晶體結(jié)構(gòu)知識匯總及解題方法技巧

1、晶體結(jié)構(gòu)知識匯總及解題方法技巧一、晶胞中質(zhì)點(diǎn)的占有率在一個晶胞結(jié)構(gòu)中出現(xiàn)的多個原子，并不是只為這一個晶胞所獨(dú)立，而是為多個晶胞共用，所以每一個晶胞只能按比例分?jǐn)偂７謹(jǐn)偟母驹瓌t：晶胞任意位置上的原子如果是被n個晶胞所共有，則每個晶胞只能分得這個原子的。立方晶胞，頂點(diǎn)上的粒子占 棱上的粒子占 面上的粒子占 體心的粒子占2、 常見晶胞分析1. NaCl型每個晶胞占有 個Na+， 個Cl-,即 個NaCl粒子每個Na周圍有 個Cl，每個Cl周圍有 個Na，與一個Na距離最近且相等的Cl圍成的空間構(gòu)型為 。每個Na周圍與其最近且距離相等的Na有 個。0.585g NaCl晶體（0.01mol）含有 個

2、晶胞。若已知Na+與Cl-的最短距離為a cm，則NaCl晶體的密度為 。2. CsCl型在CsCl晶體中，每個Cs+周圍與之最接近的且距離相等的Cs+有 個，每個Cs+周圍與之最接近的且距離相等的Cl-有 個。每個晶胞占有 個CsCl粒子。3. 干冰型在干冰晶體中，每個CO2分子周圍與之最接近的且距離相等的CO2分子有 個。每個晶胞中含有 個CO2分子。4. 金剛石型金剛石的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)中，每個碳原子與其他4個碳原子等距離緊鄰，含有由共價鍵形成的碳原子環(huán)，其中最小的環(huán)上有6個碳原子，每個碳原子上的任意兩個CC鍵的夾角都是109°28，其中C原子個數(shù)：CC個數(shù)= 。5. 石英晶體在二氧化

3、硅晶體中，一個硅原子和4個氧原子形成4個共價鍵，1個氧原子和2個硅原子形成2個共價鍵，故Si原子與O原子數(shù)目之比為 。實(shí)際上，該晶體是由硅原子和氧原子按1:2的比例組成的立體網(wǎng)狀晶體，沒有單個分子存在。在晶體中最小的環(huán)為十二元環(huán)，每個環(huán)占有6個Si原子和6個O原子。6. 石墨晶體結(jié)構(gòu)石墨晶體是一種混合型晶體，層內(nèi)存在共價鍵，層間以范德華力結(jié)合，兼具有原子晶體、分子晶體的特征和特性。在層內(nèi)，每個C原子與3個C形成CC鍵，構(gòu)成正六邊形，鍵長相等，鍵角相等（均為120°）；在晶體中，每個C原子參與3條CC鍵的形成，而在每條鍵中的貢獻(xiàn)只有一半，故每個正六邊形平均只占有6×13=2個

4、C原子，C原子個數(shù)與CC鍵數(shù)之比為2:3。3、 常見題型1. 根據(jù)晶體結(jié)構(gòu)或晶胞結(jié)構(gòu)示意圖推斷晶體的化學(xué)式例1 現(xiàn)在四種晶體，其離子排列方式如下圖所示，其中化學(xué)式正確的是（ ）例2 最近科學(xué)家發(fā)現(xiàn)一種由鈦原子和碳原子構(gòu)成的氣態(tài)團(tuán)簇分子，如圖所示，頂角和面心的原子是鈦原子，棱的中心和體心的原子是碳原子，則它的化學(xué)式是： 2. 晶胞結(jié)構(gòu)與晶體密度的計算例3 如圖是CsCl晶體的晶胞，已知晶體中兩個最近的Cs+核間距為a cm，氯化銫的質(zhì)量為M，NA是阿伏伽德羅常數(shù)，則氯化銫的密度為 例4 在NaCl晶體中，Na和Cl的最短平均距離為a cm，NaCl晶體的密度為b g·cm3，則阿伏加德

5、羅常數(shù)可表示為 3. 分子內(nèi)或晶體中化學(xué)鍵數(shù)目及多面體面數(shù)等的計算例5 單質(zhì)硼有無定形和晶體兩種，參考下列數(shù)據(jù)：金剛石晶體硅晶體硼熔點(diǎn)(K)3 8231 6382 573沸點(diǎn)(K)5 1002 6282 823硬度(Moh)107.09.5(1)晶體硼的晶體類型屬于_晶體，理由是_。(2)已知晶體硼的基本結(jié)構(gòu)單元是由硼原子組成的正二十面體(如圖所示)，其中含有二十個等邊三角形和一定數(shù)目的頂角，每個頂角上各有一個硼原子。通過觀察圖形及計算確定：該基本結(jié)構(gòu)單元是由_個硼原子構(gòu)成的；其中BB鍵的鍵角為_；所含BB鍵的的數(shù)目是_。若將晶體硼結(jié)

6、構(gòu)單元中的每一個頂角均削去，余下的部分就和C60晶體的結(jié)構(gòu)相同，據(jù)此確定：C60是由_個正六邊形和_個正五邊形構(gòu)成。硼酸分子的結(jié)構(gòu)式為 和Al(OH)3的結(jié)構(gòu)相似，已知0.01 mol硼酸與20 mL 0.5 mol·L1的NaOH溶液反應(yīng)的化學(xué)方程式為_ _。4. 晶體空間利用率的計算晶體中原子空間利用率的計算，實(shí)質(zhì)是考查同學(xué)們的空間想象能力和幾何計算能力。此類題目要運(yùn)用數(shù)形結(jié)合的分析方法，一般要先畫出金屬晶體的側(cè)面圖，再用勾股定理計算。(1)計算每個晶胞含有幾個原子。(2)找出原子半徑r與晶胞邊長a的關(guān)系。例6 某些晶體(Cu、Ag、Au)的原子按面心立方的形式緊密堆積，即在晶體

7、結(jié)構(gòu)中可以畫出一個立方體的結(jié)構(gòu)單元，金屬原子處于立方體的八個頂點(diǎn)和六個側(cè)面上，試計算這類金屬晶體原子的空間利用率。5. 綜合性試題分析例7 在離子晶體中，陰、陽離子按一定規(guī)律在空間排列，如圖左圖所示為NaCl的晶體結(jié)構(gòu)圖。在離子晶體中，陰、陽離子具有或接近具有球?qū)ΨQ的電子云，它們可以被看成是不等徑的剛性圓球，并彼此相切（如圖所示）。離子鍵的鍵長是相鄰陰、陽離子的半徑之和，已知a為常數(shù)。試回答下列問題。 (1)在NaCl晶體中，每個Na+同時吸引_個Cl-，而Na+數(shù)目與Cl-數(shù)目之比為_。 (2)NaCl晶體離子鍵的鍵長為_。 (3)Na+半徑與Cl-半徑之比r(

8、Na+)/r(Cl-)=_。（已知： = 1.414， =1.732， =2.236） (4)NaCl中晶體不存在分子，但在溫度達(dá)到1 413時，NaCl晶體形成氣體，并以分子形式存在。現(xiàn)有29.25g NaCl晶體，加強(qiáng)熱使溫度達(dá)到1 450，測得氣體體積為5.6 L（已折算為標(biāo)準(zhǔn)狀況），則此時氯化鈉氣體的分子式（化學(xué)式）為_。練習(xí)1、 下圖為某晶體的一個晶胞，該晶體由A、B、C三種基本粒子組成。試根據(jù)圖示判斷，該晶體的化學(xué)式是 ()。AA6B8C BA2B4C CA3BC DA3B4C2、NaCl的晶胞如圖，每

9、個NaCl晶胞中含有的Na離子和Cl離子的數(shù)目分別是()。A. 14，13 B. 1，1 C. 4，4 D. 6，63、下面關(guān)于SiO2晶體網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的敘述正確的是 ()。A最小的環(huán)上，有3個Si原子和3個O原子B最小的環(huán)上，Si和O原子數(shù)之比為12C最小的環(huán)上，有6個Si原子和6個O原子D存在四面體結(jié)構(gòu)單元，O處于中心，Si處于4個頂角4、石墨烯是由碳原子構(gòu)成的單層片狀結(jié)構(gòu)的新材料(結(jié)構(gòu)示意圖如下)，可由石墨剝離而成，具有極好的應(yīng)用前景。下列說法正確的是()。A石墨烯與石墨互為同位素B0.12 g石墨烯中含有6.02×1022個碳原子C石墨烯是一種有機(jī)物D石墨烯中的碳原子間以共價鍵結(jié)

10、合5、乙炔是有機(jī)合成工業(yè)的一種原料。工業(yè)上曾用CaC2與水反應(yīng)生成乙炔。(1) CaC2中C22與O22互為等電子體，O22的電子式可表示為_；1 mol O22中含有的鍵數(shù)目為_。(2)將乙炔通入Cu(NH3)2Cl溶液生成Cu2C2紅棕色沉淀。Cu基態(tài)核外電子排布式為_。(3)乙炔與氫氰酸反應(yīng)可得丙烯腈(H2C=CHCN)。丙烯腈分子中碳原子軌道雜化類型是_；分子中處于同一直線上的原子數(shù)目最多為_。(4) CaC2晶體的晶胞結(jié)構(gòu)與NaCl晶體的相似(如右圖所示)，但CaC2晶體中含有的中啞鈴形C22的存在，使晶胞沿一個方向拉長。CaC2晶體中1個Ca2周圍距離最近的C22數(shù)目為_。6、銅單

11、質(zhì)及其化合物在很多領(lǐng)域有重要的用途，如金屬銅用來制造電線電纜，五水硫酸銅可用作殺菌劑。(1)Cu位于元素周期表第B族。Cu2的核外電子排布式為_。(2)下圖是銅的某種氧化物的晶胞結(jié)構(gòu)示意圖，可確定該晶胞中陰離子的個數(shù)為_。(3)膽礬CuSO4·5H2O可寫成Cu(H2O)4SO4·H2O，其結(jié)構(gòu)示意圖如下：下列說法正確的是_(填字母)。A. 在上述結(jié)構(gòu)示意圖中，所有氧原子都采用sp3雜化B. 在上述結(jié)構(gòu)示意圖中，存在配位鍵、共價鍵和離子鍵C. 膽礬是分子晶體，分子間存在氫鍵D. 膽礬中的水在不同溫度下會分步失去(4)往硫酸銅溶液中加入過量氨水，可生成Cu(NH3)42配離子

12、。已知NF3與NH3的空間構(gòu)型都是三角錐形，但NF3不易與Cu2形成配離子，其原因是_。(5)Cu2O的熔點(diǎn)比Cu2S的_(填“高”或“低”)，請解釋原因_。7、生物質(zhì)能是一種潔凈、可再生的能源。生物質(zhì)氣(主要成分為CO、CO2、H2等)與H2混合，催化合成甲醇是生物質(zhì)能利用的方法之一。(1)上述反應(yīng)的催化劑含有Cu、Zn、Al等元素。寫出基態(tài)Zn原子的核外電子排布式_。(2)根據(jù)等電子原理，寫出CO分子結(jié)構(gòu)式_。(3)甲醇催化氧化可得到甲醛，甲醛與新制Cu(OH)2的堿性溶液反應(yīng)生成Cu2O沉淀。甲醇的沸點(diǎn)比甲醛的高，其主要原因是_；甲醛分子中碳原子軌道的雜化類型為_。甲醛分子的空間構(gòu)型是_

13、；1 mol甲醛分子中鍵的數(shù)目為_。在1個Cu2O晶胞中(結(jié)構(gòu)如圖所示)，所包含的Cu原子數(shù)目為_。8、硼砂是含結(jié)晶水的四硼酸鈉，其陰離子Xm(含B、O、H三種元素)的球棍模型如圖所示：(1)在Xm中，硼原子軌道的雜化類型有_；配位鍵存在于_原子之間(填原子的數(shù)字標(biāo)號)；m_(填數(shù)字)。(2)硼砂晶體由Na、Xm和H2O構(gòu)成，它們之間存在的作用力有_(填序號)。A離子鍵 B共價鍵C金屬鍵 D范德華力E氫鍵 9、鎂、銅等金屬離子是人體內(nèi)多種酶的輔因子。工業(yè)上從海水中提取鎂時，先制備無水氯化鎂，然后將其熔融電解，得到金屬鎂。(1)以MgCl2為原料用熔融鹽電解法制備鎂時，常加入NaCl、KCl或CaCl2等金屬氯化物，其主要作用除了降低熔點(diǎn)之外還有_。(2)已知MgO的晶體結(jié)構(gòu)屬于NaCl型。某同學(xué)畫出的MgO晶胞結(jié)構(gòu)示意圖如右圖所示，請改正圖中錯誤：_。(3)用鎂粉、堿金屬鹽及堿土金屬鹽等可以做成焰火。燃放時，焰火發(fā)出五