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文檔簡(jiǎn)介
晶胞結(jié)構(gòu)分析與計(jì)算
[復(fù)習(xí)目標(biāo)]1.了解晶胞的概念及其判斷方法。2.掌握均攤法計(jì)算的一般方法,能根據(jù)晶胞中
微粒的位置計(jì)算晶胞的化學(xué)式。3.掌握晶體密度與晶胞參數(shù)計(jì)算的一般步驟。
考點(diǎn)一晶胞模型與均攤法計(jì)算
■整合
1.晶胞的概念及其判斷
(1)概念:描述晶體結(jié)構(gòu)的基本單元。
(2)晶體中晶胞的排列——無隙、并置
A.無隙:相鄰晶胞之間沒有任何間隙。
B.并置:所有晶胞平行排列、取向相同。
(3)晶胞的判斷
晶胞是8個(gè)頂角相同、三套各4根平行棱分別相同、三套各兩個(gè)平行面分別相同的最小平行
六面體。
2.晶胞中微粒數(shù)的計(jì)算方法——均攤法
⑴原則
晶胞任意位置上的一個(gè)原子如果是被〃個(gè)晶胞所共有,那么,每個(gè)晶胞對(duì)這個(gè)原子分得的份
額就是L
n
(2)實(shí)例
①平行六面體晶胞中不同位置的粒子數(shù)的計(jì)算
位于L同為8個(gè)晶胞所共有,
頂角上粒子屬于該晶胞
位于同為4個(gè)晶胞所共有
,____,棱上1粒子屬于該晶胞?
「位于L同為2個(gè)晶胞所共有,/炎
1粒子屬于該晶胞
.位于L整個(gè)粒子都屬于該
.內(nèi)晶胞
②其他晶體結(jié)構(gòu)的計(jì)算(以六棱柱晶體結(jié)構(gòu)為例)
:粒子屬于
位于頂角卜一
H、該晶體結(jié)構(gòu),
位于上、下:粒子屬于
底面棱上、該晶體結(jié)構(gòu),
位于側(cè)面,;粒子屬于
SB棱上,該晶體結(jié)構(gòu),
;粒子屬于
T位于面上1
,該晶體結(jié)構(gòu),
’完全屬于該,
T位于內(nèi)部]~一
晶體結(jié)構(gòu)
3.晶胞中粒子配位數(shù)的計(jì)算
一個(gè)粒子周圍最鄰近的粒子的數(shù)目稱為配位數(shù),它反映了晶體中粒子排列的緊密程度。
(1)晶體中原子(或分子)的配位數(shù):若晶體中的微粒為同種原子或同種分子,則某原子(或分子)
的配位數(shù)指的是該原子(或分子)最接近且等距離的原子(或分子)的數(shù)目。常見晶胞的配位數(shù)如
下:
簡(jiǎn)單立方:配位數(shù)為6面心立方:配位數(shù)為12體心立方2:-配o位數(shù)為8
4.至
(2)離子晶體的配位數(shù):指一個(gè)離子周圍最接近且等距離的異種電性離子的數(shù)目。
以NaCl晶體為例
①找一個(gè)與其離子連接情況最清晰的離子,如圖中心的灰球(C「)。
②數(shù)一下與該離子周圍距離最近的異種電性離子數(shù),如圖標(biāo)數(shù)字的面心白球(Na+)。確定C「
的配位數(shù)為6,同樣方法可確定Na+的配位數(shù)也為6o
■提升關(guān)鍵能力
一、均攤法計(jì)算微粒數(shù)目
1.(2023?臨沂一模)普魯士藍(lán)晶體屬立方晶系,晶胞棱長為。pm。鐵-鼠骨架組成小立方體,
Fe粒子在頂角,CN-在棱上,兩端均與Fe相連,立方體中心空隙可容納K*,如圖所示(CN-
在圖中省略)。
apm
普魯士藍(lán)中Fe2+與Fe3+個(gè)數(shù)之比為;該晶胞的化學(xué)式為=
答案1:1KFe2(CN)6
2.(2023?陜西榆林模擬)0、Cu、Ba、Hg形成的某種超導(dǎo)材料的晶胞如圖所示。
?Hg
Cpm-?-
?Ba
OCu
?O
該晶胞中O、Cu、Ba、Hg原子的個(gè)數(shù)比為o
答案4:1:2:1
3J2023?浙江1月選考,17(3)]Si與P形成的某化合物晶體的晶胞如圖。該晶體類型是
該化合物的化學(xué)式為o
oSi
cP
答案共價(jià)晶體SiP2
解析由圖可知原子間通過共價(jià)鍵形成的是空間網(wǎng)狀結(jié)構(gòu),形成共價(jià)晶體;根據(jù)均攤法,一
個(gè)晶胞中含有8><1+6><1=4個(gè)Si,8個(gè)P,故該化合物的化學(xué)式為SiP2o
82
4.在硼酸鹽中,陰離子有鏈狀、環(huán)狀等多種結(jié)構(gòu)形式。如圖是一種鏈狀結(jié)構(gòu)的多硼酸根,則
多硼酸根離子符號(hào)為。
答案BO?[或(BO?)。
解析從圖可看出,每個(gè),單元中,都有一個(gè)B和一個(gè)O完全屬于這個(gè)單元,
剩余的2個(gè)O分別被兩個(gè)結(jié)構(gòu)單元共用,所以B:0=1:(1+2X1)=1:2,化學(xué)式為B05或
(Bo2)ro
二、配位數(shù)的計(jì)算
5.已知Cu2s晶胞中S2-的位置如圖所示,Cu+位于S2-所構(gòu)成的正四面體中心。
S2-的配位數(shù)為
答案8
解析在Cu2s晶胞中,正四面體中心共有8個(gè),每個(gè)正四面體中心均分布著一個(gè)Cu+,每個(gè)
S2一周圍有8個(gè)Cu+,故S2"的酉己位數(shù)為8o
6.(2023?河南統(tǒng)考模擬)某種鈣鈦礦晶胞如圖所示,則鈣原子的配位數(shù)是.
答案12
考點(diǎn)二晶胞參數(shù)計(jì)算
■整合必備知識(shí)
1.晶胞參數(shù)
晶胞的形狀和大小可以用6個(gè)參數(shù)來表示,包括晶胞的3組棱長0、6、c和3組棱相互間的
夾角a、0、y,即晶格特征參數(shù),簡(jiǎn)稱晶胞參數(shù)。
2.宏觀晶體密度與微觀晶胞參數(shù)的關(guān)系
3.空間利用率
空間利用率=晶%『'⑼%。
■提升關(guān)鍵能力
1.(2023?南昌一模)某種金屬鹵化物無機(jī)鈣鈦礦的晶胞結(jié)構(gòu)如圖所示,晶胞的邊長為。pm,
則該物質(zhì)的化學(xué)式為________;晶體中Pb2+與Cs+最短距離為pm;晶體的密度。=
g-cnT3(設(shè)阿伏加德羅常數(shù)的值為NA,用含或心的代數(shù)式表示;可能用到的相對(duì)
原子質(zhì)量:Cs—133Pb—2071—127)
OCs+
?r
▲Pb2+
721
答案CsPbI
32(aXm。)3M
解析Cs+位于頂角,個(gè)數(shù)為8x1=1;「位于面心,個(gè)數(shù)為6x1=3,Pb2+有1個(gè)位于體心,
82
則該晶胞的化學(xué)式為CsPbI3,晶體中Pb?+與Cs+最短距離為體對(duì)角線長的一半,即為?pm;
2
晶胞質(zhì)量為g,晶胞體積為(aXlor。)3cm3,則晶體密度為------------g-cm-3o
103
NA(aXW)WA
2.[2023?北京,15⑸]MgSzChPHzO的晶胞形狀為長方體,邊長分別為anm、2nm、cnm,
結(jié)構(gòu)如圖所示。
2+
O[Mg(H2O)6]
oSQ;-
晶胞中的[Mg(H2O)6]2+個(gè)數(shù)為o已知MgS2C?3-6H2O的摩爾質(zhì)量是
阿伏加德羅常數(shù)的值為NA,該晶體的密度為g-cm-3o(1nm=10-7cm)
答案4X1021
N^abc
解析由晶胞結(jié)構(gòu)可知,1個(gè)晶胞中含有8><l+4xl+2xl+l=4j[Mg(H2O)6]2+,含有4
842
321-3
個(gè)SzO/;該晶體的密度)=---也'一二-g-cm-=X10g,cmo
N^abcX1021N\abc"
3.[2022?廣東,20(6)]化合物X是篩選出的潛在熱電材料之一,其晶胞結(jié)構(gòu)如圖1,沿X、八
z軸方向的投影均為圖2。
圖2
①X的化學(xué)式為O
②設(shè)X的最簡(jiǎn)式的式量為跖,晶體密度為2g-cnT3,則X中相鄰K之間的最短距離為
nm(列出計(jì)算式,NA為阿伏加德羅常數(shù)的值)。
答案①KzSeBr6②lx1*Xl()7
2\jNAP
解析①根據(jù)晶胞結(jié)構(gòu)得到一個(gè)晶胞中K有8個(gè),有8><1+6><1=4個(gè),則X的化學(xué)
82
跖義4I--------
式為KzSeBre。②設(shè)晶胞參數(shù)為anm,得到"=%=NA_____,解得/電/X10,,x中相
V(〃X10-7)3\INAP
鄰K之間的最短距離為晶胞參數(shù)的一半,即為/^X107nmo
2\JN\p
4.[2021?湖南,18(3)]下圖是Mg、Ge、O三種元素形成的某化合物的晶胞示意圖。
①已知化合物中Ge和O的原子個(gè)數(shù)比為1:4,圖中Z表示原子(填元素符號(hào)),該
化合物的化學(xué)式為o
②已知該晶胞的晶胞參數(shù)分別為anm、bnm>cnm,a=£=y=90。,則該晶體的密度p=
g-cnT3(設(shè)阿伏加德羅常數(shù)的值為以,用含。、6、c、NA的代數(shù)式表示)。
答案①OMg2GeO4②^-XIO?1
abcN\
解析①由晶胞結(jié)構(gòu)可知,晶胞中位于頂點(diǎn)、面上、棱上和體內(nèi)的X原子數(shù)為8X-+6xi+
82
4X」+3=8,位于體內(nèi)的Y原子數(shù)和Z原子數(shù)分別為4和16,由Ge和0原子的個(gè)數(shù)比為1:4
4
可知,X為Mg原子、Y為Ge原子、Z為0原子,則該化合物的化學(xué)式為MgzGeOm
213-
②由晶胞的質(zhì)量公式可得■恒g=abcX10-cmXp,解得"=x1()21g.cm3o
NRabcN\一
課時(shí)精練
1.某物質(zhì)的晶體中含有A、B、C三種元素,其排列方式如圖所示(其中前后兩面面心中的B
元素的原子未能畫出)。則晶體中A、B、C的原子個(gè)數(shù)比為()
A.1:3:1B.2:3:I
C.2:2:1D.1:3:3
答案A
解析A:8X-=1,B:6X1=3,C:lo
82
2.鐵有3ra三種晶體結(jié)構(gòu),以下依次是(5、ra三種晶體的晶胞在不同溫度下轉(zhuǎn)化的示意
圖。下列有關(guān)說法不正確的是()
A.每個(gè)抗Fe晶胞中有2個(gè)鐵原子
B.y-Fe晶體中與每個(gè)鐵原子距離相等且最近的鐵原子有12個(gè)
C.每個(gè)「Fe晶胞中含有14個(gè)鐵原子
D.將鐵加熱到1500℃分別急速冷卻和緩慢冷卻,得到的晶體類型不相同
答案C
解析根據(jù)均攤法,一個(gè)5-Fe晶胞中含有鐵原子個(gè)數(shù)為1x8+l=2,A正確;y-Fe位于頂角
8
的Fe原子,被晶胞的三個(gè)平面共有,每個(gè)平面上有四個(gè)鐵原子與頂角處鐵原子距離最短,則
共有3X4=12個(gè),B正確;根據(jù)均攤法,一個(gè)y-Fe晶胞含有鐵原子個(gè)數(shù)為』X8+1X6=4,
82
C錯(cuò)誤;依據(jù)得到晶體的條件可知,在急速冷卻時(shí)(立即降溫到912C)得到a-Fe,緩慢冷卻時(shí)
(緩慢冷卻到1394°C)得到y(tǒng)-Fe,兩種晶體類型不同,D正確。
3.我國科學(xué)家合成了富集"B的非碳導(dǎo)熱材料立方氮化硼晶體,晶胞結(jié)構(gòu)如圖。下列說法正
確的是()
A.nBN和10BN的性質(zhì)無差異
B.該晶體具有良好的導(dǎo)電性
C.該晶胞中含有14個(gè)B原子,4個(gè)N原子
D.N原子周圍等距且最近的N原子數(shù)為12
答案D
解析“B和"B互為同位素,形成的化合物在化學(xué)性質(zhì)上無差異,但其物理性質(zhì)不同,A錯(cuò)
誤;該晶體結(jié)構(gòu)中無自由移動(dòng)的電子,不具有導(dǎo)電性,B錯(cuò)誤;由圖可知,該晶胞含4個(gè)N
原子,B原子位于晶胞的頂角和面心,故B原子的數(shù)目為8義1+6義1=4,C錯(cuò)誤;由晶胞
示意圖,1個(gè)N原子與4個(gè)B原子成鍵,1個(gè)B原子可以和4個(gè)N原子成鍵,除去該N原子
本身,則每個(gè)B原子周圍有3個(gè)N原子與該N原子等距且最近,這些N原子距中心N原子
等距離且最近,總數(shù)為12,D正確。
4.如圖為高溫超導(dǎo)領(lǐng)域里的一種化合物(鈣鈦礦)結(jié)構(gòu)中的最小重復(fù)單元。該化合物中,每個(gè)鈦
離子周圍與它最接近且距離相等的鈦離子有a個(gè),元素氧、鈦、鈣的原子個(gè)數(shù)比為九則a、
6是()
A.6,3:1:1B.24,10:8:1
C.12,5:4:1D.3,3:2:1
答案A
解析由晶胞結(jié)構(gòu)可知,晶胞頂角上相鄰的鈦離子相距最近,則鈦離子周圍與它最接近且距
離相等的鈦離子有6個(gè),a=6;晶胞中鈦原子個(gè)數(shù)為8x1=1,氧原子個(gè)數(shù)為12x1=3,鈣
原子個(gè)數(shù)為1,則氧、鈦、鈣的原子個(gè)數(shù)比為3:1:1,故選A。
5.螢石是制作光學(xué)玻璃的原料之一,其主要成分氟化鈣的晶胞結(jié)構(gòu)如圖所示。下列說法錯(cuò)誤
的是()
A.Ca位于元素周期表s區(qū)
B.每個(gè)Ca2+周圍距離最近且等距的F一有4個(gè)
C.『位于Ca2+構(gòu)成的四面體空隙
D.基態(tài)氟原子核外電子的原子軌道有4種伸展方向
答案B
解析Ca位于第四周期第IIA族,為元素周期表s區(qū),A正確;由面心的Ca?+可知,每個(gè)
Ca2+周圍距離最近且等距的「有8個(gè),B錯(cuò)誤;由晶胞結(jié)構(gòu)圖可知,丁距離最近且等距的
Ca?+為4個(gè),所以丁位于Ca?+構(gòu)成的四面體空隙,C正確;基態(tài)氟原子核外電子排布式為
Is22s22P5,其中s能級(jí)原子軌道有1種伸展方向,p能級(jí)原子軌道有3種伸展方向,共4種,
D正確。
6.鉛磷青銅具有很高的耐腐蝕性和耐磨性,常用于制作耐磨零件和滑動(dòng)軸承。如圖為鉛磷青
銅的一種晶胞結(jié)構(gòu),已知A點(diǎn)原子的分?jǐn)?shù)坐標(biāo)為(0,0,0),B點(diǎn)原子的分?jǐn)?shù)坐標(biāo)為(1,1,0)。下列
說法不正確的是()
A.該晶胞的化學(xué)式為PbCu3P
B.C點(diǎn)原子的分?jǐn)?shù)坐標(biāo)為(0.5,0.5,1)
C.晶胞中,Pb位于第六周期第IVA族,Cu屬于第IB族位于d區(qū)
D.晶體中基態(tài)磷原子的核外電子共有9種空間運(yùn)動(dòng)狀態(tài)
答案C
解析由晶胞圖可知,1個(gè)晶胞中含有1個(gè)P,含有Cu的個(gè)數(shù)為6x1=3,含有Pb的個(gè)數(shù)
2
為8x1=1,故該晶胞的化學(xué)式為PbCBP,A正確;已知A點(diǎn)原子的分?jǐn)?shù)坐標(biāo)為(0,0,0),B
8
點(diǎn)原子的分?jǐn)?shù)坐標(biāo)為(1,1,0),結(jié)合晶胞圖可知C點(diǎn)原子的分?jǐn)?shù)坐標(biāo)為(0.5,0.5,1),B正確;Cu
是29號(hào)元素,其價(jià)層電子排布式為3di04si,屬于第IB族位于ds區(qū),C錯(cuò)誤;P是15號(hào)元
素,其基態(tài)原子的核外電子排布式為Is22s22P63s23P3,故P原子核外占據(jù)9個(gè)不同的原子軌
道,即晶體中基態(tài)磷原子的核外電子共有9種空間運(yùn)動(dòng)狀態(tài),D正確。
7.(2023?重慶模擬)氮化鈦晶體的立方晶胞結(jié)構(gòu)如圖所示,該晶胞中N、N之間的最近距離為
apm,以晶胞邊長為單位長度建立坐標(biāo)系,原子A的坐標(biāo)參數(shù)為(0,0,0),下列說法錯(cuò)誤的是
A.原子B的坐標(biāo)參數(shù)為g,J0)
B.晶胞邊長是gapm
C.該物質(zhì)的化學(xué)式為TiN
D.Ti的配位數(shù)為6
答案A
解析原子B在x、八z軸上坐標(biāo)分別為k1J,則坐標(biāo)參數(shù)為(1,1,1),A錯(cuò)誤;晶胞中N、
N之間的最近距離為面對(duì)角線長的g為°pm,則晶胞邊長為也apm,B正確;該晶胞中,
Ti的個(gè)數(shù)為1+12x1=4,N的個(gè)數(shù)為8x1+6X1=4,則該物質(zhì)的化學(xué)式為TiN,C正確;
482
以體心Ti為例,與Ti距離相等且最近的N有6個(gè),則Ti的配位數(shù)為6,D正確。
8.(2023?湖北模擬)銅金合金可作為CO2轉(zhuǎn)化為碳?xì)浠衔锏拇呋瘎?,如圖是一種銅金合金
的晶胞結(jié)構(gòu)圖。下列說法正確的是()
acu
CAu
A.該晶胞的體積為a3xi()-36cm3
B.Au和Cu原子數(shù)之比為3:1
C.與Au最鄰近的Cu原子數(shù)為12
D.Au和Cu之間的最短距離為Lzpm
2
答案C
解析晶胞參數(shù)為“pm,即“XI。-%m,則晶胞體積為10-30cm3,A錯(cuò)誤;晶胞中,Au
的個(gè)數(shù)為8x1=1,Cu的個(gè)數(shù)為6x1=3,則Au和Cu原子數(shù)之比為1:3,B錯(cuò)誤;由圖可
82
知,Au和Cu之間的最短距離是面對(duì)角線長的一半,即^~apm,D錯(cuò)誤。
2
9.四氫鋁鈉(NaAlHQ是有機(jī)合成中重要的還原劑,晶胞結(jié)構(gòu)如圖所示。已知NA為阿伏加德
羅常數(shù)的值。下列說法錯(cuò)誤的是()
k”nm->
2anmo—!~~
OA1H;
1住/°Na+
A.基態(tài)Al原子核外電子云輪廓圖呈球形、啞鈴形的能級(jí)上電子數(shù)之比為6:7
B.A1H7的空間結(jié)構(gòu)為正四面體形
C.A1H]的配位數(shù)為4
108X1021
D.該晶體的密度為g-cm
NAX03
答案C
解析基態(tài)A1原子的核外電子排布式為Is22s22P63s?3pi,則基態(tài)A1原子中s能級(jí)與p能級(jí)上
的電子數(shù)之比為6:7,A正確;A1H]中鋁原子的價(jià)層電子對(duì)數(shù)為4,孤電子對(duì)數(shù)為0,則
A1H£的空間結(jié)構(gòu)為正四面體形,B正確;由晶胞結(jié)構(gòu)可知,位于體心的A1HI與位于棱上和
左、右、前、后面上的Na+距離最近且相等,則A1HT的配位數(shù)為8,C錯(cuò)誤;根據(jù)均攤法,
位于體心、頂點(diǎn)和面上的A1H7的個(gè)數(shù)為1+8義1+4義1=4,位于棱上、面上的Na卡個(gè)數(shù)為
82
4X:+6X;=4,一個(gè)晶胞的質(zhì)量為4X(23:27+4)g,晶胞的體積為
:..108X1021「
7cm)密度為---g-cm3D正確。
NAX03
10.(2023?河北保定模擬)我國科學(xué)家研究出一種磷化硼納米顆粒作為高選擇性CO2電化學(xué)還
原為甲醇的非金屬電催化劑,磷化硼晶胞結(jié)構(gòu)如圖所示,晶胞的棱邊邊長為anm,NA為阿
伏加德羅常數(shù)的值,下列說法錯(cuò)誤的是()
A.磷化硼晶體中共價(jià)鍵與配位鍵的數(shù)目之比為4:1
B.若氮化硼與磷化硼具有相似的結(jié)構(gòu),則BN的熔點(diǎn)比BP高
C.磷化硼晶體中,每個(gè)硼原子周圍緊鄰且距離相等的硼原子共有4個(gè)
D.磷化硼晶體密度為紋絲空g-cm、
NKXa3
答案c
解析B原子的價(jià)層電子數(shù)為3,且雜化類型為sp3雜化,其中與3個(gè)P原子形成3個(gè)共價(jià)鍵,
另外一條雜化軌道無電子,為空軌道,與P原子形成配位鍵,配位鍵也屬于共價(jià)鍵,磷化硼
晶體中共價(jià)鍵與配位鍵的數(shù)目之比為4:1,A正確;氮化硼與磷化硼都是共價(jià)晶體,原子半
徑:N<P,則鍵長:B—N<B—P,B—N的鍵能較B—P的鍵能大,所以BN晶體的熔點(diǎn)高于
BP晶體,B正確;由磷化硼晶胞結(jié)構(gòu)可知,與磷原子距離最近且相等的磷原子有12個(gè),且
每個(gè)晶胞中磷原子個(gè)數(shù)為8義1+6*1=4,硼原子位于體內(nèi),因此一個(gè)晶胞中硼原子和磷原
82
子的個(gè)數(shù)之比為1:1,因此磷化硼晶體中與硼原子距離最近且相等的硼原子個(gè)數(shù)為12,C錯(cuò)
、口冰心加曰共小廟a4X31+4X11「1.68X1023-二珞
沃;磷化硼晶體密度為----------z—gem3=--------------gem3,故D正確。
TVAX(6ZX10-7)3NAX〃
11.(2023?遼寧阜新實(shí)驗(yàn)中學(xué)??寄M)碑化錢是一種立方晶系如圖甲所示,將Mn摻雜到晶
體中得到稀磁性半導(dǎo)體材料如圖乙所示,碎化錢的晶體密度為pg-cm〉。下列說法錯(cuò)誤的是
)
丙
A.1mol碎化線中配位鍵的數(shù)目是NA
B.摻入Mn的晶體中Mn、Ga、As的原子個(gè)數(shù)比為5:26:32
C.沿體對(duì)角線a-b方向投影圖如丙,若c在11處,則As的位置為7、9、11、13
D.該晶體中距離最近的兩個(gè)錢原子之間的距離為也X,*X10"pm
2\JPNA
答案B
解析由圖甲知,碑化獴的化學(xué)式為GaAs,碑化獴中碑提供孤電子對(duì),獴提供空軌道形成
配位鍵,則1mol碑化卷中配位鍵的數(shù)目是NA,A正確;摻入Mn的晶體中Ga個(gè)數(shù)為7義工+
8
17711S
5X^=2,As有4個(gè)位于體內(nèi),Mn個(gè)數(shù)為1乂工+1><,==Mn、Ga、As的原子個(gè)數(shù)比為
28828
577
-:—:4=5:27:32,B錯(cuò)誤;由碑化獴晶胞結(jié)構(gòu)可知,c位于側(cè)面的面心,沿體對(duì)角線a-b
88
方向投影圖如丙,則As的位置為7、9、11、13,C正確;由晶胞結(jié)構(gòu)可知,距離最近的兩
個(gè)鎮(zhèn)原子之間的距離為面對(duì)角線長的一半,晶胞中含4個(gè)Ga和4個(gè)As,晶胞質(zhì)量為生-g,
NA
晶胞體積為^cm3,則晶胞邊長為\世XIO】。pm,兩個(gè)鎮(zhèn)原子之間的最近距離為
pNh\1"NA
也X彳浮^XlOiOpm,D正確。
2NPNA
12.(2023?武漢華中師大一附中??寄M)CsPbBp納米晶體作為新一代光電半導(dǎo)體材料,已
被廣泛應(yīng)用于光電子器件領(lǐng)域。CsPbBn的晶胞為ABC3立方型,其結(jié)構(gòu)如圖所示。容忍因子
7'A+FC
(人、血和氣分別代表著A、B、C位的離子半徑),其數(shù)值越接近1,晶體結(jié)構(gòu)
/(rs+rc)
越穩(wěn)定。已知:(CsPbBr3)=0.828。下列說法錯(cuò)誤的是()
O頂點(diǎn)A位Cs+
。體心B位Pb?+
?面心C位BL
A.CsPbBn晶體中Cs+和Pb2+的配位數(shù)均為6
B.CsPbBr3晶體中Pb2+填充在B-構(gòu)成的正八面體空隙中
C.若要提高CsPbBn晶體的穩(wěn)定性,可用離子半徑略小于Pb2+的離子取代Pb?+
D.若某ABC3型晶體的容忍因子/=1,則A、B位的離子均恰好與C位的離子相切
答案A
解析根據(jù)晶胞結(jié)構(gòu)可知CsPbBn晶體中Cs+的配位數(shù)為12,Pb2+的配位數(shù)為6,A錯(cuò)誤;
根據(jù)題干可知容忍因子其數(shù)值越接近1,晶體結(jié)構(gòu)越穩(wěn)定,Pb2+處于B位,Z(CsPbBr3)=0.828,
若用離子半徑略小于Pb?+的離子取代Pb2+,容忍因子的分母減小、容忍因子數(shù)值增大,越來
越接近1,會(huì)提高晶體的穩(wěn)定性,C正確;/=1說明/&B+rc)=rA+rc,則A、B位的離子
均恰好與C位的離子相切,D正確。
13.[2022?山東,16(2)]研究籠形包合物結(jié)構(gòu)和性質(zhì)具有重要意義?;瘜W(xué)式為
Ni(CN)『Zn(NH3)yzC6H6的籠形包合物四方晶胞結(jié)構(gòu)如圖所示(H原子未畫出),每個(gè)苯環(huán)只有
一半屬于該晶胞。晶胞參數(shù)為。=6Wc,a=£=y=90。。
A勾◎:工
晶胞中N原子均參與形成配位鍵,Ni2+與Zn2+的配位數(shù)之比為;x:y:z=
;晶胞中有d軌道參與雜化的金屬離子是。
答案2:32:1:1Zn2+
解析由晶胞示意圖可知,一個(gè)晶胞中含有Ni2+個(gè)數(shù)為2xL=l,Zn2+個(gè)數(shù)為8X1=1,CN
28
一個(gè)數(shù)為8X1=4,NH3個(gè)數(shù)為8X,=2,苯環(huán)個(gè)數(shù)為4X1=2,則該晶胞的化學(xué)式為
242
Ni(CN)4-Zn(NH3)2-2C6H6,且晶胞中每個(gè)N原子均參與形成配位鍵,Ni?+周圍形成的配位鍵數(shù)
目為4,Zn?+周圍形成的配位鍵數(shù)目為6,則Ni2+與Zd
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