五、晶 体 结 构

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1、五、晶体结构1．因为立方晶系中，六个面都是等价的，若有底心立方晶胞存在，则必有面心立方晶胞存在，故立方晶系中不存在底心立方晶胞。不带电荷的分子或原子（金属）之间的相互作用力小，若原子（非金属）以共价键连接，简单立方中的两个原子之间距离又太大，不利于共价键形成，所以不带电荷的分子或原子往往采取六方或立方最紧密堆积或立方体心密堆积结构。由于六方最紧密堆积结构与立方紧密堆积的空间利用率相同，所以它们具有相同的密度。在这两种紧密堆积中，原子的配位数为12。2．Cu为面心立方晶体，1个晶胞中Cu原子个数＝8×

2、()+6×＝4（1）（2）＝1.119Å3．∵Fe原子半径是相同的，在α型中，，在γ型中，在α型中，，∴；在γ型中，，∴∴，∴4．(1)(2)原子堆积系数(100)=原子堆积系数(110)=原子堆积系数(111)=33(1)MgO与MnO的dM—O相差很大，这说明O2–围成的正八面体空隙小，而Mg2+、Mn2+的半径差别大，导致dMnO>dMgO；而S2–和Se2–半径大，围成的正八面体空隙既大于，又大于，所以dMgS～dMnS，dMgSe＝dMnSe，相当于Mg2+和Mn2+在S2–和Se2–围成

3、的正八面体空隙中“扰动”。(2)在MgS中，S2–离子是相切的，即2＝a，而2(+)=a∴×2=2×2.60Ǻ,=1.84Ǻ1．(1)∵rH

4、含的化学式单位的数目为4。(3)C2基团中C—C键长＝c－2×0.406c＝0.188×6.37＝1.20Ǻ。(4)dCa—C＝Ǻ。(5)第一种最短的非键C××××××××C间距离=Ǻ，第二种最短的非键C××××××××C间距离=Ǻ，(6)这一结构与NaCl型离子化合物的结构密切相关。由于(C—C)2－沿c轴方向排列，使c轴变成6.37Ǻ（>3.87Ǻ），即从立方变成了四方晶胞。3．(1)Fe：，Al：4Fe﹕Al＝12﹕4＝3﹕1，化学式为Fe3Al。(2)(3)dFe—Al＝9.(1)见右图。(

5、2)La：，Ni：，化学式为LiNi5。33（3）(4)ρo(STP)=∴(5)H2的分子轨道能级图为：σ1s*σ1s当H2与Ni相互作用时，Ni原子上的3d电子可以占有H2的σ1s*轨道上，使H2的键级减小，（氢分子离解能）变小，导致氢分子原子化变得更加容易。10.(1)Cu：，Fe：，S：8Cu﹕Fe﹕S=4﹕4﹕8=1﹕1﹕2，化学式为FeCuS2。(2)晶胞中含有2个化学和空间环境都相同的硫原子，2个相同的铁原子，2个相同的铜原子。晶胞中含有2个结构基元，结构基元为Cu2Fe2S4。(3)晶

6、胞为原晶胞的一半。每个晶胞中有4个化学和空间环境都相同的硫原子。(4)硫原子作立方面心堆积，金属原子占据硫原子围成的正四面体空隙，空隙占有率为50%。(5)由于CuGaS2和Cu2FeSnS4中Ga为+3氧化态，Sn为+4氧化态，S为–2氧化态，则Cu为+1氧化态，所以在CuFeS2中Cu为+1氧化态，Fe为+3氧化态。11．(1)NiO晶胞如右图。(2)a＝2dNi—O=2×207.85pm=415.70pm(3)解得x＝0.92令0.92中Ni3+为y，∴3y+2(0.92–y)=2，解得y＝0

7、.16，∴有缺陷NiO的分子式为O。(4)在NixO晶体中，O2–采取面心立方堆积，Ni在此堆积中占据正八面体空隙，空隙占有率为92％。(5)dNi—Ni==0.707×415.70=293.90(pm)(6)在NixO中，Ni的配位数与NiO中一致，都是六配位，而O2–33的配位数降低，其平均配位数可看作“6×0.92＝5.52”。12．(1)dC—C==×356.6=154.4pm(2)空间利用率(3)金刚石是C—C之间的共价键连接的三维结构（即每个C原子都采取sp3杂化），由于共价键键能强，所

8、以虽然金刚石的空间利用率很低，但硬度很大。13．(1)C60分子分别占据立方体顶点和面心。(2)正四面体空隙和正八面体空隙。(3)C60分子﹕正四面体空隙﹕正八面体空隙=1﹕2﹕1.(4)C60Cs3(5)14．(1)在立方最密堆积中，球数=个，正四面体空隙数(×)=8个，正八面体空隙数(Δ)=1+12×=4个，∴球数﹕正四面体空隙﹕正八面体空隙＝4﹕8﹕4=1﹕2﹕1。空间利用率=(2)在六方密堆积中，球数﹕正四面体空隙﹕正八面体空隙=1﹕2﹕1。可以用两种方法证明