12-3-1 考點(diǎn)一 晶體與晶胞一、晶胞中粒子數(shù)目的計(jì)算和化學(xué)式的確定1磁光存儲(chǔ)的研究是Williams等在1957年使Mn和Bi形成的晶體薄膜磁化并用光讀取之后開始的。如圖是Mn和Bi形成的某種晶體的結(jié)構(gòu)示意圖(白球均在六棱柱內(nèi))，則該晶體物質(zhì)的化學(xué)式可表示為()AMn2BiBMnBiCMnBi3DMn4Bi3解析：由晶體的結(jié)構(gòu)示意圖可知：白球代表Bi原子，且均在六棱柱內(nèi)，所以Bi為6個(gè)。黑球代表Mn原子，個(gè)數(shù)為：122166(個(gè))，則二者的原子個(gè)數(shù)比為6611。答案：B2Zn與S所形成化合物晶體的晶胞如右圖所示。(1)在1個(gè)晶胞中，Zn離子的數(shù)目為_。(2)該化合物的化學(xué)式為_。解析：從晶胞圖分析，含有Zn離子為864。S為4個(gè)，所以化合物中Zn與S數(shù)目之比為11，則化學(xué)式為ZnS。答案：4ZnS3利用“鹵化硼法”可合成含B和N兩種元素的功能陶瓷，如圖為其晶胞結(jié)構(gòu)示意圖，則每個(gè)晶胞中含有B原子的個(gè)數(shù)為_，該功能陶瓷的化學(xué)式為_。解析：B的原子半徑比N大，因而結(jié)構(gòu)示意圖中大球代表B原子，利用晶胞結(jié)構(gòu)可計(jì)算出每個(gè)晶胞中含有2個(gè)B和2個(gè)N，化學(xué)式為BN。答案：2BN4如圖為甲、乙、丙三種晶體的晶胞：試寫出：(1)甲晶體化學(xué)式(X為陽離子)為_。(2)乙晶體中A、B、C三種微粒的個(gè)數(shù)比是_。(3)丙晶體中每個(gè)D周圍結(jié)合E的個(gè)數(shù)是_。解析：(1)甲中X位于立方體體心，算作1，Y位于立方體頂點(diǎn)，實(shí)際占有：4，XY(個(gè)數(shù)比)21，所以甲的化學(xué)式為X2Y。(2)乙中A占有：81，B占有63，C占有1，由此推出ABC(個(gè)數(shù)比)131。(3)丙中每個(gè)D周圍的E的個(gè)數(shù)與每個(gè)E周圍D的個(gè)數(shù)相同，每個(gè)E周圍有8個(gè)D，所以每個(gè)D周圍有8個(gè)E。答案：(1)X2Y(2)131(3)8二、晶體的密度及微粒間距離的計(jì)算5O和Na能夠形成化合物F，其晶胞結(jié)構(gòu)如圖所示，晶胞參數(shù)a0.566 nm，F(xiàn)的化學(xué)式為_；晶胞中O原子的配位數(shù)為_；列式計(jì)算晶體F的密度(gcm3)_。解析：O2半徑大于Na半徑，由F的晶胞結(jié)構(gòu)可知，大球代表O2，小球代表Na，每個(gè)晶胞中含有O2個(gè)數(shù)為864，含有Na個(gè)數(shù)為8，故O2、Na離子個(gè)數(shù)之比為4812，從而推知F的化學(xué)式為Na2O。由晶胞結(jié)構(gòu)可知，每個(gè)O原子周圍有8個(gè)Na原子，故O原子的配位數(shù)為8。晶胞參數(shù)a0.566 nm0.566107 cm，則晶胞的體積為(0.566107 cm)3，從而可知晶體F的密度為2.27 gcm3。答案：Na2O82.27 gcm36某離子晶體晶胞的結(jié)構(gòu)如圖所示，X()位于立方體頂點(diǎn)，Y()位于立方體中心。試分析：(1)晶體中距離最近的2個(gè)X與1個(gè)Y形成的夾角XYX是_。(2)設(shè)該晶體的摩爾質(zhì)量為M gmol1，晶體的密度為 gcm3，阿伏加德羅常數(shù)的值為NA，則晶體中兩個(gè)距離最近的X之間的距離為_cm。解析：(1)若將4個(gè)X連接，構(gòu)成1個(gè)正四面體，Y位于正四面體的中心，可聯(lián)系CH4的鍵角，知XYX10928。(2)摩爾質(zhì)量是指單位物質(zhì)的量的物質(zhì)的質(zhì)量，數(shù)值上等于該物質(zhì)的相對(duì)分子(或原子)質(zhì)量。由題意知，該晶胞中含有個(gè)XY2或Y2X，設(shè)晶胞的邊長(zhǎng)為a cm，則有a3NAM，a，則晶體中兩個(gè)距離最近的X之間的距離為 cm。答案：(1)10928(2) 7鑭鎳合金、銅鈣合金及鈰鈷合金都具有相同類型的晶胞結(jié)構(gòu)XYn及很強(qiáng)的儲(chǔ)氫能力，其中銅鈣合金的晶胞結(jié)構(gòu)如圖所示。試回答下列問題：(1)在元素周期表中Ca位于_區(qū)。(2)銅原子的基態(tài)原子核外電子排布式為_。(3)已知鑭鎳合金LaNin晶胞體積為9.01023 cm3，儲(chǔ)氫后形成LaNinH4.5的合金(氫進(jìn)入晶胞空隙，體積不變)，則LaNin中，n_(填數(shù)值)；氫在合金中的密度為_。解析：(3)由銅鈣合金的晶胞結(jié)構(gòu)圖知，銅、鈣合金中，N(Cu)126615，N(Ca)1223，因鑭鎳合金與銅鈣合金的晶胞結(jié)構(gòu)相同，則在LaNin中，n5。1 mol合金中含有NA個(gè)該合金的晶胞，則9.01023 cm3NAM，0.083 gcm3。答案：(1)s(2)1s22s22p63s23p63d104s1或Ar3d104s1(3)50.083 gcm38立方氮化硼和金剛石是等電子體，其晶胞結(jié)構(gòu)如圖所示，則處于晶胞頂點(diǎn)上的原子的配位數(shù)為_，若晶胞邊長(zhǎng)為361.5 pm，則立方氮化硼的密度是_gcm3(只要求列算式，不必計(jì)算出數(shù)值，阿伏加德羅常數(shù)的值為NA)。解析：一個(gè)立方氮化硼晶胞中含有4個(gè)N原子和4個(gè)B原子。一個(gè)晶胞的質(zhì)量為4 g，一個(gè)立方氮化硼晶胞的體積是(361.5 pm)3，因此立方氮化硼的密度是 gcm3。答案：49(1)用晶體的X射線衍射法可以測(cè)得阿伏加德羅常數(shù)。對(duì)金屬銅的測(cè)定得到以下結(jié)果：晶胞為面心立方最密堆積，邊長(zhǎng)為361 pm。又知銅的密度為9.00 gcm3，則銅晶胞的體積是_cm3、晶胞的質(zhì)量是_g，阿伏加德羅常數(shù)為_列式計(jì)算，已知Ar(Cu)63.6。(2)CaO與NaCl的晶胞同為面心立方結(jié)構(gòu)，已知CaO晶體密度為a gcm3，NA表示阿伏加德羅常數(shù)，則CaO晶胞體積為_cm3。解析：(1)體積是a3；質(zhì)量體積密度；一個(gè)體心晶胞含4個(gè)原子，則摩爾質(zhì)量四分之一晶胞質(zhì)量NA，可求NA。(2)因?yàn)镃aO與NaCl的晶胞同為面心立方結(jié)構(gòu)。所以一個(gè)晶胞中有四個(gè)鈣離子和四個(gè)氧離子，根據(jù)M(CaO)56 gmol1，則一個(gè)CaO的質(zhì)量m(CaO) g。V(CaO晶胞)質(zhì)量/密度 cm3。答案：(1)4.7010234.231022NA6.011023 mol1(2)