晶體結(jié)構(gòu)的計算　常見晶體結(jié)構(gòu)的比較與分析+高二下學(xué)期化學(xué)人教版（2019）選擇性必修2

第3課時

晶體結(jié)構(gòu)的計算

常見

晶體結(jié)構(gòu)的比較與分析晶體結(jié)構(gòu)的計算

一常見晶體結(jié)構(gòu)的比較與分析

二1.常見共價晶體結(jié)構(gòu)的分析晶體晶胞結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)分析(a為晶胞邊長，NA為阿伏加德羅常數(shù)的值)金剛石

(1)每個C與相鄰___個C以共價鍵結(jié)合，形成正四面體結(jié)構(gòu)。每個晶胞中含__個C原子(2)鍵角均為__________(3)最小碳環(huán)由___個C組成且6個C不在同一平面內(nèi)，每個C原子被12個六元環(huán)共用(4)每個C參與___個C—C的形成，C原子數(shù)與C—C數(shù)之比為______(5)ρ＝_______

g·cm－3，鍵長＝48109°28′641∶2SiO2

(1)每個Si與__個O以共價鍵結(jié)合，形成正四面體結(jié)構(gòu)(2)每個正四面體占有1個Si,4個“O”，因此二氧化硅晶體中Si與O的個數(shù)比為______(3)最小環(huán)上有___個原子，即___個O,____個Si(4)ρ＝______

g·cm－3SiC、BP、AlN

(1)每個原子與另外___個不同種類的原子形成_________結(jié)構(gòu)(2)密度：ρ(SiC)＝_______

g·cm－3；ρ(BP)＝______

g·cm－3；ρ(AlN)＝________

g·cm－341∶212664正四面體2.常見分子晶體結(jié)構(gòu)的分析晶體晶胞結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)分析(a為晶胞邊長，NA為阿伏加德羅常數(shù)的值)干冰

(1)___個CO2分子占據(jù)立方體頂角且在___個面的面心又各有1個CO2分子(2)每個CO2分子周圍緊鄰的CO2分子有___個(3)ρ＝_______g·cm－3白磷

86123.常見離子晶體結(jié)構(gòu)的分析晶體晶胞結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)分析(a為晶胞邊長，NA為阿伏加德羅常數(shù)的值)NaCl

(1)在晶體中，每個Na＋同時吸引___個Cl－，每個Cl－同時吸引___個Na＋，配位數(shù)為6。每個晶胞含___個Na＋和___個Cl－(2)在每個Cl－周圍最近且等距離

的Cl－有____個，在每個Cl－周圍最近且等距離

的Na＋有___個6644126CsCl

(1)在晶體中，每個Cl－吸引___個Cs＋，每個Cs＋吸引___個Cl－，配位數(shù)為___。每個晶胞含____個Cs＋和___個Cl－(2)在每個Cs＋周圍最近且等距離

的Cl－有____個，在每個Cl－周圍最近且等距離(a)的Cl－有___個8881186CaF2

(1)Ca2＋的配位數(shù)為___，F(xiàn)－的配位數(shù)為___，每個晶胞含___個Ca2＋、___個F－(2)與F－緊鄰的____個Ca2＋構(gòu)成一個正四面體(3)F－與Ca2＋之間最短的距離為晶胞體對角線長的___84484(1)Na2S的晶胞如圖所示，設(shè)S2－的半徑為r1cm，Na＋半徑為r2cm。試計算Na2S晶體的密度為_______________________(阿伏加德羅常數(shù)的值用NA表示，寫出表達式，不用化簡)。應(yīng)用體驗(2)Na3OCl是一種良好的離子導(dǎo)體，其晶胞結(jié)構(gòu)如圖所示。已知：晶胞參數(shù)為anm，密度為dg·cm－3。應(yīng)用體驗①Na3OCl晶胞中，Cl－位于各頂角位置，Na＋位于______位置，兩個Na＋之間的最短距離為______nm。面心應(yīng)用體驗②用a、d表示阿伏加德羅常數(shù)的值NA＝____________(列計算式)。課時對點練

123456789101112131415對點訓(xùn)練√123456789101112131415對點訓(xùn)練2.已知某離子晶體晶胞如圖所示，其摩爾質(zhì)量為Mg·mol－1，阿伏加德羅常數(shù)的值為NA，晶體的密度為dg·cm－3。下列說法正確的是A.晶體晶胞中陰、陽離子的個數(shù)都為1B.晶體中陰、陽離子的配位數(shù)都是4C.該晶胞可能是NaCl的晶胞123456789101112131415對點訓(xùn)練√123456789101112131415對點訓(xùn)練利用均攤法分析可知，晶體晶胞中陰、陽離子的個數(shù)都為4，A錯誤；晶胞中陰、陽離子的配位數(shù)都是6，B錯誤；3.(2022·山西柳林縣鑫飛中學(xué)高二期中)根據(jù)如圖幾種晶體結(jié)構(gòu)，下列說法錯誤的是A.鈦酸鈣的化學(xué)式為CaTiO3B.在金剛石晶體中，碳原子與碳

碳鍵(C—C)數(shù)目之比為1∶2C.硒化鋅晶體中與一個Se2－距離

最近且相等的Se2－有8個D.CaF2中F－與距離最近的Ca2＋所

形成的鍵的夾角為109°28′√123456789101112131415對點訓(xùn)練123456789101112131415對點訓(xùn)練金剛石中1個C原子連接4個碳原子形成4個C—C,1個C—C被兩個碳原子共有，因此C原子與C—C數(shù)目之比是1∶2，故B正確；123456789101112131415對點訓(xùn)練硒化鋅晶體中，與一個Se2－距離最近且相等的Se2－有12個，故C錯誤；由氟化鈣的晶胞可看出一個F與4個Ca可以形成正四面體結(jié)構(gòu)，鍵角為109°28′，故D正確。123456789101112131415對點訓(xùn)練題組二常見晶體結(jié)構(gòu)的比較與分析4.如圖所示是從NaCl或CsCl的晶胞結(jié)構(gòu)中分割出來的部分結(jié)構(gòu)圖，其中屬于從NaCl晶胞中分割出來的結(jié)構(gòu)圖是A.圖(1)和(3) B.圖(2)和(3)C.圖(1)和(4) D.只有圖(4)√123456789101112131415對點訓(xùn)練NaCl晶體中，每個Na＋周圍最鄰近的Cl－有6個，構(gòu)成正八面體，同理，每個Cl－周圍最鄰近的6個Na＋也構(gòu)成正八面體，Na＋位于面心和頂角，Cl－位于體心和棱上，由此可知圖(1)和(4)是從NaCl晶體中分割出來的結(jié)構(gòu)圖，C項正確。123456789101112131415對點訓(xùn)練5.金屬晶體和離子晶體是重要的晶體類型。下列關(guān)于它們的說法正確的是A.隨核電荷數(shù)的增加，堿金屬單質(zhì)的熔點逐漸降低，密度逐漸增大

B.在鋅晶體中，1個Zn2＋只與2個自由電子存在強烈的相互作用C.離子晶體中的化學(xué)鍵很難斷裂，因此離子晶體具有延展性D.NaCl晶體中離子鍵比MgO晶體中離子鍵弱√123456789101112131415對點訓(xùn)練堿金屬單質(zhì)隨核電荷數(shù)的增加熔點逐漸降低，密度有增大趨勢，但鈉的密度比鉀大，A說法錯誤；在鋅晶體中，自由電子屬于整個晶體，B說法錯誤；離子晶體中的化學(xué)鍵很難斷裂，離子不能自由移動，因此離子晶體不具有延展性，C說法錯誤；NaCl晶體中Na＋、Cl－的半徑分別大于Mg2＋、O2－的半徑，且所帶的電荷數(shù)少，則NaCl晶體中離子鍵比MgO晶體中離子鍵弱，D說法正確。123456789101112131415對點訓(xùn)練6.下列關(guān)于CaF2的表述正確的是A.Ca2＋與F－間僅存在靜電吸引作用B.F－的半徑小于Cl－，則CaF2的熔點低于CaCl2C.陰、陽離子個數(shù)比為2∶1的物質(zhì)，均與CaF2晶體結(jié)構(gòu)相同D.CaF2中的化學(xué)鍵為離子鍵，因此CaF2在熔融狀態(tài)下能導(dǎo)電√123456789101112131415對點訓(xùn)練Ca2＋與F－之間既有靜電吸引作用，也有靜電排斥作用，A錯誤；離子所帶電荷數(shù)相同，F(xiàn)－的半徑小于Cl－，所以CaF2的熔點高，B錯誤；晶體結(jié)構(gòu)還與離子的半徑大小有關(guān)，所以陰、陽離子個數(shù)比為2∶1的物質(zhì)，不一定與CaF2晶體結(jié)構(gòu)相同，C錯誤；

CaF2中的化學(xué)鍵為離子鍵，CaF2在熔融狀態(tài)下能發(fā)生電離，因此CaF2在熔融狀態(tài)下能導(dǎo)電，D正確。123456789101112131415對點訓(xùn)練7.如圖分別是氯化鉀晶體和干冰晶體的晶胞結(jié)構(gòu)示意圖。下列說法正確的是A.兩種晶體熔化時克服的作用力相同B.構(gòu)成兩種晶體的微粒均是原子C.二者的硬度和熔、沸點差別較大D.兩種晶體均屬于離子晶體√123456789101112131415對點訓(xùn)練構(gòu)成KCl晶體的微粒是陰、陽離子，構(gòu)成干冰晶體的微粒是分子，B錯誤；離子晶體的硬度和熔、沸點較大，分子晶體的硬度和熔、沸點較小，C正確。KCl為離子晶體，熔化時克服的是離子鍵，干冰為分子晶體，熔化時克服的是分子間作用力，A、D錯誤；123456789101112131415對點訓(xùn)練8.有關(guān)晶體(或晶胞)的結(jié)構(gòu)如圖所示，下列說法不正確的是A.在NaCl晶體中，距Na＋最近的Cl－有6個B.在CaF2晶體中，每個晶胞平均占有4個Ca2＋C.在金剛石晶體中，碳原子數(shù)與碳碳鍵個數(shù)之比為1∶2D.該氣態(tài)團簇分子的分子式為EF或FE√123456789101112131415對點訓(xùn)練在NaCl晶體中，距Na＋最近的Cl－有6個，故A正確；123456789101112131415對點訓(xùn)練氣態(tài)團簇分子不同于晶胞，氣態(tài)團簇分子中含有4個E原子，4個F原子，則分子式為E4F4或F4E4，故D錯誤。123456789101112131415對點訓(xùn)練9.硅材料在工業(yè)生產(chǎn)中具有重要的應(yīng)用，下列說法正確的是A.熔、沸點比較：金剛石<SiCB.SiC中Si原子的配位數(shù)為4C.Si12與單晶硅互為同分異構(gòu)體D.1molSiO2中含有2molSi—O√123456789101112131415對點訓(xùn)練金剛石和SiC均為共價晶體，原子半徑越小，共價鍵鍵能越大，共價晶體的熔、沸點越高，原子半徑：C<Si，所以熔、沸點比較：金剛石>SiC，故A錯誤；碳化硅晶體中每個Si原子連接4個C原子，則SiC中Si原子的配位數(shù)為4，故B正確；Si12是分子晶體，單晶硅是共價晶體，是同種元素形成的不同單質(zhì)，互為同素異形體，故C錯誤；二氧化硅晶體中每個Si原子連接4個O原子，形成4個Si—O，則1molSiO2中含有4molSi—O，故D錯誤。12345678910111213141510.(2022·河北高三模擬)某合金的立方晶胞結(jié)構(gòu)如圖。已知：Cd位于頂角和面心，Te位于金屬原子構(gòu)成的四面體空隙中，晶胞參數(shù)是apm，NA表示阿伏加德羅常數(shù)的值。下列說法正確的是綜合強化√123456789101112131415綜合強化2∶4＝1∶1∶2，因此該合金的化學(xué)式為MnCdTe2，故A項錯誤；123456789101112131415綜合強化根據(jù)立體幾何可知，晶胞中四面體空隙的占有率小于100%，故C項錯誤；1mol該晶體占有的體積V＝NA×(a×10－12)3m3，因此該晶體的摩爾體積為Vm＝NA×(a×10－12)3m3·mol－1，故D項錯誤。5.金屬晶體中原子空間利用率(1)思維流程空間利用率是指構(gòu)成晶體的原子在整個晶體空間中所占有的體積百分比，首先分析晶胞中原子個數(shù)和原子半徑，計算出晶胞中所有原子的體積，其次根據(jù)立體幾何知識計算出晶胞的棱長，計算出晶胞的體積，即可順利解答此類問題。123456789101112131415綜合強化√123456789101112131415綜合強化金晶體為面心立方堆積，則晶胞面對角線為金原子半徑的4倍，金原子半徑為rcm，123456789101112131415綜合強化12.(2022·山東臨沂高二期中)磷化硼(BP)是一種半導(dǎo)體材料，熔點：1100℃，其結(jié)構(gòu)與氮化硼相似，晶胞結(jié)構(gòu)如圖1，下列說法正確的是A.熔點：BP>BNB.晶體中P周圍距離最近且相等

的P有8個C.若圖中①處磷原子分數(shù)坐標(biāo)為

(0,0,0)，則②處的B原子分數(shù)坐

標(biāo)為D.磷化硼晶胞在y軸方向的投影圖為圖2√123456789101112131415綜合強化磷化硼(BP)結(jié)構(gòu)與氮化硼相似，均為共價晶體，N原子半徑小，B—N鍵長短，鍵能大，故BN熔點高，A錯誤；123456789101112131415綜合強化磷化硼晶胞中頂角和面心全部為P原子，在y軸方向的投影落在頂角和棱心；4個小立方體體心位置為B原子，在y軸方向的投影均勻落在內(nèi)部，在y軸方向的投影圖為圖2，D正確。13.[2020·山東，17(4)]以晶胞參數(shù)為單位長度建立的坐標(biāo)系可以表示晶胞中各原子的位置，稱作原子的分數(shù)坐標(biāo)。四方晶系CdSnAs2的晶胞結(jié)構(gòu)如圖所示，晶胞棱邊夾角均為90°，晶胞中部分原子的分數(shù)坐標(biāo)如表所示。123456789101112131415綜合強化坐標(biāo)原子xyzCd000Sn000.5As0.250.250.125一個晶胞中有___個Sn，找出距離Cd(0,0,0)最近的Sn____________________(用分數(shù)坐標(biāo)表示)。CdSnAs2晶體中與單個Sn鍵合的As有____個。123456789101112131415綜合強化坐標(biāo)原子xyzCd000Sn000.5As0.250.250.1254(0.5,0,0.25)、(0.5,0.5,0)4123456789101112131415綜合強化由題給原子的分數(shù)坐標(biāo)和晶胞圖可知，小白球表示的是Sn原子，Sn原子位于面上和棱上，123456789101112131415綜合強化由Sn和As的原子分數(shù)坐標(biāo)可知，x、y軸上apm長的分數(shù)坐標(biāo)為1，z軸上2apm長的分數(shù)坐標(biāo)為1。小黑球表示的是Cd原子，與Cd(0,0,0)最近的Sn有兩個，其分數(shù)坐標(biāo)分別為(0.5,0,0.25)和(0.5,0.5,0)。大灰球表示的是As原子，每個Sn周圍與Sn等距離的As原子有4個，即與單個Sn鍵合的As有4個。14.如圖為CaF2、H3BO3(層狀結(jié)構(gòu)，層內(nèi)的H3BO3分子通過氫鍵結(jié)合)、金屬銅三種晶體(或晶胞)的結(jié)構(gòu)示意圖，請回答下列問題：123456789101112131415綜合強化(1)圖Ⅰ所示的CaF2晶胞中與Ca2＋最近且等距離的F－數(shù)為____，圖Ⅲ中一個銅原子周圍緊鄰的銅原子數(shù)為_____。812123456789101112131415綜合強化(2)圖Ⅱ所示的物質(zhì)結(jié)構(gòu)中最外能層已達8電子結(jié)構(gòu)的原子是_____，H3BO3晶體中B原子個數(shù)與極性鍵個數(shù)之比為________。O1∶6H3BO3屬于分子晶體，一個B連有三個O原子，三個O原子