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文档简介
晶胞结构及参数计算
课时要求1.认识晶胞模型,并能运用四类晶胞模型进行分析或计算;2.掌握均摊法计算化学式的思
维流程;3.能依据微观晶胞结构参数求算宏观晶体密度。
考点一晶胞结构及均摊法计算
。知识梳理
1.认识晶胞
⑴概念
晶胞是描述晶体结构的基本单元,是从晶体中“截取”出来具有代表性的最小重复单元。
⑵晶胞形状
常规的晶胞都是平行六面体。
⑶晶体中晶胞的排列——无隙并置
①无隙:相邻晶胞之间没有任何间隙。
②并置:所有晶胞壬后排列、取向相同。
⑷品胞的特征
晶胞是8个顶角相同、三套各4根平行棱分别相同、三套各两个平行面分别相同的最小平行六面
体。
m小题对点过
下列图示结构中,属于晶胞的是,简述判断的理
由
答案③①中三条竖棱上有原子,另一条竖棱上没有原子,且前后两个面也不相同,无法无隙并置,
不属于晶胞;②图中左右两个面不同,四条竖棱中只有其中一条有原子,无法无隙并置,不属于晶胞;③
图中8个顶点都有一个原子,体心也有一个原子,能无隙并置,属于晶胞;④图中上下两个面、左右两
个面、前后两个面均不相同,无法无隙并置,不属于晶胞。
2.晶胞中微粒数的计算方法一均摊法
⑴长方体(包括立方体)晶胞中不同位置的粒了数的计算:如某个粒了为N个晶胞所共有,则该粒了有
:属于这个晶胞。中学中常见的晶胞为立方晶胞,立方晶胞中微粒数的计算方法如图1,
N
位于有1/8帆于
顶角该立方体
位于有"4属于
核上该立方体
位于有1/2属于
Ififl以立方体
位于完全屈于
内部该立方体
⑵非长方体结构
oMg•B
图2
在六棱柱结构(如图2)中,顶角上的原子有!属于此结构,面上的原子有J属于此结构,因此六棱柱中镁
62
原子个数为12xl+2x卜3,硼原子个数为6。
62
II小题对点过
⑴如图甲、乙、丙是三种晶体的晶胞,则甲中X与y的个数比是________,乙中a与b的个数比
是,丙中有个c和________个do
甲乙丙
⑵某物质的晶胞中含A、B、C三种元素,其排列方式如图所示(其中前后两面面心上的B原子没有
画出),该晶体的化学式为
答案(1)2:11:144⑵AB3c
3.晶胞中粒子配位数的计算
一个粒子周围最邻近的粒子的数目称为配位数,它反映了晶体中粒子排列的紧密程度。
⑴晶体中原子(或分子)的配位数:若晶体中的微粒为同种原子或同种分子,则某原子(或分子)的配位
数指的是该原子(或分子)最接近且等距离的原子(或分子)的数目。常见晶胞的配位数如下:
简单立方:面心立方:体心立方:
配位数为6配位数为12配位数为8
⑵离子晶体的配位数:指一个离子周围最接近且等距离的异种电性离子的数目。
Na。晶胞
以NaCl晶体为例
①找一个与其离子连接情况最清晰的离子,如图中心的灰球(cr)。
②数一下与该离子周围距离最近的异种电性离子数,如图标数字的面心白球(Na+)。确定CT的配位数
为6,同样方法可确定Na+的配位数也为6o
m小题对点过
。代表S,・
⑴已知Cu2S晶胞中S2-的位置如图所示,Cu+位于S2-所构成的正四面体中心。S2-的配位数
⑵某种钙钛矿晶胞如图所示,则钙原子的配位数是O
QCa
。Ti
QO
答案(1)8⑵12
解析⑴在Cu2s晶胞中,正四面体中心共有8个,每个正四面体中心均分布着一个C/,每个S?一周围
有8个C-故S?一的配位数为80
。知能通关
1.下列有关晶胞的叙述,不正确的是()
A.晶为中的晶胞不一定都是平行六面体
B.晶胞是晶体中基本的结构重复单元
C.已知品胞的结构,可推知晶体的结构
D.使用“均摊法”计算晶胞的微粒数,处于顶点、棱、面、体心对晶胞的贡献分别为卜;、:、1
答案D
解析A.晶体中的晶胞不一定都是平行六面体,也可能是六方晶胞,A正确;B.晶胞是晶体的代表,是
晶体中的最小单位,晶胞无隙并置起来很I」得到晶体,故晶胞是晶体中基本的结构重复单元,B正确;C.
晶胞无隙并置起来,则得到晶体,已知晶胞的结构,可推知晶体的结构,C正确;D.在六方晶胞中,处于顶
角的粒子对晶胞的贡献为错误。
O
2.储氢合金是一类能够大量吸收氢气,并与氢气结合成金属氢化物的材料,如锄(La)镇(Ni)合金,它吸
收氢气可结合成金属氢化物。某偶馍储氢合金晶胞结构如图,该材料中偶、锲、氢的原子个数比为
♦La
ONi
°H2
A.8:9:10B.l:5:6
C.l:5:3D.l:5:5
答案B
解析利用均摊法,La在晶胞的顶角,MLa)=84=l;Ni在面心和体心,N(Ni)=8x9l=5;氢气在棱上和
面心,MH2)=8x:+2x;3;则镯、镣、氢的原子个数比为1:5:6。
42
3.(2025•八省联考陕西卷)科研人员在高温高压条件下合成了类金刚石结构的硼碳氮化合物,其晶
胞结构如图所示,立方晶胞参数为。pm。NA是阿伏加德罗常数的值。下列说法错误的是()
A.该化合物为共价晶体,硬度大
B.晶体中与B原子距离最近且相等的B原子数为4
C.晶胞中C—C键与C—N键的数目比为2:1
D.晶体的密度二98g-cm'3
103
NAx(axlO-)
答案c
解析由图可知才安均摊法,N原子数目为8x1+2x:2,B原子数目为2,C原子数目为4x92E,则
oZN
N、B、C原子数目之比为1:1:2,化学式为BC?N;A.该晶体具有类金刚石结构,金刚石是由碳原子
通过共价键形成的共价晶体,具有硬度大、熔沸点高等性质,则该化合物为共价晶体,硬度大,A正确;B.
如图所示:**,将晶胞平移,以b点的B为坐标原点,则B原子距离最近且相等的1个B原子。
位于面心,其余两个面心为C原子,根据晶胞结构可知,若面心上全部都是B,B原子距离最近且相等
的B原子数为3x8x;12,但面心上的B只占了去因此B原子距离最近且相等的B原子数为4,B正
确;C如图所示:,X以m点的C原子为研究对象,其形成2条C—C键,两条C—N键,则二者数
2X(11+12X2+14)
目比为1:LC不正确;D.晶胞的密度二晶体的密度二奇五=(2--goRD正确。
4.金属锲及其化合物在合金材料以及催化剂等方面应用广泛。请回答下列问题:
⑴NiO、FeO的晶体结构类型均与氯化钠的相同,Ni2+和Fe2+的离子半径分别为69pm和78pm,则熔
点NiOFeO(填“v”或
(2)NiO晶胞中Ni和0的配位数分别为、
答案(1)>(2)66
解析⑴NiO、FeO都属于离子晶体,熔点高低受离子键强弱影响,离子半径越小,离子键越强,熔点越
高。⑵因为NiO晶体结构与NaCl相同,而NaCl晶体中Na\C「的配位数都是6,所以,NiO晶体中
Ni2\CP的配位数也是6。
考点二晶胞参数计算
顼知识梳理
1.晶胞参数
晶胞的形状和大小可以用6个参数来表示,包括晶胞的3组棱长〃、b、。和3组棱相互间的夹角a、
6小即晶格特征参数,简称晶胞参数。
2.晶体结构的相关计算
二晶胞占有的微粒体积
⑴空间利用率x100%o
晶胞体积
⑵金属晶体中体心立方堆积、面心立方堆积中的几组计算公式(设棱长为a)
①面对角线长=o
②体对角线长二百〃。
③体心立方堆积4r=V3r/(r为原了半径)。
④面心立方堆积4片血。(厂为原子半径)o
3.宏观晶体密度与微观晶胞参数的关系
0知能通关
1.(2025•八省联考四川卷)一种具有钙钛矿结构的光催化齐L其四方晶胞结构如图所示
(a二六尸90。),NA是阿伏加德罗常数的值。
下列说法错误的是()
A.该物质的化学式为PbTiOs
B.1位和2位-的核间距为与1。pm
C.晶体的密度为舞jx1030g-cm3
D.2位O?的分数坐标为G,0》
答案c
解析A.根据各原子在晶胞中位置,Pb2+在晶胞顶点,个数为8x1=1,6个氧离子位于面心,个数为
6、白3,『位于体心,仅有f,故化学式为PbTiO3,A正确;B.如图?
,构造一个直角三角
形,〃『0.5w=0.55〃,则1位和2位。2的核间距为,苏+九2=^(o.5a)2+(0.55a)2=pm,B正
确;C根据密度公式片氏=aw;:;。-3。西=鬻翳C错误2.2位。2的分数坐标为&0,》D正
确。
2.某种金属卤化物无机钙钛矿的晶胞结构如图所示,晶胞的边长为。pm,则该物质的化学式
为;晶体中Pb%与Cs+最短距离为pm;晶体的密度〃二g・cm"(设阿伏加德
罗常数的值为NA,用含a、NA的代数式表示;可能用到的相对原子质量:Cs—133Pb—207I—
127)o
答案721
CsPbl3-lo3
(axlO)-jVA
解析Cs-位于顶角,个数为8x91;r位于面心,个数为6X2=3,Pb2T有1个位于体心,则该晶胞的化学式
oZ
为CsPbb;晶体中Pb2+与Cs,最短距离为体对角线长的一半,即为半pm;晶胞质量为某g,晶胞体积
2NA
为310*3cm3,则晶体密度为Mg.cm-\
(ax]•<vA
3.氮化硼是一种性能优异的新型材料,主要结构有六方氮化硼(图1)和立方氮化硼(图2)o前者与石墨
结构类似。
⑴50.0g六方氮化硼晶体中含有六元环的数目为
⑵立方氮化硼中N的配位数为o已知立方氮化硼密度为dg・cm-3,NA代表阿伏加德罗常数
的值,立方氮化硼晶胞中面心上6个N原子相连构成正八面体,该正八面体的边长为pm(列
式即可)。
答案⑴2NA(2)4TX3&10,°
2yjaN
解析⑴根据均摊法,一个六方氮化硼晶体的六元环含有一个N、一个B,50.0g六方氮化硼晶体中
含有六元环的数目为能XNA=2NA。⑵由图2可知,立方氮化硼中N的配位数为4;面心上6个N原
14+11
子构成正八面体,该正八面体的边长等于面对角线的一半,设BN晶胞边长为acm/个晶胞中含有4
个B原子,含有N原子数为8x1+6x:=4,则1个晶胞中含有4个BN,所以仁答,解得用,廖,故
82a。NAyldNA
正八面体的边长为日x康xl()1。pm。
4.Zn与S所形成化合物晶体的晶胞如图所示。Zi?+的配位数是S2-填充在ZM+形成的正四
面体空隙中。若该晶体的密度为dg-cm-3,阿伏加德罗常数的值为NA,则该晶胞参数斫nmo
答案4联卜°7
解析根据晶胞结构可知晶胞中含有Zi?+个数为6x:4,S2-全部在晶胞内,共4个,其化学式
oZ
是ZnS。根据晶胞结构可知S?-位于4个ZE形成的正四面体空隙中S-的配位数是4,根据化学式可
判断Z/+的配位数也是4。若该晶体的密度为dg-cm-3,阿伏加德罗常数的值为NA,贝I」上慈,因此该
晶胞参数。二%gcm=nmo
本讲感悟
疑点:________________________________________
盲点:________________________________________
-体验真题感悟高考
高温
1.(2024•湖南卷)U2CN2是一种高活性的人工固氮产物其合成反应为2UH+C+N2U2CN2+H2,晶
胞如图所示,下列说法错误的是()
A.合成反应中,还原剂是LiH和C
B.晶胞中含有的Li+个数为4
C.每个CNL周围与它最近且距离相等的Li+有8个
D.CNL为V形结构
答案D
解析A.LiH中H元素为-1价,由图中CN>化学式可知元素为-3价,C元素为+4价,根据反应
高温
2LiH+C+N2==^izCNz+Fb可知,H兀素由-1价升高到0价,C兀素由0价升高到+4价,N兀素由0价
降低到-3价,由此可知还原剂是LiH和C,故A正确;B根据均摊法可知,Li+位于晶胞中的面上,则含有
的LF个数为8X),故B正确;C.观察位于体心的CN尸可知,与它最近且距离相等的Li+有8个,故C
正确;D.CN>的中心原子C原子的价层电子对数为2+*(4+2-3x2)=2,且CN厂与C02互为等电子体,
可知CN厂为直线形分子,故D错误。
2.(2024•湖北卷)黄金按质量分数分级,纯金为24K。Au—Cu合金的三种晶胞结构如图,II和IH是立
方晶胞。下列说法错误的是()
>ob°o:.*Au
•>*OCu
iiiIII
A.I为18K金
B.II中Au的配位数是12
C.HI中最小核间距Au―Cu<Au—Au
D.I、II、HI中,Au与Cu原子个数比依次为1:1、1:3、3:1
答案C
解析纯金为24K,则18K金中金的质量分数为抖<1()()%=75%,I中Au位于体心,个数为l,Cu位于
24
顶点,个数为8xi=1,则Au的质量分数为蒜厂100%M5%,为18K金,A正确;11中Au位于顶点,个数
为8x^=1,Cu位于面心,个数为6x;3,晶体化学式为CU3AU,1个Cu周围有4个Au厕1个Au周围有
oZ
12个Cu,Au的配位数是12,B正确;山中Au—Cu和Au—Au的最小核间距均为面对角线长度的事故
最小核间距Au—Cu=Au—Au,C错误;结合上述分析可知,I中Au、Cu原子个数比为I:1,11中Au、
Cu原子个数比为1:3,III中Au位于面心,个数为6x5=3,Cu位于顶点,个数为8x,=l,Au、Cu原子个
数比为3:LD正确。
3.(2024•黑吉辽卷)某锂离子电池电极材料结构如图。结构1是钻硫化物晶胞的一部分,可代表其组
成和结构;晶胞2是充电后的晶胞结构;所有晶胞均为立方晶胞。下列说法错误的是()
结构1晶胞2晶胞3
A.结沟1钻硫化物的化学式为Co9s8
B.晶胞2中S与S的最短距离为3
C.晶胞2中距Li最近的S有4个
D.晶胞2和晶胞3表不同■晶体
答案B
解析由均摊法知,结构1中含Co数目为永4+4=4.5,含S数目为卜12+1=4,C。、S个数比为9:8,则
o4
结构1钻硫化物的化学式为Co)Ss,A正确;由晶胞2可知,S与S的最短距离为面对角线长度的最即
争,B错误;晶胞2中Li与周围4个S形成正四面体结构,故晶胞2中距Li最近的S有4个,C正确;
晶胞2中Li数目为8,S数目为:xl2+l=4,晶胞2含4个Lif,晶胞3中Li数目为8,S数目为彳x8+
48
*6=4,晶胞3也含4个Li2S,故晶胞2和晶胞3表示同一晶体,D正确。
4.(2024・河北卷)金属钿及其化合物广泛应用于电子设备、医药等领域。如图是钱的一种氟化物的
立方晶胞及晶胞中MNPQ点的截面图,晶胞的边长为apm,NA为阿伏加德罗常数的值.下列说法错
误的是()
A.该袈氟化物的化学式为BiF3
B.粒子S、T之间的距离为苧。pm
C.该晶体的密度为23303
NAxaxl00
D.晶体中与钮离子最近且等距的氟离子有6个
答案D
解析根据均摊法可知,该品胞中Bi的个数为120+1=4,F的个数为8xi+6x卜8二12,故该钿氟化
物的化学式为BiF3,A正确;如图所示,根据勾股定理可知,BG?二BP2+PGJ泞
4
pm2=BC)2+OG2,则NBOG为直角,OA=:BH=%ipm,OG=y^pm,AG2=OA2+OG2=^6/2pm2,ST与AG
平行且相等,则粒子S、T之间的距离为平。pm,B正确;该晶体密度为::黑:;设g-cm-3=
1064正确;以题给晶胞体心处钿离子为研究对象,距离其最近的氟离子为位于该晶胞
230g-cm-;C
NAxaxlO-
体内的8个氟离子,D错误。
5.(2023•北京卷)MgS2O3・6H2。的晶胞形状为长方体,边长分别为anm、〃nm、cnm,结构如图所示。
2
O[Mg(H2O)J*
晶胞中的[Mg(H2O)6]2+个数为o已知MgS2O3-6H2O的摩尔质量是Mg・moH,阿伏加德罗常
37
数为NA,该晶体的密度为g-cm'o(inm=10cm)
答案4-^-xlO21
NAabc
解析由晶胞结构可知,1个晶胞中含有8x"4X:+2X泊=4个[Mg(H2O)6]2+,含有4个SzO/;该
3
晶体的密度〃=士”=...————g-cm'o
口NaVNAQbcxlO-21O
高考热点总结________________________________________
"分层训练提升等级
基础落实
选择题只有1个选项符合题意
1.(2024•天津五校联考)萤石是制作光学玻璃的原料之一,其主要成分氟化钙的晶胞结构如图所示。
下列说法不正确的是()
OCa2*
•F-
A.F位于元素周期表p区
B.该晶体属于离子晶体
CF位于Ca2+构成的四面体空隙中
D.每个Ca2+周围距离最近且相等的F有4个
答案D
解析F元素是9号元素,位于元素周期表p区,A项正确。氟化钙中只存在Ca2\F之间的离子键,
该晶体属于离子晶体,B项正确。由题图可知,Ca2+位于晶胞顶点和面心构成面心立方堆积F-位于晶
胞体内,填充在以顶点和3个面心的Ca2+构成的四面体空隙中心,C项正确。以面心处Ca2十为研究对
象,每个Ca?卡周围距离最近且相等的F有8个,D项错误。
2.针(Po)是目前已知最稀有的元素之一。金属针的晶胞沿X、y或z轴的投影如图所示。下列说法错
误的是()
金属孙品
胞投影图
A.构成晶体的微粒间的作用力是金属键
B.构成该晶体的微粒是金属原子(金属离子)和自由电子
C.若Po原子的半径为乙则晶胞边长为迎r
D.晶胞中Po原子的配位数为6
答案C
解析根据投影可知Po晶体采用简单立方堆积,棱上的两个原子相切,所以若原子半径为广,则晶胞
边长为2r,C错误。
3.(2024•江西赣州期中)某金属M储氢材料,最大储氢后晶体结构如下(大黑球是金属原子,小灰球是
氢原子)。有关说法错误的是()
A.M邻位有6个M
B.H邻位有4个M
C.M邻位有4个H
D.晶胞中含有4个MH结构单元
答案A
解析A.M位于顶点和面心,所以M邻位有12个M,A错误;B.H与顶角、3个邻位面心形成正四面
体,H邻位有4个M,B正确;C.顶角M周围由8个小立方体,只有4个体心有氢,邻位有4个H,C正
确;D.晶胞中含有4个H,M有8x[+6X卜4个,晶胞中含有4个MH结构单元,D正确。
oO
4.(2024•江苏盐城期中)下列说法正确的是()
A.H3P02和H3Po4是同素异形体
B.PO"口SOt的空间构型相同
C.H2SO4中存在H-H极性共价键
D.如图所示晶胞的化学式是Nai4cli3
答案B
解析A.H3P02和H3P04是化合物,不是同素异形体,A错误;B.S。厂
的中心原子S原子的价层电子对数为4+竺产=4,为sp3杂化,空间构型为正四面体形;P0广
的中心原子P原子的价层电子对数为4+2产=4,为sp3杂化,空间构型为正四面体形,B正
确;C.H2s04中存在O-H极性共吩键不存在氢氢键,C错误;D.根据“均摊法”,晶胞中含8x"6X==
4个Ma+、12X%1=4个C「,化学式是NaCLD错误。
5.(2024•河北秦皇岛三模)碳化钛在航空航天、机械加工等领域应用广泛。其晶胞结构如图所示。
当TiC中的C原子被N原子取代时,则产生TiCiNx,其性能与x的值有关。下列说法正确的是()
A.x值会影响碳氮化钛的晶胞边长/越大,则晶胞边长越长
B.C原子位于Ti形成的四面体空隙中
C.离Ti原子最近的且距离相等的C原子的数目为8
D.碳化钛具有高熔点、高硬度的特点
答案D
解析A.由于N原子半径小于C原子,故A-值会影响碳氮化钛的晶胞边长质越大,则晶胞边长越小,A
错误;B.由晶胞知,C原子位于Ti形成的八面体空隙中,B错误;C.由晶胞知,Ti原子位于C形成的八面
体空隙中,离Ti原子最近的且距离相等的C原子的数目为6,C错误;D.碳化钛是共价晶体,具有高熔
点、高硬度的特点,D正确。
6.(2021•湖北卷)某立方晶系的睇钾(Sb-K)合金可作为钾离子电池的电极材料,图a为该合金的晶胞
结构图,图b表示晶胞的一部分。下列说法正确的是()
图a图b
A.该晶胞的体积为6?xl0-36cm3
B.K却Sb原子数之比为3:1
C.与Sb最邻近的K原子数为4
D.K和Sb之间的最短距离为》pm
答案B
解析该晶胞的边长为4X10“。cm,故晶胞的体积为5)3=#10-30cm)A项错误;该晶胞中K
的个数为12x1+9=12,Sb的个数为8x1+6x:4,故K和Sb原子数之比为3:1,B项正确;以面心处
4oZ
Sb为研究对象,与Sb最邻近的K原子数为8,C项错误;K和Sb的最短距离为晶胞体定角线长度的匕
4
△
7.(2024•湖南炎德英才联考)实验室制取HF的原理为CaFz+H2so4(浓)-CaSCM+2HFT,氢氟酸可
用来刻蚀玻璃,发生反应:SiO2+4HF===SiF4f+2H2O0CaF2的立方晶胞如图所示,其晶胞参数为。pm。
下列说法错误的是()
A.氢化,物的稳定性:HF>H2O
B.SiF4、H2O、SO/三者的中心原子价层电子对数相等
3
C.CaF2的晶体密度为3:2。.g-cm-(NA为阿伏加德罗常数的值)
CLX1UNR
D.CaF2晶体中F-与Ca2+之间的最近距离为全pm
答案D
解析A.非金属性F>0,则氢化物的稳定性:HF>H2O,故A正确;B.SiF-H2O和SO厂的中心原子的
价层电子对数均为4,故B正确;C.由氟化钙晶胞可知每个晶胞中含有4个Ca2\8个F,由晶胞结构
可知其密度为忌"g-cm'故C正确;D.CaF2晶体中为面心立方最密堆积F位于Ca?,围成
的正四面体的空隙中尸与Ca之十之间的最近距离为立方晶胞体对角线长的3,即为中。pm故D错误。
8.(2023•湖南卷)科学家合成了一种高温超导材料淇晶胞结构如图所示,该立方晶胞参数为。pm。
阿伏加德罗常数的值为NA。下列说法错误的是()
A.晶体最简化学式为KCaB6c6
B.晶体中与K+最近且距离相等的Ca2+有8个
C.晶胞中B和C原子构成的多面体有12个面
D.晶体的密度为上关史g-cnr3
“NA
答案C
解析A.根据晶胞结构可知,K个数:8x%l,Ca个数:1,B个数:12x;6,C个数:12x^6,故其最简化学式
oZZ
为KCaB6c6,A正确B根据晶胞结构可知,K+位于晶胞体心,Caz-位于顶点则晶体中与K?最近且距离
相等的Ca2十有8个,B正确;C根据晶胞结构可知,晶胞中B和C原子构成的多面体有14个面,C错
误;D根据选项A分析可知,该晶胞最简化学式为KCaB6c6,则1个晶胞质量为:言g,晶胞体积为
/x1()-3。cnR则其密度为与手©RD正确。
"NA
9.⑴(2021・福建卷)类石墨相氮化碳(g-C3N。作为一种新型光催化材料,在光解水产氢等领域具有广
阔的应用前景,研究表明,非金属掺杂(0、S等)能提高其光催化活性。g-C3N4具有和石墨相似的层状
结构,其中一种二维平面结构如图所示。
每个基本结构单元(图中实线圈部分)中两个N原子(图中虚线圈的N原子)被0原子代替,形成0掺
杂的g-C3N4(OPCN)。OPCN的化学式为o
⑵神化硼的晶胞结构如图1,图2中矩形AACC是沿晶胞对角面取得的截图。回答下列问题:
①晶胞中各原子在矩形AA'C'C中的位置为(填标号)。
②若晶胞的边长为apm,阿伏加德罗常数的值为NA,则晶体的密度为g-cm%列出计算表达
式)。
答案(DC3N3O⑵①B歙拨埼
解析⑴每个基本结构单元中含C的个数为6,N的个数为54-3x1=6,0的个数为2,则C、N、O的个
数比为6:6:2=3:3:1,故OPCN的化学式为C3N3O。⑵①根据题图1、题图2可知,品胞中各原
子在矩形AACC中的位置为B。②1个晶胞中含有B原子个数为8x1+6x%4,As原子个数为4,
oZ
故晶体的密度为4x(11+75)g-cm•\3
-103
NA(axlO)
能力提升
10.(2024•四川成都模拟预测)常用于检验Fe?+的试剂为K3[Fe(CN)。反应生成的蓝色沉淀其晶体中
基本单元的部分结构如图。下列说法正确的是()
A.如图可表示蓝色晶体的一个晶胞
B.由如图结构可推测K3[Fe(CN)s]中N为配位原子
C.1个上述结构有1个单位负电荷
D.lmolK3[Fe(CN)d有15NA个。键
答案B
解析A.蓝色晶体化学式为KFe[Fe(CN)6],阴离子[Fe(CN)(,广阳离子是K\Fe?)图中几何体是
F』+—CN—Fg+的重复单位,不能表示一个晶胞,故A错误;BK[Fe(CN”中的铁为F针,图中与Fe3+
配位的原子为N原子,故B正确;C.上述单位中含有Fe3+的个数为4x1=:含有Fe?+的个数为4x1=1
oZOL
则正电荷为3x:+2x券2.5,含有CN个数为12x%3,则负电荷数量为3,则1个上述结构有0.5个单
224
位负电荷,故C错误;D.K3[Fe(CN)6],中含有6个配位键,CN内部含有1个。键,2个工键很U1mol
K3[Fe(CN)6]有o键(6+1X6)NA=12NA个。键,故D错误。
11.(2024•湖北黄冈模拟预测)科研工作者合成了低温超导化合物M,再利用低温去插层法,获得了一
个新化合物N。二者的晶体结构如图所示,下列说法不正确的是()
OCsrW
•V
eSeL一
oO6()t
72h
MN
A.去珏层过程实质是将M中Cs元素转化为CsI去除
B.N的化学式为V2Se2O
C.N中V原子填充rSe原子构成的止八面体空隙
D.M中与Cs原子最临近的Se原子有8个
答案C
解析A.去插层过程中Cs元素均转化为CsI,故A正确;B根据均摊原则,晶胞中含有V原子数8xi+
4
4x5=4、Se原子数8x:+2=4、0原子数8x^+1=2,N的化学式为V?Se2。故B正确;C.N中
248
V原子位于Se原子围成的正方形中心,故C错误;D.根据图示,观察M的结构,与Cs原子最临近的Se
原子有8个,故D正确。
12.(2023•湖北卷)镯La和H可以形成一系列晶体材料LaH〃,在储氢和超导等领域具有重要应用。
LaH〃属于立方晶系,晶胞结构和参数如图所示。高压下,LaH2中的每个H结合4个H形成类似CH4
的结构,即得到晶体LaK.下列说法错误的是()
LaH2沿「轴投影
LaH.
A.LaH2晶体中La的配位数为8
B.晶体中H和H的最短距离:LaH2>LaH,
C.在La&晶胞中,H形成一个顶点数为40的闭合多面体笼
D.LaH、单位体积中含氢质量的计算式为__________40_______g__e_m5
(4.84X1O-8)3X6.O2X1O23
答案C
解析A.由LaH2的晶胞结构可知,La位于顶点和面心,晶胞内8个小立方体的中心各有1个H原子,
若以顶点La研究,与之最近的H原子有8个,则La的配位数为8,故A正确;B.由LaH.晶胞结构可知,
每个H结合4个H形成类似CH4的结构,H和H之间的最短距离变小,则晶体中H和H的最短距
离:LaH2〉LaH“故B正确;C.由题干信息可知,在LaH,晶胞中,每个H结合4个H形成类似CH4的结
构,这样的结构有8个,顶点数为4x8=32,且不是闭合的结构,故C错误;D.1个LaK晶胞中含有5x8=40
个H原子,含H质量为弓g,晶胞的体积为(4.84X10-T初3,则Lah单位体积中含氢质量的计算式为
NA
(4.84x10-8)3x6.02X1023g,Cm故口正确。
13.(2024•浙江名校联考)钙钛矿并不是专指一种含钙和钛的某种化合物,而是一类具有相似结构的
晶体材料的总称,如图所示晶胞可表示立方钙钛矿,其中A是较大的阳离子,B是较小的阳离子,X是
阴离子,该立
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