2023版高三一轮总复习化学鲁科版：题型突破集训5 晶体的结构分析和计算

题型突破集训(五)晶体的结构分析和计算

1.(l)CaTiO3的晶胞如图1所示，其组成元素的电负性大小顺序是

金属离子与氧离子间的作用力为，Ca2+的配位数是。

银晶胞示意图

(2)图2所示银的晶胞中有个银原子。

(3)磷青铜的晶胞结构如图3所示，该晶体中铜、锡、磷三种原子的数目之

比为.如图4为Fe与N所形成的一种化合物的基本结构单元，该化合

物的化学式为»

OSnOFe

OCuON

［答案］(l)O>Ti>Ca离子键12(2)4

(3)3：1：1FesNa

2.(2021•广东选择性考试，节选)理论计算预测，由汞(Hg)、楮(Ge)、镣(Sb)

形成的一种新物质X为潜在的拓扑绝缘体材料。X的晶体可视为Ge晶体(晶胞

如图a所示)中部分Ge原子被Hg和Sb取代后形成。

(1)图b为Ge晶胞中部分Ge原子被Hg和Sb取代后形成的一种单元结构,

它不是晶胞单元，理由是_____________________________________________

________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________O

(2)图c为X的晶胞，X的晶体中与Hg距离最近的Sb的数目为;

该晶胞中粒子个数比Hg：Ge：Sb=o

(3)设X的最简式的式量为跖，则X晶体的密度为gem3列

出算式)。

bc

［解析］(1)题图b中上、下两个面的面心原子分别为Hg和Ge,晶胞结构

不对称，不符合晶胞平移后重合的特性，因此不是晶胞单元。(2)由题图c可知，

X的晶体中与Hg距离最近的Sb的数目为4;该晶胞中Hg原子数=4><J+6X；

=4(个)，Ge原子数=8X：+4X；+1=4(个)，Sb原子数为8,故Hg、Ge、Sb

粒子个数比为4：4：8=1：1：2o(3)该晶胞的组成为Hg4Ge4sb8,由于最简式

的式量为Mr,则晶胞的质量为二六g,晶胞的体积为—XlO^icmS,则晶体的

4Mr

士，,心NA_44Afr一飞

密度为两育g.cm3=2X10-21g<m3。

［答案］(1)图b中上、下两个面的面心原子在上、下平移过程中不能重合

(2)41：1：2(3)^2^10-21

3.NiO晶体结构中阴、阳离子的配位数均为6,则晶胞的俯视图可能是

(填字母)。若晶胞参数为apm,阿伏加德罗常数的值为NA,晶体的密

度是g-cm_3o

-----

--'--

—«---

ABCD

［解析］NiO晶体结构中阴、阳离子的配位数均为6,可判断Ni2+和。2-占

据晶胞的顶点、面心、体心和棱上，所以俯视图中C和D符合，取1mol晶胞，

m

则有NA个晶胞，质量为，"=4X(59+16)g=300g,则密度为〃=歹=

300g_3义1。323

-1033=8，Cm

NAX(aXIO)cmaWA°

3X1Q32

［答案］

CDa3Nx

4.（2021•新乡一中高三模拟）（1）滨苯和硅在催化剂铜的存在下加热，可以生

成C6H5SiBl>3和H5c6—C6H5,基态铜原子的价层电子排布式为,形成

硅化物中硅的杂化类型为o已知硅的氢化物SiH4中Si显正电性，在上

述反应中所有非金属元素的电负性由大到小的顺序为O

（2）硅是亲氧元素，在自然界以氧化物和含氧酸盐形式存在，硅和碳同主族

但SiO2比CO2熔点高的原因是,SiO5的空间结构为

⑶硅在不同条件下的晶体结构不同

①常温时为金刚石型结构如图1,该结构中硅原子与Si-Si键的数量比为

,下图中为晶胞（图1）对角面的投影图（以表示硅原子）的是.（填

选项）。

②当条件变为12Gpa时，硅晶体为四方晶系，晶胞如图2,晶胞参数。=

183pm,c=900pm,晶胞的密度为g/cnP。（阿伏加德罗常数的值为

6.02X1023写出计算式）

图2

［解析］(l)Cu为29号元素，原子核外有29个电子，基态铜原子的核外电

子排布式为［Ar］3di04s】，价层电子排布式为3di04si;形成的硅化物中Si原子最

外层有4个电子，分别与3个Br、苯环上的C结合，形成四个。键，所以Si

为sp3杂化；因为硅的氢化物SiH4中Si显正电性，说明H吸引电子能力更强，

所以Si的电负性小于H；在CH4中C显负电性，CBm中C显正电性，所以电

负性顺序为Br>C>H>Si»

(2)SiO2是共价晶体，微粒间作用力为共价键，作用力强，熔点高，CO2属

于分子晶体，微粒间作用力为分子间作用力，相互作用弱，熔点低；SiO歹中Si

4+2—2X3

原子的价层电子对数为3+-----z--------=3,不含孤电子对，所以为平面三角形。

(3)①每个Si原子形成4个Si—Si键，每个Si—Si键被两个硅原子共用，所

4

以每个Si原子拥有不=2个Si—Si键，则硅原子与Si—Si键的数量比为1:2;

沿阴影的对角线界面的投影为O;若为另一个对角线则

,故选AC。

②根据图示可知晶胞体积为L83XL83X9Xl()-24cm3,根据均摊法晶胞中

114X28

原子的个数为孑所以晶胞的质量为，所以密

Sil+8Xod+4X乙=4,O.UZAg

____________4义28____________3

度为1.83X1.83X9X10-24义602义10-23g/cnr。

［答案］(1)3*。4slsp3Br>C>H>Si⑵Si()2是共价晶体，微粒间作用力

为共价键，作用力强，熔点高，CO2属于分子晶体，微粒间作用力为分子间作

用力，相互作用弱，熔点低平面三角形(3)1：2AC

____________4X28____________

1.83X1.83X9X10-24X6.02X10-23

5.(2021•西宁高三二模)磷及其化合物在工农业生产中都有重要作用。

⑴磷原子核外电子排布式为»

(2)羟基磷灰石［Ca5(PO4)3OH］是牙齿中的重要矿物质，其中羟基(一OH)中氧

原子的杂化方式为,por的空间结构为,该化合物中所含元

素电负性最大的是o

(3)磷化硼为立方晶系晶体，该晶胞中原子的分数坐标为

B：(0,0,0)；&0)；&0,3(0,……

(111)(133)(333)

P：04*»04*-@4*4j;

化"......

卬4，4；

①请在图中画出磷化硼晶胞的俯视图。

白;；

②与每个磷原子紧邻的硼原子有_______个，与每个硼原子紧邻的硼原子

有个。

(4)磷铝矿可提取稀土元素钮(Y),某磷铝矿的结构如图所示。该磷铝矿的化

学式为,与PO「互为等电子体的阴离子有(写出一种离子符

号)。已知晶胞参数a=0.69nm,c=0.60nm,阿伏加德罗常数的值为NA,则该

磷钮矿的密度为g・cm-3(列出计算式)。

［解析］(1)磷的原子序数是15,原子核外电子排布式为Is22s22P63s23P3。

(2)羟基(一OH)中氧原子价层电子对个数是4,根据价电子对互斥理论判断

O原子的杂化方式为sp3;PO1中P原子价层电子对个数=4+(5+3—4*2)/2

=4且不含孤电子对，根据价层电子对判断该微粒空间结构为正四面体形；元素

的非金属性越强，其电负性越大，非金属性最强的是O元素，则电负性最大的

是O元素。

(3)①由原子坐标，可知晶胞中B原子处于晶胞的顶点、面心位置，而P原

子处于晶胞内部，处于B原子形成的正四面体体心位置，投影时顶点原子形成

正方形的顶点，左、右侧面及前、后面的面心原子投影处于正方形棱心，而上、

下底面面心原子投影重合处于正方形的中心，P原子投影处于正方形内部且处于

正方形对角线上(P原子投影、上下底面面心B原子投影将对角线4等分)，故磷

化硼晶胞的俯视图为：$.汉.6；

②P原子周围连接4个B原子，与每个磷原子紧邻的硼原子有4个；以顶

点B原子进行研究，与之紧邻的硼原子处于面心，每个顶点为8个晶胞共用，

每个面心为2个晶胞共用，与每个硼原子紧邻的硼原子有3X8/2=12个。

(4)晶胞中含Y的个数是8X^+4x1+l=4,含磷酸根的个数是6x1+4x1

oLL4

=4,该磷包矿的化学式为YP04,原子数和价层电子数分别都相等的互为等电

子体，与PO1互为等电子体的阴离子有SOF■或CKK、BrO了、IO了、SiOf等。

已知晶胞参数a=0.69nm,c=0.60nm,阿伏加德罗常数的值为NA,则该磷包

.的南庙外m4X(89+31+16X4)_

厂的密度为"-y-0.69XO.69XO.6OXlO-2WA8Cm3°

［答案］⑴Is22s22P63s23P3(2)sp3正四面体形O

(3)①3%*J②412(4)YPO4SO厂或CIO］、BrOI>IO］、SiO/等

4X(89+31+16X4)

0.69X0.69X0.60X10-2,^A

6.(2021•厦门高三三模)我国科学家合成无铅钙钛矿单晶CsMnCh(H2O)2,

在防伪或信息加密等方面具有潜在应用。CsMnCb(H2O)2溶剂致变色效应原理如

图所示。

物质变化：

DMAC

CsMnCh(H2O)2Cs3MnC15^^Cs2MnC14(H2O)2

2-2

含镒配离子：［MnC14(H2O)2F-［MnCh］［MnC14(H2O)2］~

(1)基态M/+的价层电子轨道表达式为o

(2)CsMnC13(H2O)2中，主族元素的电负性从大到小的顺序为。

⑶变色过程，镒离子的配位数(填“有”或“没有”)发生变化。

(4)从结构角度分析DMAC［结构简式为(CH3)2NCOCH3］能使含镒配离子发

生变化的原因：___________________________________________________

⑸Cs3MnCk晶体为正交晶系结构，晶胞参数a=b^c,a=A=>=90。，晶

胞结构如图所示，其中Mn位于面上。

①每个晶胞含CsaMnCIs的单元数有个。

②Cs沿z轴投影图正确的是(填标号)。

O二;

—o

-

A.---。B.d-

…,

。

：

金

D.Q-e-Q

［解析］(l)Mn为25号元素，原子核外有25个电子，失去最外层2个电子

形成Mn2+,所以Mi?+的价层电子排布式为3d5,轨道表达式为

3d

(2)该物质中的主族元素有Cs、Cl、H、0,元素的非金