新教材高中化学二轮精品 专题四 题型专攻(四) 晶胞的结构 VIP免费

题型专攻(四)晶胞的结构1．常见共价晶体结构分析(1)金刚石①每个C与相邻4个C以共价键结合，形成正四面体结构；②键角均为109°28′；③最小碳环由6个C组成且6个C不在同一平面内；④每个C参与4个C—C键的形成，C原子数与C—C键数之比为1∶2；⑤密度＝8×12NA×a3(a为晶胞边长，NA为阿伏加德罗常数的值)。(2)SiO2①每个Si与4个O以共价键结合，形成正四面体结构；②每个正四面体占有1个Si,4个“12O”，因此二氧化硅晶体中Si与O的个数之比为1∶2；③最小环上有12个原子，即6个O、6个Si；④密度＝8×60NA×a3(a为晶胞边长，NA为阿伏加德罗常数的值)。(3)SiC、BP、AlN①每个原子与另外4个不同种类的原子形成正四面体结构；②密度：ρ(SiC)＝4×40NA×a3；ρ(BP)＝4×42NA×a3；ρ(AlN)＝4×41NA×a3(a为晶胞边长，NA为阿伏加德罗常数的值)。2．常见分子晶体结构分析(1)干冰①每8个CO2构成1个立方体且在6个面的面心又各有1个CO2；②每个CO2分子周围紧邻的CO2分子有12个；③密度＝4×44NA×a3(a为晶胞边长，NA为阿伏加德罗常数的值)。(2)白磷①面心立方最密堆积；②密度＝4×124NA×a3(a为晶胞边长，NA为阿伏加德罗常数的值)。3．常见金属晶体结构分析(1)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2r＝a2r＝3a22r＝2a2一个晶胞内原子数目1224原子空间利用率52%68%74%74%(2)晶体微粒与M、ρ之间的关系若1个晶胞中含有x个微粒，则1mol该晶胞中含有xmol微粒，其质量为xMg(M为微粒的相对分子质量)；若1个该晶胞的质量为ρa3g(a3为晶胞的体积)，则1mol晶胞的质量为ρa3NAg，因此有xM＝ρa3NA。4.常见离子晶体结构分析(1)典型离子晶体模型NaCl型CsCl型ZnS型CaF2型晶胞配位数及影响因素配位数684F－：4；Ca2＋：8影响因素阳离子与阴离子的半径比值越大，配位数越多，另外配位数还与阴、阳离子的电荷比和离子键的纯粹程度有关等密度的计算(a为晶胞边长，NA为阿伏加德罗常数的值)4×58.5NA×a3168.5NA×a34×97NA×a34×78NA×a3(2)晶格能①定义：气态离子形成1摩离子晶体释放的能量。晶格能是反映离子晶体稳定性的数据，可以用来衡量离子键的强弱，晶格能越大，离子键越强。②影响因素：晶格能的大小与阴阳离子所带电荷数、阴阳离子间的距离、离子晶体的结构类型有关。离子所带电荷数越多，半径越小，晶格能越大。③对离子晶体性质的影响：晶格能越大，形成的离子晶体越稳定，而且熔点越高，硬度越大。角度一全国卷三年真题1．[2021·全国甲卷，35(4)]我国科学家发明了高选择性的二氧化碳加氢合成甲醇的催化剂，其组成为ZnO/ZrO2固溶体。四方ZrO2晶胞如图所示。Zr4＋离子在晶胞中的配位数是_______，晶胞参数为apm、apm、cpm，该晶体密度为__________________g·cm－3(写出表达式)。在ZrO2中掺杂少量ZnO后形成的催化剂，化学式可表示为ZnxZr1－xOy，则y＝______________(用x表达)。答案84×91＋8×16a2c×NA×10－302－x解析以晶胞中右侧面心的Zr4＋为例，同一晶胞中与Zr4＋连接最近且等距的O2－数为4，同理可知右侧晶胞中有4个O2－与Zr4＋相连，因此Zr4＋在晶胞中的配位数是4＋4＝8；1个晶胞中含有4个ZrO2微粒，1个晶胞的质量为m＝4×91＋8×16NAg,1个晶胞的体积为(a×10－10cm)×(a×10－10cm)×(c×10－10cm)＝a2c×10－30cm3，因此该晶体密度为mV＝4×91＋8×16NAga2c×10－30cm3＝4×91＋8×16a2c×NA×10－30g·cm－3；在ZrO2中掺杂少量ZnO后形成的催化剂，化学式可表示为ZnxZr1－xOy，其中Zn元素为＋2价，Zr为＋4价，O元素为－2价，根据化合物元素化合价代数和为0可知2x＋4×(1－x)＝2y，解得y＝2－x。2．[2021·全国乙卷，35(4)]在金属材料中添加AlCr2颗粒，可以增强材料的耐腐蚀性、硬度和机械性能。AlCr2具有体心四方结构，如图所示。处于顶角位置的是________原子。设Cr和Al原子半径分别为rCr和rAl，则金属原子空间占有率为___________%(列出计算表达式)。答案Al8π2r3Cr＋r3Al3a2c×100解析已知AlCr2具有体心四方结构，如图所示，灰球个数为8×18＋1＝2，白球个数为8×14＋2＝4，结...