胡波——金属晶体

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1、2009级高二化学竞赛结构化学练习金属晶体（胡波题库）A组8.38×10－24cm311.1g/cm3铁的试样中，铁原子之间有空隙．铁原子半径为1.26×10－8cm，质量为55.8μ(μ＝1.67×10－24g)，则铁原子的体积（用cm3表示）为，铁原子的密度为（用g/cm3表示）。铁原子密度比一块铁试样的密度大的原因是。（1）Fe2Al（2）或（3）c(HNO3)＝1.2mol/L．晶体是质点（分子、离子、或原子）在空间有规则地排列的，具有整齐外形，以多面体出现的固体物质。在空间里无限地周期性的重复能成为晶体的具有代表性的最小单元，称为晶胞。一种Al－

2、Fe合金的立体晶胞如图所示。（1）确定该合金的化学式____________。（2）若晶胞的边长＝anm，计算此合金的密度________________（不必化简）g/cm3。（3）取一定质量的该合金粉末溶于足量的稀NaOH溶液中，待反应完全停止后得到气体6.72L。过滤，将残渣用蒸馏水洗净后，取其质量的十分之一，投入100mL一定浓度的稀硝酸中，恰好完全反应，共收集到气体0.672L，求硝酸的物质的量浓度。（以上气体体积均在标准状况下测定）B组74.05%250pm52pm．金属镍（相对原子质量58.7）是立方面心晶格型式，计算其空间利用率（即原子体积

3、占晶体空间的百分率）；若金属镍的密度为8.90g/cm3，计算晶体中最临近原子之间的距离；并计算能放入到镍晶体空隙中最大原子半径是多少？（1）4个（2）19.37g/cm3．金晶体是面心立方体，金的原子半径为144pm。（1）每个晶胞中含几个金原子？14（胡波晶体）（共13页）2009级高二化学竞赛结构化学练习（2）求出金的密度。（1）最相邻金原子的距离为287.8pm。（2）12个（3）19.4g/cm3如果知道晶格的尺寸、密度和单个原子质量，这种计算反推过去可以求阿伏加德罗常数。（4）略该结果适合于任何立方最密结构。．金属金以面心立方晶格构型形成晶体，

4、立方晶胞的边长（如右图）。a＝407.0pm：（1）在金原子中相隔最近的原子之间的距离是多少？（2）在一个金原子周围有多少个与之距离为（题1）中计算的值的金原子？（3）金的密度是多大？（4）证明金原子的填充因子（即立方体中所有金原子本身所占据的体积分数）为0.74。（1）450pm（2）520pm（3）8个（4）6个（5）0.925g/cm3．金属钾是体心立方晶系，其构型见右图，晶胞长a＝520pm。（1）相隔最近的原子间的距离是多少？（2）相隔第二近的原子间的距离是多少？（3）每个钾原子周围有多少个相距最近的钾原子？（4）每个钾原子周围相距第二近的原子有

5、多少个？14（胡波晶体）（共13页）2009级高二化学竞赛结构化学练习（5）晶体钾的密度计算值是多少？Cu在Au表面上沉积，其晶格符合Au的晶格类型，可按Au的有关数据进行计算，金为面心立方堆积。总沉积下来的Cu原子数为：1.002÷(4.077×10－8)2×2×100≈1.20×1017（个），也即是Cu的物质的量为：n＝1.99×10－7mol，所以铜层沉积后电解液中CuSO4的物质的量浓度为：0.080mol/L。．一薄层金沉积在一正方体云母片上，正方体边长为a＝1.00cm，金层形成理想的表面结构。将上述金属和金线浸入到10cm3由CuSO4和N

6、a2SO4溶液组成的电解质溶液，其物质的量浓度分别为c(CuSO4)＝0.100mol/L，c(Na2SO4)＝0.100mol/L，两电解质间产生恒电位差，以金薄层作阴极，金线为阳极，金属必有排列整齐的铜（共有100个单原子层）沉积在金基片上。金的晶体结构为面心立方，其点阵恒等于407.7pm。求铜层沉积后电解液中CuSO4的物质的量浓度为多少？（1）晶胞中：Fe原子个数12个，Al原子个数4个，化学式：Fe3Al（2）6.71g/cm3（3）0.250nm．晶体是质点（分子、离子或原子）在空间有规则地排列成的、具有整齐外形而以多面体出现的固体物质。在空

7、间里无限地周期性地重复能成为晶体具有代表性的最小单位，称为单元晶胞。一种Al－Fe合金的立方晶胞如右图所示。（1）导出此晶胞中Fe原子与周原子的个数比，并写出此种合金的化学式。（2）若此晶胞的边长a＝0.578nm，计算此合金的密度（g/cm3）。（3）试求Fe－Al原子之间的最短距离。（1）（在（面心）立方最密堆积－填隙模型中，八面体空隙与堆积球的比例为1︰1，在如图晶胞中，八面体空隙位于体心位置和所有棱的中心位置，它们的比例是1︰3，体心位置的八面体由镍原子构成，可填入碳原子，而棱心位置的八面体由2个镁原子和4个镍原子一起构成，不填碳原子。）（2）Mg

8、CNi3（化学式中元素的顺序可不同，但原子数目不能错）。14（胡波