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1、晶体组成与晶胞的计算1.均摊法确定晶胞的化学组成(1)方法晶胞中任意位置上的一个原子如果是被n个晶胞所共有,那么每个原子对这个晶胞的贡献就是。(2)类型长方体(或正方体)晶胞非长方体(或非正方体)晶胞该类晶胞中粒子对晶胞的贡献视具体情况而定:a.石墨晶胞中每一层内碳原子排成六边形,其顶点(1个碳原子)对六边形的贡献为。b正三棱柱形晶胞2根据晶胞的结构特点和有关数据,求算晶体的密度或晶胞的体积或晶胞参数a(晶胞边长)(1)关系式:(V表示晶胞体积,表示晶体的密度,NA表示阿伏加德罗常数,N表示一个晶胞实际含有的微粒数,M表示微粒的摩尔质量)。(2)计算模式1氧与钠所形成的一种离子化合物Na2O晶
2、体的晶胞如下图所示,则图中黑球代表的离子是_(填离子符号)。解析由“均摊法”可知晶胞中白球有4个,黑球有8个,由化学式Na2O知黑球代表钠离子。答案Na2晶胞参数是用来描述晶胞的大小和形状的。已知Ge单晶的晶胞与金刚石相似,其参数a565.76 pm,则其密度为_gcm3(列出计算式即可)。解析每个晶胞中含有锗原子8648(个),每个晶胞的质量为,晶胞的体积为(565.761010cm)3,所以晶胞的密度为。答案1073GaAs的熔点为1 238 ,密度为 gcm3,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 gmol1和MAs gmol1,原
3、子半径分别为rGa pm和rAs pm,阿伏加德罗常数的值为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、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864(个),Ga和As的原子半径分别为rGapmrGa1010cm,rAspmrAs1010cm,则原子的总体积为V原子4(rGa1010cm)3(rAs1010cm)31030(rr)cm3。又知G
4、a和As的摩尔质量分别为MGa gmol1和MAs gmol1,晶胞的密度为 gcm3,则晶胞的体积为V晶胞4(MGaMAs)/NA cm3,故GaAs晶胞中原子的体积占晶胞体积的百分率为100%100%100%。答案原子晶体共价100%晶体熔、沸点的比较方法1.在相同条件下,不同状态的物质的熔、沸点高低的一般规律是固体液体气体。例如:NaBr(固)Br2HBr(气)。2不同类型晶体的熔、沸点的比较规律一般来说,不同类型晶体的熔、沸点的高低顺序为原子晶体离子晶体分子晶体。例如:金刚石食盐干冰。而金属晶体的熔、沸点高低悬殊较大,如镁和汞。3同种类型晶体的比较规律(1)原子晶体:熔、沸点的高低取决
5、于共价键的键长和键能。键长越短,键能越大,共价键越稳定,物质熔、沸点越高,反之越低。例如:晶体硅、金刚石和碳化硅三种晶体中,因键长CCCSi碳化硅晶体硅。(2)离子晶体:熔、沸点的高低,取决于离子键的强弱。一般来说,离子半径越小,离子所带电荷越多,离子键就越强,熔、沸点就越高,反之越低。例如:MgOCaO,NaFNaClNaBrNaI,KFKClKBrKI,CaOKCl。(3)金属晶体:金属晶体中金属阳离子所带电荷越多,半径越小,金属阳离子与自由电子静电作用越强,金属键越强,熔、沸点越高,反之越低。例如:NaMgNaK。合金的熔、沸点一般比它各组分纯金属的熔、沸点低。如铝硅合金H2TeH2Se
6、H2S,C2H5OHCH3OCH3。组成和结构相似的分子晶体,相对分子质量越大,分子间作用力越强,物质的熔、沸点越高。例如:CH4SiH4GeH4N2,CH3OHCH3CH3。在高级脂肪酸形成的油脂中,不饱和程度越大,熔、沸点越低。例如:C17H35COOH(硬脂酸)C17H33COOH(油酸)。烃、卤代烃、醇、醛、羧酸等有机物一般随着分子里碳原子数增加,熔、沸点升高。例如:C2H6CH4,C2H5ClCH3Cl,CH3COOHHCOOH。同分异构体:链烃及其衍生物的同分异构体随着支链增多,熔、沸点降低。例如:CH3(CH2)3CH3(正)CH3CH2CH(CH3)2(异)(CH3)4C(新)
7、。4下列各组物质中,按熔点由低到高排列正确的是()AO2、I2、HgBSi、SiC、金刚石CH2O、H2S、H2SeDNaCl、KCl、CsClBA项,Hg的熔点比I2低;B项,键能:CCCSiSiSi,熔点SiSiC金刚石,正确;C项,H2O分子间有氢键,沸点最高,错误;D项,Na、K、Cs的半径依次增大,晶格能逐渐减小,熔点逐渐降低,错误。5(1)GaF3的熔点高于1 000 ,GaCl3的熔点为77.9 ,其原因是_。(2)比较下列锗卤化物的熔点和沸点,分析其变化规律及原因_。GeCl4GeBr4GeI4熔点/49.526146沸点/83.1186约400答案(1)GaF3为离子晶体,G
8、aCl3为分子晶体(2)GeCl4、GeBr4、GeI4的熔、沸点依次增高。原因是分子结构相似,相对分子质量依次增大,分子间相互作用力逐渐增强6(1)K和Cr属于同一周期,且核外最外层电子构型相同,但金属K的熔点、沸点等都比金属Cr低,原因是_。(2)下图为S8的结构,其熔点和沸点要比二氧化硫的熔点和沸点高很多,主要原因为_。(3)NaF的熔点_(填“”“”或“”)的熔点,其原因是_。答案(1)Cr的原子半径小于K且其价电子数较多,则Cr的金属键强于K(2)S8和SO2均为分子晶体,分子间存在的作用力均为范德华力,S8的相对分子质量大,分子间范德华力强,故熔点和沸点高(3)两者均为离子化合物,且阴、阳离子的电荷数均为1,但后者的离子半径较大,离子键较弱,因此前者熔点高