晶胞结构

晶胞结构

一、金属晶体

2.钾型A2（体心立方堆积）堆积晶胞

钾型A2堆积晶胞是立方体心, 因此晶胞的大小可以用等径圆球的半径r表示出来, 即晶胞的边长a与r的关系为:

A2堆积的空间利用率的计算:A2堆积用圆球半径r表示的晶胞体积为:

3.六方最密堆积

（4）A1（面心立方最密堆积）

A1是ABCABCABC······型式的堆积，从这种堆积中可以抽出一个立方面心点阵，因此这种堆积型式的最小单位是一个立方面心晶胞。 A1堆积晶胞是立方面心, 因此晶胞的大小可以用等径圆球的半径r表示出来, 即晶胞的边长a

与r的关系为:

A1堆积空间利用率的计算:

A1堆积用圆球半径r表示的晶胞体积为:

（5）A4堆积形成晶胞

A4堆积晶胞是立方面心点阵结构, 因此晶胞的大小可以用等径圆球的半径r表示出来, 即晶胞的边长a与r的关系为:

A4堆积的空间利用率的计算:

A4堆积用圆球半径r表示的晶胞体积为:

二、原子晶体

1.金刚石

立体网状结构，每个碳原子形成4个共价键，任意抽出2个共价键， 每两个单键归两个六元环所有，而不是只归一个六元环所有（如图所示，红色的两个碳碳单键，可以构成蓝色和紫红色的两个六元环）。每个碳原子连出4个共价键，任意抽出2个共价键能决定两个6元环，4个共价键总共能抽出6组。所以6组碳碳键实际上可以构成12个六元环，所以一个碳归十二个六元环共用。6 × 1/12 = 1/2

晶体中每个C原子和4个C原子形成4个共价键,成为正四面体结构，C原子与碳碳键个数比为1：2，最小环由6个C原子组成，每个C原子被12个最小环所共用；平均每个最小环含有1/2个C原子。每个C原子被4个碳碳键所共用；每个碳碳键含有2个C原子，平均每个碳碳键含有1/2个C原子。 故平均每个最小环含有1个碳碳键

2.SiO2

晶体中的最小环为十二元环，其中有6个Si原子和6个O原子，含有12个Si-O键；每个Si原子被12个十二元环共有，每个O原子被6个十二元环共有，每个Si-O键被6个十二元环共有

三、分子晶体

（１）只有范德华力，无分子间氢键－分子密堆积（每个分子周围有12个紧邻的分子，如：C60、干冰 、I2、O2）----晶胞结构都属于面心立方

（２）有分子间氢键－不具有分子密堆积特征（如：HF 、冰、NH3 ）

（与CO2分子距离最近的CO2分子共有12个）

四、离子晶体

练习：

1、最近科学家发现一种由钛原子和碳原子构成的气态分子，如右图所示。顶角和面心的原于是钛原子，棱的中心和体心的原子是碳原子，则它的分子式是 ( )

A．TiC B．Ti4C4 C．Ti14C13 D．Ti13C14

2、硼砂是含结晶水的四硼酸钠，其阴离子Xm—（含B、O、H三种元素）的球棍模型如右下图所示：

①在Xm—中，硼原子轨道的杂化类型有 ；配位键存在于 4-5 原子之间（填原子的数字标号）；

m= 2 （填数字）。

②硼砂晶体由Na+、Xm—和H2O构成，它们之间存在的作用力有 ADE 。

A．离子键 B.共价键 C.金属键

D.范德华力 E.氢键

【解析】①1,3,5，6代表氧原子，2,4代表B原子，2号B形成3个键，则B原子为SP2杂化, 4号B形成4个键，则B原子为SP3杂化； B一般是形成3个键，4号B形成4个键，其中1个键很可能就是配位键，配位键存在4号与5号之间。

观察模型，可知Xm—是（H4B4O9）m—，依据化合价H为+1，B为+3，O为—2，可得m=2,

这问有一定难度，思维能力，空间能力要求比较高。

②钠离子与Xm—形成离子键,结晶水分子间存在氢键和范德华力题目是问钠离子、Xm—、水分子之间的作用力，而不是硼砂晶体中的作用力，可能会多选B。

3、下列关于金属及金属键的说法正确的是 ________。

a.金属键具有方向性与饱和性

b.金属键是金属阳离子与自由电子间的相互作用

c.金属导电是因为在外加电场作用下产生自由电子

d.金属具有光泽是因为金属阳离子吸收并放出可见光

解析(1)金属键没有方向性和饱和性，a错；金属键是金属阳离子和自由电子间的相互作用，b对；金属导电是因为在外加电场作用下发生定向移动，c错；金属具有光泽是因为自由电子能够吸收并放出可见光，d错。

4、ZnS在荧光体、光导体材料、涂料、颜料等行业中应用广泛。立方ZnS晶体结构如下图所示，其晶胞边长为540.0pm，其密度为 (列式并计算)，a位置S2-离子与b位置Zn2+离子之间的距离为 pm(列式表示)。

5、肼能与硫酸反应生成N2H6SO4。N2H6SO4晶体类型与硫酸铵相同，则N2H6SO4的晶体内不存在__________(填标号)

a. 离子键     b. 共价键     c. 配位键    d. 范德华力

6、图1表示某种含氮有机化合物的结构，其分子内4个氮原子分别位于正四面体的4个顶点（见图2），分子内存在空腔，能嵌入某离子或分子并形成4个氢键予以识别。

下列分子或离子中，能被该有机化合物识别的是_________（填标号）。

a. CF4      b. CH4      c. NH4＋     d. H2O

【解析】N2H6SO4晶体类型与硫酸铵相同，可见它是离子晶体，晶体内肯定不存在范德华力。 要形成氢键，就要掌握形成氢键的条件：一是要有H原子，二是要电负性比较强，半径比较小的原子比如F、O、N等构成的分子间形成的特殊的分子间作用力。符合这样的选项就是c和d，但题中要求形成4个氢键，氢键具有饱和性，这样只有选c。

7、钛酸钡的热稳定性好，介电常数高，在小型变压器、话筒和扩音器中都有应用。钛酸钡晶体的结构示意图为右图，它的化学式是（ ）

A.BaTi8O12 B.BaTi4O6 C.BaTi2O4 D.BaTiO3

8．食盐晶体如右图所示。在晶体中， 表示Na+， 表示Cl 。已知食盐的密度为 g / cm3，NaCl摩尔质量M g / mol，阿伏加德罗常数为N，则在食盐晶体里Na+和Cl 的间距大约是 ( )

A cm B cm

A cm D cm

9.现有四种晶体，其离子排列方式如图所示，其中化学式不属AB型的是 ( )

A B C D

10. 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。右图是Mn和Bi形成的某种晶体的结构示意图，则该晶体物质的化学式可表示为 ( )

A. Mn2Bi B. MnBi C. MnBi3 D. Mn4Bi3

11. 钡在氧气中燃烧时的得到一种钡的氧化物晶体，起结构如下图所示，有关说法正确的是 ( )

A.该晶体属于离子晶体

B.晶体的化学式为Ba2O2

C.该晶体晶胞结构与CsCl相似

D.与每个Ba2+距离相等且最近的Ba2+共有12个

12. 据报道，某种合金材料有较大的储氢容量，其晶体结构的最小单元如右图所示。则这种合金的化学式为 ( )

A．LaNi6 B．LaNi3

C．LaNi4 D．LaNi5

13.石墨能与熔融金属钾作用，形成石墨间隙化合物，钾原

子填充在石墨各层碳原子中。比较常见的石墨间隙化合物

是青铜色的化合物，其化学式可写作CxK,其平面图形见下图，则x值为: ( )

A . 8 B. 12 C.24 D.60

14. 金晶体是面心立方体,立方体的每个面5个金原子紧密堆砌(如图其余各面省略)，金原子半径为1.44×10-10 m，Au的摩尔质量为197g/mol.求：

(1)金晶体中最小的一个立方体含有__________个金属原子。

(2)金的密度为_________g·cm-3。

答案： (1)4 (2)19.36 g·cm-3

15．一种离子晶体的晶胞如右图其中阳离子A以表示阴离子B以表示。

（1）每个晶胞种含A离子的数目为________，含B离子数目为________。

（2）若A的核外电子排布与Ar相同，B的电子排布与Ne相同，则该离

子化合物的化学式是___________________；

（3）阳离子周围距离最近的阴离子数为_____，阴离子周围距离最近的阳离子数_____。

（4）已知A的离子半径为r m，则该晶胞的体积是 ___________m3。

答案：（1）4、8 （2）CaF2 （3）8、4 （4）16r3

本文来源：https://www.2haoxitong.net/k/doc/0d8aa35ea0116c175e0e4826.html