化学竞赛晶体结构综合例的题目

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1、实用标准文案晶体结构综合例题一．有一立方晶系的离子晶体，其结构如右图所示，试回答：1．晶体所属的点阵形式及结构基元；2．已知rCs+＝169pm，rCl-＝181pm，试问此两种离于联合组成了何种型式的密堆积；3．Cu2+处在何种空隙里？4．指出各离子的配位情况？解：1.立方P，CaCsCl3;2.A1型（立方面心）堆积,Cs＋，Cl－离子半径大致相近;3.八面体空隙中;4.Cu2＋周围Cl－配位数6，Cs＋配位数8；Cl－周围Cu2＋配位数2，Cs＋配位数4；Cs＋周围Cl－配位数12，Cu2＋配位数8。二．黄铜矿是最重要的铜矿，全世界的2/3的铜是由它提炼的。1．右图为黄铜矿

2、的晶胞。计算晶胞中各种原子的数目,写出黄铜矿的化学式;2．在高温下，黄铜矿晶体中的金属离子可以发生迁移。若铁原子与铜原子发生完全无序的置换，可将它们视作等同的金属离子，请说出它的晶胞。3．在无序的高温型结构中，硫原子作什么类型的堆积？金属原子占据什么类型的空隙？该空隙被金属原子占据的分数是多少？4．计算黄铜矿晶体的密度;（晶胞参数：a=52.4pm，c=103.0pm；相对原子量：Cu63.5Fe55.84S32.06）。解：1.各种原子的数目Cu,Fe,S:4,4,8;黄铜矿的化学式CuFeS2;2.它的晶胞与ZnS晶胞相同；但金属离子随机性为50%;1/2Cu+1/2FeS（

3、如图）；3.硫原子作A1型（立方F）堆积;金属原子占据四面体空隙;该空隙被金属原子占据的分数1/2;4.容易计算黄铜矿晶体的密度4.31g/cm3.1/2Cu+1/2FeS精彩文档实用标准文案三．冰晶石（Na3AlF6）用作电解法炼铝的助熔剂。冰晶石晶胞是以大阴离子（AlF63－）构成的面心立方晶格，Na＋可看作是填充在晶格的空隙中，已知冰晶石的密度为2.95g/cm3，Al—F键长181pm，相对原子质量：Na23.0；Al27.0；F19.0。1．指出AlF63－配离子中心离子的杂化轨道类型、配离子空间构型和所属分子点群。2．指出Na3AlF6的点阵形式；阴离子作何种形式的堆

4、积，阳离子占据何种空隙及占有率；写出它们的分数坐标。3．计算冰晶石晶体的晶胞参数。4.计算Na＋的半径。解：1.AlF63－配离子中心离子的杂化轨道类型为sp3d2杂化;配离子空间构型为正八面体；所属分子点群为Oh。2.Na3AlF6的点阵形式为立方F；阴离子作A1型堆积，阳离子占据100%八面体空及100%四面体空隙；它们的分数坐标为AlF63－：（0，0，0）（1/2，1/2，0）（1/2，0，1/2）（0，1/2，1/2）（1分）；Na+:（1/4，1/4，1/4）（1/4，1/4，3/4）（1/4，3/4，1/4）（1/4，3/4，3/4）（3/4，1/4，1/4）（3/

5、4，1/4，3/4）（3/4，3/4，1/4）（3/4，3/4，3/4）（1/2，1/2，1/2）（0，0，1/2）（0，1/2，0）（1/2，0，0）.3．晶胞内含4个[Na3AlF6]单元，Na3AIF6摩尔质量为210g/mol。设晶胞边长为a，则a=780pm4.R-=181pm,R+按四面体空隙计算；按八面体空隙计算为209pm（舍去）；真实值为157pm.四．CaCux合金可看作由下图所示的a、b两种原子层交替堆积排列而成：a是由Cu和Ca共同组成的层，层中Cu－Cu之间由实线相连；b是完全由Cu原子组成的层，Cu－Cu之间也由实线相连。图中由虚线勾出的六角形，表示由

6、这两种层平行堆积时垂直于层的相对位置。c是由a和b两种原子层交替堆积成CaCux的晶体结构图。在这结构中：同一层的Ca－Cu为294pm；相邻两层的Ca－Cu为327pm。1．确定该合金的化学式；2．Ca有几个Cu原子配位（Ca周围的Cu原子数，不一定要等距最近）;Cu的配位情况如何，列式计算Cu的平均配位数；3．该晶体属何种晶系；写出各原子的分数坐标；计算晶胞参数。4．计算该合金的密度（Ca40.1Cu63.5）5．计算Ca、Cu原子半径。精彩文档实用标准文案abc○Ca·Cu解：1．在a图上划出一个六方格子，则容易看出，该合金的化学式为CaCu5；2．在a图上容易看出，Ca周

7、围有6个Cu原子，结合c图看出，Ca有18个Cu原子配位；Cu的配位情况：在a图上容易看出，3配位6个；在c图侧面上看出，4配位9个；Cu的平均配位数为18/5=3.6；3．该晶体属六方晶系；各原子的分数坐标为（0，0，0）（1/3，2/3，0）（2/3，1/3，0）（1/2，0，1/2）（0，1/2，0）（1/2，1/2，1/2）晶胞参数为,a＝509pm;(c/2)2+(a/2)2=3272;c＝410pm；4．合金的密度;5．Ca、Cu原子半径:;.五（2004年全国高中学