1、專題提升訓練(二)晶胞的計算1.(2020漳州高二檢測)某磷青銅晶胞結構如圖所示,下列說法不正確的是() a.磷青銅化學式為cu3snpb.晶體中距離cu原子最近的p原子有6個c.晶體中距離sn原子最近的p原子可構成正方體d.若晶體密度為a gcm-3,則最近的cu原子核間距為1010 pm【解析】選b。用均攤法計算,sn:8=1;p:1;cu:6=3,所以磷青銅化學式為cu3snp,a正確;以上底面cu原子為研究對象,通過該平面可形成兩個晶胞,在該晶胞中有1個p原子,在上面的晶胞中含有1個p原子,因此晶體中距離cu原子最近的p原子有2個,b錯誤;晶體中sn原子位于晶胞的頂點,通過一個頂點可形

2、成8個晶胞,p原子位于晶胞中心,距離sn原子最近的p原子在8個晶胞的體心,這8個p可構成正方體結構,c正確;根據選項a可知:在1個晶胞中含有3個cu,1個sn,1個p,所以晶胞的質量為m=(643+31+119)/na=342/na (g),晶胞的體積為v= cm3,晶胞參數為l=1010pm,根據立體幾何知識可知,最近的兩個cu原子核間距為面對角線的一半,所以最近的cu原子核間距為1010pm,d正確。2.(1)(2018全國卷節選)li2o具有反螢石結構,晶胞如圖所示。已知晶胞參數為0.466 5 nm,阿伏加德羅常數的值為na,則li2o的密度為_gcm-3(列出計算式)。(2)(201

3、8全國卷節選)fes2晶體的晶胞如圖所示。晶胞邊長為a nm,fes2相對式量為m,阿伏加德羅常數的值為na,其晶體密度的計算表達式為_gcm-3;晶胞中fe2+位于所形成的正八面體的體心,該正八面體的邊長為_nm。(3)(2018全國卷節選)金屬zn晶體中的原子堆積方式如圖所示,這種堆積方式稱為_。六棱柱底邊邊長為a cm,高為c cm,阿伏加德羅常數的值為na,zn的密度為_gcm-3(列出計算式)。【解析】(1)1個氧化鋰晶胞含o的個數為8+6=4,含li的個數為8,1 cm=107 nm,代入密度公式計算可得li2o的密度為 gcm-3。(2)該晶胞中fe2+位于立方體的棱上和體心,個

4、數為12+1=4,位于頂點和面心,個數為8+6=4,故晶體密度為(4 g)(a10-7 cm)3=1021 gcm-3。根據晶胞結構,所形成的正八面體的邊長為該晶胞中相鄰面的面心之間的連線之長,即為晶胞邊長的,故該正八面體的邊長為a nm。(3)題圖中原子的堆積方式為六方最密堆積。六棱柱底部正六邊形的面積=6a2 cm2,六棱柱的體積=6a2c cm3,該晶胞中zn原子個數為12+2+3=6,已知zn的相對原子質量為65,阿伏加德羅常數的值為na,則zn的密度= gcm-3。答案:(1)(2)1021a(3)六方最密堆積3.(2017全國卷t35節選)(1)kio3晶體是一種性能良好的非線性光

5、學材料,具有鈣鈦礦型的立方結構,邊長為a=0.446 nm,晶胞中k、i、o分別處于頂角、體心、面心位置,如圖所示。k與o間的最短距離為_nm,與k緊鄰的o個數為_。(2)在kio3晶胞結構的另一種表示中,i處于各頂角位置,則k處于_位置,o處于_位置。【解析】(1)根據晶胞結構,位于頂角的k和位于相鄰面心的o之間的距離最短,且剛好等于晶胞面對角線長度的一半,因此最短距離=1.4140.315(nm)。求與k緊鄰的o個數,即求頂角周圍面心的個數,其實也就是面心立方最密堆積的配位數為12。(2)若將體心的位置設定為頂角,原本頂角的位置變成了體心,面心的位置變成了棱心。因此k位于體心位置,o位于棱

6、心位置。答案:(1)0.31512(2)體心棱心4.(2020長沙高二檢測)硫、鋅在農藥、材料和人們日常生活中具有廣泛的應用。請回答下列問題:(1)基態s原子中,核外電子占據的最高能級符號為_,其電子云形狀為_,基態zn原子的價電子排布式為_。(2)硫代乙酰胺(ch3csnh2)在酸性溶液中水解產生h2s,可替代h2s在溶液中作沉淀劑使用。1 mol ch3csnh2含有鍵為_mol,其中兩個c原子的雜化方式分別為_。(3)h2s熔點為-85.5,而與其具有類似結構的h2o的熔點為0 ,極易結冰成固體,二者物理性質出現此差異的原因是_。(4)zns可用于制白色的顏料及玻璃、發光粉、橡膠、塑料、

7、發光油漆等。晶胞結構如圖所示:在一個zns晶胞結構中,s的數目為_。若該晶胞邊長為540.0 pm,則其密度為_gcm-3。【解析】(1)考查能級、電子云的輪廓、電子排布式,基態硫原子價電子排布式為3s23p4,電子占據的能量最高能層為m層,能級為3p,電子云輪廓圖為啞鈴形或紡錘形,zn位于第四周期b族,鋅原子價電子包括最外層電子、次外層d能級電子,即價電子排布式為:3d104s2 ;(2)考查化學鍵的數目,以及雜化類型的判斷,ch3csnh2的結構簡式為:,單鍵之間無鍵,雙鍵中有1個鍵,因此1 mol該物質中含有的鍵物質的量為1 mol,甲基中碳原子為sp3雜化,“cs”中碳原子為sp2雜化

8、;(3)考查晶體熔沸點的高低,h2s和h2o都屬于分子晶體,但h2o分子間存在分子間氫鍵,h2s分子間不存在分子間氫鍵,因此有:h2o分子之間極易形成氫鍵,而h2s分子之間只存在較弱的范德華力;(4)考查晶胞的計算,s位于頂點和面心,個數為8+6=4,晶胞的物質的量為4/na mol,晶胞質量為497/nag,晶胞的體積為(540.010-10)3 cm3,根據密度的定義,求出密度為 4.1 gcm-3。答案:(1)3p啞鈴形(紡錘形)3d104s2(2)1sp3、sp2(3)h2o分子之間極易形成氫鍵,而h2s分子之間只存在較弱的范德華力(4)44.15.(2020包頭高二檢測)前四周期原子

9、序數依次增大的元素a、b、c、d中,a和b的價電子層中未成對電子均只有1個,并且a-和b+的電子數相差為8;與b位于同一周期的c和d,它們價電子層中的未成對電子數分別為4和2,且原子序數相差為2。回答下列問題:(1)d2+的價層電子排布圖為_。(2)四種元素中的第一電離能最小的是_(填元素符號,下同),電負性最大的是_。(3)a、b和d三種元素組成的一個化合物的晶胞如圖所示。該化合物的化學式為_;d的配位數為_。列式計算該晶體的密度_gcm-3。(4)a-、b+和c3+三種離子組成的化合物b3ca6,其中化學鍵的類型有_;該化合物中存在一個復雜離子,該離子的化學式為_,配位體是_。【解析】推斷

10、具體元素,根據元素的性質以及化合物的結構與性質分析、解決問題。a、b、c、d元素的原子序數依次增大,a和b的價電子層中未成對電子均只有1個,且b+比a-多8個電子,故a為f元素,b為k元素;在第四周期中未成對電子數為4的原子的價電子排布式為3d64s2,故c為fe元素;d的原子序數比fe大2,d為ni元素。(1)ni原子的價電子排布式為3d84s2,ni原子失去最外層4s軌道的兩個電子變成ni2+,故價層電子排布圖為。(2)f是電負性最大的元素;同周期元素中隨原子序數的增大,第一電離能呈增大趨勢,四種元素中第一電離能最小的是k元素。(3)在該化合物中f原子位于棱、面心以及晶胞體內,故f原子個數為16+4+2=8(個),k原子位于棱和晶胞體內,故k原子個數為8+2=4(個),ni原子位于8個頂點上和晶胞體內,故ni原子個數為8+1=2(個),k、ni、f原子的個數比為428=214,所以化學式為k2nif4;由圖示可看出在每個n