幾種常見晶體結構的應用與拓展

幾種常見晶體結構的應用與拓展中學課本中列舉了ＮａＣｌ、ＣｓＣｌ、金剛石、石墨、干冰、二氧化硅等典型晶體的結構示意圖。它們的結構都是立體的，如何從平面圖想像出三維實物的結構形態(tài)，這是解決有關問題的關鍵。

首先可以利用直觀結構模型，逐步建立起準確、清晰的立體形象，提高空間想像力。

其次還需掌握基本的解題技巧：在晶體結構中切割一個基本結構單元，弄清該單元中點、邊、面為多少個基本結構單元所共有。構成晶體的結構粒子是按著一定的排列方式所形成的固態(tài)群體。在晶體結構中具有代表性的最小重復單位叫晶胞。根據(jù)晶體的晶胞，求粒子數(shù)的方法：①處于頂點上的粒子：同時為8個晶胞共有，每個粒子有1/8屬于晶胞。②處于棱上的粒子：同時為4個晶胞共有，每個粒子有1/4屬于晶胞。③處于面上的粒子；同時為2個晶胞共有，每個粒子有1/2屬于晶胞。④處于體心的粒子：則完全屬于該晶胞。圖3干冰晶體圖1NａＣｌ晶體圖2ＣｓＣｌ晶體圖4金剛石晶體圖5ＳｉＯ2晶體圖6石墨晶體中學階段所需掌握的幾種晶體結構類型及有關問題：

一、離子晶體ＮａＣｌ型（如圖1）

1．在晶體中，每個Ｎａ＋同時吸引個Ｃｌ－，每個Ｃｌ－同時吸引著個Ｎａ＋，陰、陽離子數(shù)目之比是。

2．在晶體結構中，每個晶胞由個小立方體構成，每個小立方體的8個頂點分別由個Ｎａ＋、個Ｃｌ－相鄰占據(jù)，每個小立方體含Ｎａ＋：個、含Ｃｌ－：個。故每個晶胞有ＮａＣｌ微粒個。

3．在晶體中，經(jīng)過立方體的中心Ｎａ＋的平面有三個，每個平面的四個頂點上的Ｎａ＋都同晶體中與中心Ｎａ＋最接近且距離相等。所以，在晶體中，每個Ｎａ＋周圍與它最接近的距離相等的Ｎａ＋的個數(shù)共有個。同理，每個Ｃｌ－周圍與它最接近且距離相等的Ｃｌ－的個數(shù)也有個。ＣｓＣｌ型（如圖2）

1．在晶體中，每個Ｃｌ－吸引個Ｃｓ＋，每個Ｃｓ＋吸引個Ｃｌ－，Ｃｓ＋與Ｃｌ－的個數(shù)比為。

2．每個基本結構單元中（小立方體）含Ｃｌ－：個，含Ｃｓ＋個。

3．在晶體中，每個Ｃｓ＋周圍與它最接近且距離相等的Ｃｓ＋的個數(shù)共有個。同理，每個Ｃｌ－周圍與它最接近的且距離相等的Ｃｌ－共有個。[拓展練習]1．在高溫超導領域中，有一種化合物叫鈣鈦礦，其晶體結構中有代表性的最小單位結構如圖所示試回答：(1)在該晶體中每個鈦離子周圍與它最近且相等距離的鈦離子有多少個?(2)在該晶體中氧、鈣、鈦的粒子個數(shù)化是多少?2.某物質的晶體中含A、B、C三種元素，其排列方式如圖所示(其中前后兩面心上的B原子未能畫出)，晶體中A、B、C的中原子個數(shù)之比依次為A.1:3:1B.2:3:1C.2:2:1D.1:3:33．2001年曾報道，硼鎂化合物刷新了金屬化合物超導溫度的最高記錄。該化合晶體結構中的晶胞如右圖所示。鎂原子間形成正六棱柱，六個硼原子位于棱柱內(nèi)。則該化合物的化學式可表示為AMg14B6BMg2BCMgB2DMg3B24.如圖是氯化銫晶體的晶胞(晶體中最小的重復單元)，已知晶體中2個最近的Cs+離子核間距為acm，氯化銫的式量為M，NA為阿伏加德羅常數(shù)，則氯化銫晶體的密度為A.EQ\F(8M,a3NA)g/cm3B.EQ\F(M,8a3NA)g/cm3C.EQ\F(M,a3NA)g/cm3D.EQ\F(Ma3,NA)g/cm3請回答下列問題:(1)固體C60與金剛石相比較,熔點較高者應是____________,理由是:_________________________________________________________.(2)試估計C60跟F2在一定條件下,能否發(fā)生反應生成C60F60(填“可能”或“不可出能”)_________________________,并簡述其理由：________________________________________________________.(3)通過計算,確定C60分子所含單鍵數(shù).C60分子所含單鍵數(shù)為_______________.(4)