《2022高考化学大一轮复习讲义第12章第55讲 晶体结构与性质.docx》由会员分享,可在线阅读,更多相关《2022高考化学大一轮复习讲义第12章第55讲 晶体结构与性质.docx(35页珍藏版)》请在taowenge.com淘文阁网|工程机械CAD图纸|机械工程制图|CAD装配图下载|SolidWorks_CaTia_CAD_UG_PROE_设计图分享下载上搜索。
1、第55讲晶体结构与性质复习目标1.理解离子键的形成,能根据离子化合物的结构特征解释其物理性质。2.了解晶体的类型,了解不同类型晶体中结构微粒、微粒间作用力的区别。3.了解晶格能的概念,了解晶格能对离子晶体性质的影响。4.了解分子晶体结构与性质的关系。5.了解原子晶体的特征,能描述金刚石、二氧化硅等原子晶体的结构与性质的关系。6.理解金属键的含义,能用金属键理论解释金属的一些物理性质。了解金属晶体常见的堆积方式。7.了解晶胞的概念,能根据晶胞确定晶体的组成并进行相关的计算。考点一晶体常识1晶体与非晶体(1)晶体与非晶体的比较晶体非晶体结构特征结构微粒周期性有序排列结构微粒无序排列性质特征自范性有
2、无熔点固定不固定异同表现各向异性各向同性二者区别方法间接方法看是否有固定的熔点科学方法对固体进行X-射线衍射实验(2)得到晶体的途径熔融态物质凝固。气态物质冷却不经液态直接凝固(凝华)。溶质从溶液中析出。(3)晶胞概念:描述晶体结构的基本单元。晶体中晶胞的排列无隙并置无隙:相邻晶胞之间没有任何间隙。并置:所有晶胞平行排列、取向相同。2晶胞组成的计算均摊法(1)原则晶胞任意位置上的一个原子如果是被n个晶胞所共有,那么,每个晶胞对这个原子分得的份额就是。(2)方法长方体(包括立方体)晶胞中不同位置的粒子数的计算。非长方体晶胞中粒子视具体情况而定,如石墨晶胞每一层内碳原子排成六边形,其顶点(1个碳原
3、子)被三个六边形共有,每个六边形占。(1)冰和碘晶体中相互作用力相同()错因:冰中除了有范德华力还有氢键。(2)缺角的NaCl晶体在饱和NaCl溶液中会慢慢变为完美的立方体块()(3)晶胞是晶体中最小的“平行六面体”()错因:有的晶胞不是平行六面体。(4)区分晶体和非晶体最可靠的科学方法是对固体进行X-射线衍射实验()(1)如图是甲、乙、丙三种晶体的晶胞,则甲晶体中x与y的个数比是_,乙中a与b的个数比是_,丙中一个晶胞中有_个c离子和_个d离子。答案211144解析甲中N(x)N(y)1(4)21;乙中N(a)N(b)1(8)11;丙中N(c)1214,N(d)864。(2)下图为离子晶体立
4、体构型示意图:(阳离子,阴离子)以M代表阳离子,N表示阴离子,写出各离子晶体的组成表达式:A_、B_、C_。答案MNMN3MN2解析在A中,含M、N的个数相等,故组成为MN;在B中,含M:41(个),含N:424(个),MN13;在C中含M:4(个),含N为1个。题组一“平行六面体”晶胞的分析应用1(2020漳州模拟)某物质的晶体中含有A、B、C三种元素,其排列方式如图所示(其中前后两面面心中的B元素的原子未能画出)。则晶体中A、B、C的原子个数比为()A131 B231C221 D133答案A解析A:81,B:63,C:1。2(2020赣州模拟)某离子晶体的晶体结构中最小重复单元如图所示。A
5、为阴离子,在正方体内,B为阳离子,分别在顶点和面心,则该晶体的化学式为()AB2A BBA2 CB7A4 DB4A7答案B解析A:8,B:864。3下图是由Q、R、G三种元素组成的一种高温超导体的晶胞结构,其中R为2价,G为2价,则Q的化合价为_。答案3解析R:812G:88428Q:824R、G、Q的个数之比为142,则其化学式为RQ2G4。由于R为2价,G为2价,所以Q为3价。题组二“非立方系”晶体结构分析应用4.某晶体的一部分如图所示,这种晶体中A、B、C三种粒子数之比是 ()A394 B142C294 D384答案B解析A粒子数为6;B粒子数为632;C粒子数为1;故A、B、C粒子数之
6、比为142。5(2019苏州高三月考)已知镧镍合金LaNin的晶胞结构如图,则LaNin中n_。答案5解析La:2123Ni:126615所以n5。6Cu元素与H元素可形成一种红色化合物,其晶体结构单元如图所示。则该化合物的化学式为_。答案CuH解析根据晶胞结构可以判断:Cu():21236;H():6136,所以化学式为CuH。7(1)硼化镁晶体在39 K时呈超导性。在硼化镁晶体中,镁原子和硼原子是分层排布的,下图是该晶体微观结构的透视图,图中的硼原子和镁原子投影在同一平面上。则硼化镁的化学式为_。(2)在硼酸盐中,阴离子有链状、环状等多种结构形式。如图是一种链状结构的多硼酸根,则多硼酸根离
7、子符号为_。答案(1)MgB2(2)BO解析(1)每个Mg周围有6个B,而每个B周围有3个Mg,所以其化学式为MgB2。(2)从图可看出,每个单元中,都有一个B和一个O完全属于这个单元,剩余的2个O分别被两个结构单元共用,所以BO1(12/2)12,化学式为BO。8已知如图所示晶体的硬度很可能比金刚石大,且原子间以单键结合,则根据图确定该晶体的化学式为_。答案B3A49天然硅酸盐组成复杂,阴离子的基本结构单元是SiO四面体,如图(a),通过共用顶角氧离子可形成链状、网状等结构,图(b)为一种无限长双链的多硅酸根,其中Si与O的原子数之比为_,化学式为_(用n代表聚合度)。答案25.5Si4O1
8、1解析n个SiO2通过共用顶点氧离子可形成双链结构,找出重复的结构单元,如图:,由于是双链,其中顶点氧占,Si原子数为4,O原子数为464211,其中Si与O的原子数之比为25.5,化学式为Si4O11。考点二晶体类型与微粒间作用力1不同晶体的特点比较离子晶体金属晶体分子晶体原子晶体概念阳离子和阴离子通过离子键结合而形成的晶体通过金属离子与自由电子之间的较强作用形成的晶体分子间以分子间作用力相结合的晶体相邻原子间以共价键相结合而形成空间网状结构的晶体晶体微粒阴、阳离子金属阳离子、自由电子分子原子微粒之间作用力离子键金属键分子间作用力共价键物理性质熔、沸点较高有的高(如铁)、有的低(如汞)低很高
9、硬度硬而脆有的大、有的小小很大溶解性一般情况下,易溶于极性溶剂(如水),难溶于有机溶剂钠等可与水、醇类、酸类反应极性分子易溶于极性溶剂;非极性分子易溶于非极性溶剂不溶于任何溶剂2.晶体类别的判断方法(1)依据构成晶体的微粒和微粒间作用力判断由阴、阳离子形成的离子键构成的晶体为离子晶体;由原子形成的共价键构成的晶体为原子晶体;由分子依靠分子间作用力形成的晶体为分子晶体;由金属阳离子、自由电子以金属键构成的晶体为金属晶体。(2)依据物质的分类判断活泼金属氧化物和过氧化物(如K2O、Na2O2等)、强碱(如NaOH、KOH等)、绝大多数的盐是离子晶体。部分非金属单质、所有非金属氢化物、部分非金属氧化
10、物、几乎所有的酸、绝大多数有机物的晶体是分子晶体。常见的单质类原子晶体有金刚石、晶体硅、晶体硼等,常见的化合物类原子晶体有SiC、SiO2、AlN、BP、CaAs等。金属单质、合金是金属晶体。(3)依据晶体的熔点判断不同类型晶体熔点大小的一般规律:原子晶体离子晶体分子晶体。金属晶体的熔点差别很大,如钨、铂等熔点很高,铯等熔点很低。(4)依据导电性判断离子晶体溶于水和熔融状态时均能导电。原子晶体一般为非导体。分子晶体为非导体,但分子晶体中的电解质(主要是酸和强极性非金属氢化物)溶于水时,分子内的化学键断裂形成自由移动的离子,也能导电。金属晶体是电的良导体。(5)依据硬度和机械性能判断一般情况下,
11、硬度:原子晶体离子晶体分子晶体。金属晶体多数硬度大,但也有较小的,且具有较好的延展性。3晶体熔、沸点的比较(1)原子晶体如熔点:金刚石碳化硅晶体硅。(2)离子晶体衡量离子晶体稳定性的物理量是晶格能。晶格能是指气态离子形成1 mol离子晶体释放的能量,通常取正值,单位:kJmol1,晶格能越大,形成的离子晶体越稳定,熔点越高,硬度越大。一般地说,阴、阳离子的电荷数越多,离子半径越小,晶格能越大,离子间的作用力就越强,离子晶体的熔、沸点就越高,如熔点:MgONaClCsCl。(3)分子晶体分子间作用力越大,物质的熔、沸点越高;具有分子间氢键的分子晶体熔、沸点反常得高,如H2OH2TeH2SeH2S
12、。组成和结构相似的分子晶体,相对分子质量越大,熔、沸点越高,如SnH4GeH4SiH4CH4。组成和结构不相似的物质(相对分子质量接近),分子的极性越大,其熔、沸点越高,如CON2。在同分异构体中,一般支链越多,熔、沸点越低,如正戊烷异戊烷。(4)金属晶体金属离子半径越小,所带电荷数越多,其金属键越强,熔、沸点就越高,如熔、沸点:NaMgKClRbClCsCl,其原因为_。答案(1)原子共价键(2) (3)HF分子间能形成氢键,其熔化时需要消耗的能量更多(只要答出HF分子间能形成氢键即可)(4)(5)D组晶体都为离子晶体,r(Na)r(K)r(Rb)r(Cs),在离子所带电荷数相同的情况下,半
13、径越小,晶格能越大,熔点就越高解析(1)A组熔点很高,为原子晶体,是由原子通过共价键形成的。(2)B组为金属晶体,具有四条共性。(3)HF分子间含有氢键,故其熔点反常。(4)D组属于离子晶体,具有两条性质。(5)D组属于离子晶体,其熔点与晶格能有关。题组二晶体熔、沸点的比较3下列分子晶体中,关于熔、沸点高低的叙述正确的是()ACl2I2BSiCl4CCl4CNH3PH3DC(CH3)4CH3CH2CH2CH2CH3答案C解析A、B项属于无氢键存在的分子结构相似的情况,相对分子质量大的熔、沸点高;C项属于分子结构相似的情况,但分子间存在氢键的熔、沸点高;D项属于分子式相同,但分子结构不同的情况,
14、支链少的熔、沸点高。4(2020宿迁高三模拟)离子晶体熔点的高低取决于晶体中晶格能的大小。判断KCl、NaCl、CaO、BaO四种晶体熔点的高低顺序是 ()AKClNaClBaOCaOBNaClKClCaOBaOCCaOBaONaClKClDCaOBaOKClNaCl答案C解析离子晶体中,离子所带电荷数越多,半径越小,晶格能越大,晶体熔、沸点越高。5下列各组物质中,按熔点由低到高的顺序排列正确的是()AO2、I2、Hg BCO、KCl、SiO2CNa、K、Rb DNa、Al、Mg答案B解析A中Hg在常温下为液态,而I2为固态,故A错;B中SiO2为原子晶体,其熔点最高,CO是分子晶体,其熔点最
15、低,故B正确;C中Na、K、Rb价电子数相同,其原子半径依次增大,金属键依次减弱,熔点逐渐降低,故C错;D中Na、Mg、Al价电子数依次增多,原子半径逐渐减小,金属键依次增强,熔点逐渐升高,故D错误。题组三和晶体类型有关的熔、沸点比较简答集训6氯化铝的熔点为190 ,而氟化铝的熔点为1 290 ,导致这种差异的原因为_。答案AlCl3是分子晶体,而AlF3是离子晶体7CuO的熔点比CuS的高,原因是_。答案氧离子半径小于硫离子半径,所以CuO的离子键强,晶格能较大,熔点较高8邻羟基苯甲醛的沸点比对羟基苯甲醛的沸点低,原因是_。答案邻羟基苯甲醛形成分子内氢键,而对羟基苯甲醛形成分子间氢键,分子间
16、氢键使分子间作用力更大9硅烷(SinH2n2)的沸点与其相对分子质量的变化关系如图所示,呈现这种变化关系的原因是_。答案同是分子晶体,硅烷的相对分子质量越大,分子间范德华力越强(或其他合理答案)10C2H6和N2H4分子中均含有18个电子,它们的沸点相差较大,主要原因是_。答案N2H4分子之间存在氢键11一些氧化物的熔点如下表所示:氧化物Li2OMgOP4O6SO2熔点/1 5702 80023.875.5解释表中氧化物之间熔点差异的原因:_。答案Li2O、MgO为离子晶体,P4O6、SO2为分子晶体。晶格能:MgOLi2O,分子间作用力:P4O6SO2考点三常见晶体的结构1原子晶体(1)金刚
17、石晶体中,每个C与相邻4个C形成共价键,CC 键之间的夹角是10928,最小的环是六元环。含有1 mol C的金刚石中,形成的共价键是2 mol。(2)SiO2晶体中,每个Si原子与4个O原子成键,每个O原子与2个硅原子形成共价键,最小的环是十二元环,在“硅氧”四面体中,处于中心的是Si原子,1 mol SiO2中含有4 mol SiO键。2分子晶体(1)干冰晶体中,每个CO2分子周围等距且紧邻的CO2分子有12个。(2)冰晶体中,每个水分子与相邻的4个水分子以氢键相连接,含1 mol H2O的冰中,最多可形成2 mol“氢键”。3离子晶体(1)NaCl型:在晶体中,每个Na同时吸引6个Cl,
18、每个Cl同时吸引6个Na,配位数为6。每个晶胞含4个Na和4个Cl。(2)CsCl型:在晶体中,每个Cl吸引8个Cs,每个Cs吸引8个Cl,配位数为8。4石墨晶体石墨层状晶体中,层与层之间的作用是分子间作用力,平均每个正六边形拥有的碳原子个数是2,C原子采取的杂化方式是sp2。5金属晶体的四种堆积模型分析堆积模型简单立方堆积体心立方堆积六方最密堆积面心立方最密堆积晶胞配位数681212原子半径(r)和晶胞边长(a)的关系2ra2r2r一个晶胞内原子数目1224常见金属Po()Na、K、FeMg、Zn、TiCu、Ag、Au1按要求回答问题:(1)在金刚石晶体中最小碳环含有_个C原子;每个C原子被
19、_个最小碳环共用。(2)在干冰中粒子间作用力有_。(3)含1 mol H2O的冰中形成氢键的数目为_。(4)在NaCl晶体中,每个Na周围有_个距离最近且相等的Na,每个Na周围有_个距离最近且相等的Cl,其立体构型为_。(5)在CaF2晶体中,每个Ca2周围距离最近且等距离的F有_个;每个F周围距离最近且等距离的Ca2有_个。答案(1)612(2)共价键、范德华力(3)2NA (4)126正八面体形(5)842金属晶胞中原子空间利用率的计算:空间利用率100%,球体积为金属原子的总体积。(1)简单立方堆积如图所示,设原子半径为r,则立方体的棱长为_,V球_,V晶胞_,空间利用率为_。答案2r
20、r38r352%(2)体心立方堆积如图所示,设原子半径为r,则体对角线c为_,面对角线b为_(用a表示),a_(用r表示),空间利用率为_。答案4rar68%解析由(4r)2a2b2,得ar,1个晶胞中有2个原子,故空间利用率100%100%100%68%。(3)六方最密堆积如图所示,设原子半径为r,则棱长为_(用r表示,下同),底面面积S_,h_,V晶胞_,空间利用率为_。答案2r2r28r374%解析底面为菱形(棱长为2r,其中一个角为60),则底面面积S2rr2r2,hr,V晶胞S2h2r22r8r3,1个晶胞中有2个原子,则空间利用率100%100%74%。(4)面心立方最密堆积如图所
21、示,设原子半径为r,则面对角线为_(用r表示),a_(用r表示),V晶胞_(用r表示),空间利用率为_。答案4r2r16r374%解析原子半径为r,面对角线为4r,a2r,V晶胞a3(2r)316r3,1个晶胞中有4个原子,则空间利用率100%100%74%。题组一晶胞中原子半径及空间利用率的计算1用晶体的X-射线衍射法对Cu的测定得到以下结果:Cu的晶胞为面心立方最密堆积(如下图),已知该晶体的密度为9.00 gcm3,晶胞中该原子的配位数为_;Cu的原子半径为_cm(阿伏加德罗常数为NA,要求列式计算)。答案12 cm1.28108解析设晶胞的边长为a cm,则a3NA464,a,面对角线
22、为a,面对角线的为Cu原子半径,r cm1.28108cm。22016全国卷,37(5)GaAs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_。答案原子晶体共价100%解析GaAs的熔点很高,则其晶体类型为原子晶体,Ga和As以共价键键合。由晶胞结构可知一个晶胞中含有As、Ga原子的个数均为4,则晶胞的体积为4,又知二者的原子半径分别为rGa pm和rAs pm,
23、则GaAs晶胞中原子的体积占晶胞体积的百分率为100%100%。题组二和俯视图有关的晶体结构分析3碳的第三种同素异形体金刚石,其晶胞如图丁所示。已知金属钠的晶胞(体心立方堆积)沿其体对角线垂直在纸平面上的投影图如图A所示,则金刚石晶胞沿其体对角线垂直在纸平面上的投影图应该是图_(从AD图中选填)。答案D4Fe的一种晶体如甲、乙所示,若按甲虚线方向切乙得到的AD图中正确的是_(填字母)。铁原子的配位数是_,假设铁原子的半径是r cm,该晶体的密度是 gcm3,则铁的相对原子质量为_(设阿伏加德罗常数的值为NA)。答案A8解析图甲为该铁的一个晶胞,沿虚线的切面为长方形,长是宽的倍,四个顶角和中心有
24、铁原子。图乙为8个晶胞叠成的立方体,沿虚线的切面为A图。设图甲中晶胞边长为a cm,则体对角线为a cm,又体对角线上三原子相切,得a cm4r cm。根据密度公式得, gcm3(a cm)3M(Fe),解得M(Fe)gmol1。5LiFeAs可组成一种新型材料,其立方晶胞结构如图所示。若晶胞参数为a nm,A、B处的两个As原子之间距离为_nm,请在z轴方向投影图中画出铁原子的位置,用“”表示_。答案6砷化硼是近期受到广泛关注的一种半导体材料。砷化硼为立方晶系晶体,该晶胞中原子分数坐标为B:(0,0,0);(,0);(,0,);(0,)As:(,);(,);(,);(,)请在图中画出砷化硼晶
25、胞的俯视图,已知晶体密度为d gcm3,As半径为a pm,假设As、B原子相切,则B原子的半径为_pm(写计算表达式)。答案1010a解析由各原子分数坐标可知,晶胞中B原子处于晶胞的顶点、面心位置,而As原子处于晶胞内部,处于B原子形成的正四面体体心位置,晶胞三维结构如图所示:(注:小球大小不代表原子大小),投影时顶点原子形成正方形的顶点,左、右侧面及前、后面的面心原子投影处于正方形棱心,而上、下底面面心原子投影重合处于正方形的中心,As原子投影处于正方形内部且处于正方形对角线上(As原子投影、上下底面面心B原子投影将对角线4等分),故砷化硼晶胞俯视图为;根据晶胞三维结构示意图可知,位于体对
26、角线上的原子相切,即As原子和B原子的半径之和的四倍即体对角线的长度;根据均摊法,一个晶胞中As原子个数为4,B原子个数为864,所以晶胞的质量为 g g,晶胞密度为d gcm3,则晶胞的体积为cm3,则晶胞的边长为cm1010 pm,则晶胞的体对角线长度为1010 pm,所以B原子的半径为(1010a) pm。12017全国卷,35(2)节选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_。答案K原子半径较大且价电子数较少,金属键较弱22017全国卷,35(3)改编在CO2低压合成甲醇反应(CO23H2=CH3OHH2O)所涉及的4种物质中,沸点
27、从高到低的顺序为_,原因是_。答案H2OCH3OHCO2H2H2O与CH3OH均为极性分子,H2O分子间形成的氢键数目比甲醇多;CO2与H2均为非极性分子,CO2相对分子质量较大,范德华力较大32016全国卷,37(4)GaF3的熔点高于1 000 ,GaCl3的熔点为77.9 ,其原因是_。答案GaF3为离子晶体,GaCl3为分子晶体解析二者熔点的差异是因为GaF3为离子晶体,GaCl3为分子晶体。42020全国卷,35(4)研究发现,氨硼烷(NH3BH3)在低温高压条件下为正交晶系结构,晶胞参数分别为a pm、b pm、c pm,90。氨硼烷的222超晶胞结构如图所示。氨硼烷晶体的密度_
28、gcm3(列出计算式,设NA为阿伏加德罗常数的值)。答案解析氨硼烷的222超晶胞结构的晶胞参数分别为2a pm2a1010 cm、2b pm2b1010 cm、2c pm2c1010 cm,90,则晶胞的体积V(晶胞)8abc1030 cm3。由晶胞结构可知,每个晶胞含有16个NH3BH3分子,则每个晶胞的质量m(晶胞) g,氨硼烷晶体的密度 gcm3。52020全国卷,35(3)(4)(3)CaTiO3的晶胞如图(a)所示,其组成元素的电负性大小顺序是_;金属离子与氧离子间的作用力为_,Ca2的配位数是_。(4)一种立方钙钛矿结构的金属卤化物光电材料的组成为Pb2、I和有机碱离子CH3NH,
29、其晶胞如图(b)所示。其中Pb2与图(a)中_的空间位置相同,有机碱CH3NH中,N原子的杂化轨道类型是_;若晶胞参数为a nm,则晶体密度为_ gcm3(列出计算式)。答案(3)OTiCa离子键12 (4)Ti4sp3解析(3)三种元素中O的电负性最大,Ca的电负性最小,因此三种元素电负性的大小顺序为OTiCa。氧离子与金属离子之间形成的是离子键。由图(a)可知,每个Ca2周围与之等距离且最近的O2的个数为12,即配位数为12。(4)由图(b)可知,该晶胞中I位于面心上,每个Pb2周围有6个I,图(a)中每个Ti4周围有6个O2,由此可知,Pb2与图(a)中的Ti4位置相同。N原子形成4个键
30、,价电子层上无孤电子对,因此杂化轨道类型是sp3。每个晶胞中含有1个Pb(CH3NH3)I3,晶胞的体积为(a107)3 cm3,Pb(CH3NH3)I3的相对分子质量为620,因此1个晶胞的质量为 g,晶体密度为 gcm3。62020新高考全国卷(山东),17(4)以晶胞参数为单位长度建立的坐标系可以表示晶胞中各原子的位置,称作原子的分数坐标。四方晶系CdSnAs2的晶胞结构如下图所示,晶胞棱边夹角均为90,晶胞中部分原子的分数坐标如下表所示。坐标原子xyzCd000Sn000.5As0.250.250.125一个晶胞中有_个Sn,找出距离Cd(0,0,0)最近的Sn_(用分数坐标表示)。C
31、dSnAs2晶体中与单个Sn键合的As有_个。答案4(0.5,0,0.25)、(0.5,0.5,0)4解析由题给原子的分数坐标和晶胞图示可知,小白球表示的是Sn原子,Sn原子位于面心和棱上,因此一个晶胞中含Sn原子的个数为644。小黑球表示的是Cd原子,与Cd(0,0,0)最近的Sn有两个,其分数坐标分别为(0.5,0,0.25)和(0.5,0.5,0)。灰球表示的是As原子,每个Sn周围与Sn等距离的As原子有4个,即与单个Sn键合的As有4个。72020全国卷,35(4)LiFePO4的晶胞结构示意图如(a)所示。其中O围绕Fe和P分别形成正八面体和正四面体,它们通过共顶点、共棱形成空间链
32、结构。每个晶胞中含有LiFePO4的单元数有_个。电池充电时,LiFeO4脱出部分Li,形成Li1xFePO4,结构示意图如(b)所示,则x_,n(Fe2 )n(Fe3)_。答案4或0.187 5133解析根据(a)图,小圆点为Li,位于顶点的Li有8个,位于棱上的Li有4个,位于面心的Li有4个,晶胞中共含有Li的个数为8444,所以每个晶胞中含有LiFePO4的单元数为4。由(b)图与(a)图相比知,(b)图中少了2个Li,一个是棱上的,一个是面心上的,所以(b)图中物质含Li的个数为833,x。设化合物中Fe2为y,Fe3为1y,由化合物呈电中性,(1)12y3(1y)3,解得y,1y,
33、n(Fe2)n(Fe3)133。82020天津,13(2)CoO的面心立方晶胞如图所示。设阿伏加德罗常数的值为NA,则CoO晶体的密度为_gcm3;Fe、Co、Ni三种元素二价氧化物的晶胞类型相同,其熔点由高到低的顺序为_。答案NiOCoOFeO解析由题给图示可知,O2位于顶点和面心,因此一个晶胞中含有O2的个数为864;Co2位于棱上和体心,因此一个晶胞中含有Co2的个数为1214,即一个晶胞的质量为 g,一个晶胞的体积为(a107)3 cm3,因此CoO晶体的密度为 gcm3。Fe、Co、Ni的原子序数逐渐增大,原子半径逐渐减小,因此FeO、CoO、NiO微粒间的作用力由大到小的顺序为NiOCoOFeO,三种晶体的熔点由高到低的顺序为NiOCoOFeO。92019全国卷,35(4)图(a)是MgCu2的拉维斯结构,Mg以金刚石方式堆积,八面体空隙和半数的四面体空隙中,填入以四面体方式排列的Cu。图(b)是沿立方格子对角面取得的截图。可见,Cu原子之间最短距离x_pm,Mg原子之间最短距离y_pm。设阿伏加德罗常数的值为NA,则MgCu2的密度是_gcm