典型的晶体结构

1、典型的晶体构造1.铁铁原子可形成两种体心立方晶胞晶体：910C以下为aFe,高于1400C时为3Fe。在这两种温度之间可形成丫一面心立方晶。这三种晶体相中，只有丫一Fe能溶解少许1?体心立方晶胞中的面的中心上的缝隙是什么对称？若是外来粒子占用这个缝隙，则外来C。问：粒子与宿主离子最大可能的半径比是多少？2.在体心立方晶胞中，若是某缝隙的坐标为（0,a/2,a/4）,它的对称性怎样？占有该缝隙的外来粒子与宿主离子的最大部分径比为多少？3.假定在转变温度之下，这aFe和丫一F两种晶型的最相邻原子的距离是相等的，求丫铁与a铁在转变温度下的密度比。4.为什么只有丫一Fe才能溶解少许的C？在体心立方晶胞

2、中，处于中心的原子与处于角上的原子是相接触的，角上的原子相互之间不接触。a=（4/.3）r。1.两个立方晶胞中心相距为a,也等于2r+2rh如图，这里rh是空隙“X”的半径，a=2r+2环=（4/.、3）r环/r=0.115（2分）面对角线（、2a）比体心之间的距离要长，因此该缝隙形状是一个缩短的八面体，称歪曲八面体。（1分）2.已知体心上的两个原子（A和B）以及连结两个晶体底面的两个角上原子图中D。连结顶部原子的线的中心到连结底部原子的线的中心的距离为a/2;在顶部原子下面的底部原子组成晶胞的一半。缝隙“h”位于连线的一半处，这也是由对称性所要求的。因此我们要考虑的直角三角形一个边长为a/2

3、,另一边长为a/4图，因此斜边为5/16a。（1分）r+rh=-?f5/16a=5/3rrh/r=0.291（2分）C和密度比=4I2:3”3=1.09（2分）4.C原子体积较大，不能够填充在体心立方的任何缝隙中，但可能填充在面心立方构造的八中（环/r=0.414）。（2分）面体缝隙2.四氧化三铁科学研究表示，Fe3O4是由Fe、Fe3*、O2经过离子键而组成的复杂离子晶体。O2一的重复排列方式如图b所示，该排列方式中存在着两各样类的由O2一围成的缝隙，女口1、3、6、7的O2一围成的缝隙和3、6、7、8、9、12的O2一围成的缝隙，前者为正周围体缝隙，后者为正八面体缝隙，Fe3O4中有一半的

4、Fe3+填充在正周围体缝隙中，另一半Fe3+和Fe2+填充在正八面体缝隙中，则Fe3O4晶体中正周围体缝隙数与O2一数之比为2：1,其中有12.5%正周围体缝隙填有Fe3*,有50%正八面体缝隙没有被填充。Fe3O4中三价铁离子：亚铁离子：O原子=2:1:4晶胞拥有8个正周围体缝隙，4个O2一离子；因此2:1一半三价铁离子放入正周围体缝隙，即一个三价铁离子，因此为1/8=12.5%晶胞实质拥有4个正八面体缝隙，其中已经有一个放Fe3+,其他一个Fe2+占有一个正八面体缝隙，因此50%的正八面体缝隙没有被填充。?铁的原子核是最牢固的原子核组态，因此在能够孕育生命的大红星中，累积好多，这致使铁在宇

5、宙的含量很多，地球也含有好多铁。1?在制作青灰瓷中，Fe2O3被部分复原，产生Fe3O4和FeO的混淆物，这些不相同氧化铁化合物的存在，造成了青灰瓷的特别色彩。磁石（Fe3O4）是含Fe2+与Fe3+离子的氧化物，通式为AB2。4。其中氧离子（O2）形成面心立方，以以下图中灰色球是全部氧离子所形成的面心立方构造。黑色球仅代表一个正四面体的中心地点，白色球仅代表一个正八面体的中心地点。在一个AB2O4的单位晶格中，共有几个正八面体的中心地点（中间心和其他单位晶格共享时，要以比率计算）2?AB2O4可形成正旋转和反旋转的构造，在正旋转中，两个B（三价离子）都在正八面体中心,而A（二价离子）在一个正

6、周围体的中心。在反旋转中，A在正八面体中心，B只有一个可在正八面体中心，另一个必定填到正周围体中心。Fe2+或Fe3+填入？用百分比表示在Fe3O4中，有多少正周围体中心被?4(=1+(1/4)恢)?12.5%金刚石立方金刚石为一面心立方点阵，参数a=3.56688X1018cm,构造中每个碳原子均按周围体方向和四个碳原子以共价键连结，CC键长为1.544X1018cm六方金刚石(可由石墨加热加压制得)a=2.158X1018cm,c=4.12X1018cm(|：立方佥韵后O4.二氧化硅5.硫化锌ZnS的晶体构造有两种型式：立方ZnS型和六方ZnS型。这两种型式的化学键的性质相同，锌原子和硫原

7、子的配位情况也相同。可是在聚集上有必然差别，立方ZnS构造中，半径大的S原子作立方最密聚集，半径小的Zn原子填充在一半的周围体缝隙中，成为立方面心点阵；六方ZnS构造中，半径大的S原子作六方最密聚集，半径小的Zn原子填充在一半的周围体缝隙中，成为六方点阵。它们的构造图以以下图33金红石Ti02(1)四方晶系，体心四方晶胞。Z=2(3)O)近似聚集成六方密聚集构造，Ti4+填入一半的八面体空隙，每个&相邻有3个近似于正三角形的Ti4+配位。(4)配位数6：3。四方晶系，Ti4+处于配位数为6的八面体中。而02-周围有三个近于正三角形配位的Ti4+，每个TiO6八面体和相邻两个八面体共边连结成长链

8、，链和链沿垂直方向共用极点连成三维骨架。1?在自然界中TiO2有金红石、板钛矿、锐钛矿三种晶型，其中金红石的晶胞如右图所示，其中Ti4+的配位数为6。7.CaF2型(萤石)属立方晶系，面心立方晶胞。Ca2+、F-的配位数分别为8、F-占有立方体内部的八个平均地点，每个地点相当于立体对角线的组成正常的面Ca2+离子立方最密聚集，CaF2也可当作F离子简单立方聚集,Ca2+离子占有一半立方体缝隙心立方晶格。F-填充在全部的周围体空隙中(100%)1/4或3/4相邻2?方解石和文石为轴海険酸钙facoj)在葫种罷型：力解石和攵石，对下心仁4这英化合物，田于c的毕胫很卜不能能披u-按八离但涉式氐位，巨

9、然不能能组成钙钛矿型询构造.CaCCh中存左CO?-,由叶和CO排列形成方解石相文后.方搞右的第歳可由取瑕的Mtei型的壇愿来认识，将K曲i的曲心庄方晶卿彩三宽抽的方直压縮成三方晶系的菱面体鼎跖左加厂也脣X1Kcr位遥上放cur,la.asA,a悄拘中心”的配位效为6,并厦一平面和三31轴垂直聞得封方解石的结掏，如頤所丽，方解石的为23盍?三方晶剋參数为口3GT距离Ci9.反莹石构造Be2C为反莹石构造。其中C4作面心立方聚集，Be2+填入全部的周围体缝隙或Be2+做简单立方聚集，C4交替的填入立方体缝隙。(2)Na?。晶体拥有反萤石构造。其中02和Na*分别相当于CaF?中的Ca2+和。它属

10、于面心立方晶格。其中02离子的配位数是8,Na+L离子的配位数是4。在一个Na20晶胞中有8个Na*和4个02离子。若是把02离子当作在空间呈球密堆积构造，则Na*离子占有了全部周围体缝隙地点。碘以以下图是碘晶体的晶体构造。碘属于正交晶系，晶胞参数如右：a=713.6pm；b=468.6pm；c=978.4pm；碘原子1的坐标参数为(0,0.15434,0.11741)(1)_碘晶体的一个晶胞里含有个碘分子；请写岀碘原子2、3、7的坐标参数；碘原子共价单键半径为_pm；_在晶体中，丨2分子在垂直于x轴的平面聚集呈层型构造，层内分子间的最短接触距离d1为_层间分子间的最短距离d2_；已知I原子的

11、范德华半径r2可由几个数值相邻的分子间接触距离平均求得，其值为218pm。比较层内分子间的接触距离di和范德华半径r2大小，你能得出什么结论？（5）丨2分子呈哑铃形，如图。利用以以下图求I2分子共价单键键长d3_6）碘晶体的密度为_；（1）4（2分）（2）2（0，0.84566，0.88259）;3（00，.34566，0.61741）;4（0，0.65434，0.38259）；7（1/2，0.65434,0.11741）（2分）（3）r1=136pm（1分）（4）d1=349.6pm；d2=426.9pm;层内分子间的接触距离小于I原子范德华半径之和，说明层内分子间有必然作使劲.这种键长介于

12、共价单键键长和范德华距离之间的分子间作使劲，对碘晶体性质拥有很大影响，好似碘晶体拥有金属光彩、导电性能各向异性，平行于层的方向比垂直于层的方向高得多。（2分）（5）708-436=272pm（1分）6）5.16g?cm3（2分）右图是碘晶体的晶胞沿x轴的投影。碘属于正交晶系，晶胞参数：a=713.6pm；b=468.6pm；c=978.4pm；碘原子1的坐标参数为（0,0.15434，0.11741）。?碘晶体的一个晶胞里含有的碘分子数；?请写岀晶胞内全部碘原子的坐标参数；?计算碘晶体的密度；4?碘原子共价单键半径r1；5?在晶体中，I2分子在垂直于x轴的平面聚集呈层型结构，计其值为218pm

13、算：层内分子间的最短接触距离d1；层间分子间的最短距离d2；已知|原子的范德华半径r2可由几个数值相邻的分子间接触距离平均求得,比较层内分子间的接触距离d1和范德华半径r2大小，你能得岀什么结论？6?I2分子呈哑铃形，画岀其构造，并标岀主要参数。?4（1.5分）?1（0，0.15434，0.11741），2（0，0.84566，0.88259），3（0，0.34566，0.61741），4（0，0.65434，0.38259），5（1/2，0.15434，0.38259），6（1/2，0.84566，0.61741），7（1/2，0.65434，0.11741），8（1/2，0.34566，0

14、.88259）。（2分）?5.16g-cm3（2分）?r1=136pm（1分）?d1=349.6pm；d2=426.9pm；（各1分）层内分子间的接触距离小于I原子范德华半径之和，说明层内分子间有必然作使劲。这种键长介6（1.5?分）于共价单键键长和范德华距离之间的分子间作使劲，对碘晶体性质拥有很大影响，好似碘晶体拥有金属光彩、导电性能各向异性，平行于层的方向比垂直于层的方向高得多（2分）9.TiCI3TiCl3是工业上重要的催化剂，好似在出名的烯烃定向聚合的齐格勒-纳塔催化剂中就有TiCl3成分，TiCl3有很多种晶型（有、3、丫、3等多种晶型）1、以以下图是BTiCl3晶体沿c轴的投影图（

15、大球代表氯离子，小球代表钛离子）在该晶体中氯离子采用_（选填“ABC”或“AB”）聚集；钛离子填充（选填“周围体”或“八面体”）缝隙；钛离子的填充率是_。1.AB，八面体，33.3%2、以以下图为aTiCI3、丫一TiCl3晶体的聚集模型图（大球代表氯离子，小球代表钛离子）请复原一个Ti离子与CIaTiCI3.Y离子的个数比：TiCI3的层内构造图，并考证层内2-6（个）如上图在每个单位内：氯离子的个数：2:钛离子的个数：2个Ti离子：CI离子=1:3（2分）3、请回答aTiCl3,YTiCI3晶胞参数与BTiCI3的晶胞参数的倍数关系。aTiCI3、丫一TiCI3层聚集的周期是BTiCI3周

16、期的3倍，因此晶胞参数也是3倍关系（3）已知离子半径的数据：r（Ti3+）=77pm,r（CI）=181pm;+请回答以下问题：Ti3离子填入由CI离子围起的哪一种多面体的缝隙在BTiCI3晶体中，CI一取六方密堆？它占有该缝隙的百分数为多少？它填入缝隙的可能方式有几种？r（Ti3+）/r（CI）=77/181=0.4250.414,故Ti3+离子填入八面体缝隙?六方晶胞中,CI离子数:12X1/6（体心）+2X1/2（底心）+3（体内）=6，联合BTiCl3的组成知每个六方晶胞中有2个Ti3+，故八面体占有率为1/3.Ti3+离子填入缝隙的可能方式有3种，从第14题中可知，由三个不相同取向晶胞拼成的图形中有六个正八面体缝隙（），组成了三角棱柱，这六个正八面体缝隙中要排两个Ti3+离子（3），显然有三种:0OOAJ圈528Mac