晶體結(jié)構(gòu)

 

教學(xué)目標(biāo)

知識(shí)技能:熟悉三類晶體的代表物結(jié)構(gòu);學(xué)會(huì)在晶體中尋找晶胞;學(xué)會(huì)計(jì)算晶體中各種微粒的個(gè)數(shù)之比。

能力培養(yǎng):通過(guò)晶體(或晶胞)結(jié)構(gòu)的觀察,提高學(xué)生的觀察能力。通過(guò)對(duì)“晶胞”概念的闡述,力求學(xué)生能夠想象整個(gè)晶體結(jié)構(gòu),培養(yǎng)學(xué)生的想象能力。通過(guò)分析“晶體中的每個(gè)微粒為幾個(gè)晶胞所共有”,計(jì)算“晶體中原子的個(gè)數(shù)、化學(xué)鍵的數(shù)目”等問(wèn)題的訓(xùn)練,提高學(xué)生分析推理能力。

科學(xué)思想:熱愛(ài)科學(xué),依靠科學(xué)解決實(shí)際問(wèn)題。

科學(xué)品質(zhì):通過(guò)使用計(jì)算機(jī)軟件或立體模型,刺激學(xué)生的感官,產(chǎn)生學(xué)習(xí)興趣。通過(guò)教師的引導(dǎo)和精心設(shè)問(wèn),激發(fā)學(xué)生的求知欲。

科學(xué)方法:由個(gè)別到一般的歸納法及運(yùn)用一般規(guī)律解決個(gè)別問(wèn)題的演繹法。

重點(diǎn)、難點(diǎn)三類晶體代表物結(jié)構(gòu)的觀察;想象和分析推理能力的培養(yǎng)。

 

教學(xué)過(guò)程設(shè)計(jì)

 

第一課時(shí)

 

教師活動(dòng)

【引入】《考試說(shuō)明》中明確提出:對(duì)原子、分子、化學(xué)鍵等微觀結(jié)構(gòu)要有三維想象能力,這就要求我們能夠通過(guò)對(duì)晶體結(jié)構(gòu)的研究,提高自己觀察、想象和分析推理的能力。本節(jié)課我們將把晶體按著科學(xué)分類的方法進(jìn)行研究。

【板書(shū)】一、離子晶體:代表物:NaCl、CsCl

【軟件或模型展示】NaCl晶體。

【提問(wèn)】請(qǐng)觀察所給出的NaCl的晶體模型分析氯化鈉的化學(xué)式用“NaCl”來(lái)表示,原因何在?能否把“NaCl”稱之為分子式?

觀察NaCl晶體模型,分析問(wèn)題,得出答案:每個(gè)Na+離子吸引著6個(gè)Cl-離子,而每個(gè)Cl-離子也吸引著6個(gè)Na+離子,所以在NaCl晶體中Na+離子與Cl-離子的個(gè)數(shù)比為1∶1,故可用“NaCl”來(lái)表示氯化鈉。在氯化鈉晶體中不存在獨(dú)立的氯化鈉分子,所以只能把“NaCl”稱之為化學(xué)式,而不叫分子式。

【提問(wèn)】觀察NaCl的晶體模型,分析在NaCl晶體的每個(gè)晶胞中,Na+占據(jù)的位置有______種?每種位置各有____個(gè)?Cl-占據(jù)的位置有______種?每種位置各有______個(gè)?

觀察NaCl 的晶體模型,分析問(wèn)題,得出答案:在每個(gè)NaCl晶胞中Na+的位置有兩種:8個(gè)位于晶胞的頂點(diǎn),6個(gè)位于晶胞的面心;Cl-的位置有兩種:12個(gè)位于晶胞的棱邊,1個(gè)位于晶胞的體心。

【提問(wèn)】宏觀的NaCl晶體是由無(wú)數(shù)個(gè)晶胞相互延伸構(gòu)成的。位于頂點(diǎn)、面心、棱邊、體心上的微粒實(shí)際提供給每個(gè)晶胞的比例是多少?

思考、討論問(wèn)題,得出答案:頂點(diǎn)提供給每個(gè)晶胞只是它的1/8;面心是1/2;棱邊是1/4;體心是1。

【軟件或圖片展示】位于頂點(diǎn)、面心、棱邊、體心上的微粒實(shí)際提供給每個(gè)晶胞的比例。

觀察加深理解。

試題詳情

【引導(dǎo)】在每個(gè)NaCl晶胞中,平均占有Na+ 離子多少個(gè)?Cl-離子多少個(gè)?能否從晶胞的角度出發(fā),再分析氯化鈉化學(xué)式的由來(lái)?

思考、討論問(wèn)題,得出答案:在每個(gè)NaCl晶胞中,平均占有Na+離子: 1/8×8+/2×6=4;Cl-離子:1/4×12+1=4。由此可見(jiàn),NaCl晶胞中Na+離子與Cl-離子的個(gè)數(shù)比為1∶1,故晶體中Na+離子與Cl-離子的個(gè)數(shù)比為1∶1,所以可用“NaCl”來(lái)表示氯化鈉的組成。

教師活動(dòng)

【提問(wèn)】在NaCl晶體中:每個(gè)Na+周圍與之等距離且最近的Na+有個(gè);每個(gè)Cl-周圍與之等距離且最近的Cl-有______個(gè)?

學(xué)生活動(dòng)

觀察模型,得出答案:每個(gè)Na+周圍與之等距離且最近的Na+有12個(gè);每個(gè)Cl-周圍與之等距離且最近的Cl-有12個(gè)。

【軟件或模型展示】給出CsCl晶胞。

【提問(wèn)】觀察CsCl的晶胞,想象CsCl晶體結(jié)構(gòu),試從兩個(gè)不同角度分析“CsCl”化學(xué)式的由來(lái)?

觀察CsCl晶胞、想象晶體結(jié)構(gòu)、思考并回答問(wèn)題:在CsCl晶胞中占有Cs+離子的個(gè)數(shù)為1個(gè),Cl-離子1個(gè),故Cs+與Cl-的個(gè)數(shù)比為1∶1;由CsCl晶胞可想象其晶體結(jié)構(gòu),在晶體中,每個(gè)Cs+吸引著8個(gè)Cl-離子,每個(gè)Cl-離子吸引著8個(gè)Cs+離子,故可用“CsCl”來(lái)表示其化學(xué)組成,稱之為化學(xué)式。

【提問(wèn)】在CsCl晶體中:每個(gè)Cs+周圍與之等距離且最近的Cs+有______個(gè)?每個(gè)Cl-周圍與之等距離且最近的Cl-有______個(gè)?

想象CsCl晶體結(jié)構(gòu),回答問(wèn)題:在CsCl晶體中:每個(gè)Cs+周圍與之等距離且最近的Cs+有6個(gè),每個(gè)Cl-周圍與之等距離且最近的Cl-有6個(gè)。

請(qǐng)根據(jù)以上兩種晶體中微粒個(gè)數(shù)的求算方法,小結(jié)如何計(jì)算立方晶體中的微粒個(gè)數(shù)比?

歸納小結(jié)。

要點(diǎn)如下:

(1)找到晶體的晶胞;

(2)分析晶胞中各微粒的位置:

位于晶胞頂點(diǎn)的微粒,實(shí)際提供給晶胞的只有______個(gè);

位于晶胞棱邊的微粒,實(shí)際提供給晶胞的只有______個(gè);

位于晶胞面心的微粒,實(shí)際提供給晶胞的只有______個(gè);

位于晶胞中心的微粒,實(shí)際提供給晶胞的只有______個(gè)。

(3)數(shù)清晶胞中各微粒的個(gè)數(shù):

【投影】將學(xué)生的小結(jié)內(nèi)容投影展示

(1)找到晶體的最小重復(fù)單元――晶胞;

(2)分析晶胞中各微粒的位置:

位于晶胞頂點(diǎn)的微粒,實(shí)際提供給晶胞的只有1/8;

位于晶胞棱邊的微粒,實(shí)際提供給晶胞的只有1/4;

位于晶胞面心的微粒,實(shí)際提供給晶胞的只有1/2;

位于晶胞中心的微粒,實(shí)際提供給晶胞的只有1。

(3)數(shù)清晶胞中各微粒的個(gè)數(shù):

試題詳情

晶體中的微粒個(gè)數(shù)比=“微粒提供給每個(gè)晶胞的數(shù)值×晶胞中微粒個(gè)數(shù)”之比。</PGN0057.TXT/PGN>

教師活動(dòng)

【板書(shū)】

【軟件或模型展示】金剛石的結(jié)構(gòu)。

【提問(wèn)】觀察金剛石結(jié)構(gòu),思考其鍵角是多少度?構(gòu)成最小碳環(huán)所需碳原子數(shù)為多少?

學(xué)生活動(dòng)

觀察并回答問(wèn)題:鍵角為109°28′,構(gòu)成最小碳環(huán)所需的碳原子數(shù)為6個(gè)。

【信息給予】請(qǐng)運(yùn)用元素周期律的知識(shí)想象并描述晶體硅結(jié)構(gòu)。

描述晶體硅的結(jié)構(gòu):硅原子與硅原子之間通過(guò)非極性共價(jià)鍵形成的空間網(wǎng)狀結(jié)構(gòu),鍵角為109°28′,形成最小圓環(huán)需6個(gè)硅原子。

【提問(wèn)】比較晶體硅與金剛石的不同之處,它將影響晶體硅的哪些不同于金剛石的性質(zhì)?

思考并回答問(wèn)題:由于硅原子的半徑大于碳原子,所以硅―硅鍵的鍵長(zhǎng)大于碳―碳鍵的鍵長(zhǎng),使得其鍵能小于碳―碳鍵的鍵能,這將使晶體硅的熔、沸點(diǎn)低于金剛石。

【講述】石英與金剛石、晶體硅一樣,也具有空間網(wǎng)狀結(jié)構(gòu),如果我們把每個(gè)原子在平面上的投影點(diǎn)連接,就得到石英的平面結(jié)構(gòu)圖。

【軟件或圖片展示】石英平面結(jié)構(gòu)圖。

【提問(wèn)】根據(jù)石英的平面結(jié)構(gòu)圖分析石英晶體化學(xué)式的由來(lái)?能否稱之為分子式?

觀察、分析、回答問(wèn)題:

在石英晶體中每個(gè)Si原子通過(guò)Si―O極性鍵與4個(gè)O原子作用,而每個(gè)O原子也通過(guò)Si―O極性鍵與2個(gè)Si原子作用,所以在石英晶體中Si原子與O原子的原子個(gè)數(shù)比為1∶2,可用“SiO2”來(lái)表示石英的組成。因在晶體中不存在石英分子,故只能稱其為化學(xué)式,不能叫分子式。

【提問(wèn)】根據(jù)石英晶體的平面結(jié)構(gòu)圖分析:在石英晶體中,每個(gè)Si原子獨(dú)有多少個(gè)Si―O鍵?由此分析nmolSiO2晶體中約含多少摩Si―O鍵?

分析并回答問(wèn)題:在石英晶體中,每個(gè)Si原子獨(dú)有4個(gè)Si―O鍵,n molSiO2中含有n molSi原子,故約含4nmolSi―O鍵。

【信息給予】我們也可以將SiO2的晶體結(jié)構(gòu)想象為:在晶體硅的Si―Si鍵之間插入O原子。請(qǐng)想象SiO2的空間結(jié)構(gòu)。

想象SiO2的空間結(jié)構(gòu)。

觀察證實(shí)結(jié)論。

【軟件或模型展示】SiO2晶體結(jié)構(gòu)圖。

試題詳情

二、原子晶體 代表物:金剛石、晶體硅、石英

【提問(wèn)】觀察SiO2晶體結(jié)構(gòu),思考構(gòu)成一個(gè)最小的環(huán)需多少個(gè)原子?以Si原子為中心的Si―O鍵之間的鍵角為多少度?

觀察并回答問(wèn)題:需12個(gè)原子。鍵角:109°28′。

教師活動(dòng)

【板書(shū)】

【軟件或模型展示】干冰晶胞結(jié)構(gòu)。

【提問(wèn)】觀察干冰的晶胞結(jié)構(gòu),計(jì)算每個(gè)晶胞中含有CO2分子的個(gè)數(shù)?

學(xué)生活動(dòng)

觀察并回答問(wèn)題:4個(gè)。

【提問(wèn)】在干冰晶體結(jié)構(gòu)中,每個(gè)CO2分子周圍與之最近且等距離CO2分子的個(gè)數(shù)?干冰的晶胞結(jié)構(gòu)與我們見(jiàn)過(guò)的哪種結(jié)構(gòu)相似?

觀察并回答問(wèn)題:每個(gè)CO2分子周圍與之最近且等距離CO2分子有12個(gè)。這13個(gè)CO2分子的位置關(guān)系相當(dāng)于NaCl晶體中的13個(gè)Na+離子或13個(gè)Cl-離子的位置關(guān)系。

【小結(jié)】在研究各類晶體代表物的結(jié)構(gòu)時(shí),我們展開(kāi)了空間想象,解決了“化學(xué)式的由來(lái)、求與之最近且等距離的微粒個(gè)數(shù)、鍵角、最小圓環(huán)”等問(wèn)題;同時(shí)運(yùn)用分析推理能力,計(jì)算出每個(gè)微粒為幾個(gè)這樣的單元所共有,解決了“晶體中微粒的個(gè)數(shù)比、化學(xué)鍵的數(shù)目”等問(wèn)題。從而提高了我們的觀察、想象和分析問(wèn)題的綜合能力。

 

第二課時(shí)

 

教師活動(dòng)

【復(fù)習(xí)引入】上節(jié)課我們研究了各類代表物的結(jié)構(gòu),位于不同位置的微粒提供給一個(gè)晶胞的數(shù)值各是多少?

學(xué)生活動(dòng)

回憶并回答問(wèn)題:

位于晶胞頂點(diǎn)的微粒,實(shí)際提供給晶胞的只有1/8;

位于晶胞棱邊的微粒,實(shí)際提供給晶胞的只有1/4;

位于晶胞面心的微粒,實(shí)際提供給晶胞的只有1/2;

位于晶胞中心的微粒,實(shí)際提供給晶胞的只有1。

【過(guò)渡】本節(jié)課我們將運(yùn)用上節(jié)課研究問(wèn)題的方法通過(guò)典型實(shí)例進(jìn)行更深層次的問(wèn)題討論。

1  C60是碳單質(zhì)家族中的新成員,已知每個(gè)碳原子與其它三個(gè)碳原子相連。請(qǐng)根據(jù)碳的成鍵方式計(jì)算C60分子中存在______條C―C單鍵;______條C=C雙鍵?

【引導(dǎo)】題目給出了哪些直接信息,是否有隱藏信息?

分析得出答案:直接信息:C60分子中的每個(gè)碳原子與其它三個(gè)碳原子成鍵;間接信息:C60是一種單質(zhì),分子中有60個(gè)原子;注意從碳原子的成鍵方式思考問(wèn)題。

【提問(wèn)】碳原子如何成鍵?

回答問(wèn)題:碳原子通過(guò)4條共價(jià)鍵與其它原子成鍵。

【提問(wèn)】每個(gè)碳原子擁有多少條C-C單鍵和多少條C=C雙鍵才能滿足碳原子的成鍵方式?畫(huà)出碳原子的成鍵方式圖。

思考問(wèn)題,畫(huà)出碳原子的成鍵方式圖:

試題詳情

三、分子晶體 代表物:干冰

【提問(wèn)】每個(gè)C―C單鍵為幾個(gè)碳原子所擁有?計(jì)算每個(gè)碳原子占有多少條 C―C單鍵?在分子中共有多少條 C―C單鍵?同理計(jì)算

分子中共有多少條C=C雙鍵?

分析問(wèn)題,得出答案:每個(gè)C―C單鍵為2個(gè)碳原子所擁有,故每個(gè)碳原子占有2×1/2=1條C―C單鍵,分子中共有1×60=60條C―C單鍵;每個(gè)C=C雙鍵為2個(gè)碳原子所擁有,故每個(gè)碳原子占有1×1/2=1/2條C=C雙鍵,分子中共有1/2×60=30條C=C雙鍵。

2  某離子晶體晶胞如圖所示,●X位于立方體的頂點(diǎn),○Y位于立方體的中心,試分析:

(1)晶體中每個(gè)Y同時(shí)吸引著多少個(gè)X?每個(gè)X同時(shí)吸引著多少個(gè)Y?該晶體的化學(xué)式為_(kāi)___?

(2)晶體中在每個(gè)X周圍與它最接近且距離相等的X共有多少個(gè)?

(3)晶體中距離最近的2個(gè)X與1個(gè)Y形成的夾角∠XYX角度為多少?

(4)該晶體的摩爾質(zhì)量為Mg?mol-1,晶體密度為ρg?cm-3,阿伏加德羅常數(shù)為NA,則晶體中兩個(gè)距離最近的X中心間的距離為多少?

試題詳情

【引導(dǎo)】觀察晶胞結(jié)構(gòu),可以直接得出什么答案?

觀察晶胞結(jié)構(gòu),回答問(wèn)題:從晶胞結(jié)構(gòu)可以看出每個(gè)Y同時(shí)吸引著4個(gè)X。而且可以計(jì)算出晶胞中X的個(gè)數(shù)為1/8×4=1/2,Y的個(gè)數(shù)為1。則在該晶體中X與Y的個(gè)數(shù)比為1/1∶2,即2∶1,由此該晶體的化學(xué)式為XY2。

【引導(dǎo)】從晶胞結(jié)構(gòu)展開(kāi)想象晶體結(jié)構(gòu),每個(gè)X同時(shí)吸引著多少個(gè)Y?畫(huà)出Y的位置。

想象晶體結(jié)構(gòu),回答問(wèn)題:每個(gè)X同時(shí)吸引著8個(gè)Y,其位置關(guān)系如圖所示:

試題詳情

【提問(wèn)】從晶胞結(jié)構(gòu)展開(kāi)想象晶體結(jié)構(gòu),每個(gè)X周圍與它距離最近且相等的X共有多少個(gè)?畫(huà)出這些X的位置。

想象晶體結(jié)構(gòu),回答問(wèn)題:每個(gè)X周圍與它距離最近且相等的X共有12個(gè),其位置關(guān)系如圖所示:

試題詳情

【提問(wèn)】將晶胞中的四個(gè)X連接在一起可以構(gòu)成何種立體圖形?Y在立體圖形中的位置?這種位置關(guān)系與哪種分子結(jié)構(gòu)相似?

觀察晶胞結(jié)構(gòu),回答問(wèn)題:四個(gè)X構(gòu)成正四面體。Y位于正四面體的中心。這種結(jié)構(gòu)與CH4分子的結(jié)構(gòu)完全相同。

【提問(wèn)】由CH4分子的鍵角可知此晶體中距離最近的2個(gè)X與1個(gè)Y形成的夾角∠XYX角度為多少?

回憶舊知識(shí):CH4分子的鍵角為109°28′,故∠XYX角度為109°28′。

【提問(wèn)】1mol該晶體的體積為多少?1個(gè)XY2微粒的體積為多少?

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【提問(wèn)】一個(gè)XY2微粒的體積與一個(gè)晶胞的體積是否相等?一個(gè)晶胞的體積為多少?

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【提問(wèn)】晶胞的邊長(zhǎng)如何計(jì)算?晶體中兩個(gè)距離最近的X中心間的距離為多少?

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3  (1)將NaCl的晶胞向三維空間延伸就可得到完美晶體。NiO(氧化鎳)晶體的結(jié)構(gòu)與NaCl相同,Ni2+與最鄰近O2-的核間距離為a×10-8cm,計(jì)算NiO晶體的密度(已知NiO的摩爾質(zhì)量為74.7g?mol-1)。

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(2)天然的和絕大部分人工制備的晶體都存在各種缺陷,例如在某種NiO晶體中就存在如右圖所示的缺陷:一個(gè)Ni2+空缺,另有兩個(gè)Ni2+被兩個(gè)Ni3+所取代。其結(jié)果晶體仍呈電中性但化合物中Ni和O的比值卻發(fā)生了變化。某氧化鎳樣品組成為Ni0.97O,試計(jì)算該晶體中Ni3+與Ni2+的離子數(shù)之比。

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【提問(wèn)】如何入手去求算晶體密度?

思考討論,得出解題思路:求算晶體密度即求算1cm3中NiO的質(zhì)量。

【引導(dǎo)】如何計(jì)算1cm3中陰、陽(yáng)離子總數(shù)?1cm3中Ni2+―O2-離子對(duì)數(shù)為多少?

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【提問(wèn)】如何計(jì)算每對(duì)Ni2+―O2-離子對(duì)的質(zhì)量?

分析回答:

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【引導(dǎo)】根據(jù)以上分析如何求算密度?

回答問(wèn)題:晶體的密度=每對(duì)Ni2+―O2-離子對(duì)的質(zhì)量×1cm3中Ni2+―O2-離子對(duì)數(shù)。即密度:

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【引導(dǎo)】整個(gè)晶體是否帶電?如何求算Ni2+與Ni3+離子數(shù)之比?

回答問(wèn)題:整個(gè)晶體呈電中性,則有:Ni2+與Ni3+所帶的正電荷數(shù)應(yīng)等于O2-所帶的負(fù)電荷數(shù),即

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3x+2(0.97-x)=2×1

(x為Ni3+的物質(zhì)的量。)

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解得x=0.06。則Ni2+的物質(zhì)的量為:

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0.97-x=0.97-0.06=0.91 mol。Ni3+與Ni2+離子數(shù)之比為6∶91。

 

精選題

 

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一、選擇題

1.根據(jù)下表給出的幾種物質(zhì)的熔點(diǎn)、沸點(diǎn)數(shù)據(jù)判斷說(shuō)法中錯(cuò)誤的是 [    ]

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A.SiCl4是分子晶體

B.MgCl2中鍵的強(qiáng)度比NaCl中鍵的強(qiáng)度小

C.單質(zhì)R是原子晶體

D.AlCl3為離子晶體

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2.經(jīng)研究發(fā)現(xiàn),有一種磷分子具有鏈狀結(jié)構(gòu)。結(jié)構(gòu)如圖所示。下列說(shuō)法正確的是 [    ]

A.它是一種高分子化合物

B.它是一種極性分子,易溶于水

C.分子量是白磷的8倍

D.與白磷互為同素異形體

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二、非選擇題

3.現(xiàn)有甲、乙、丙、丁四種晶胞(如圖2-8所示),可推知:甲晶體中A與B的離子個(gè)數(shù)比為;乙晶體的化學(xué)式為;丙晶體的化學(xué)式為_(kāi)_____;丁晶體的化學(xué)式為_(kāi)_____。

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4.鈣-鈦礦晶胞結(jié)構(gòu)如圖2-9所示。觀察鈣-鈦礦晶胞結(jié)構(gòu),求該晶體中,鈣、鈦、氧的微粒個(gè)數(shù)比為多少?

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5.晶體硼的基本結(jié)構(gòu)單元都是由硼原子組成的正二十面體,其中含有20個(gè)等邊三角形的面和一定數(shù)目的頂角,每個(gè)頂角各有一個(gè)硼原子,如圖2-10所示,回答:

(1)鍵角____;(2)晶體硼中的硼原子數(shù)____個(gè);B―B鍵____條?

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6.在碳單質(zhì)的成員中還有一種混合型晶體――石墨,如圖2-11所示。它是層狀結(jié)構(gòu),層與層之間依靠作用力相結(jié)合。每層內(nèi)部碳原子與碳原子之間靠作用力相結(jié)合,其鍵角。分析圖中每個(gè)六邊形含有個(gè)碳原子。

試題詳情

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7.C70分子是形如橢球狀的多面體,該結(jié)構(gòu)的建立基于以下考慮:

(1)C70分子中每個(gè)碳原子只跟相鄰的3個(gè)碳原子形成化學(xué)鍵;

(2)C70分子中只含有五邊形和六邊形;

(3)多面體的頂點(diǎn)數(shù)、面數(shù)和棱邊數(shù)的關(guān)系遵循歐拉定理:頂點(diǎn)數(shù)+面數(shù)-棱邊數(shù)=2。

根據(jù)以上所述確定:(1)C70分子中所含的單鍵數(shù)和雙鍵數(shù);(2)C70分子中的五邊形和六邊形各有多少?

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8.晶體具有規(guī)則的幾何外形,晶體中最基本的重復(fù)單位稱為晶胞。NaCl晶胞結(jié)構(gòu)如圖2-12所示。

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已知FexO晶體的晶胞結(jié)構(gòu)為NaCl型,由于晶體缺陷,x的值小于1。測(cè)知FexO晶體密度ρ為5.719?cm-3,晶胞邊長(zhǎng)為4.28×10-10m(鐵原子量為55.9,氧原子量為16)。求:

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(1)FexO中x的值(精確至 0.01)。

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(2)晶體中的 Fe分別為Fe2+和Fe3+,在Fe2+和Fe3+的總數(shù)中,F(xiàn)e2+所占分?jǐn)?shù)為多少?(精確至0.001)。

(3)寫(xiě)出此晶體的化學(xué)式。

(4)描述Fe在此晶體中占據(jù)空隙的幾何形狀(即與O2-距離最近且等距離的鐵離子圍成的空間形狀)。

(5)在晶體中,鐵元素的離子間最短距離為多少?

 

 

 

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一、選擇題

1.D.提示:一般來(lái)說(shuō)晶體的熔沸點(diǎn)有如下規(guī)律:原子晶體>離子晶體>分子晶體,金屬晶體有的高有的低。對(duì)于同種類型晶體的熔沸點(diǎn)則取決于微粒間的作用力。

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2.D、E

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二、非選擇題

3.1∶1  C2D  EF  XY3Z

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4.1∶1∶3

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5.(1)60度(2)12(3)30

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6.范德華力(或分子間作用力);非極性共價(jià)鍵;120度;2。

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7.(1)單鍵數(shù):70;雙鍵數(shù):35。

(2)設(shè)C70分子中五邊形數(shù)為x個(gè),六邊形數(shù)為y個(gè)。依題意可得方程組:

1/2(5x+6y)=1/2(3×70)(鍵數(shù),即棱邊數(shù))

70+(x+y)-1/2(3×70)=2(歐拉定理)

解得五邊形數(shù)x=12,六邊形數(shù)y=25。

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8.(1)0.92(2)0.826

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(4)正八面體(5)3.03×10-10m。

提示:(1)由NaCl晶胞結(jié)構(gòu)可知,1molNaCl晶胞中含有4mol NaCl,故在FexO晶體中1mol FexO晶胞中含有4mol FexO。

設(shè)FexO的摩爾質(zhì)量為Mg? mol-1,晶胞的體積為V。則有:

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4M=ρVN0,代入數(shù)據(jù)解得M=67.4g?mol-1,則x=0.92。

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(2)設(shè)Fe2+為y個(gè),F(xiàn)e3+則為(0.92-y)個(gè),由正負(fù)化合價(jià)代數(shù)和為零可得:2x+3(0.92-y)=2,則y=0.76。Fe2+所占的分?jǐn)?shù)為:0.76/0.92=0.826。

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(3)由于Fe2+為0.76,則Fe3+為(0.92-0.76)=0.16,故化學(xué)式為

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(4)與O2-距離最近且等距離的鐵離子有6個(gè),這6個(gè)鐵離子所圍成的幾何形狀如圖2-13所示,由圖可知Fe在晶體中占據(jù)空隙的幾何形狀為正八面體。

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