1、1晶体结构与性质第三节晶体结构与性质1.了解晶体的类型，了解不同类型晶体中结构微粒、微粒间作用力的区别。2.了解晶格能的概念，了解晶格能对离子晶体性质的影响。了解分子晶体结构与性质的关系。3了解原子晶体的特征，能描述金刚石、二氧化硅等原子晶体的结构与性质的关系。4.理解离子键的形成，能根据离子化合物的结构特征解释其物理性质。5理解金属键的含义，能用金属键理论解释金属的一些物理性质。了解金属晶体常见的堆积方式。了解晶胞的概念，能根据晶胞确定晶体的组成并进行相关的计算。考点(一) 晶体常识和常见四种晶体的性质 【精讲精练快冲关】知能学通(一)晶体1.晶体与非晶体的比较比较 晶体 非晶体结构特征 构
2、成粒子周期性有序排列 构成粒子无序排列自范性 有 无熔点 固定 不固定性质特征异同表现 各向异性 各向同性间接方法 测定其是否有固定的熔点二者区别方法 科学方法 对固体进行 X射线衍射实验2晶胞(1)概念：描述晶体结构的基本单元。(2)晶体中晶胞的排列无隙并置无隙：相邻晶胞之间没有任何间隙。并置：所有晶胞平行排列、取向相同。23晶格能(1)定义：气态离子形成 1 mol 离子晶体释放的能量，通常取正值，单位：kJmol1 。(2)影响因素离子所带电荷数：离子所带电荷数越多，晶格能越大。离子的半径：离子的半径越小，晶格能越大。(3)与离子晶体性质的关系晶格能越大，形成的离子晶体越稳定，且熔点越高
3、，硬度越大。(二)四种晶体类型的结构与性质晶体类型比较项目分子晶体 原子晶体 金属晶体 离子晶体构成粒子 分子 原子金属阳离子、自由电子阴、阳离子粒子间的相互作用力范德华力(某些含氢键)共价键 金属键 离子键硬度 较小 很大有的很大，有的很小较大熔、沸点 较低 很高有的很高，有的很低较高溶解性 相似相溶难溶于任何溶剂常见溶剂难溶大多易溶于水等极性溶剂导电、传热性一般不导电，溶于水后有的导电一般不具有导电性电和热的良导体晶体不导电，水溶液或熔融态导电物质类别及实例大多数非金属单质、气态氢化物、酸、非金属氧化物(SiO 2除外)、绝大多数有机物(有机盐除外)部分非金属单质(如金刚石、硅、晶体硼)，
4、部分非金属化合物(如 SiC、SiO 2)金属单质与合金(如Na、Al、Fe、青铜)金属氧化物(如Na2O)、强碱(如KOH)、绝大部分盐(如 NaCl)注意 常温下为气态或液态的物质，其晶体应属于分子晶体(Hg 除外)。原子晶体中一定含有共价键，而分子晶体中不一定有共价键，如稀有气体的晶体。原子晶体熔化时，破坏共价键，分子晶体熔化时破坏的是分子间作用力，分子内的3共价键不被破坏。题点练通晶体微粒间作用力及晶体类型的判断1下列属于分子晶体的性质的是( )A组成晶体的微粒是离子B能溶于 CS2，熔点为 112.8 ，沸点为 444.6 C熔点为 1 400 ，可作半导体材料，难溶于水D熔点高，硬
5、度大解析：选 B 分子晶体的组成微粒是分子，A 错误；分子晶体的主要性质有熔、沸点低，硬度小，晶体固态和熔融状态时均不导电，C、D 错误；极性分子易溶于极性溶剂，非极性分子易溶于非极性溶剂，B 正确。2根据表中几种物质的熔点和沸点数据，判断下列有关说法中错误的是( )NaCl MgO AlCl3 SiCl4 单质 B熔点/ 801 2 852 190 68 2 300沸点/ 1 465 3 600 182.7 57 2 500注：AlCl 3熔点在 2.5105Pa 条件下测定。ASiCl 4常温下是液态B单质 B 是原子晶体 CAlCl 3是分子晶体DMgO 的晶格能比 NaCl 小解析：选
6、 D 根据晶体性质特点及表中数据进行分析，SiCl 4熔点为68 ，沸点为57，常温下为液体，A 正确；单质 B 的熔、沸点很高，是原子晶体，B 正确；AlCl 3的熔、沸点低，是分子晶体，C 正确；NaCl 的熔点和沸点均比 MgO 低，其原因是 MgO 晶体的晶格能比 NaCl 大，D 错误。3下列四种有关性质的叙述，可能属于金属晶体的是( )A由分子间作用力结合而成，熔点低B固体或熔融后易导电，熔点在 1 000 左右C由共价键结合网状结构，熔点高D固体不导电，但溶于水或熔融后能导电解析：选 B 由分子间作用力结合而成，熔点低，属于分子晶体的性质，A 错误；由共价键结合网状结构，熔点高，
7、属于原子晶体的性质，C 错误；固体不导电，但溶于水或熔融后能导电，属于离子晶体的性质，D 错误。4在一定条件下，可得到一种原子晶体 CO2(如图所示)，下列4对该物质的推断一定不正确的是( )A该晶体中含有极性键B该晶体易汽化，可用作制冷材料C该晶体有很高的熔、沸点D该晶体硬度大，可用作耐磨材料解析：选 B 原子晶体 CO2具有空间网状结构，其成键情况也发生了变化，由原来的碳氧双键变为碳氧单键，但化学键依然为极性共价键，故 A 正确；原子晶体具有硬度大，熔、沸点高等特点，故 C、D 正确，B 错误。5(1)金属镍粉在 CO 气流中轻微加热，生成无色易挥发性液体 Ni(CO)4，呈正四面体构型。
8、试推测 Ni(CO)4的晶体类型是_，Ni(CO) 4易溶于_(填标号)。A水 B四氯化碳C苯 D硫酸镍溶液(2)实验测得铝元素与氯元素形成化合物的实际组成为 Al2Cl6， 其球棍模型如图所示。已知 Al2Cl6在加热时易升华，Al 2Cl6属于_(填晶体类型)晶体 。NaAl(OH) 4属于_(填晶体 类型)晶体，存在的化学键有_。(3)磷化硼(BP)是一种有价值的耐磨硬涂层材料，它是在高温(750 )氢气氛围下通过三溴化硼和三溴化磷反应制得的，可知 BP 为_晶体。(4)原子簇是由几个到几百个原子形成的聚集体，如铝原子簇 Al13、Al 14。已知原子簇价电子总数为 2,8,20,40,
9、58时，原子簇通常可稳定存在。其中 Al13的性质与卤素性质相似，则铝原子簇 Al13属于_晶体，铝原子之间的作用力为_。解析：(1)由“易挥发性液体”可知 Ni(CO)4是分子晶体，由“正四面体构型”可知Ni(CO)4是非极性分子，易溶于非极性溶剂四氯化碳和苯中。(2)由图可知，Al 2Cl6是分子晶体。NaAl(OH) 4是离子化合物，故是离子晶体，存在离子键、极性共价键、配位键。(3)磷化硼(BP)是一种有价值的耐磨硬涂层材料，说明硬度比较大；它是在高温(750 )氢气氛围下通过三溴化硼和三溴化磷反应制得的，说明耐高温；熔、沸点比较高，是原子晶体。(4)由题目信息可知，铝原子簇 Al13
10、应为分子晶体，内部铝原子之间的作用力为共价键。答案：(1)分子晶体 BC (2)分子 离子 离子键、极性共价键、配位键 (3)原子 (4)分子 共价键方法规律“五依据”突破晶体类型判断(1)依据构成晶体的粒子和粒子间的作用判断离子晶体的构成粒子是阴、阳离子，粒子间的作用是离子键。原子晶体的构成粒子是原子，粒子间的作用是共价键。5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。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金属氧化物(如 K2O、Na 2O2等)、强碱(如 NaOH、KOH 等)和绝大多数的盐类是离子晶体。大多数非金属单质(金刚石
11、、石墨、晶体硅、晶体硼除外)、气态氢化物、非金属氧化物(SiO 2除外)、酸、绝大多数有机物(有机盐除外)是分子晶体。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。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离子晶体的熔点较高，常在数百至 1 000 余度。原子晶体熔点高，常在 1 000 度至几千度。分子晶体熔点低，常在数百度以下至很低温度。金属晶体多数熔点高，但也有相当低的。(4)依据导电性判断离子晶体水溶液及熔化时能导电。原子晶体一般为非导体。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
12、学键断裂形成自由离子也能导电。金属晶体是电的良导体。(5)依据硬度和机械性能判断离子晶体硬度较大或硬而脆。原子晶体硬度大。分子晶体硬度小且较脆。金属晶体多数硬度大，但也有较低的，且具有延展性。晶格能及晶体熔、沸点高低的比较6.下列物质的熔点高低顺序正确的是( )A金刚石碳化硅晶体硅B氧化铝氯化钾氯化钠CH 2ONH3PH3AsH3D生铁Na纯铁解析：选 A 键能：CCSiCSiSi，键能越大，物质的熔点越高，A 正确；因为Na 的离子半径比 K 小，NaCl 的晶格能大于 KCl 的晶格能，故 NaCl 晶体的熔点高于 KCl6晶体，B 错误；PH 3和 AsH3中不存在氢键，其熔点高低与范德
13、华力有关，而相对分子质量越大，范德华力越大，物质的熔点越高，故 PH3的熔点低于 AsH3，C 错误；纯铁的熔点高于生铁(合金)，钠的熔点最低，D 错误。7下列各组物质的熔点均与所含化学键的键能有关的是( )ACaO 与 CO2 BNaCl 与 HClCSiC 与 SiO2 DCl 2与 I2解析：选 C A 项，CaO 是离子化合物，熔化时断裂离子键，而 CO2在固态时是分子晶体，熔化时破坏的是范德华力，与化学键无关；B 项，NaCl 是离子化合物，熔化时断裂离子键，而 HCl 在固态时是分子晶体，熔化时破坏的是范德华力，与化学键无关；C 项，SiC和 SiO2都是原子晶体，熔化时断裂的是共
14、价键，与化学键有关；D 项，Cl 2和 I2在固态时都是分子晶体，熔化时破坏的是范德华力，与化学键无关。8(2019成都模拟)几组物质的熔点()数据如表所示：A 组熔点/ B 组熔点 / C 组熔点 / D 组熔点/金刚石：3 550 Li：181 HF：83 NaCl硅晶体：1 410 Na：98 HCl：115 KCl硼晶体：2 300 K：64 HBr：89 RbCl二氧化硅：1 732 Rb：39 HI：51 MgO：2 800据此回答下列问题：(1)由表格中数据可知，A 组中物质的熔点普遍偏高，A 组物质属于_晶体，其熔化时克服的粒子间作用力是_；二氧化硅的熔点高于硅晶体，原因是_。
15、(2)B 组晶体中存在的作用力是_，其共同的物理性质是_(填序号)。有金属光泽 导电 导热 具有延展性(3)C 组中 HF 的熔点反常是由于_。(4)D 组晶体可能具有的性质是_(填序号)。硬度小 水溶液能导电 固体能导电 熔融状态能导电(5)D 组晶体中 NaCl、KCl、RbCl 的熔点由高到低的顺序为_，MgO晶体的熔点高于其他三者，其原因是_。解析：(5)晶格能与离子所带电荷数和离子半径有关，所带电荷数越多，半径越小，晶格能越大，晶体熔点越高。答案：(1)原子 共价键 SiO 键的键长小于 SiSi 键的，SiO 2的键能大 (2)金属键 (3)HF 分子间能形成氢键，其熔化时需要消耗
16、的能量更多(4) (5)NaClKClRbCl MgO 为离子晶体，离子所带电荷数越多，半径越小，晶7格能越大，熔点越高9(1)(2018全国卷)Li 2O 是离子晶体，其晶格能可通过如图所示的 BornHaber循环计算得到。可知 Li2O 晶格能为_kJmol 1 。(2)(2017全国卷)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_。(3)(2017全国卷)在 CO2低压合成甲醇反应(CO 23H 2=CH3OHH 2O)所涉及的 4 种物质中，沸点从高到低的顺序为_，原因是_。(4)(2016全国卷)GaF 3的熔点高于
17、1 000 ，GaCl 3的熔点为 77.9 ，其原因是_。(5)(2015全国卷)单质氧有两种同素异形体，其中沸点高的是_(填分子式)，原因是_。答案：(1)2 908(2)K 的原子半径较大且价电子数较少，金属键较弱(3)H2OCH3OHCO2H2 H 2O 与 CH3OH 均为极性分子，H 2O 中氢键比甲醇多，CO 2和 H2均为非极性分子，CO 2的相对分子质量较大，范德华力较大(4)GaF3为离子晶体，GaCl 3为分子晶体 (5)O3 O 3相对分子质量较大，范德华力大10(1)Na 2SO4的熔点为 884 ，NaNO 3的熔点为 307 ，Na 2SO4熔点更高的原因是_。(
18、2)晶体硅的结构与金刚石非常相似，金刚石、晶体硅和金刚砂(碳化硅)的熔点由高到低的顺序为_(填化学式)。(3)如表所示是一组物质的沸点数据：有机物 甲醇(CH 3OH) 丙烯(CH 3CH=CH2) 一氟甲烷(CH 3F)相对分子质量 32 42 34沸点/ 64.7 47.7 78.2甲醇相对分子质量较小，沸点却高于其他两种物质的原因是_。8解析：(1)由于 Na2SO4和 NaNO3均为离子晶体，SO 所带电荷比 NO 的多，故24 3Na2SO4的晶格能较大，所以 Na2SO4熔点较高。(2)金刚石、晶体硅和金刚砂(碳化硅)均是原子晶体，原子半径：CSiCSi。(3)由于甲醇分子间存在氢
19、键，从而导致甲醇沸点高。答案：(1)Na 2SO4和 NaNO3均为离子晶体，SO 所带电荷比 NO 的多，故 Na2SO4晶格24 3能较大，熔点较高(2)CSiCSi (3)甲醇分子间存在氢键归纳拓展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)原子晶体原子半径越小、键长越短、键能越大，物质的熔、沸点越高，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
20、点：MgOMgCl 2，NaClCsCl。(3)分子晶体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 H2OH 2TeH 2SeH 2S。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SnH4GeH 4SiH 4CH 4。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 CH3ClCH 3CH3。同分异构体，支链越多，熔、沸点越低，如正戊烷异戊烷新戊烷。(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：NaMgAl。考点(二) 五类常见晶体模型与晶胞计算 【精讲精练快
21、冲关】知能学通1典型晶体模型9(1)原子晶体(金刚石和二氧化硅)金刚石晶体中，每个 C 与另外 4 个 C 形成共价键，C C 键之间的夹角是 10928，最小的环是六元环。含有 1 mol C 的金刚石中，形成的共价键有 2 mol。SiO 2晶体中，每个 Si 原子与 4 个 O 成键，每个 O 原子与 2 个硅原子成键，最小的环是十二元环，在“硅氧”四面体中，处于中心的是 Si 原子，1 mol SiO2中含有 4 mol SiO 键。(2)分子晶体干冰晶体中，每个 CO2分子周围等距且紧邻的 CO2分子有 12 个。冰的结构模型中，每个水分子与相邻的 4 个水分子以氢链相连接，含 1
22、mol H2O 的冰中，最多可形成 2 mol“氢键” 。(3)离子晶体NaCl 型：在晶体中，每个 Na 同时吸引 6 个 Cl ，每个 Cl 同时吸引 6 个 Na ，配位数为 6。每个晶胞含 4 个 Na 和 4 个 Cl 。CsCl 型：在晶体中，每个 Cl 吸引 8 个 Cs ，每个 Cs 吸引 8 个 Cl ，配位数为 8。(4)石墨晶体石墨层状晶体中，层与层之间的作用是分子间作用力，平均每个正六边形拥有的碳原子个数是 2，C 原子采取的杂化方式是 sp 2。(5)常见金属晶体的原子堆积模型结构型式 常见金属 配位数 晶胞10面心立方最密堆积 Cu、Ag、Au 12体心立方堆积 N
23、a、K、Fe 8六方最密堆积 Mg、Zn、Ti 122几种常见的晶胞结构及晶胞含有的粒子数目ANaCl(含 4 个 Na ，4 个 Cl )。B干冰(含 4 个 CO2)。CCaF 2(含 4 个 Ca2 ，8 个 F )。D金刚石(含 8 个 C)。E体心立方(含 2 个原子)。F面心立方(含 4 个原子)。题点练通晶胞中微粒数目的计算1石英晶体的晶胞结构图如图所示，在含 x mol SiO2的石英晶体中，含有 SiO 键为( )A x mol B2 x molC3 x mol D4 x mol解析：选 D SiO 2晶体中 1 个 Si 原子连接 4 个 O 原子形成 4 个 SiO 键，
24、故 x mol SiO2晶体中含有 4x mol SiO 键。112某离子晶体的晶体结构中最小重复单元如图所示。X 为阴离子，在正方体内，Y 为阳离子，分别在顶点和面心，则该晶体的化学式为( )AY 2X BYX 2CY 7X4 DY 4X7解析：选 B X 在正方体内，晶胞中的 8 个 X 离子完全被这 1 个晶胞占有；Y 分别在顶点和面心，顶点上的离子被 1 个晶胞占有 ，面心上的离子被 1 个晶胞占有 ，所以 1 个晶18 12胞实际占有的 Y 离子为 8 6 4，则该晶体的化学式为 YX2。18 123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
25、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( )A1184 B321C984 D21149解析：选 B a 中原子个数12 2 36，b 中原子个数8 6 4，c16 12 18 12中原子个数18 2，所以其原子个数比是 642321。184科学家把 C60和 K 掺杂在一起制造出的化合物具有超导性能，其晶胞如图所示。该化合物中的 K 原子和 C60分子的个数比为( )A31 B13C120 D201解析：选 A 根据晶胞结构可以判断该晶胞中含 C60分子数目为 8 12，含 K 原18子数目为 26 6，所以 K 原子与 C60分子的个数比为 31
26、。125某物质的晶体中含有 a、b、c 三种元素，其排列方式如图所示(其中前后两面面心中的 b 元素的原子未能画出)。则晶体中 a、b、c 的原子个数比为( )A131 B231C221 D133解析：选 A 利用均摊法计算。据图知，该正方体中 a 原子个数8 1，b 原子个1812数6 3，c 原子个数1，所以晶体中 a、b、c 的原子个数比为 131。126(2015全国卷节选)碳有多种同素异形体，其中石墨烯与金刚石的晶体结构如图所示：(1)在石墨烯晶体中，每个 C 原子连接_个六元环，每个六元环占有_个 C 原子。(2)在金刚石晶体中，C 原子所连接的最小环也为六元环，每个 C 原子连接
27、_个六元环，六元环中最多有_个 C 原子在同一平面。解析：(1)由石墨烯的结构可知，每个 C 原子连接 3 个六元环，每个六元环占有的 C 原子数为 62。(2)由金刚石的结构可知，每个 C 可参与形成 4 条 CC 键，其中任意两条13边(共价键)可以构成 2 个六元环。根据组合知识可知四条边(共价键)任选其中两条有 6 组，6212。因此每个 C 原子连接 12 个六元环。六元环中 C 原子采取 sp3杂化，为空间六边形结构，最多有 4 个 C 原子位于同一平面。答案：(1)3 2 (2)12 4方法规律 晶胞中微粒的计算方法均摊法(1)原则：晶胞任意位置上的一个原子如果是被 n 个晶胞所
28、共有，那么，每个晶胞对这个原子分得的份额就是 。1n(2)方法：长方体(包括立方体)晶胞中不同位置的粒子数的计算非长方体晶胞中粒子视具体情况而定，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)被三个六边形共有，每个六边形占 。13(3)图示：13(4)注意事项：在使用均摊法计算晶胞中的微粒个数时，要注意晶胞的形状，不同形状的晶胞，应先分析任意位置上的一个粒子被几个晶胞所共有，如六棱柱晶胞中，顶点、侧棱、底面上的棱、面心的微粒依次被 6、3、4、2 个晶胞所共有。晶体密度及微粒间距离的计算7.(2018全国卷节选)Li 2O 具有反萤石结构，晶胞如图所示。已知晶胞参数为0.466 5
29、 nm，阿伏加德罗常数的值为 NA，则 Li2O 的密度为_gcm 3 (列出计算式)。解析：由题给图示可知，Li 位于晶胞内部，O 位于顶点和面心，因此一个晶胞有 8 个Li，O 原子个数6 8 4。因此一个 Li2O 晶胞的质量 g，一个12 18 87 416NA晶胞的体积为(0.466 5107 )3 cm3，即该晶体密度 87 416NA 0.466 510 7 3gcm3 。答案：87 416NA 0.466 510 7 38.(2018全国卷节选)FeS 2晶体的晶胞如图所示。晶胞边长为 a nm、FeS 2相对式量为 M、阿伏加德罗常数的值为 NA，其晶体密度的计算表达式为_g
30、cm 3 ；晶胞中 Fe2 位于 S 所形成的正八面22体的体心，该正八面体的边长为_nm。解析：分析晶胞结构可知，Fe 2 位于棱边和体心，S 位于顶点和面心，因此每个晶22胞中含有的 Fe2 个数12 14，每个晶胞中含有的 S 个数6 8 4，即14 22 12 18每个晶胞中含有 4 个 FeS2。一个晶胞的质量 g，晶胞的体积( a107 )3 cm3，该晶4MNA体密度 gcm3 1021 gcm3 。正八面体的边长即为两个面4MNA a10 7 3 4MNAa3心点的距离，因此正八面体的边长为 a nm。2214答案： 1021 a4MNAa3 229.(2018全国卷节选)金属
31、 Zn 晶体中的原子堆积方式如图所示，这种堆积方式称为_。六棱柱底边边长为 a cm，高为 c cm，阿伏加德罗常数的值为 NA，Zn 的密度为_gcm 3 (列出计算式)。解析：金属 Zn 晶体为六方最密堆积方式(A 3型)。六棱柱底边边长为 a cm，则六棱柱上下面的面积均为 6 a2 cm2，则六棱柱的体积为 6 a2c cm3，锌原子在34 34六棱柱的顶点、上下面心和晶胞内，一个晶胞含锌原子个数12 2 36，因此一16 12个晶胞中 Zn 的质量 g，由此可知，Zn 的密度 656NA 656NA634 a2cgcm3 。答案：六方最密堆积(A 3型) 656NA634 a2c10
32、(2017全国卷节选)(1)KIO 3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 a0.446 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。解析：(1)二者间的最短距离为晶胞面对角线长的一半，即 0.446 nm0.315 nm。22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。答案：(
33、1)0.315 12 (2)体心 棱心11锗(Ge)是典型的半导体材料，在电子、材料等领域应用广泛。锗单晶具有金刚石型结构。回答下列问题：(1)金刚石晶胞如图 1 所示，其中含有_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，碳原子在晶胞中的空间占有率为15_(不要求计算结果)。(2)晶胞有两个基本要素：原子坐标参数，表示晶胞内部各原子的相对位置，如图 2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(12， 0， 12) (12， 12， 0)原子的坐标参数为_。晶胞参数，描述晶胞的大小和形状，已知 Ge 单晶
34、的晶胞参数 a565.76 pm，其密度为_gcm 3 (列出计算式即可)。解析：(1)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，所以金刚石晶胞中 C 原子数目为 46 8 8；若 C 原子半径为12 18r，金刚石晶胞的边长为 a，根据硬球接触模型，则正方体体对角线长度的 就是 CC 键的14键长，即 a2 r，所以 r a，碳原子在晶胞中的空间占有率 34 38 843 r3a3 。(2)对照晶胞图示、坐标系以及 A、B、C 的坐标，选 A 作为843 (38a)3a3 316参照，观察 D 在晶胞中的位置 ，由 B、C 的
35、坐标可以推知 D 的坐标为(体 对 角 线 的14处 )。 类似金刚石晶胞，1 个 Ge 单晶的晶胞中含有 8 个锗原子，则 (14， 14， 14)gcm3 gcm3 。873NA 565.7610 10 3 8731076.02565.763答案：(1)8 38 316(2) (14， 14， 14) 8731076.02565.76312(2019广东六校联考)铁、钴、镍的性质非常相似，它们的化合物应用十分广泛。回答下列问题：(1)基态铁原子的价电子排布式为_。铁、钴、镍的基态原子核外未成对电子数最多的是_。(2)CoCl2溶于氨水并通入空气，可从溶液中结晶出橙黄色的Co(NH 3)6C
36、l3晶体。该配合物中配体分子的立体构型是_，其中心原子的杂化轨道类型为_。(3)铁、镍易与 CO 作用形成羰基配合物 Fe(CO)5、Ni(CO) 4，Fe(CO) 5的熔点为 253 K，沸点为 376 K，则 Ni(CO)4固体属于_ 晶体，其中存在的化学键类型为_。(4)NiO、FeO 的晶体结构类型与氯化钠的相同，Ni 2 和 Fe2 的离子半径分别为 69 pm和 78 pm，则熔点：NiO_(填 “”“FeO。(5)结构中如1、3、6、7 的 O2 围成的正四面体空隙有 8 个，O 2 数目为 8 6 4，故正四面体空18 12隙数与 O2 数目之比为 8421；如图结构单元中每个
37、棱心均为正八面体空隙中心，每个棱心被图示结构单元所共用，故 1 个图示结构单元中正八面体空隙数目为12 14,1 个结构单元中有 4 个 O2 ，故有 2 个 Fe3 和 1 个 Fe2 ，由题可知 1 个 Fe314和 1 个 Fe2 填充在正八面体空隙中，即还有 2 个正八面体空隙没有填充阳离子，有 50%的正八面体空隙没有填充阳离子。晶胞中有 8 个图示结构单元，1 mol 晶胞的质量为 8g8232 g，则晶体密度(356 416) 5.18 gcm3 ，故 a8232 g a10 10 cm 36.0210231010pm。3 82325.186.021023答案：(1)3d 64s
38、2 铁(或 Fe) (2)三角锥形 sp 317(3)分子 配位键、共价键(4) 相同电荷的离子，半径越小，离子间的静电作用力越大，离子晶体的晶格能越大(5)21 50 10103 82325.186.021023归纳拓展晶胞参数及相关计算(1)晶胞参数晶胞的形状和大小可用 6 个参数来表示，包含晶胞的 3 组棱长a、 b、 c 和 3 组棱相互间的夹角 、 、 。如立方晶胞中，晶胞参数a b c， 90。晶胞参数的计算(2)晶体密度的计算方法(3)空间利用率 。晶 胞 占 有 的 微 粒 体 积晶 胞 体 积(4)金属晶体中体心立方堆积、面心立方堆积中的几组公式设棱长为 a，则面对角线长 a。2体对角线长 a。3体心立方堆积 4r a(r 为原子半径)。3面心立方堆积 4r a(r 为原子半径)。218
