晶体结构与性质.pdf

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1、1 配餐作业 (三十九 )晶体结构与性质 1下图为几种晶体或晶胞的示意图： 请回答下列问题： (1)上述晶体中，粒子之间以共价键结合形成的晶体是_。 (2)冰、金刚石、 MgO、CaCl2、干冰 5 种晶体的熔点由高到低的 顺序为 _ 。 (3)NaCl 晶胞与 MgO 晶胞相同，NaCl 晶体的晶格能 _(填 “大于”或“小于” )MgO 晶体，原因是 _ _。 (4)每个 Cu 晶胞中实际占有 _个 Cu 原子， CaCl2晶体中 Ca2 的配位数为 _。 (5)冰的熔点远高于干冰，除H2O 是极性分子、 CO2是非极性分 子外，还有一个重要的原因是_ 。 解析(2)离子晶体的熔点与离子半

2、径及离子所带电荷数有关， 离子半径越小，离子所带电荷数越大，则离子晶体熔点越高。金刚石 是原子晶体，熔点最高，冰、干冰均为分子晶体，冰中存在氢键，冰 的熔点高于干冰。 2 (4)铜晶胞实际占有铜原子数用均摊法分析，8 1 86 1 24，氯 化钙类似氟化钙， Ca 2 的配位数为 8，Cl 配位数为 4。 答案(1)金刚石晶体 (2)金刚石 MgOCaCl 2冰干冰 (3)小于MgO 晶体中离子的电荷数大于NaCl 晶体中离子电荷 数；且 r(Mg 2 )SSi (3)sp 3 三角锥形 (4) 3 3M 16NAa3 g cm 3(其他合理答案均可 ) (5)Ar3d 5 或 1s 22s2

3、2p63s23p63d5 配体孤电子对 (6)NaPO3或(NaPO3)n 【拓展延伸】 近几年高考命题的物质载体有：碳及其化合物， 如金刚石、石 墨和足球烯等；硅及其化合物，如硅酸盐、硅晶体等；氮、磷、 砷及其化合物；硫及其化合物；氟、氯、溴单质及其化合物。 4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。 回答下列问题： 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

4、为 _；D 的配位数为 _。 (2)列式计算该晶体的密度为_gcm 3。 7 解析根据分摊法，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。 答案(1)K 2NiF4 6 (2) 394592198 6.0210 2340021 30810303.4 5(2018 安徽高三阶段性测试 )铁触媒是重要的催化剂，CO 与 铁触媒作用导致其失去催化活性：Fe5CO=Fe(CO)5；除去CO 的化学反应方程式为 Cu(NH 3)2OOCCH3CONH3=Cu(NH3)3(CO)OOCCH3。 请回答下列问题： (1)基态 Fe 原子的价电子排布图为 _ 。 (2)

5、Fe(CO)5又名羰基铁，常温下为黄色油状液体，则Fe(CO)5的 晶体类型是 _， 与 CO 互为等电子体的分子的分子式为_。 (3)配合物 Cu(NH3)2OOCCH 3中碳原子的杂化类型是 _， 配体中提供孤对电子的原子是_。 (4)用Cu(NH 3)2OOCCH3 除去CO 的反应中，肯定形成的有 _(双选；填选项字母 )。 a离子键B配位键 c非极性键D键 (5)单质铁的晶体在不同温度下有两种堆积方式，晶胞分别如图 所示， 面心立方晶胞和体心立方晶胞中实际含有的铁原子个数之比为 _， 面心立方堆积与体心立方堆积的两种铁晶体的晶胞参 数分别为 a pm和 b pm，则 a b _ 。

6、8 解析(1)基态铁原子核外有26 个电子，其电子排布式为 1s 22s22p63s23p63d64s2，则其价电子排布图为 (2)Fe(CO)5常温下为液体，说明其熔、沸点较低，则Fe(CO)5为 分子晶体。与 CO 互为等电子体的分子为N2。(3)该配合物含有两种 类型的碳原子，中的 C 原子为 sp 2 杂化，CH3中的 C 原子为 sp 3 杂化。配体为 NH3，则提供孤对电子的原子是N。 (4)用Cu(NH3)2OOCCH3除去 CO 的反应中 Cu 2 与 NH3、CO 新生成配位键， Cu 2 与配体中 N、C 原子之间的配位键也是键， 故本题选 bd。 (5)面心立方晶胞中Fe

7、 的个数为 81 86 1 24，体心立方晶胞 中 Fe 的个数为 8 1 812，故铁原子个数比为 21。设铁原子的半 径为 r pm，根据题图，面心立方晶胞中面对角线为2a4r， a 4 2r， 体心立方晶胞中体对角线为3b4r，b 4 3r，故 a b 4 2r 4 3r 3 2。 9 答案 (2)分子晶体N2 (3)sp 2、sp3 N (4)bd (5)21 3 2 6砷化镓 (GaAs)是优良的半导体材料，可用于制作微型激光器 或太阳能电池的材料等。请回答下列问题： (1)GaF3的熔点高于 1 000 ，GaCl3的熔点为 77.9 ，其原因 是_。 (2)GaAs 的熔点为 1

8、 238 ，密度为 g cm 3，其晶胞结构如图 所示。该晶体的类型为_ ，Ga 与 As以_键键合。 Ga 和 As的摩尔质量分别为MGa g mol 1 和 M As g mol 1，原子半径分别 为 rGa pm 和 rAs pm，阿伏加德罗常数值为NA，则 GaAs晶胞中原子 的体积占晶胞体积的百分率为_。 解析(1)GaF3的熔点高于 1 000 ，GaCl3的熔点为 77.9 ， 其原因是 GaF3是离子晶体， GaCl3是分子晶体，而离子晶体的熔点 高于分子晶体。 (2)GaAs 的熔点为 1 238 ，其熔点较高，据此推知 GaAs为原子晶体， Ga 与 As原子之间以共价键键

9、合。分析GaAs 的 晶胞结构，4 个 Ga 原子处于晶胞体内， 8 个 As原子处于晶胞的顶点、 10 6 个 As 原子处于晶胞的面心，结合“均摊法”计算可知，每个晶胞 中含有 4 个 Ga 原子，含有 As原子个数为 81/861/24(个)， Ga 和 As的原子半径分别为rGa pmrGa10 10 cm， r As pmrAs10 10 cm， 则原子的总体积为 V原子44 3 (rGa10 10 cm)3(r As10 10 cm)316 3 10 30(r3 Gar 3 As) cm 3。又知 Ga 和 As的摩尔质量分别 为 MGa g mol 1 和 MAs g mol 1

10、，晶胞的密度为 g cm 3，则晶胞的 体积为 V晶胞4(MGaMAs)/ NA cm 3，故 GaAs 晶胞中原子的体积占 晶胞体积的百分率为 V原子 V晶胞 100% 16 3 10 30 r 3 Gar 3 As cm 3 4 MGaMAs NA cm 3 100% 4 NAr 3 Gar 3 As 1030 3 MGaMAs 100%。 答案(1)GaF3为离子晶体， GaCl3为分子晶体 (2)原子晶体共价 4 NAr 3 Gar 3 As 10 30 3 MGaMAs 100% 7(2018 河北三市联考 )在一定条件下，金属相互化合形成的化 合物称为金属互化物，如Cu9Al 4、

11、Cu5Zn8 等。 (1)某金属互化物具有自范性，原子在三维空间里呈周期性有序 排列，该金属互化物属于_(填“晶体”或“非晶体”)。 (2)基态铜原子有 _个未成对电子； Cu 2的电子排布式为 _ ；在 CuSO4溶液中加入过量氨水，充分反应后 加入少量乙醇， 析出一种深蓝色晶体， 该晶体的化学式为 _， 11 其所含化学键有 _ ，乙醇分子中C 原子的杂 化轨道类型为 _。 (3)铜能与类卤素 (SCN)2反应生成 Cu(SCN)2,1 mol(SCN)2分子中 含 有 键 的 数 目 为 _。 (SCN)2对 应 的 酸 有 硫 氰 酸 (HSCN)、异硫氰酸 (HN=C=S)两种。理论

12、上前者沸点低 于后者，其原因是 _ 。 (4)ZnS 的晶胞结构如图甲所示， 在 ZnS 晶胞中，S2 的配位数为 _。 (5)铜与金形成的金属互化物的晶胞结构如图乙所示，其晶胞边 长为 a nm，那么该金属互化物的密度为_g cm 3(用含 a、N A 的代数式表示 )。 解析(1)晶体中原子呈周期性有序排列，有自范性，而非晶体 中原子排列相对无序，无自范性，题述金属互化物属于晶体。(2)基 态铜原子的电子排布式为Ar3d 104s1，有 1 个未成对电子； Cu2 的电 子排布式为1s 22s22p63s23p63d9 或Ar3d 9 ；得到的深蓝色晶体为 Cu(NH3)4SO4，Cu(NH3)4SO4中含有离子键、共价键、配位键。乙醇 分子中 C 原子的杂化轨道类型为sp 3。(3)类卤素(SCN) 2的结构式为 ,1 mol(SCN)2中含 键的数目为 5NA。异硫氰酸 (HN=C=S)分子中 N原子上连接有 H 原子， 分子间能形成氢键，