1、112-3-1 考点一 晶体与晶胞一、晶胞中粒子数目的计算和化学式的确定1磁光存储的研究是 Williams 等在 1957 年使 Mn 和 Bi 形成的晶体薄膜磁化并用光读取之后开始的。如图是 Mn 和 Bi 形成的某种晶体的结构示意图(白球均在六棱柱内)，则该晶体物质的化学式可表示为( )AMn 2Bi BMnBi CMnBi 3 DMn 4Bi3解析：由晶体的结构示意图可知：白球代表 Bi 原子，且均在六棱柱内，所以 Bi 为 6个。黑球代表 Mn 原子，个数为：12 2 16 6(个)，则二者的原子个数比为16 12 136611。答案：B2Zn 与 S 所形成化合物晶体的晶胞如右图所
2、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：从晶胞图分析，含有 Zn 离子为 8 6 4。S 为 4 个，所以化合物中 Zn18 12与 S 数目之比为 11，则化学式为 ZnS。答案：4 ZnS3利用“卤化硼法”可合成含 B 和 N 两种元素的功能陶瓷，如图为其晶胞结构示意图，则每个晶胞中含有 B 原子的个数为_，该功能陶瓷的化学式为_。2解析：B 的原子半径比 N 大，因而结构示意图中大球代表 B 原子，利用晶胞结构可计算出每个晶胞中含有 2 个 B 和 2 个 N，化学式为 BN。答案：2 BN4如图为甲、乙、丙三种晶体的晶胞：试写出：(1)甲晶体
3、化学式(X 为阳离子)为_。(2)乙晶体中 A、B、C 三种微粒的个数比是_。(3)丙晶体中每个 D 周围结合 E 的个数是_。解析：(1)甲中 X 位于立方体体心，算作 1，Y 位于立方体顶点，实际占有：4 ，XY(个数比)21，所以甲的化学式为 X2Y。(2)乙中 A 占有： 81，B 占18 12 18有 63，C 占有 1，由此推出 ABC(个数比)131。(3)丙中每个 D 周围的 E 的12个数与每个 E 周围 D 的个数相同，每个 E 周围有 8 个 D，所以每个 D 周围有 8 个 E。答案：(1)X 2Y (2)131 (3)8二、晶体的密度及微粒间距离的计算5O 和 Na
4、能够形成化合物 F，其晶胞结构如图所示，晶胞参数 a0.566 nm，F 的化学式为_；晶胞中 O 原子的配位数为_；列式计算晶体 F 的密度(gcm 3 )_。3解析：O 2 半径大于 Na 半径，由 F 的晶胞结构可知，大球代表 O2 ，小球代表 Na ，每个晶胞中含有 O2 个数为 8 6 4，含有 Na 个数为 8，故 O2 、Na 离子个数之18 12比为 4812，从而推知 F 的化学式为 Na2O。由晶胞结构可知，每个 O 原子周围有 8个 Na 原子，故 O 原子的配位数为 8。晶胞参数 a0.566 nm0.56610 7 cm，则晶胞的体积为(0.56610 7 cm)3，
5、从而可知晶体 F 的密度为2.27 gcm 3 。462 gmol 1 0.56610 7 cm 36.021023 mol 1答案：Na 2O 8 462 gmol 1 0.56610 7 cm 36.021023 mol 12.27 gcm 36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)晶体中距离最近的 2 个 X 与 1 个 Y 形成的夹角XYX 是_。(2)设该晶体的摩尔质量为 M gmol1 ，晶体的密度为 gcm3 ，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)若将 4 个 X 连接，构成 1
6、 个正四面体，Y 位于正四面体的中心，可联系 CH4的键角，知XYX10928。(2)摩尔质量是指单位物质的量的物质的质量，数值上等于该物质的相对分子(或原子)质量。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12a 3NA M， a ，则晶体中两个距离最近的 X 之间的距离为 cm。12 3 M2 NA 23 M2 NA4答案：(1)10928 (2) 23 M2 NA7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
7、子排布式为_。(3)已知镧镍合金 LaNin晶胞体积为 9.01023 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 6 615， N(Ca)12 2 3， ，因镧镍合金与铜钙合12 12 16 12 N CaN Cu 315 15金的晶胞结构相同，则在 LaNin中 ， n5。1 mol 合金中含有 NA个该合金的晶胞，则1n 15 9.01023 cm3NA M， 0.083 gcm 3 。4.5 g9.010 23 cm36.0210
8、23答案：(1)s (2)1s 22s22p63s23p63d104s1或Ar3d 104s1(3)5 0.083 gcm 38立方氮化硼和金刚石是等电子体，其晶胞结构如图所示，则处于晶胞顶点上的原子的配位数为_，若晶胞边长为 361.5 pm，则立方氮化硼的密度是_gcm3 (只要求列算式，不必计算出数值，阿伏加德罗常数的值为 NA)。5解析：一个立方氮化硼晶胞中含有 4 个 N 原子和 4 个 B 原子。一个晶胞的质量为 4 25NAg，一个立方氮化硼晶胞的体积是(361.5 pm) 3，因此立方氮化硼的密度是gcm3 。254 361.510 10 3NA答案：4 254 361.510
9、 10 3NA9(1)用晶体的 X射线衍射法可以测得阿伏加德罗常数。对金属铜的测定得到以下结果：晶胞为面心立方最密堆积，边长为 361 pm。又知铜的密度为 9.00 gcm3 ，则铜晶胞的体积是_cm 3、晶胞的质量是_g，阿伏加德罗常数为_列式计算，已知 Ar(Cu)63.6。(2)CaO 与 NaCl 的晶胞同为面心立方结构，已知 CaO 晶体密度为 a gcm3 ， NA表示阿伏加德罗常数，则 CaO 晶胞体积为_cm 3。解析：(1)体积是 a3；质量体积密度；一个体心晶胞含 4 个原子，则摩尔质量四分之一晶胞质量 NA，可求 NA。(2)因为 CaO 与 NaCl 的晶胞同为面心立方结构。所以一个晶胞中有四个钙离子和四个氧离子，根据 M(CaO)56 gmol1 ，则一个 CaO 的质量 m(CaO) g。 V(CaO 晶胞)质量/密度 cm3。56NA 4m CaOa gcm 3 224aNA答案：(1)4.7010 23 4.2310 22NA 6.0110 23 mol163.6 gmol 1144.2310 22 g(2)224aNA
