几种常见晶体结构的应用与拓展.doc

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1、几种常见晶体结构的应用与拓展中学课本中列举了ＮａＣｌ、ＣｓＣｌ、金刚石、石墨、干冰、二氧化硅等典型晶体的结构示意图。它们的结构都是立体的，如何从平面图想像出三维实物的结构形态，这是解决有关问题的关键。　　首先可以利用直观结构模型，逐步建立起准确、清晰的立体形象，提高空间想像力。　其次还需掌握基本的解题技巧：在晶体结构中切割一个基本结构单元，弄清该单元中点、边、面为多少个基本结构单元所共有。构成晶体的结构粒子是按着一定的排列方式所形成的固态群体。在晶体结构中具有代表性的最小重复单位叫晶胞。根据晶体的晶胞，求粒子数的方法：①处于顶点上的粒子：同时为8个晶胞共

2、有，每个粒子有1/8属于晶胞。②处于棱上的粒子：同时为4个晶胞共有，每个粒子有1/4属于晶胞。③处于面上的粒子；同时为2个晶胞共有，每个粒子有1/2属于晶胞。④处于体心的粒子：则完全属于该晶胞。图3　干冰晶体图1　NａＣｌ晶体图2　ＣｓＣｌ晶体图4　金刚石晶体图5　ＳｉＯ2晶体图6　石墨晶体中学阶段所需掌握的几种晶体结构类型及有关问题：　　一、离子晶体ＮａＣｌ型（如图1）1．在晶体中，每个Ｎａ＋同时吸引个Ｃｌ－，每个Ｃｌ－同时吸引着个Ｎａ＋，阴、阳离子数目之比是。2．在晶体结构中，每个晶胞由个小立方体构成，每个小立方体的8个顶点分别由个Ｎａ＋、个Ｃｌ－相邻

3、占据，每个小立方体含Ｎａ＋：个、含Ｃｌ－：个。故每个晶胞有ＮａＣｌ微粒个。3．在晶体中，经过立方体的中心Ｎａ＋的平面有三个，每个平面的四个顶点上的Ｎａ＋都同晶体中与中心Ｎａ＋最接近且距离相等。所以，在晶体中，每个Ｎａ＋周围与它最接近的距离相等的Ｎａ＋的个数共有个。同理，每个Ｃｌ－周围与它最接近且距离相等的Ｃｌ－的个数也有个。ＣｓＣｌ型（如图2）　1．在晶体中，每个Ｃｌ－吸引个Ｃｓ＋，每个Ｃｓ＋吸引个Ｃｌ－，Ｃｓ＋与Ｃｌ－的个数比为。　2．每个基本结构单元中（小立方体）含Ｃｌ－：个，含Ｃｓ＋个。　3．在晶体中，每个Ｃｓ＋周围与它最接近且距离相等的Ｃｓ＋的个数

4、共有个。同理，每个Ｃｌ－周围与它最接近的且距离相等的Ｃｌ－共有个。[拓展练习]1．在高温超导领域中，有一种化合物叫钙钛矿，其晶体结构中有代表性的最小单位结构如图所示试回答：(1)在该晶体中每个钛离子周围与它最近且相等距离的钛离子有多少个?(2)在该晶体中氧、钙、钛的粒子个数化是多少?2.某物质的晶体中含A、B、C三种元素，其排列方式如图所示(其中前后两面心上的B原子未能画出)，晶体中A、B、C的中原子个数之比依次为A.1:3:1B.2:3:1C.2:2:1D.1:3:33．2001年曾报道，硼镁化合物刷新了金属化合物超导温度的最高记录。该化合晶体结构中的晶

5、胞如右图所示。镁原子间形成正六棱柱，六个硼原子位于棱柱内。则该化合物的化学式可表示为AMg14B6BMg2BCMgB2DMg3B24.如图是氯化铯晶体的晶胞(晶体中最小的重复单元)，已知晶体中2个最近的Cs+离子核间距为acm，氯化铯的式量为M，NA为阿伏加德罗常数，则氯化铯晶体的密度为A.g/cm3B.g/cm3C.g/cm3D.g/cm35．某离子晶体晶胞结构如图所示，x位于立方体的顶点，Y位于立方体中心。试分析：(1)晶体中每个Y同时吸引着__________个X，每个x同时吸引着__________个Y，该晶体的化学式为__________。(2)

6、晶体中在每个X周围与它最接近且距离相等的X共有__________个。(3)晶体中距离最近的2个X与1个Y形成的夹角∠XYX的度数为__________。(4)设该晶体的摩尔质量为Mg·mol-1，晶体密度为ρ·cm-3，阿伏加德罗常数为NA则晶体中两个距离最近的X中心间的距离为__________。6.晶体具有规则的几何外型、晶体中最基本的重复单位称为晶胞。NaCl晶体结构如图所示。已知FexO晶体晶胞结构为NaCl型，由于晶体缺陷，x值小于1测知FexO晶体密度为ρ=5.71g·cm-3，晶胞边长为4.28×10-10m。(1)FexO中x值(精确至O

7、.01)为(2)晶体中的Fe分别为Fe2+、Fe3+，在Fe2+和Fe3+的总数中，Fe2+所占分数(用小数表示，精确至0.001)为______________。(3)此晶体的化学式为_____________。(4)与某个Fe2+(或Fe3+)距离最近且等距离的O2-围成的空间几何形状是_____________。(5)在晶体中，铁元素间最短距离为_____________cm7.1986年，瑞士两位科学家发现一种性能良好的金属氧化物超导体，使超导工作取得突破性进展，为此两位科学家获得了1987年的Nobel物理学奖。其晶胞结构如图。(1)根据图示晶胞

8、结构，推算晶体中Y，Cu，Ba和O原子个数比，确定其化学式(2)根