胡波——原子晶体

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1、2009级高二化学竞赛结构化学练习原子晶体(胡波题库)A组1260°30.如图:晶体硼的基本结构单元都是由硼原子组成的正二十面体的原子晶体,其中含有20个等边三角形和一定数目的顶角,每个顶角上各有一个原子,试观察右边图形,回答:这个基本结构单元由个硼原子组成,键角是,共含有个B-B键。(1)原子(2)Si3N4(3)3SiCl4+2N2+6H2Si3N4+12HCl.氮化硅是一种高温陶瓷材料,它的硬度大、熔点高、化学性质稳定。工业上曾普遍采用高纯硅与纯氮在1300℃反应获得。(1)氨化硅晶体属于晶体;(填晶体类型)(2)已知氮化硅的晶体结构中,原子间都以单键相连,且N原子和N原子、Si原子和S

2、i原子不直接相连,同时每个原子都满足8电子稳定结构。请写出氮化硅的化学式;(3)现用四氯化硅和氮气在氢气气氛保护下,加强热发生反应,可得到较高纯度的氮化硅。反应的化学方程式为。B组(1)44(2)a(KCl)︰a(NaCl)=1.14ρ(KCl)︰ρ(NaCl)=0.853(3)8(4)ρ=3.54(g.cm-3)(5)81624(6)4共价键范德华力.晶体的最小重复单位是晶胞,晶胞一般为平行六面体(立方晶格为立方体)。NaCl属立方面心晶格,在NaCl晶胞中8个顶点各有一个Na+(顶点处的微粒为8个晶胞共有),6个面心处各有一个Na+(面心处的微粒为两个晶胞共有),故我们说Na+形成立方面心

3、晶格,而在该晶胞的12条棱的中点处各有一个Cl-(棱心处的微粒为4个晶胞共有),在该立方晶胞的体心处还有一个Cl-(立方体内的微粒为一个晶胞独有),故Cl-也形成立方面心晶格。(1)按上述微粒数的计算规则,则一个NaCl晶胞中有_____个Na+,______个Cl-。(2)KCl和NaCl的晶格型式相同。已知Na+离子的半径是Cl-离子的0.5倍,而又是K+离子的0.7倍,计算:KCl晶胞和NaCl晶胞的边长之比;KCl和NaCl晶体的密度之比。(3)将NaCl晶胞中的所有Cl-去掉,并将Na+全部换成C原子,再在每两个不共面的“小立方体”中心处各放置一个C原子便构成了金刚石的一个晶胞,则一

4、个金刚石的晶胞中有________个C原子。(4)计算金刚石的密度。(已知C原子的半径为7.7×10-11m)(5)白硅石SiO2属AB2型共价键晶体。若将金刚石晶胞中的所有C原子换成Si原子,同时在每两个相邻的Si原子(距离最近的两个Si原子)中心联线的中点处增添一个O原子,则构成SiO2晶胞,故SiO2晶胞中有_______个Si原子,______个O原子,离O原子最近的Si原子有_______个,离Si原子最近的O原子有______个。(6)干冰(固态CO2)属于分子晶体。若把每个CO2分子抽象为一个质点(微粒),则其晶胞也属于立方面心晶格,故一个干冰晶胞中有_____个CO2,在干冰分

5、子中,原子之间靠_____________结合,CO2分子之间靠__________结合。13(胡波晶体)(共13页)2009级高二化学竞赛结构化学练习(1)CaF2(萤石)(2)①面心立方②AB2③CaC2第一问中的MX2是离子型晶体,Ca和[︰C≡C︰]2-之间是离子键,但[︰C≡C︰]2-中是以共价键结合,属于混合型晶体。(3)①范德华力(层与层之间的距离大,结合力(范德华力)小,各层可以滑动);离域π键(离域π键的电子能自由流动)②(BN)n③大于④因为氮的电负性较大,π键上的电子在很大程度上被定域在氮的周围,不能自由流动,故(BN)n不导电,是理想的电绝缘体。.下面是有关晶体的系列题

6、目(1)设想从CsCl晶格中除去一半Cs+离子,使Cl-周围成为四面体配位,这样得到的MX2是(化学式)结构。(2)根据右图晶体结构,回答:①写出该物质的晶胞类型②写出该物质的化学简式(大球用A表示,小球用B表示)③中学化学学过这样类型的物质,请举一例写出其化学式,并说明其中键型和1中MX2相同吗?(3)石墨是层状结构,①在石墨中具有三种不同的作用力,除了共价键,其中可以解释始末的滑腻感,可以解释导电、传热的性质;②石墨的化学式可以写成(C2)n,看右图,根据石墨化学式形式写出它的等电子体白石墨的化学式;③正象石墨在高温高压下可转化成金刚石结构一样,白石墨在5×106~9×106kPa和150

7、0~1800K下能转变为和ZnS相似的结构,称金刚硼,据测试其硬度金刚石(大于,小于,等于)④为什么石墨导电而白石墨不导电呢?222︰3︰12.24.石墨的片层与层状结构如右图:其中C—C键长为142pm,层间距离为340pm(1pm=10-12米)。试回答:(1)片层中平均每个六圆环含碳原子数为个;在层状结构中,平均每个六棱柱(如ABCDEF—A1B2C3D4E5F6)含碳原子数个。(2)在片层

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