PAGE5-微粒間作用力與物質性質(建議用時：35分鐘)A級基礎達標1．(1)(2024·全國卷Ⅰ，T37(3)(6))①比較下列鍺鹵化物的熔點和沸點，分析其改變規律及緣由________________________________________________________________________________________________________________________。GeCl4GeBr4GeI4熔點/℃－49.526146沸點/℃83.1186約400②晶胞有兩個基本要素：a．原子坐標參數，表示晶胞內部各原子的相對位置。下圖為Ge單晶的晶胞，其中原子坐標參數A為(0,0,0)；B為eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(1,2)，0，\f(1,2)))；C為eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(1,2)，\f(1,2)，0))。則D原子的坐標參數為________。b．晶胞參數，描述晶胞的大小和形態。已知Ge單晶的晶胞參數a＝565.76pm，其密度為________g·cm－3(列出計算式即可)。(2)(2024·全國卷Ⅱ，T37(4))某鎳白銅合金的立方晶胞結構如圖所示。①晶胞中銅原子與鎳原子的數量比為________。②若合金的密度為dg·cm－3，晶胞參數a＝______nm。(3)(2024·全國卷Ⅲ，節選)GaAs的熔點為1238℃，密度為ρg·cm－3，其晶胞結構如圖所示。該晶體的類型為________，Ga與As以________鍵鍵合。Ga和As的摩爾質量分別為MGag·mol－1和MAsg·mol－1，原子半徑分別為rGapm和rAspm，阿伏加德羅常數值為NA，則GaAs晶胞中原子的體積占晶胞體積的百分率為________。解析：(1)②b.晶胞中含8個Ge原子，1mol晶胞質量為8×73g,1mol晶胞體積為(565.76×10－10cm)3NA，故ρ＝eq\f(8×73g,565.76×10－10cm3NA)。(2)②依據m＝ρV可得，1mol晶胞的質量為(64×3＋59)g＝a3×dg·cm－3×NA，則a＝eq\b\lc\[\rc\](\a\vs4\al\co1(\f(251,6.02×1023×d)))eq\f(1,3)cm＝eq\b\lc\[\rc\](\a\vs4\al\co1(\f(251,6.02×1023×d)))eq\f(1,3)×107nm。(3)GaAs的熔點為1238℃，其熔點較高，據此推知GaAs為原子晶體，Ga與As原子之間以共價鍵鍵合。分析GaAs的晶胞結構，4個Ga原子處于晶胞體內，8個As原子處于晶胞的頂點、6個As原子處于晶胞的面心，結合“均攤法”計算可知，每個晶胞中含有4個Ga原子，含有As原子個數為8×1/8＋6×1/2＝4(個)，Ga和As的原子半徑分別為rGapm＝rGa×10－10cm，rAspm＝rAs×10－10cm，則原子的總體積為V原子＝4×eq\f(4,3)π×[(rGa×10－10cm)3＋(rAs×10－10cm)3]＝eq\f(16π,3)×10－30(req\o\al(3,Ga)＋req\o\al(3,As))＝cm3。又知Ga和As的摩爾質量分別為MGag·mol－1和MAsg·mol－1，晶胞的密度為ρg·cm－3，則晶胞的體積為V晶胞＝4(MGa＋MAs)/ρNAcm3，故GaAs晶胞中原子的體積占晶胞體積的百分率為eq\f(V原子,V晶胞)×100%＝eq\f(\f(16π,3)×10－30r\o\al(3,Ga)＋r\o\al(3,As)cm3,\f(4MGa＋MAs,ρNA)cm3)×100%＝eq\f(4π10－30×NAρr\o\al(3,Ga)＋r\o\al(3,As),3MGa＋MAs)×100%。答案：(1)①GeCl4、GeBr4、GeI4的熔、沸點依次增高。緣由是分子結構相像，相對分子質量依次增大，分子間相互作用力漸漸增加②a.eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(1,4)，\f(3,4)，\f(1,4)))b.eq\f(8×73,6.02×565.763)×107(2)①3∶1②eq\b\lc\[\rc\](\a\vs4\al\co1(\f(251,6.02×1023×d)))eq\f(1,3)×107或eq\r(3,\f(251,NAd))×107(3)原子晶體共價eq\f(4π10－30×NAρr\o\al(3,Ga)＋r\o\al(3,As),3MGa＋MAs)×100%2．(1)氮化鋁是一種新型無機非金屬材料，具有耐高溫、耐磨等特性，空間結構如圖1所示。鋁的配位數為________。氮化鋁的晶體類型是________。圖1圖2(2)N和Cu形成的化合物的晶胞結構如圖2所示，則該化合物的化學式為________。該化合物的相對分子質量為M，NA為阿伏加德羅常數。若該晶胞的邊長為apm，則該晶體的密度是________g·cm－3。(3)F元素基態原子M層上有5對成對電子，F形成的單質有δ、γ、α三種結構，三種晶胞(分別如下圖3所示)中F原子的配位數之比為________，δ、γ、α三種晶胞的邊長之比為________。圖3解析：(1)由氮化鋁的空間結構知，1個鋁連接4個氮，鋁的配位數為4；依據氮化鋁具有耐高溫、耐磨等特性，推知它屬于原子晶體。(2)依據均攤法，每個晶胞平均含有Cu原子數為12×1/4＝3，N原子數為8×1/8＝1，故其化學式為Cu3N。依據密度的定義式：ρ＝m/V＝eq\f(M,a3NA)×1030g·cm－3。(3)三種晶胞分別為體心立方(配位數為8)，面心立方(配位數為12)，簡潔立方(配位數為6)，則配位數之比為4∶6∶3。由半徑表示邊長，則體心立方4r＝eq\r(3)a1，面心立方4r＝eq\r(2)a2，簡潔立方2r＝a3，故邊長之比為2eq\r(2)∶2eq\r(3)∶eq\r(6)。答案：(1)4原子晶體(2)Cu3Neq\f(M,a3NA)×1030(3)4∶6∶32eq\r(2)∶2eq\r(3)∶eq\r(6)B級實力提升3．(2024·南昌模擬)氮(N)、磷(P)、砷(As)等都是ⅤA族的元素，該族元素的化合物在探討和生產中有很多重要用途。回答下列問題：圖1圖2(1)NH3的沸點比PH3________(填“高”或“低”)，緣由是______________。(2)As4O6的分子結構如圖1所示，則在該化合物中As的雜化方式是________。(3)白磷(P4)的晶體屬于分子晶體，其晶胞結構如圖2。已知晶胞的邊長為acm，阿伏加德羅常數的值為NA，則該晶胞中含有的P原子個數為________，該晶體的密度為________g·cm－3。(用含NA、a的式子表示)解析：(1)NH3、PH3均為分子晶體，由于NH3分子間存在較強的氫鍵作用，而PH3分子間僅有較弱的范德華力，因此NH3的沸點比PH3高。(2)圖1所示的As4O6中As有一對孤電子對，成鍵(σ鍵)電子對數為3，雜化軌道數為4，故As的雜化方式為sp3。(3)該晶胞為面心立方積累，1個晶胞中含有的白磷分子個數為8×eq\f(1,8)＋6×eq\f(1,2)＝4，含有的磷原子個數為16。該晶胞含有4個白磷分子，晶胞的體積為a3cm3，故該晶體的密度為eq\f(31×4×4,NA)g÷a3cm3＝eq\f(496,a3NA)g·cm－3。答案：(1)高NH3分子間存在較強的氫鍵作用，而PH3分子間僅有較弱的范德華力(2)sp3(3)16eq\f(496,a3NA)4．(2024·蘭州診斷測試)核平安與放射性污染防治已引起廣泛關注。在爆炸的核電站四周含有放射性物質碘－131和銫－137。碘－131一旦被人體吸入，可能會引發甲狀腺腫大等疾病。(1)131I2晶體的晶胞結構如圖甲所示，該晶胞中含有________個131I2分子，該晶體屬于________(填晶體類型)晶體。圖甲(2)KI的晶胞結構如圖乙所示，每個K＋的配位數為_______。KI晶體的密度為ρg·cm－3，K和I的摩爾質量分別為MKg·mol－1和MIg·mol－1，原子半徑分別為rKcm和rIcm，阿伏加德羅常數的值為NA，則KI晶胞中的空間利用率為______。圖乙解析：(1)由晶胞圖可知，131I2在晶胞的8個頂點和6個面上，由均攤法可知一個晶胞中含有8×eq\f(1,8)＋6×eq\f(1,2)＝4個131I2分子，該晶體屬于分子晶體。(2)KI晶胞與NaCl晶胞結構相像，每個K＋緊鄰6個I－，即每個K＋的配位數為6。由均攤法可知該晶胞中含K＋數目和I－數目均為4。晶胞中原子所占的體積V1＝eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(4,3)πr\o\al(3,K)×4