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2022-2023版高中化學(xué) 第3章 物質(zhì)的聚集狀態(tài)與物質(zhì)性質(zhì) 第1節(jié) 認(rèn)識晶體 第2課時學(xué)案 魯科版選修3

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《2022-2023版高中化學(xué) 第3章 物質(zhì)的聚集狀態(tài)與物質(zhì)性質(zhì) 第1節(jié) 認(rèn)識晶體 第2課時學(xué)案 魯科版選修3》由會員分享,可在線閱讀,更多相關(guān)《2022-2023版高中化學(xué) 第3章 物質(zhì)的聚集狀態(tài)與物質(zhì)性質(zhì) 第1節(jié) 認(rèn)識晶體 第2課時學(xué)案 魯科版選修3(15頁珍藏版)》請?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。

1、2022-2023版高中化學(xué) 第3章 物質(zhì)的聚集狀態(tài)與物質(zhì)性質(zhì) 第1節(jié) 認(rèn)識晶體 第2課時學(xué)案 魯科版選修3 [學(xué)習(xí)目標(biāo)定位] 知道晶胞的概念及其與晶體的關(guān)系,會用“切割法”(或“均攤法”)確定晶胞中微粒的數(shù)目和晶體的化學(xué)式。 一、晶胞及其所含微粒數(shù)的計算方法 1.晶胞 (1)晶體結(jié)構(gòu)中最小的重復(fù)單元叫晶胞。 (2)一般來說,晶胞都是平行六面體。 (3)晶胞只是晶體微粒空間里的一個基本單元,在它的上下左右前后無隙并置地排列著無數(shù)晶胞,而且所有晶胞的形狀及其內(nèi)部含有的微粒種類、個數(shù)及幾何排列都是完全相同的。 2.金屬銅的晶胞為面心立方晶胞,如圖所示 銅晶體面心立方晶胞及其

2、切割示意圖 觀察分析上圖,回答下列問題: (1)位于頂角上的銅原子為8個晶胞共有。 (2)位于面心上的銅原子為2個晶胞共有。 (3)晶體銅中完全屬于某一晶胞的銅原子數(shù)是4。 3.晶胞中微粒數(shù)的計算 計算一個晶胞中實(shí)際擁有的微粒數(shù),常用“切割法”(或“均攤法”)。即某個微粒為n個晶胞所共有,那么切割后的每個晶胞對這個微粒分得的份額是。 (1)平行六面體形(正方體)晶胞中不同位置的微粒數(shù)的計算 ①處于頂點(diǎn)上的微粒,同時為8個晶胞所共有,每個微粒有屬于該晶胞。 ②處于棱邊上的微粒,同時為4個晶胞所共有,每個微粒有屬于該晶胞。 ③處于晶面上的微粒,同時為2個晶胞所共有,每個微粒有屬

3、于該晶胞。 ④處于晶胞內(nèi)部的微粒,則完全屬于該晶胞。 (2)非平行六面體形晶胞中微粒數(shù)的計算 非平行六面體形晶胞中微粒數(shù)的計算方法要根據(jù)具體情況而定。如計算六方晶胞中的微粒數(shù): ①處于頂點(diǎn)的微粒,為6個晶胞共用,每個微粒有 屬于該晶胞。 ②處于面心的微粒,為2個晶胞共用,每個微粒有屬于該晶胞。 ③處于體內(nèi)的微粒,完全屬于該晶胞。如下圖,六方晶胞中所含的微粒數(shù)為12×+3+2×=6。 (1)晶體是由無數(shù)個晶胞堆積得到的。知道晶胞的大小和形狀以及晶胞中粒子的種類、數(shù)目和粒子所處的空間位置,就可以認(rèn)識整個晶體的結(jié)構(gòu)。 (2)晶胞中微粒個數(shù)的計算,其關(guān)鍵是正確分析晶胞中任意位置

4、上的一個微粒被幾個晶胞所共用。不同形狀的晶胞,情況不同。 (3)A1型最密堆積為面心立方晶胞如Cu,A3型最密堆積為六方晶胞如Mg。 例1 下列有關(guān)晶胞的敘述,正確的是(  ) A.晶胞的結(jié)構(gòu)就是晶體的結(jié)構(gòu) B.不同的晶體中晶胞的大小和形狀都相同 C.晶胞中的任何一個粒子都只屬于該晶胞 D.已知晶胞的組成就可推知晶體的組成 答案 D 解析 由晶胞的定義可知A不正確;相同晶體中晶胞的大小和形狀完全相同,不同晶體中晶胞的大小和形狀不一定相同,B不正確;晶體中的大部分粒子被若干個晶胞所共有,不專屬于某個晶胞,C不正確;知道晶胞的組成,利用“均攤法”即可推知晶體的組成,D正確。 規(guī)律

5、總結(jié) (1)晶胞上、下、左、右、前、后并置起來就構(gòu)成整個晶體結(jié)構(gòu)。 (2)晶胞頂點(diǎn)、面和棱上的微粒為若干晶胞共有。 例2 現(xiàn)有甲、乙、丙(如下圖)三種晶體的晶胞(甲中x處于晶胞的中心,乙中a處于晶胞的中心),可推知:甲晶胞中x與y的個數(shù)比是__________,乙晶胞中a與b的個數(shù)比是________________,丙晶胞中有________個c離子,有______個d離子。 答案 4∶3 1∶1 4 4 解析 處于晶胞中心的x或a為該晶胞單獨(dú)占有,位于立方體頂點(diǎn)的微粒為8個立方體共有,位于立方體棱邊上的微粒為4個立方體共有,位于立方體面上的微粒為2個立方體共有,所以x∶y=1

6、∶(6×)=4∶3;a∶b=1∶(8×)=1∶1;丙晶胞中c離子為12×+1=4個,d離子為8×+6×=4個。 方法規(guī)律——立方晶胞中微粒數(shù)目的確定方法 體心微粒完全屬于晶胞;面心微粒的屬于晶胞;棱上微粒的屬于晶胞;頂點(diǎn)微粒的屬于晶胞。 二、晶體化學(xué)式的確定 1.如圖所示為某晶體的一個晶胞,該晶體由A、B、C三種基本粒子組成。試根據(jù)圖示判斷,該晶體的化學(xué)式是________。 答案 A3BC 解析 用均攤法計算,晶胞中有A粒子:6×=3個,B粒子:8×=1個,C粒子:1個,故化學(xué)式為A3BC。 2.如圖為高溫超導(dǎo)領(lǐng)域里的一種化合物——鈣鈦礦晶體結(jié)構(gòu),該結(jié)構(gòu)是具有代表性的最小重

7、復(fù)單元。 (1)在該物質(zhì)的晶體中,每個鈦原子周圍與它最接近且距離相等的氧離子、鈣離子、鈦離子各有________個、________個、________個。 (2)該晶體結(jié)構(gòu)中,元素氧、鈦、鈣的離子個數(shù)比是________,該物質(zhì)的化學(xué)式可表示為________。 (3)若鈣、鈦、氧三元素的相對原子質(zhì)量分別為a、b、c,晶體結(jié)構(gòu)圖中正方體邊長(鈦原子之間的距離)為d nm(1 nm=10-9m),則該晶體的密度為________ g·cm-3。 答案 (1)6 8 6 (2)3∶1∶1 CaTiO3 (3) 解析 (1)以鈦離子為頂點(diǎn),應(yīng)有8個立方晶胞緊靠在一起,這樣鈦離子成為空

8、間直角坐標(biāo)系的中心,它的三維方向前后左右上下最近且相鄰各有1個氧離子和鈦離子,共6個,它周圍的8個立方晶胞內(nèi)各含1個鈣離子。 (2)該晶胞中含氧離子個數(shù)為12×=3個,鈣離子個數(shù)為1個,鈦離子個數(shù)為8×=1個,故其個數(shù)比為3∶1∶1,則它的化學(xué)式可表示為CaTiO3。 (3)1 mol晶體的質(zhì)量等于(a+b+3c)g,1 mol晶體的體積為d3×10-21×6.02×1023 cm3,則其密度為ρ=== g·cm-3。 (1)晶胞是晶體中的最小重復(fù)單元,每個晶胞中平均擁有的各類微粒的最簡個數(shù)比即為晶體的化學(xué)式。 (2)立方晶胞中各物理量的關(guān)系 m=ρV=a3×ρ=N× (3

9、)晶胞空間利用率=×100% 例3 (1)元素銅的一種氯化物晶體的晶胞結(jié)構(gòu)如圖所示,該氯化物的化學(xué)式是___________。 (2)Cu2O為半導(dǎo)體材料,在其立方晶胞內(nèi)部有4個氧原子,其余氧原子位于面心和頂點(diǎn),則該晶胞中有________個銅原子。 (3)利用“鹵化硼法”可合成含B和N兩種元素的功能陶瓷,如圖為其晶胞結(jié)構(gòu)示意圖,則每個晶胞中含有B原子的個數(shù)為________,該功能陶瓷的化學(xué)式為____________。 (4)某晶體結(jié)構(gòu)模型如圖所示。該晶體的化學(xué)式是____________,在晶體中1個Ti原子、1個Co原子周圍距離最近的O原子數(shù)目分別為_______個

10、、______個。 答案 (1)CuCl (2)16 (3)2 BN (4)CoTiO3  6 12 解析 (1)每個晶胞中有灰球代表的Cl微粒4個,白球代表的Cu微粒6×+8×=4個,所以化學(xué)式為CuCl。 (2)晶胞中含氧原子數(shù)為×8+×6+4=8,則該晶胞中銅原子數(shù)目是氧原子的2倍。 (3)每個氮化硼晶胞中含有白球表示的B原子個數(shù)為8×+1=2,灰球表示的N原子個數(shù)為1+4×=2,所以每個晶胞中含有N原子和B原子各2個;N的電負(fù)性大于B,所以該陶瓷的化學(xué)式為BN。 (4)晶胞中含有O:6×=3個,含Co:8×=1個,含Ti:1個,故化學(xué)式為CoTiO3。Ti原子位于晶胞的中

11、心,其周圍距離最近的O原子位于6個面的中心,所以周圍距離最近的O原子數(shù)目為6個;Co原子位于晶胞的頂點(diǎn),O原子位于晶胞的面心,所以Co原子周圍距離最近的O原子數(shù)目為12個。 方法規(guī)律 (1)晶胞中原子個數(shù)的計算 關(guān)鍵是正確分析晶胞中任意位置上的一個原子被幾個晶胞所共用。不同形狀的晶胞情況不同。如六棱柱晶胞中,頂點(diǎn)、側(cè)棱、底面、側(cè)面的原子,依次被6、3、2、2個晶胞共用。 (2)確定晶體化學(xué)式的方法 觀察微粒種類→確定微粒在晶體中的位置→用均攤法求各微粒的數(shù)目→求各微粒的最簡個數(shù)比→確定化學(xué)式。 例4 如圖為NaCl晶體的1個晶胞,測知氯化鈉晶體中相鄰的Na+與Cl-的距離為a cm

12、,晶體密度為d g·cm-3,則阿伏加德羅常數(shù)可表示為(  ) A. mol-1 B. mol-1 C. mol-1 D. mol-1 答案 C 解析 一個NaCl晶胞中含Na+:8×+6×=4個,含Cl-:12×+1=4個,一個NaCl晶胞的體積為 V=8a3 cm3,由d g·cm-3×V×NA=4×58.5 g·mol-1,得 NA== mol-1。 方法規(guī)律 解答晶胞中各量關(guān)系計算題的關(guān)鍵是正確分析微粒在晶胞中的位置關(guān)系,找出晶胞的體積及1個晶胞的質(zhì)量。特別注意給出的晶胞是不是一個完整的晶胞。 1.有關(guān)晶胞的敘述正確的是(  ) ①晶胞是晶體

13、結(jié)構(gòu)中的基本結(jié)構(gòu)單元?、诟鶕?jù)晶體的不同,晶胞可以是多種形狀 ③習(xí)慣采用的晶胞是平行六面體?、芫О际钦嗣骟w A.①③ B.②④ C.①④ D.②③ 答案 A 2.下列能夠表示出每個晶胞中所含實(shí)際微粒個數(shù)的面心立方晶胞的是(  ) 答案 B 解析 A項(xiàng)和B項(xiàng)是面心立方晶胞,其中B項(xiàng)是經(jīng)過切割了的面心立方晶胞,它能表示出此晶胞中所含微粒的實(shí)際數(shù)目;C項(xiàng)和D項(xiàng)是體心立方晶胞。 3.有下列離子晶體的空間結(jié)構(gòu)示意圖:以M代表陽離子,以N代表陰離子,●代表陽離子,○代表陰離子,化學(xué)式為MN2的晶體結(jié)構(gòu)為(  ) 答案 B 解析 利用均攤法計算立方晶胞微粒個數(shù)的過

14、程如下:A中陽離子處于頂點(diǎn)位置,故其在晶胞中的數(shù)目為8×=1個,而陰離子位于體心,其數(shù)目為1個,故A的化學(xué)式為MN;同理可得,B中M為4×=個,N為1個,化學(xué)式為MN2;C中M為4×=個,N為4×+1=個,化學(xué)式為MN3;D中M為8×+4×=3個,N為1個,化學(xué)式為M3N。 4.下圖是某活潑金屬A與活潑非金屬B形成的晶體化合物的一個晶胞,則下列說法中正確的是(  ) A.該晶胞是二維空間粒子非密置層的一層層堆積 B.該晶體的化學(xué)式是AB2 C.該晶胞中與A粒子最近且等距的A粒子有8個 D.該晶胞中A粒子、B粒子的個數(shù)都是4 答案 B 解析 該圖是立體結(jié)構(gòu),所以是三維空間圖,故

15、A錯誤;該晶胞中A粒子數(shù)為8×+6×=4,B粒子數(shù)為8,所以A和B粒子個數(shù)之比為4∶8=1∶2,所以其化學(xué)式為AB2,故B正確,D錯誤;與A粒子最近且等距的A粒子數(shù)為12個,故C錯誤。 5.分析下圖所示的甲、乙、丙三種晶體并回答有關(guān)問題: (1)甲晶體化學(xué)式(X為陽離子)為____________。 (2)乙晶體中A、B、C三種微粒的個數(shù)比是________。 (3)丙晶體中每個D周圍結(jié)合E的個數(shù)是________個。 答案 (1)X2Y (2)1∶3∶1 (3)8 解析 (1)甲中X位于立方體體心,個數(shù)為1,Y位于立方體頂點(diǎn),其數(shù)目為×4=個,X∶Y=1∶=2∶1,所以甲的化

16、學(xué)式為X2Y。 (2)乙中含有A為×8=1個,含有B為×6=3個,含有C為1個, A∶B∶C=1∶3∶1。 (3)丙中D周圍的E的個數(shù)與E周圍D的個數(shù)相同,E周圍有8個D,所以D周圍有8個E。 [對點(diǎn)訓(xùn)練] 題組1 晶胞及晶胞中微粒數(shù)目計算 1.下列有關(guān)晶胞的敘述不正確的是(  ) A.A1型最密堆積晶體的晶胞也叫面心立方晶胞 B.面心立方晶胞的每個頂點(diǎn)和每個面的中心上都各有一個微粒 C.處于晶胞頂點(diǎn)、棱、面、體心的微粒對晶胞的貢獻(xiàn)分別為、、、1 D.平均每個面心立方晶胞中有4個微粒 答案 C 解析 如圖為A1型最密堆積晶體的晶胞,它為面心立方晶胞,每個面心和頂點(diǎn)上各

17、有1個微粒,故A、B均正確;平均每個面心立方晶胞中所擁有的微粒個數(shù)為8×+6×=4個,故D正確;在A3型六方晶胞中,處于頂點(diǎn)上的微粒對晶胞的貢獻(xiàn)為,C不正確。 2.MCl晶體具有立方體結(jié)構(gòu),其晶胞結(jié)構(gòu)如圖所示,在該晶體中,每個M+周圍與它最接近的且距離相等的M+的個數(shù)共有(  ) A.6個 B.8個 C.12個 D.16個 答案 A 解析 根據(jù)MCl的晶胞結(jié)構(gòu)可以看出每個M+的上、下、左、右、前、后各有一個M+與之距離相等且最近,故每個M+周圍與它最接近的且距離相等的M+共有6個。 3.(2017·長沙四校模擬)石墨晶體是層狀結(jié)構(gòu),在每層內(nèi),每個碳原子都和其他3個碳

18、原子相結(jié)合。根據(jù)下圖分析石墨晶體中碳原子數(shù)與共價鍵數(shù)之比為(  ) A.2∶3 B.2∶1 C.1∶3 D.3∶2 答案 A 解析 每個碳原子被3個六邊形共用,每條共價鍵被2個六邊形共用,則石墨晶體中碳原子個數(shù)與共價鍵個數(shù)之比為(6×)∶(6×)=2∶3。 4.科學(xué)家把C60和K摻雜在一起制造出的物質(zhì)具有超導(dǎo)性能,其晶胞結(jié)構(gòu)如圖所示。該物質(zhì)中K和C60的個數(shù)之比為(  ) A.1∶1 B.2∶1 C.3∶1 D.4∶1 答案 C 解析 根據(jù)均攤法可知,該晶胞中K的個數(shù)為2×6×=6,C60的個數(shù)為1+8×=2,所以該物質(zhì)中K和C60的個數(shù)之比為6∶2=3∶1。

19、 題組2 晶胞化學(xué)式的確定 5.根據(jù)下列晶體的晶胞結(jié)構(gòu),判斷化學(xué)式正確的是(  ) 答案 C 解析 A項(xiàng),A微粒處于晶胞體心,完全為該晶胞所有,B微粒處于立方體的8個頂點(diǎn)上,平均一個晶胞中含有B微粒的個數(shù)為8×=1個,A、B微粒個數(shù)的最簡整數(shù)比為1∶1,化學(xué)式為AB; B項(xiàng),E、F都位于頂點(diǎn),各有4×=個屬于該晶胞,則該晶胞中所含E、F個數(shù)的最簡整數(shù)比為1∶1,化學(xué)式為EF;C項(xiàng),屬于該晶胞的X微粒(位于體心)1個,Y微粒(位于面心)6×=3個,Z微粒(位于頂點(diǎn))8×=1個,最簡整數(shù)比為1∶3∶1,化學(xué)式為XY3Z;D項(xiàng),A微粒位于晶胞面心和頂點(diǎn),B微粒位于晶胞的體心和棱上,則該晶

20、胞中A、B的個數(shù)比為∶=4∶4=1∶1,化學(xué)式為AB。 6.如圖所示,在較高溫度時,鉀、氧兩種元素形成的一種晶體結(jié)構(gòu)與NaCl晶體結(jié)構(gòu)相似,則該化合物的化學(xué)式為(  ) A.K2O B.K2O2 C.K2O3 D.KO2 答案 D 解析 K+的個數(shù):8×+6×=4;O的個數(shù):12×+1=4,故其比值為1∶1。 7.某晶體的一部分如圖所示,這種晶體中A、B、C三種粒子數(shù)之比是(  ) A.3∶9∶4 B.1∶4∶2 C.2∶9∶4 D.3∶8∶4 答案 B 解析 這不是一個立方晶胞結(jié)構(gòu),而是一個正三棱柱結(jié)構(gòu),那么依據(jù)實(shí)際情況來計算,微粒的分?jǐn)倲?shù)為頂點(diǎn),

21、上下面棱上,豎棱上,內(nèi)部為1。A、B、C三種粒子數(shù)的比為(6×)∶(6×+3×)∶1=1∶4∶2。 8.最近發(fā)現(xiàn),只含鎂、鎳和碳三種元素的晶體竟然也具有超導(dǎo)性。該新型超導(dǎo)晶體的一個晶胞如圖所示,則該晶體的化學(xué)式為 (  ) A.Mg2CNi3 B.MgC2Ni C.MgCNi2 D.MgCNi3 答案 D 解析 Mg處于晶胞的頂角,故有8×=1個;Ni處于晶胞的面心,故有6×=3個;C處于晶胞的體心,完全屬于該晶胞,故該晶體的化學(xué)式為MgCNi3。 9.硼和鎂形成的化合物刷新了金屬化合物超導(dǎo)溫度的最高紀(jì)錄。如圖所示的是該化合物的晶體結(jié)構(gòu):鎂原子間形成正六棱柱,且棱柱的上

22、、下底面還各有一個鎂原子;6個硼原子位于棱柱內(nèi)。則該化合物的化學(xué)式為(  ) A.MgB B.MgB2 C.Mg2B D.Mg3B2 答案 B 解析 棱柱內(nèi)硼原子數(shù)為6,均屬于這個晶胞。鎂原子位于上、下面心(2個)及12個頂點(diǎn),共有鎂原子數(shù)為2×+12×=3,則鎂、硼原子個數(shù)之比為1∶2。 10.釔鋇銅氧化合物晶胞的結(jié)構(gòu)如下圖所示,則該化合物的化學(xué)式可能是(  ) A.YBa2Cu3O4 B.YBa2Cu2O5 C.YBa2Cu3O5 D.YBaCu4O4 答案 C 解析 位于頂點(diǎn)的銅原子(最上層平面和最下層平面)共8個,這個晶胞中只分?jǐn)偟?×=1個;位于

23、棱上(中間兩個平面)的也是8個,這個晶胞分?jǐn)偟降氖?×=2個,所以,每個晶胞單獨(dú)占有的銅原子數(shù)為3個。氧原子共13個,位于晶胞面上(不含棱)的是7個,位于晶胞棱上的是6個,所以,每個晶胞單獨(dú)含有的氧原子數(shù)為7×+6×=5個。所以該晶體每個晶胞中平均分?jǐn)偟?即單獨(dú)占有)的釔原子、鋇原子、銅原子和氧原子個數(shù)分別為1、2、3、5,化學(xué)式為YBa2Cu3O5。 題組3 關(guān)于晶胞綜合的計算 11.已知CsCl晶體的密度為ρ g·cm-3,NA為阿伏加德羅常數(shù),相鄰的兩個Cs+的核間距為a cm,如圖所示,則CsCl的相對分子質(zhì)量可以表示為(  ) A.NA·a3·ρ B. C. D.

24、 答案 A 解析 根據(jù)晶胞中粒子個數(shù)的計算知,1個CsCl晶胞中含1個Cs+,1個Cl-。有M=ρ·V·NA=ρ·a3·NA。 12.(2017·佛山期末)金晶體的晶胞為面心立方最密堆積,如圖所示。設(shè)金原子的直徑為d,用NA表示阿伏加德羅常數(shù),在立方體的各個面的對角線上,3個金原子彼此兩兩相切,M表示金的摩爾質(zhì)量。則下列說法錯誤的是(  ) A.金晶體每個晶胞中含有4個金原子 B.金屬鍵無方向性,金屬原子盡可能采取密堆積 C.一個晶胞的體積是16d3 D.金晶體的密度是 答案 C 解析 因?yàn)槭敲嫘牧⒎阶蠲芏逊e,故每個晶胞中含有金原子數(shù)為8×+6×=4,A項(xiàng)正確;金屬鍵無方

25、向性,金屬原子盡可能采取密堆積,B項(xiàng)正確;因?yàn)榱⒎襟w的各個面的對角線上,3個金原子彼此兩兩相切,則該立方體的棱長為d,體積為2d3,C項(xiàng)錯誤;金晶體的密度ρ==,D項(xiàng)正確。 [綜合強(qiáng)化] 13.根據(jù)圖示,回答下列問題: (1)金屬鎳與鑭(La)形成的合金是一種良好的儲氫材料,其晶胞結(jié)構(gòu)示意圖如圖Ⅰ所示。該合金的化學(xué)式為____________________________________________________________________ __________________。 (2)葡萄糖與新制Cu(OH)2的堿性溶液反應(yīng)生成磚紅色Cu2O沉淀。在1個Cu2O晶胞中(

26、結(jié)構(gòu)如圖Ⅱ所示),所包含的Cu原子數(shù)目為________;每個氧原子與________個銅原子配位。 (3)硒化銣晶體晶胞結(jié)構(gòu)如圖Ⅲ所示。每個晶胞中包含________個Rb2Se單元,其中Se2-周圍與它距離最近且相等的Rb+的數(shù)目為________。 答案 (1)LaNi5 (2)4 4 (3)4 8 解析 (1)每個晶胞中含有La為8×=1個,Ni為1+8×=5個,該合金的化學(xué)式為LaNi5。 (2)圖Ⅱ中每個晶胞中含有黑球代表的微粒為4個,白球代表的微粒為1+8×=2個,由組成Cu2O知黑球代表Cu原子,白球代表氧原子,每個氧原子(白球)周圍有4個Cu原子(黑球)。 (3

27、)每個晶胞中含有Rb+8個,即白球8個;每個晶胞中含有Se2-為6×+8×=4個,即黑球4個,所以每個晶胞中含有4個Rb2Se單元;Se2-周圍與它距離最近且相等的Rb+的離子數(shù)目為8個。 14.(1)KIO3晶體是一種性能良好的非線性光學(xué)材料,具有鈣鈦礦型的立方結(jié)構(gòu),邊長為a=0.446 nm。晶胞中K、I、O分別處于頂點(diǎn)、體心、面心位置,如圖所示。 ①K與O間的最短距離為________ nm,與K緊鄰的O個數(shù)為________。 ②在KIO3晶胞結(jié)構(gòu)的另一種表示中,I處于各頂角位置,則K處于________位置,O處于________位置。 (2)某FexNy的晶胞如圖1所示

28、,Cu可以完全替代該晶體中a位置Fe或者b位置Fe,形成Cu替代型產(chǎn)物Fe(x-n)CunNy。FexNy轉(zhuǎn)化為兩種Cu替代型產(chǎn)物的能量變化如圖2所示,其中更穩(wěn)定的Cu替代型產(chǎn)物的化學(xué)式為__________________。 答案 (1)①0.315 12?、隗w心 棱心 (2)Fe3CuN 解析 (1)①K與O間的最短距離是面對角線的,即a nm=×0.446 nm≈0.315 nm。與K緊鄰的O共有12個。 (2)由題圖2可知更穩(wěn)定的Cu替代型產(chǎn)物為Cu替代a位置Fe型,利用均攤法可得晶胞中各原子個數(shù)Cu:8×=1,F(xiàn)e:6×=3,N:1,故化學(xué)式為Fe3CuN。 15.

29、(2017·甘肅蘭州一中高三期中)(1)Na2O晶體的晶胞如圖甲所示,則圖中灰球代表的離子是________(填離子符號)。 (2)金屬銅的晶胞如圖乙所示,此晶胞立方體的邊長為a pm,Cu的相對原子質(zhì)量為64,金屬銅的密度為ρ g·cm-3,則阿伏加德羅常數(shù)NA=________ mol-1(用含a、ρ的代數(shù)式表示)。 答案 (1)O2- (2) 解析 (1)根據(jù)題圖甲所示晶胞結(jié)構(gòu)可以算出灰球的個數(shù)為8×+6×=4,黑球的個數(shù)為8,由于化合物的化學(xué)式為Na2O,則黑球代表的是Na+,灰球代表的是O2-。 (2)題圖乙所示晶胞中含有銅原子的數(shù)目為8×+6×=4,則晶胞質(zhì)量為,該晶胞體積為(a×10-10)3 cm3,則=a3×10-30 cm3×ρ g·cm-3,故NA= mol-1。

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