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1、.晶体结构一 （ 9 分）下图所示为 HgCl 2 和不同浓度 NH 3 NH 4Cl 反应得到的两种含汞的化合物 A 和 B 的微观结构重复单元图。1写出 A 、B 的化学式和B 的生成反应方程式；2晶体 A 中， NH 3、 Cl 的堆积方式是否相同，为什么？3晶体 A 中 Hg 占据什么典型位置，占有率是多少？4指出 B 中阴阳离子组成特点；5比较 A 和 B 在水溶液中溶解性的大小。二 （14 分）钛酸锶是电子工业的重要原料，与BaTO 3 相比，具有电损耗低，色散频率高，对温度、机械应变、直流偏场具有优良稳定性。因此可用于制备自动调节加热元件、消磁元器件、陶瓷电容器、陶瓷敏感元件等。
2、制备高纯、超细、均匀SrTiO 3 的方法研究日益受到重视。 我国研究者以偏钛酸为原料常压水热法合成纳米钛酸锶，粒子呈球形， 粒径分布较均匀，平均 22nm。已知 SrTiO 3 立方晶胞参数a 390.5pm 。1写出水热法合成纳米钛酸锶的反应方程式；2 SrTiO 3 晶体的结构可看作由Sr2 和 O2 在一起进行（面心）立方最密堆积（ccp），它们的排列有序，没有相互代换的现象（即没有平均原子或统计原子），它们构成两种八面体空隙，一种由 O2 构成，另一种由Sr2 和 O2一起构成， Ti4 只填充在 O2 构成的八面体空隙中。（ 1）画出该 SrTiO 3 的一个晶胞（ Ti4 用小球
3、， O2 用大 球， Sr2 用大球）（ 2）容纳 Ti4 的空隙占据所有八面体空隙的几分之几？（ 3）解释为什么 Ti4 倾向占据这种类型的八面体空隙，而不是占据其他类型的八面体空隙？（ 4）通过计算说明和 O2 进行立方密堆积的是 Sr2而不是 Ti 4的理由（已知 O2半径为 140pm）3计算 22nm（直径）粒子的质量，并估算组成原子个数。三 （ 10 分） NH 4Cl 为 CsCl 型结构， 晶胞中包含1个NH4和 1个 Cl ，晶胞参数 a387pm。把等物质的量的 NH4 Cl 和 HgCl 2在密封管中一起加热时，生成NH 4HgCl 3 晶体，晶胞参数ab 419pm、c
4、794pm（结构如右图） 。1已知 Cl 半径为 181pm，求 NH 4 （视为球形离子）的半径。2计算 NH 4HgCl 3 晶体的密度；3指出 Hg 2和 NH 4的 Cl 具体配位形式；4通过具体计算，指出晶体中Cl 与 Cl 之间的最短距离是多少？.四 （ 8 分）金属铜的理想堆积模型为面心立方紧密堆积（CCP），设它的边长为acm。在晶体中与晶胞体对角线垂直的面在晶体学中称为（1,1,1）面。1请画出金属铜的晶胞（ 表示 Cu 原子），并涂黑有代表性的1 个（ 1,1,1）面上的 Cu 原子。2计算（ 1,1,1）面上 Cu 占整个面积的百分率以及Cu 占整个体积的百分率（给出计算
5、过程）。3在 1 个盛有 CuSO4 溶液的电解槽内电镀铜，其中阴极经过特殊处理，只有1 个（1，1， 1）面暴露在电解质溶液中，其余各面均被保护。假设此面面积为bcm2，电镀时电流恒为 I。 Cu2 在此面上做恒速率均匀沉积，tmin 后，有一层Cu 原子恰好在阴极上沉积完毕，求这是已沉积的第几层Cu 原子？（阿伏加德罗常数为NA，法拉第常数为 F）五（ 10 分）某钠盐X 的阴离子为正八面体构型，由7 个原子 70 个电子组成。X 晶体的结构有如下特点：阴离子的空间排列方式与NaCl 晶体中的Na （或 Cl ）的排列方式完全一样，而Na 占据其全部四面体空隙中。1确定阳离子、阴离子个数比
6、；2确定 X 的化学式；3如果 X 晶体的晶胞参数为 a（cm），X 的摩尔质量为 M X （ g/mol ），写出 X 密度的表达式；4 X 晶体中 Na的空间排列方式与CsCl 晶体中的Cs （或 Cl ）的排列方式是否完全一样？如果将阴离子看作由Na形成的空隙中，那么占有率为多大？5如果晶胞的坐标原点为（阴离子用 表示）Na ，请画出该晶胞全部阴离子的空间构型6某钾盐 Y 的阴离子组成和在晶胞中的排列方式与X 相似，而 K填充在全部八面体空隙中，写出Y 的化学式。六（ 5 分） Na2O 为反 CaF2 型结构，晶胞参数a 555pm。2计算密度。七（ 8 分）点阵素单位是指最小的重复单
7、位，将最小重复单位的内容用一个点阵表示，最小重复单位中只含一个点阵点，称为素单位。含2个或 2 个以上点阵点的单位称为复单位。画出素单位的关键是能按该单位重复， 与单位预角上是否有圆圈无关。某平面周期性结构系按右图单位重复堆砌而成。1写出该素单位中白圈和黑圈的数目。2请画出2 种点阵素单位，要求一种顶点无原子，另一种顶点有原子。3请画出石墨片层的3 种点阵素单位。八（ 10 分）最简单的二元硼氮化合物可以通过下列反应合成：B2O3(l) 2NH 3(g)2BN(s) 3H 2O(g)反应产生的氮化硼的结构与石墨结构相类似，但上、下层平行，B、 N 原子相互交替.（见图 1），其层状六方氮化硼的
8、晶胞如图2 所示。层内B N 核间距为145 pm，面间距为333 pm。BN请回答下列问题：写出晶胞中B 、 N 原子的原子坐标。B 原子：，N 原子。试列出求算层状六方氮化硼晶体的密度的计算式：（阿伏加德罗常数用 NA 表示）。在高压（ 60 kpa）、高温（ 2000）下，层状六方氮化硼晶体可转化为立方氮化硼，它与金刚石有类似结构。若立方氮化硼晶胞的边长为a pm，试列出求算立方氮化硼晶体中 B N 键键长的计算式：。九（ 8 分）正硼酸（ H 3BO3）是一种片层状结构白色晶体，层内的H3BO3 分子通过氢键相连（如右图） 。1正硼酸晶体属于晶体；2片层内微粒间的作用力是上面？片层间微
9、粒间的作用力又是上面？3含 1mol H 3BO3 的晶体中有mol 氢键；4以 1 个片层为研究对象，画出其二维晶胞，并指出其所包含的内容。十（ 11 分） Ar 、 Xe 、CH 4、 Cl 2等分子能和水形成气体水合物晶体。在这种晶体中，水分子形成三维氢键H 3 BO 3 的层状结构骨架体系。在骨架中有空穴，它可以容纳这些气体小分子形成笼型结构。（ 1）甲烷的气体水合物晶体成为可燃冰。已知每1m3 这种晶体能释放出 164m3 的甲烷气体。试估算晶体中水与甲烷的分子比。（不足的数据由自己假定，只要假设合理均按正确论）（ 2）X 射线衍射分析表明，该晶体属于立方晶系，a 1200pm（即晶
10、胞为立方体，边长为 1200pm ）。晶胞中46 个水分子围成两个五角十二面体和六个稍大的十四面体（2 个六角形面， 12 个五角形面），八个 CH 4 分子可以进入这些多面体笼中。计算甲烷和水的分子数之比和该晶体的密度。（ 3）已知 Cl 2 的气体水合物晶体中， Cl 2 和 H2O 的分子数之体为 1 8，在其晶体中水分子所围成的笼型结构与可燃冰相同。推测它的结构。.十一 近年来对于三价铜的研究日益深入，特别随着是钇钡铜氧化物的研究的深入，三价铜化合物越来越受到化学家的重视。起初发现的三价铜化合物为离子化合物，三价铜存在于阴离子 Cu 2O6 6 中，目前所发现的三价铜配合物都是四配位的
11、。1画出 Cu26 6的结构；O 2一种三价铜的稀土化合物LaCuO 3 的晶格属立方晶系，氧离子位于棱心，阳离子各占据氧离子所构成的空隙中，其中三价铜离子的配位数是La( )的一半，试画出LaCuO3的晶胞。十二（ 12 分） Q 为多核电中性对称配合物，化学式可写成M 3A 3Cl 3，其中 M 为中心原子，A 为一有机配体 （由常见元素组成） 。A 为中性配体， 不带电荷， M 的质量分数为 30.70。空气中灼烧有白烟和刺激性气体生成，A 中也有一 C3轴。将 Q 溶解在液氨中得R，分离溶液后蒸馏结晶再灼烧，得红褐色固体氧化物。R 可由一常见白色难溶物（氯化物）溶解在液氨中制得。1 M
12、 为何种元素，指出其配位数；2推出 A 的化学式；3画出 Q 的结构。十三（ 8 分）发光材料Y 2 O2S 的晶体属三方晶系，它的六方晶胞参数为：a378.8pm ，c659.1pm 。在晶体中， 每个 Y 原子由 3 个 S 原子和 4 个 O 原子和它配位， Y 原子坐标为 ±（ 1/3 ，2/3， 0.71），O 原子坐标为 ±（ 1/3， 2/3， 0.36），试画出 Y 2O2S 的晶胞。十四（ 14 分）钛酸锶是电子工业的重要原料，与BaTO 3 相比，具有电损耗低，色散频率高，对温度、机械应变、直流偏场具有优良稳定性。因此可用于制备自动调节加热元件、消磁元器
13、件、陶瓷电容器、陶瓷敏感元件等。制备高纯、超细、均匀SrTiO 3的方法研究日益受到重视。 我国研究者以偏钛酸为原料常压水热法合成纳米钛酸锶，粒子呈球形， 粒径分布较均匀，平均 22nm。已知 SrTiO 3 立方晶胞参数a 390.5pm。1写出水热法合成纳米钛酸锶的反应方程式；2 SrTiO 3 晶体的结构可看作由Sr2 和 O2 在一起进行（面心）立方最密堆积（ccp），它们的排列有序，没有相互代换的现象（即没有平均原子或统计原子），它们构成两种八面体空隙，一种由 O2 构成，另一种由Sr2 和 O2一起构成， Ti4 只填充在 O2 构成的八面体空隙中。（ 1）画出该 SrTiO 3
14、的一个晶胞（ Ti4 用小 球， O2 用大 球， Sr2 用大球）（ 2）容纳 Ti4 的空隙占据所有八面体空隙的几分之几？（ 3）解释为什么 Ti4 倾向占据这种类型的八面体空隙，而不是占据其他类型的八面体空隙？（ 4）通过计算说明和 O2 进行立方密堆积的是 Sr2而不是 Ti 4的理由（已知 O2半径为 140pm）3计算 22nm（直径）粒子的质量，并估算组成原子个数。十五（ 11 分）硫化锰 MnS 是赭色物质，用碱金属硫化物沉淀制得。1计算纯水中 MnS 的溶解度？已知 MnS 的 K sp14，H2的 K1和 K27 和 1.2 ×10 13为 3×10S分别为 1.0 ×102 MnS 晶体属于立方晶系，用X 射线粉末法测得该晶体晶胞参数a522.4pm ；（ 1） 26测得该晶体的密度为4.05g/m 3，请计算一个晶胞中的离子数；（ 2）若某 MnS 纳米颗粒形状为立方体， 边长为 MnS 晶胞边长的10 倍，请估算其表面原子占总原子数的百分比。2的半径0.184nm）（已知 S十六（ 6 分）金属 M 的晶格是面心立方，密度为8.90g/cm3，计算：1 Ni 晶体中最邻近的原子之间的距离。2能放入 Ni 晶体空隙中的最大原子半径是多少?.