靠的科学方法是对固体进行X射线衍射实验。晶胞中铜原子位于面心、顶点上，属于面心立方最密堆积；根据洪特规则，对于同一能级中，当电子排布为全充满、半充满或全空时是比较稳定的结构基态铜原子价电子应为3dio4si”若写为3d94s2,则违背了核外电子排布规律中的洪特规则(特例)。(5)根据均摊法，晶胞中含有的铜原子数目为4个，含有的溴原子数是8x8+6x2=4f所以晶胞的化学式是CuBr,A错误；Cu原子与4个Br原子成键，Cu原子的配位数为4,B错误；根据晶胞图可知，与每个Br紧邻的Br有12个，C正确；图中P点原子坐标参数为(0