- 2021-07-09 发布 |
- 37.5 KB |
- 17页
申明敬告： 本站不保证该用户上传的文档完整性，不预览、不比对内容而直接下载产生的反悔问题本站不予受理。
文档介绍
2019届一轮复习人教版晶体结构与性质学案(7)
晶体结构与性质 考点一 晶体类型与性质的判断 [细品真题] 完成下列填空： (1)(2017·全国卷Ⅰ)K和Cr属于同一周期，且核外最外层电子构型相同，但金属K的熔点、沸点等都比金属Cr低，原因是________________________________________。 (2)(2016·全国卷Ⅰ)比较下列锗卤化物的熔点和沸点，分析其变化规律及原因________________________________________________________________________。 GeCl4 GeBr4 GeI4 熔点/℃ －49.5 26 146 沸点/℃ 83.1 186 约400 (3)(2016·全国卷Ⅰ)Ge单晶具有金刚石型结构，其中Ge原子的杂化方式为________，微粒之间存在的作用力是____________________________________________________ ________________________________________________________________________。 (4)(2016·全国卷Ⅲ)GaAs的熔点为1 238 ℃，该晶体的类型为________，Ga与As以________键键合。 (5)(2016·全国卷Ⅲ)GaF3的熔点高于1 000 ℃，GaCl3的熔点为77.9 ℃，其原因是________________________________________________________________________。 (6)(2015·全国卷Ⅰ)CO能与金属Fe形成Fe(CO)5，该化合物的熔点为253 K，沸点为376 K，其固体属于________晶体。 (7)(2013·福建高考)NF3可由NH3和F2在Cu催化剂存在下反应直接得到： 4NH3＋3F2NF3＋3NH4F 上述化学方程式中的5种物质所属的晶体类型有________(填字母)。 a．离子晶体 b．分子晶体 c．原子晶体 d．金属晶体 (8)(2013·重庆高考)BN、MgBr2、SiCl4的熔点由高到低的顺序为________。 解析：(1)金属原子半径越小、价电子数越多，金属键越强，其熔沸点越高。(2)根据所提供的数据可知，GeCl4、GeBr4、GeI4的熔、沸点依次升高。原因是三者均为分子晶体，分子结构相似，相对分子质量依次增大，分子间相互作用力逐渐增强。(3)由题意可知，Ge单晶中1个Ge与4个Ge形成共价键，Ge的杂化方式为sp3。Ge单晶为原子晶体，微粒之间作用力为共价键。(4)根据GaAs熔点较高判断GaAs为原子晶体，Ga与As原子之间以共价键键合。(5)离子晶体的熔点远大于分子晶体，根据两物质熔点可判断GaF3为离子晶体，而GaCl3为分子晶体。(6)Fe(CO)5 熔沸点低，常温下为液体，其固体属于分子晶体。(7)五种物质中NH3、F2、NF3为分子晶体，Cu为金属晶体，NH4F为离子晶体。 答案：(1)K原子半径较大且价电子数较少，金属键较弱 (2)GeCl4、GeBr4、GeI4的熔、沸点依次升高。原因是分子结构相似，相对分子量依次增大，分子间相互作用力逐渐增强 (3)sp3 共价键 (4)原子晶体 共价 (5)GaF3为离子晶体，GaCl3为分子晶体 (6)分子 (7)abd (8)BN＞MgBr2＞SiCl4 [突破重点] 晶体类型的判断要依据晶体的结构和性质，前者如构成微粒、微粒间作用力，后者如硬度大小、熔沸点高低及溶解性、导电性等；晶体熔沸点高低的比较则要依据晶体微粒间作用力的强弱 1．“五依据”判断晶体类型 (1)依据构成晶体的粒子和粒子间的作用判断 ①离子晶体的构成粒子是阴、阳离子，粒子间的作用是离子键。 ②原子晶体的构成粒子是原子，粒子间的作用是共价键。 ③分子晶体的构成粒子是分子，粒子间的作用为范德华力或氢键。 ④金属晶体的构成粒子是金属阳离子和自由电子，粒子间的作用是金属键。 (2)依据物质的类别判断 ①金属氧化物(如K2O、Na2O2等)、强碱(如NaOH、KOH等)和绝大多数的盐类是离子晶体。 ②大多数非金属单质(金刚石、石墨、晶体硅、晶体硼除外)、气态氢化物、非金属氧化物(SiO2除外)、酸、绝大多数有机物(有机盐除外)是分子晶体。 ③常见的原子晶体单质有金刚石、晶体硅、晶体硼等；常见的原子晶体化合物有碳化硅、二氧化硅等。 ④金属单质(常温汞除外)与合金是金属晶体。 (3)依据晶体的熔点判断 ①离子晶体的熔点较高，常在数百至1 000余度。 ②原子晶体熔点高，常在1 000度至几千度。 ③分子晶体熔点低，常在数百度以下至很低温度。 ④金属晶体多数熔点高，但也有相当低的。 (4)依据导电性判断 ①离子晶体水溶液及熔化时能导电。 ②原子晶体一般为非导体。 ③分子晶体为非导体，而分子晶体中的电解质(主要指酸和非金属氢化物 )溶于水，使分子内的化学键断裂形成自由离子也能导电。 ④金属晶体是电的良导体。 (5)依据硬度和机械性能判断 ①离子晶体硬度较大或硬而脆。 ②原子晶体硬度大。 ③分子晶体硬度小且较脆。 ④金属晶体多数硬度大，但也有较低的，且具有延展性。 2．“两角度”比较晶体熔、沸点的高低 (1)不同类型晶体熔、沸点的比较 ①不同类型晶体的熔、沸点高低一般规律：原子晶体＞离子晶体＞分子晶体。 ②金属晶体的熔、沸点差别很大，如钨、铂等熔、沸点很高，汞、铯等熔、沸点很低。 (2)同种类型晶体熔、沸点的比较 ①原子晶体 ―→―→―→ 如熔点：金刚石＞碳化硅＞硅。 ②离子晶体 一般地说，阴、阳离子的电荷数越多，离子半径越小，则晶格能越大，晶体的熔、沸点越高，如熔点：MgO＞MgCl2，NaCl＞CsCl。 ③分子晶体 a．分子间范德华力越大，物质的熔、沸点越高；具有氢键的分子晶体熔、沸点反常高。如H2O＞H2Te＞H2Se＞H2S。 b．组成和结构相似的分子晶体，相对分子质量越大，熔、沸点越高，如SnH4＞GeH4＞SiH4＞CH4。 c．组成和结构不相似的分子晶体(相对分子质量接近)，其分子的极性越大，熔、沸点越高，如CH3Cl＞CH3CH3。 d．同分异构体，支链越多，熔、沸点越低。 ④金属晶体 金属离子半径越小，离子电荷数越多，其金属键越强，金属晶体的熔、沸点越高，如熔、沸点：Na＜Mg＜Al。 [对点集训] 角度1 晶体类型的判断 1．氮氧化铝(AlON)属原子晶体，是一种超强透明材料，下列描述错误的是( ) A．AlON和石英的化学键类型相同 B．AlON和石英晶体类型相同 C．AlON和Al2O3的化学键类型不同 D．AlON和Al2O3晶体类型相同 解析：选D 由题意知AlON为原子晶体，而石英属于原子晶体，Al2O3属于离子晶体，因此AlON和石英化学键、晶体类型相同，和Al2O3化学键、晶体类型不同。 2．下表给出几种氯化物的熔点和沸点： NaCl MgCl2 AlCl3 SiCl4 熔点/℃ 801 714 190 －70 沸点/℃ 1 413 1 412 180 57.57 有关表中所列四种氯化物的性质，以下叙述正确的是( ) ①氯化铝在加热时能升华 ②四氯化硅在晶态时属于分子晶体 ③氯化钠晶体中粒子之间以范德华力结合 ④氯化镁的熔沸点比氯化钠低，主要是受堆积方式、键的极性、晶格能等影响 A．仅② B．仅③④ C．仅①②④ D．①②③④ 解析：选C ①AlCl3的熔沸点较低，则AlCl3属于分子晶体，沸点低于熔点，加热时能升华，正确；②SiCl4的熔沸点较低，是分子晶体，正确；③NaCl的沸点为1 413 ℃，属于离子晶体，粒子之间以离子键结合，错误；④氯化镁的熔沸点比氯化钠低，并且都属于离子晶体，所以主要是受堆积方式、键的极性、晶格能等影响，正确。 3．(2018·重庆校级期中)如图是蓝色晶体MxFey(CN)6中阴离子的最小结构单元(图中是该晶体晶胞的八分之一)。下列说法正确的是( ) A．该晶体属于离子晶体，M呈＋2价 B．该晶体属于分子晶体，化学式为MFe2(CN)6 C．该晶体中与每个Fe3＋距离相等且最近的CN－为12个 D．该晶体的一个晶胞中含有M所代表离子的个数为4个 解析：选D 根据均摊法，含Fe2＋个数为4×＝，同样可推出含Fe3＋个数也为，CN－为12×＝3，因此阴离子为[Fe2(CN)6]－，则该晶体的化学式只能为MFe2(CN)6 ，由阴、阳离子形成的晶体为离子晶体，根据化合价代数和为零可知，M的化合价为＋1价，故A错误；由A的分析可知，晶体的化学式为MFe2(CN)6，由阴、阳离子形成的晶体为离子晶体，故B错误；由图可看出与每个Fe3＋距离最近且等距离的CN－为6个(同层4个，上、下层各1个)，故C错误；图中是该晶体晶胞的八分之一，所以一个晶胞中的CN－有3个×8＝24个，根据晶体的化学式MFe2(CN)6可知：M＋与CN－的个数比为1∶6，所以M＋有4个，故D正确。 4．有A、B、C三种晶体，分别由H、C、Na、Cl四种元素中的一种或几种组成，对这三种晶体进行实验，结果如表： 熔点/℃ 硬度 水溶性 导电性 水溶液与 Ag＋反应 A 811 较大 易溶 水溶液或 熔融导电 白色沉淀 B 3 500 很大 不溶 不导电 不反应 C －114.2 很小 易溶 液态不导电 白色沉淀 (1)晶体的化学式分别为A______、B______、C______。 (2)晶体的类型分别是A______、B______、C______。 (3)晶体中微粒间作用力分别是A______、B______、C________。 解析：根据所述A、B、C晶体的性质可知，A为离子晶体，只能为NaCl，微粒间的作用力为离子键；B应为原子晶体，只能为金刚石，微粒间的作用力为共价键；C应为分子晶体，且易溶，只能为HCl，微粒间的作用力为范德华力。 答案：(1)NaCl C HCl (2)离子晶体 原子晶体 分子晶体 (3)离子键 共价键 范德华力 5．碳元素的单质有多种形式，如图依次是C60、石墨和金刚石的结构图： 回答下列问题： (1)金刚石、石墨、C60、碳纳米管等都是碳元素的单质形式，它们互为________。 (2)金刚石、石墨烯(指单层石墨)中碳原子的杂化形式分别为________、________。 (3)C60属于________晶体，石墨属于________晶体。 (4)石墨晶体中，层内C—C键的键长为142 pm，而金刚石中C—C键的键长为154 pm。其原因是金刚石中只存在C—C间的________共价键，而石墨层内的C—C间不仅存在________共价键，还有________键。 (5)金刚石晶胞含有________个碳原子。若碳原子半径为r，金刚石晶胞的边长为a，根据硬球接触模型，则r＝____a，列式表示碳原子在晶胞中的空间占有率________________________________(不要求计算结果)。 解析：(1)金刚石、石墨、C60、碳纳米管等都是碳元素的单质形式，它们互称为同素异形体。 (2)金刚石中碳原子与相邻四个碳原子形成4个共价单键，C原子采取sp3杂化方式；石墨中的碳原子用sp2杂化轨道与相邻的三个碳原子以σ键结合。 (3)C60中构成微粒是分子，所以属于分子晶体；石墨的层内原子间以共价键结合，层与层之间以范德华力结合，所以石墨属于混合晶体。 (4)在金刚石中只存在C—C之间的σ键；石墨层内的C—C之间不仅存在σ键，还存在π键。 (5)由金刚石的晶胞结构可知，晶胞内部有4个C原子，面心上有6个C原子，顶点有8个C原子，晶胞中C原子数目为4＋6×＋8×＝8；若C原子半径为r，金刚石的边长为a，根据硬球接触模型，则正方体对角线长度的就是C—C键的键长，即a＝2r，所以r＝a，碳原子在晶胞中的空间占有率w＝＝＝。 答案：(1)同素异形体 (2)sp3 sp2 (3)分子 混合 (4)σ σ π(或大π或pp π) (5)8 ＝ 角度2 晶体熔、沸点高低的比较 6．(2018·乌鲁木齐模拟)下面的排序不正确的是( ) A．熔点由高到低：Na＞Mg＞Al B．硬度由大到小：金刚石＞碳化硅＞晶体硅 C．晶体熔点由低到高：CF4＜CCl4＜CBr4＜CI4 D．晶格能由大到小：NaF＞NaCl＞NaBr＞NaI 解析：选A A项，金属离子的电荷越多、半径越小，其熔点越高，则熔点由高到低为Al＞Mg＞Na，错误；B项，键长越短，共价键越强，硬度越大，键长C—C＜C—Si＜Si—Si，则硬度由大到小为金刚石＞碳化硅＞晶体硅，正确；C项，组成和结构相似的分子，相对分子质量越大，范德华力越大，晶体的熔点越高，则晶体熔点由低到高顺序为CF4＜CCl4＜CBr4＜CI4 ，正确；D项，电荷相同的离子，离子半径越小，晶格能越大，F、Cl、Br、I的离子半径由小到大，则晶格能：NaF＞NaCl＞NaBr＞NaI，正确。 7．下列各组物质中，按熔点由低到高的顺序排列正确的是( ) ①O2、I2、Hg ②CO、KCl、SiO2 ③Na、K、Rb ④Cl2、Br2、I2 A．①③ B．①④ C．②③ D．②④ 解析：选D ①常温下O2为气体、I2为固体、Hg为液体，熔点由低到高的顺序为O2、Hg、I2，③熔点由低到高的顺序为Rb、K、Na，故①③错误。 8．(2018·延边校级期中)20世纪80年代中期，科学家发现并证明碳还以新的单质形态C60存在。后来人们又相继得到了C70、C76、C84、C90、C94等另外一些球碳分子。90年代初，科学家又发现了管状碳分子和洋葱状碳分子(如图)。下列说法错误的是( ) A．金刚石和石墨的熔点肯定要比C60高 B．据估计C60熔点比金刚石和石墨要高 C．无论是球碳分子，还是管状碳分子、洋葱状碳分子，都应看作是碳的同素异形体 D．C60的熔点低于C90 解析：选B 金刚石属于原子晶体，石墨属于混合晶体，C60、C70等属于分子晶体，因此金刚石和石墨的熔点肯定要比C60高，故A正确、B错误；球碳分子、管状碳分子、洋葱状碳分子，都是碳元素形成的不同单质，所以均为碳的同素异形体，故C正确；C60、C90均属于分子晶体，C90相对分子质量大，分子间作用力强，熔点较高，故D正确。 考点二 晶体的计算 [细品真题] 完成下列填空： (1)(2017·全国卷Ⅰ)①KIO3晶体是一种性能良好的非线性光学材料，具有钙钛矿型的立方结构，边长为a＝0.446 nm，晶胞中K、I、O分别处于顶角、体心、面心位置，如图所示。K与O间的最短距离为________ nm，与K紧邻的O个数为________。 ②在KIO3晶胞结构的另一种表示中，I处于各顶角位置，则K处于________位置，O处于________位置。 (2)(2017·全国卷Ⅲ)MgO具有NaCl型结构(如图)，其中阴离子采用面心立方最密堆积方式，X射线衍射实验测得MgO的晶胞参数为a＝0.420 nm，则r(O2－)为________ nm。MnO也属于NaCl型结构，晶胞参数为a′＝0.448 nm，则r(Mn2＋)为________ nm。 (3)(2016·全国卷Ⅰ)晶胞有两个基本要素： ①原子坐标参数，表示晶胞内部各原子的相对位置。 如图为Ge单晶的晶胞，其中原子坐标参数A为(0,0,0)；B为；C为。则D原子的坐标参数为________。 ②晶胞参数，描述晶胞的大小和形状。已知Ge单晶的晶胞参数a＝565.76 pm，其密度为________g·cm－3(列出计算式即可)。 (4)(2016·全国卷Ⅱ)某镍白铜合金的立方晶胞结构如图所示。 ①晶胞中铜原子与镍原子的数量比为________。 ②若合金的密度为d g·cm－3，晶胞参数a＝________nm。 (5)(2014·山东高考)石墨烯可转化为富勒烯(C60)，某金属M与C60可制备一种低温超导材料，晶胞如图所示，M原子位于晶胞的棱上与内部。该晶胞中M原子的个数为________，该材料的化学式为______________。 (6)(2014·四川高考)Z与某元素形成的化合物的晶胞如下图所示，晶胞中阴离子与阳离子的个数比是________。 (7)(2014·江苏高考)Cu2O在稀硫酸中生成Cu和CuSO4。铜晶胞结构如右图所示，铜晶体中每个铜原子周围距离最近的铜原子数目为________。 (8)(2013·全国卷Ⅱ)前四周期原子序数依次增大的元素A、B、C、D中，A和B的价电子层中未成对电子均只有1个，并且A－和B＋的电子数相差为8；与B位于同一周期的C和D，它们价电子层中的未成对电子数分别为4和2，且原子序数相差为2。A、B和D三种元素组成的一个化合物的晶胞如图所示。 ①该化合物的化学式为________； D的配位数为________； ②列式计算该晶体的密度________g·cm－3。 (9)(2012·全国卷)立方ZnS晶体结构如右图所示，其晶胞边长为540.0 pm，密度为________________________________ g·cm－3(列式并计算)，a位置S2－与b位置Zn2＋之间的距离为__________________________________________ pm(列式表示)。 解析：(1)①二者间的最短距离为晶胞面对角线长的一半，即×0.446 nm≈0.315 nm。由于K、O分别位于晶胞的顶角和面心，所以与钾紧邻的氧原子有12个。②想象4个晶胞紧密堆积，则I处于顶角，O处于棱心，K处于体心。 (2)因为O2－采用面心立方最密堆积方式，所以面对角线长度是O2－半径的4倍，则有 [4r(O2－)]2＝2a2，解得r(O2－)＝×0.420 nm≈0.148 nm；MnO也属于NaCl型结构，根据晶胞的结构可得2r(Mn2＋)＋2r(O2－)＝a′，代入数据解得r(Mn2＋)＝0.076 nm。 (3)①根据题给图示可知，D原子的坐标参数为。 ②每个晶胞中含有锗原子8×1/8＋6×1/2＋4＝8个，每个晶胞的质量为 g，晶胞的体积为(565.76×10－10 cm)3，所以晶胞的密度为 g·cm－3。 (4)①由晶胞结构图可知，Ni原子处于立方晶胞的顶点，Cu原子处于立方晶胞的面心，根据均摊法，每个晶胞中含有Cu原子的个数为6×＝3，含有Ni原子的个数为8×＝1，故晶胞中Cu原子与Ni原子的数量比为3∶1。 ②根据m＝ρV可得， 1 mol晶胞的质量为(64×3＋59)g＝a3×d g·cm－3×NA，则a＝ cm＝×107 nm。 (5)通过晶胞结构可知，有12个M原子在晶胞的12条棱上，由均摊法可知这12个M原子属于该晶胞的只有12×1/4＝3个；还有9个M原子在晶胞内部，故该晶胞中M原子为12个。该晶胞中含有的C60为8×1/8＋6×1/2＝4个，即一个晶胞可表示为M12(C60)4，即化学式为M3C60。 (6)由晶胞结构可看出，阳离子位于顶点和体心，故阳离子个数＝×8＋1＝2个，阴离子位于面心和体内，故阴离子个数＝×4＋2＝4个，故阴离子与阳离子个数比为2∶1。 (7)根据铜晶胞结构示意图可以看出，在每个铜原子周围与其距离最近的铜原子每层有4个，共有3层，所以铜晶体内每个铜原子周围与其距离最近的铜原子共有12个。 (8)根据均摊法，可以求得化合物的化学式为K2NiF4，晶体的密度可由晶胞的质量除以晶胞的体积求得。 (9)每个晶胞的质量为(540.0×10－10cm)3×ρ；运用均摊法可求得每个晶胞中含有4个“ZnS”，故每个晶胞的质量又可表示为。因此有：(540.0×10－10cm)3×ρ＝，解得ρ≈4.1 g·cm－3；如图所示，b位于正四面体的中心(类似于CH4分子中的C)。设ab＝ac＝x pm，∠abc＝109°28′，ac＝×540.0 pm＝270 pm。在三角形abc中，由余弦定理得：ac2＝x2＋x2－2x·x·cos∠abc，代入数据解得：x＝ pm。 答案：(1)①0.315 12 ②体心 棱心 (2)0.148 0.076 (3)① ②×107 (4)①3∶1 ②×107 (5)12 M3C60 (6)2∶1 (7)12 (8)①K2NiF4 6 ②≈3.4 (9)≈4.1 或或135 [突破重点] 由晶胞构成确定晶体的化学式主要依据均摊法；而有关晶体中粒子间距离、晶体密度的计算，除具备空间想象力外，还应具备几何知识，掌握一定的计算技巧和方法 1．均摊法确定晶胞的化学组成 (1)方法 晶胞中任意位置上的一个原子如果是被n个晶胞所共有，那么，该原子对这个晶胞的贡献就是。 (2)类型 ①长方体(正方体)晶胞中不同位置的粒子对晶胞的贡献： ②非长方体(非正方体)晶胞中粒子对晶胞的贡献视具体情况而定。如石墨晶胞每一层内碳原子排成六边形，其顶点(1个碳原子)对六边形的贡献为。再如图所示的正三棱柱形晶胞中： 2．晶体密度及粒子间距离的计算 (1)计算晶体密度的方法 以一个晶胞为研究对象，根据m＝ρ·V，其一般的计算规律和公式可表示为：×n＝ρ×a3，其中M为晶体的摩尔质量，n为晶胞所占有的粒子数，NA为阿伏加德罗常数，ρ为晶体密度，a为晶胞参数。 (2)计算晶体中粒子间距离的方法 [对点集训] 角度1 晶胞中粒子数目的计算 1．现有四种晶体，其离子排列方式如图所示，其中化学式正确的是( ) 解析： 选C 根据均摊法计算，A的化学式为AB，B的化学式为EF，C的化学式为XY3Z，D的化学式为AB，只有C项正确。 2．(2018·贵阳模拟)金属晶体中金属原子有三种常见的堆积方式，六方堆积(镁型)、面心立方堆积(铜型)和体心立方堆积(钾型)，图(a)、(b)、(c)分别代表这三种晶胞的结构，其晶胞内金属原子个数比为( ) A．11∶8∶4 B．3∶2∶1 C．9∶8∶4 D．21∶14∶9 解析：选B a中原子个数＝12×＋2×＋3＝6，b中原子个数＝8×＋6×＝4，c中原子个数＝1＋8×＝2，所以其原子个数比是6∶4∶2＝3∶2∶1。 3．(2018·太原模拟)硼和镁形成的化合物刷新了金属化合物超导温度的最高记录。如图是该化合物的晶体结构单元，镁原子间形成正六棱柱，且棱柱的上下面还各有一个镁原子；6个硼原子位于棱柱的侧棱上，则该化合物的化学式可表示为( ) A．MgB B．Mg3B2 C．MgB2 D．Mg2B3 解析：选B 根据晶体结构单元可知，在六棱柱顶点上的镁原子被6个六棱柱共用，在上下底面上的镁原子被两个六棱柱共用，晶胞中Mg原子的个数为2×＋2×6×＝3，B原子的个数为6×＝2，N(Mg)∶N(B)＝3∶2，化学式为Mg3B2。 4．Zn与S所形成化合物晶体的晶胞如右图所示。 (1)在1个晶胞中，Zn离子的数目为________。 (2)该化合物的化学式为________。 解析：(1)从晶胞图分析，含有Zn离子为8×＋6×＝4。(2)S为4个，所以化合物中Zn与S数目之比为1∶1，则化学式为ZnS。 答案：(1)4 (2)ZnS 角度2 晶体密度及微粒间距离的计算 5．某离子晶体晶胞的结构如图所示。X()位于立方体顶点，Y()位于立方体中心。试分析： (1)晶体的化学式为________。 (2)晶体中距离最近的2个X与1个Y形成的夹角∠XYX是________。 (3)设该晶体的摩尔质量为M g·mol－1，晶体的密度为ρ g·cm－3，阿伏加德罗常数的值为NA，则晶体中两个距离最近的X之间的距离为________cm。 解析：(1)晶胞中，X的个数＝4×＝，Y在体内，个数是1个，则X与Y的个数比是1∶2。 (2)若将4个X连接，构成1个正四面体，Y位于正四面体的中心，可联系CH4的键角，知∠XYX＝109°28′。 (3)由题意知，该晶胞中含有个XY2或Y2X，设晶胞的边长为a cm，则有ρa3NA＝M，a＝ ，则晶体中两个距离最近的X之间的距离为 cm。 答案：(1)XY2或Y2X (2)109°28′ (3) 6．镧镍合金、铜钙合金及铈钴合金都具有相同类型的晶胞结构XYn及很强的储氢能力，其中铜钙合金的晶胞结构如图所示。试回答下列问题： (1)在元素周期表中Ca位于____区。 (2)铜原子的基态原子核外电子排布式为____________________________。 (3)已知镧镍合金LaNin晶胞体积为9.0×10－23 cm3，储氢后形成LaNinH4.5的合金(氢进入晶胞空隙，体积不变)，则LaNin中，n＝____________(填数值)；氢在合金中的密度为______________________。 解析：(3)由铜钙合金的晶胞结构图知，铜、钙合金中，N(Cu)＝12×＋6×＋6＝15，N(Ca)＝12×＋2×＝3，＝＝，因镧镍合金与铜钙合金的晶胞结构相同，则在LaNin中＝，n＝5。1 mol合金中含有NA个该合金的晶胞，则ρ·9.0×10－23 cm3·NA＝M，ρ＝≈0.083 g·cm－3。 答案：(1)s (2)1s22s22p63s23p63d104s1或[Ar]3d104s1 (3)5 0.083 g·cm－3 7．(2018·保定一模)(1)六方氮化硼在高温高压下可转化为立方氮化硼，其晶胞结构如图所示，晶胞边长为d cm，该晶胞中含有________个氮原子、________个硼原子。 (2)N与砷(As)是同族元素，B与镓(Ga)是同族元素，立方砷化镓晶体与立方氮化硼晶体结构类似，两种晶体中熔点较高的是________；立方砷化镓晶体的晶胞边长为a pm(1 pm＝10－12m)，则其密度为________ g·cm－3 (用含a的式子表示，设NA为阿伏加德罗常数的值)。 解析：(1)晶胞中N原子数目为4，B原子数目为8×＋6×＝4。 (2)立方砷化镓晶体与立方氮化硼晶体结构类似，均属于原子晶体，原子半径N＜As、B＜Ga，故氮化硼中共价键更强，氮化硼的晶体熔点更高，晶胞中As、Ga原子数目均为4，晶 胞质量为4× g，晶胞密度为4×g÷(a×10－10 cm)3＝ g·cm－3。 答案：(1)4 4 (2)氮化硼 8．(1)如图为碳化钨晶体的一部分结构，碳原子嵌入金属钨的晶格的间隙，并不破坏原有金属的晶格，形成填隙＋固溶体，也称为填隙化合物。在此结构中，其中钨原子有________个，1个钨原子周围距离钨原子最近的碳原子有________个，下列金属元素的堆积方式与碳化钨晶胞中碳原子和钨原子所处位置类似的是________(填字母)。 A．Fe Cu B．Ti Au C．Mg Zn D．Cu Ag (2)假设该部分晶体的体积为V cm3，碳化钨的摩尔质量为M g·mol－1，密度为b g·cm－3，则阿伏加德罗常数NA用上述数据可以表示为_______________________________________。 解析：(1)钨原子在晶格内有1个，在上下两个面中有2个，在上下面的棱角上有12个，在棱上有6个，故此晶格结构中的钨原子数为1＋2×＋12×＋6×＝6(个)；由图示晶格结构可知1个钨原子周围距离钨原子最近的碳原子有6个；碳化钨晶体结构类似于金属Zn、Ti、Mg的六方最密堆积，C项正确。 (2)该部分晶体的质量为b g·cm－3×V cm3＝bV g，该部分结构中W原子数目为6，C原子数目为6，故该部分晶体的摩尔质量为6M g·mol－1，故＝bV g，即NA＝ mol－1。 答案：(1)6 6 C (2) mol－1(有无单位均可) [课堂即时练] 1．已知C3N4晶体具有比金刚石更大的硬度，且原子间均以单键结合。下列关于C3N4晶体的说法正确的是( ) A．C3N4晶体是分子晶体 B．C3N4晶体中C—N键长比金刚石中C—C要长 C．C3N4晶体中每个碳原子连接4个氮原子，每个氮原子连接3个碳原子 D．C3N4晶体中粒子间通过离子键结合 解析：选C 该晶体硬度比金刚石大，为原子晶体，A错误；原子半径越大，原子间的键长越长，原子半径C＞N，键长C—N查看更多