晶胞计算习题.docx

晶胞计算习题.docx

《晶胞计算习题.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《晶胞计算习题.docx（13页珍藏版）》请在冰点文库上搜索。

晶胞计算习题

1、回答下列问题

（1）金属铜晶胞为面心立方最密堆积，边长为acm。

又知铜的密

度为Pg・Cm阿伏加德罗常

数为。

⑵下图是CaP晶体的晶胞示意图，回答下列问题：

①Ca"的配位数是,的配位数是。

②该晶胞中含有的CST数目是,F

数目是,（S）CaF2晶体的密度为agcm3,则晶胞的体积是（只要求列出算式）。

出一块正立方体的结构单元，

2、某些金属晶体（CU、Ag、AU）的原子按面心立方的形式紧密堆积，即在晶体结构中可以划

金属原子处于正立方体的八个顶点和六个侧面上，试计算这类

3、单晶硅的晶体结构与金刚石一种晶体结构相似，都属立方晶系晶胞，如图：

（1）将键联的原子看成是紧靠着的球体，试计算晶体硅的空间利用率（计算结果保留三位

有效数字，下同）。

々）已知S-Si键的键长为234Pm，试计算单晶硅的密度是多少g∕cm3。

4、金晶体的最小重复单元（也称晶胞）是面心立方体，如图所示，即在立方体的8个顶点各有一个金原子，各个面的中心有一个金原子，每个金原子被相邻的晶胞所共有。

金原子的直径为d,用NA表示阿伏加德罗常数，M表示金的摩尔质量。

请回答下列问题：

（1）金属晶体每个晶胞中含有个金原子。

⑵欲计算一个晶胞的体积，除假定金原子是刚性小球外，还应假定。

（3）—个晶胞的体积是。

（4）金晶体的密度是。

5、1986年，在瑞士苏黎世工作的两位科学家发现一种性能良好的金属氧化物超导体，使超导工作取

实验测定表明，其晶胞结构如图

得突破性进展，为此两位科学家获得了1987年的诺贝尔物理学奖，

所示。

r9r

（1）根据所示晶胞结构，推算晶体中丫Cu、Ba和O的原子个数比，确定其化学式。

（2）根据CI）所推出的化合物的组成，计算其中CU原子的平均化合价（该化合物中各元

素的化合价为〔、二二、一∙1和」）。

试计算化合物中两种价态的CU原子个数比。

6、（l）NiO（氧化镰）晶体的结构与NaCl相同，Ni■与最邻近0引的核间距离为上x1%m,计

算NiO晶体的密度（已知NiO的摩尔质量为74.7gmol1）。

⑵天然的和绝大部分人工制备的晶体都存在各种缺陷，例如在某种NiO晶体中就存在如下

图所示的缺陷：

一个N®空缺，另有两个N&被两个阡+所取代。

结果晶体仍呈电中性，但

化合物中Ni和O的比值却发生了变化。

某氧化镰样品组成为NioaO,试计算该晶体中NN+

与N®的离子数之比。

7、下图是金属镐晶体中的一个晶胞的结构示意图，它是一种体心立方结构。

实验测得金属

钩的密度为19.30gem*,鸨的相对原子质量是183.9。

假设金属钩原子为等径刚性球，试

完成下列问题：

（1）每一个晶胞中均摊到个鸨原子。

计算鸨的原子半径r（提）。

⑵计算晶胞的边长a。

⑶

示：

只有体对角线上的各个球才是彼此接触的&铁、钻、银为第四周期第忸族元素，它们的性质非常相似，也称为铁系元素.

（1）铁、钻、鎳都是很好的配位化合物形成体.

Φ[Co（H2O）旷在过量氨水中易转化为[Co（NH3）6]2÷.写出Co?

+的价层电子排布图.[Co

（H2O）6严中Co2+的配位数为__:

NH3分子的中心原子杂化方式为.HzO分子的立体

构型为

②铁、镰易与一氧化碳作用形成按基配合物，如：

Fe（CO）5,Ni（CO）4等.CO与2属

于等电子体，则CO分子中b键和n键数目比为，写出与CO互为等电子体的一种阴离

子的离子符号

（2）+2价和+3价是Fe、CoNi等元素常见化合价.NiO、FeO的晶体结构类型均与氯化钠

Ni2+被两个NL所取代.其

的相同‘N&和F0的离子半径分别为69Pm和78Pm，则熔点NiOFe（选填

某种天然NiO晶体存在如图所示缺陷：

一个Niz+空缺，另有两个

10、原子序数依次递增且都小于36的X、丫、Z、Q、W四种元素，其中X是原子半径最小的元素，

丫原子基态时最外层电子数是其内层电子数的2倍，Q原子基态时2p原子轨道上

有2个未成对的电子，

W元素的原子结构中3d能级有4个未成对电子。

回答下列问题:

（1）丫次2分子中Y原子轨道的杂化类型为，

Y2X2分子中b键和n键个数比

为。

（2）化合物ZX3的沸点

比化合物丫为的高，其主要原因是。

（3）元素丫的一种氧化物

与兀素Z的一种氧化物互为等电子体,兀素Z的这种氧化物的分

子式是。

（4）元素W能形成多种配合物，如：

Hg等。

1基态W?

+的M层电子排布式为。

2W（CO）5常温下呈液态，熔点为一20.5C,沸点为103C,易溶于非极性溶剂，据此可判断

W（CO）X晶体属于（填晶体类型），该晶体中W的化合价为。

（5）下列有尖的说法正确的是。

A.分子晶体中，共价键键能越大，该分子晶体的熔沸点越高

B.电负性顺序：

XVYVZVQ

C.因为晶格能CaO比KCl高，所以KCl比CaO熔点低

D.FhYθ3的分子结构中含有一个非羟基氧，故其为中强酸

（6）Q和Na形成的一种只含有离子键的离子化合物的晶胞结构如图，距一个阴离子周围

最近的所有阳离子为顶点构成的几何体为。

已知该晶胞密度为Pg∕cmf,阿伏加德罗

常数为Na,求晶胞边长a=cm。

（用含PNA的计算式表示）

11、由原子序数由小到大的A、B、C、D、E五种元素构成某配位化合物X,其原子个数比为

14:

4:

5:

1:

1。

其中C、D元素同主族且原子序数D为C的二倍，E元素的外围电子排布为

（n-l）dn+61Ns1‘回答下列问题。

（1）该配位化合物X的化学式为。

（2）元素B、CD的第一电离能的由小到大排列顺序为。

（用元素符号表示）

（3）D元素原子的最外层电子轨道表示式为。

（4）C元素可与A元素形成两种常见的化合物，其原子个数比分别为1:

1和1:

2，两种化合

物可任意比互溶，解释其主要原因为。

（5）碳钳是一种含BA3分子的具有抗癌活性的金属配合物，碳钳的结构如下图：

其中碳原

子的杂化方式有。

碳钳中含有的作用力有

（填字母）。

A.共价键B.配位键C.金属键D..键E.键

Il

O

（6）A元素与E元素可形成一种红色离子化合物Y,

其原子个数比为1：

1,该化合物丫可

与稀硝酸反应，生成一种蓝色溶液和两种无色气体（其中一种为A元素的单质），写出该

反应的化学方程式。

单质E的晶胞如图所示，若设该晶胞的边长

为acm,阿伏加德罗常数为Na,单质E的摩尔质量为Mg/mol,则表示该晶胞密度的计算式

为P=g/cm3。

（13）

12、晶体具有规则的几何外形，晶体中最基本的重复单元被称为晶胞。

NaCl晶体结构如图所

示。

已知FeXO晶体晶胞结构为NaCl型，由于晶体缺陷，X值小于1。

测知F&0晶体密度为5.71g∕cm3，晶胞边长为4.28XIOOmo

（1）FeXO中X值（精确至0.01）为。

⑵晶体中的Fe以F評和Fi+的形式存在，在FO和Fe3+的总数中，FO的占有率（用小数表示，精确至0.001）为_。

⑶与某个Fe2+（或Fe"）距离最近且等距离的o?

的个数为一。

⑷在晶体中，铁元素的离子间最短距离为m。

13、金属钩晶体晶胞的结构模型如下图所示。

实验测得金属钩的密度为19.3◎先nT*已知钩

的相对原子质量为183.8。

回答下列问题：

（1）在鸨晶体中每个晶胞占有的鹄原子数

为个。

（2）鹄晶体晶胞的边长为吕・。

（3）钩原

子的半径为:

iii。

14、1986年，在瑞士苏黎世工作的两位科学家发现一种性能良好的金属氧化物

超导体，使超导工作取得突破性进展，为此两位科学家获得了物1987年的诺贝尔理学奖，实验测定表明，其晶胞结构如图所示。

（1）根据所示晶胞结构，推算晶体中丫、Cu、Ba和O的原子个数比，确定其化学式。

（2）根据

（1）所推出的化合物的组成，计算其中CU原子的平均化合价（该化合物中各元素的化合价为_、；□和一：

）。

试计算化合物中两种价态的CU原子个数比。

15、用X射线研究某金属晶体，测得在边长为360Pm的立方晶胞中含有4个金属原子,此时金属的密度为9.0g∕cπf。

试回答下列问题：

⑴此金属晶胞属于哪一种类型？

（2）求每个晶胞的质量。

⑶求此金属的相对原子质量。

（4）求此金属原子的原子半径（Pnl）。

16、NaCl晶体中Na+与C「都是等距离交错排列，若食盐的密度是2.2gem3，阿伏加德罗常数

为6.02X123mo∣-1,＞盐的摩尔质量为58.5gmol1。

则食盐晶体中两个距离最近的钠离子

中心间的距离是多少？

17、（9分）（2018■全国卷川）锌在工业中有重要作用，也是人体必需的微量元素。

回答

下列问题：

世纪金榜导学号36092152

（1）Zn原子核外电子排布式为。

（2）黄铜是人类最早使用的合金之一，主要由Zn和CU组成。

第一电离能1ι（Zn）h

（CU）（填“大于”或“小于”）。

原因是。

（3）ZnR具有较高的熔点（872C）,其化学键类型是；ZnT不溶于有机溶剂而ZnC2、

ZnBr2、Znb能够溶于乙醇、乙醸等有机溶剂，原因是。

（4）《中华本草》等中医典籍中，记载了炉甘石（ZnCQ）A药，可用于治疗皮肤炎症或表

面创伤。

ZnCQ中，阴离子空间构型为，C原子的杂化形式为。

（5）金属Zn晶体中的原子堆积方式如图所示，这种堆积方式称为。

六棱柱底边边长为acm,

高为CCm,阿伏加德罗常数的值为Na,Zn的密度为g・Cm_彳（列出计算式）。

18、碑的一些化合物常用作半导体、除草剂、杀鼠药等。

回答下列问题：

（1）基态AS原子的核外电子排布式为[Ar]，有个未成对电子。

（2）Ga、N、AS电负性由大至小的顺序是

有b键的物质的量为mol。

（3）ASQ6的分子结构如图所示，其中AS原子的杂化方式为,ImOlAS4θθ含

（4）晶胞有两个基本要素：

①原

子坐标参数，表不晶胞内部各原子的相对位置，

LiZnAS

（19）

一1

基稀磁半导体的晶胞如图所示'其中原子坐标参数A处Li为（0,0—）;

2

B处AS为（一一一）；C处Li的坐标参数为

4,44

②晶胞参数'描述晶胞的大小和形状，已知LiZnAs单晶的晶胞参数a=594Pm,NA表示阿

伏加德罗常数的数值'其密度为g∙cm"列出计算式即可）o

19、碳有多种同素异形体，其中石墨烯与金刚石的晶体结构如图所示:

（1）金刚石、石墨、C60、碳纳米管等都是碳元素的单质形式，它们互为

（2）在石墨烯晶体中，每个C原子连接个六元环，每个六元环占有个C原子。

（3）在金刚石晶体中，C原子所连接的最小环也为六元环，每个C原子连接个六元环。

（4）金刚石晶胞含有个碳原子。

若碳原子半径为r,金刚石晶胞的边长为a,列式

表示碳原子在晶胞中的空间占有率（不要求计算结果）。

（5）德国和美国科学家首先制出由20个碳原子组成的空心笼状分子Cw该笼状结构是由

许多正五边形构成（如右图）。

请回答：

C2。

分子共有个正五边形，共有条

棱边，C2。

晶体属于晶体（填晶体类型）。

若已知Al的原子半径为dPm，NA代表阿伏加德罗常数，

20、Al单质的晶体中原子的堆积方式如图甲所示，其晶胞特征如图乙所示，原子之间相互位置尖系的平面图如图丙所示。

Al的相对原子质量27。

通过计算

确定

（1）一个晶胞中Al原子的数目。

（2）Al晶胞的密度表达式。

21、下图是金属鹄晶体中的一个晶胞的结构示意图，它是一种体心立方结构。

实验测得金属

钩的密度为19.30gem巴钩的相对原子质量是183.9。

假设金属钩原子为等径刚性球，试

完成下列问题：

个鹄原子。

（2）计算晶胞的边长ao

（3）计算鸨的原子半径r（提示：

只有体对角线上的各个球才是彼此接触的）。

22、NaCl晶体中N才与C「都是等距离交错排列‘若食盐的密度是2.2gem3，阿伏加德罗

常数为6.02XIAmOI-IJ食盐的摩尔质量为58.5gmoΓ1。

则食盐晶体中两个距离最近的钠离子中

心间的距离是多少？