几种典型晶体结构的特点分析 专题辅导 不分版本 试题VIP免费

几种典型晶体结构的特点分析徐寿坤有关晶体结构的知识是高中化学中的一个难点，它能很好地考查同学们的观察能力和三维想像能力，而且又很容易与数学、物理特别是立体几何知识相结合，是近年高考的热点之一。熟练掌握NaCl、CsCl、CO2、SiO2、金刚石、石墨、C60等晶体结构特点，理解和掌握一些重要的分析方法与原则，就能顺利地解答此类问题。通常采用均摊法来分析这些晶体的结构特点。均摊法的根本原则是：晶胞任意位置上的原子如果是被n个晶胞所共有，则每个晶胞只能分得这个原子的1/n。1.氯化钠晶体由下图氯化钠晶体结构模型可得：每个Na+紧邻6个，每个紧邻6个（上、下、左、右、前、后），这6个离子构成一个正八面体。设紧邻的Na+与Cl-间的距离为a，每个Na+与12个Na+等距离紧邻（同层4个、上层4个、下层4个），距离为。由均摊法可得：该晶胞中所拥有的Na+数为，数为，晶体中Na+数与Cl-数之比为1：1，则此晶胞中含有4个NaCl结构单元。2.氯化铯晶体每个Cs+紧邻8个Cl-，每个Cl-紧邻8个Cs+，这8个离子构成一个正立方体。设紧邻的Cs+与Cs+间的距离为，则每个Cs+与6个Cs+等距离紧邻（上、下、左、右、前、后）。在如下图的晶胞中Cs+数为，在晶胞内其数目为8，晶体中的数与数之比为1：1，则此晶胞中含有8个CsCl结构单元。3.干冰每个CO2分子紧邻12个CO2分子（同层4个、上层4个、下层4个），则此晶胞中的CO2分子数为。4.金刚石晶体每个C原子与4个C原子紧邻成键，由5个C原子形成正四面体结构单元，C-C键的夹角为。晶体中的最小环为六元环，每个C原子被12个六元环共有，每个C-C键被6个六元环共有，每个环所拥有的C原子数为，拥有的C-C键数为，则C原子数与C-C键数之比为。5.二氧化硅晶体每个Si原子与4个O原子紧邻成键，每个O原子与2个Si原子紧邻成键。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；每个十二元环所拥有的Si原子数为，拥有的O原子数为，拥有的Si-O键数为，则Si原子数与O原子数之比为1：2。6.石墨晶体在石墨晶体中，层与层之间是以分子间作用力结合，同层之间是C原子与C原子以共价键结合成的平面网状结构，故石墨为混合型晶体或过渡型晶体。在同层结构中，每个C原子与3个C原子紧邻成C-C键，键角为，其中最小的环为六元环，每个C原子被3个六元环共有，每个C-C键被2个六元环共有；每个六元环拥有的C原子数为，拥有的C-C键数为，则C原子数与C-C键数之比为2：3。7.C60分子C60是由60个C原子组成的类似于足球的分子，由欧拉定律可推知该分子中有12个正五边形和20个正六边形。每个C原子与其他3个C原子紧邻成键，形成的总键数为由于每个C原子可形成4个键，所以3个键中肯定有一个是双键，则其中的双键数为,单键数为。