晶胞计算习题

1、1、回答下列问题(1)金属铜晶胞为面心立方最密堆积，边长为 acm。又知铜的密度为 gcm 3，阿伏加德罗 常数为_。(2)下图是 caf 晶体的晶胞示意图，回答下列问题：2ca2的配位数是_，f的配位数是_。该晶胞中含有的 ca2数目是_，f数目是_，caf 晶体的密度为 agcm3，则晶胞的体积是_(只要求列出算式)。22、某些金属晶体(cu、ag、au)的原子按面心立方的形式紧密堆积，即在晶体结构中可以划出一块正立方体的结构单元，金属原子处于正立方体的八个顶点和六个侧面上，试计算这类金属晶体中原子的空间利用率。 （2） （3）3、单晶硅的晶体结构与金刚石一种晶体结构相似，都属立方晶系晶胞

2、，如图：（1）将键联的原子看成是紧靠着的球体，试计算晶体硅的空间利用率（计算结果保留三位有效数字，下同）。（2）已知 sisi 键的键长为 234 pm，试计算单晶硅的密度是多少 g/cm3。4、金晶体的最小重复单元(也称晶胞)是面心立方体，如图所示，即在立方体的 8 个顶点各有一个金原子，各个面的中心有一个金原子，每个金原子被相邻的晶胞所共有。金原子的直径 为 d，用 n 表示阿伏加德罗常数，m 表示金的摩尔质量。请回答下列问题：a(1) 金属晶体每个晶胞中含有_个金原子。(2) 欲计算一个晶胞的体积，除假定金原子是刚性小球外，还应假定_。(3) 一个晶胞的体积是_。(4)金晶体的密度是_。

3、编辑版 word5、1986 年，在瑞士苏黎世工作的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 年的诺贝尔物理学奖，实验测定表明， 其晶胞结构如图所示。（4） （5） （6）（1） 根据所示晶胞结构，推算晶体中 y、cu、ba 和 o 的原子个数比，确定其化学式。（2） 根据（1）所推出的化合物的组成，计算其中 cu 原子的平均化合价（该化合物中各元素的化合价为 、 、和 ）。试计算化合物中两种价态的 cu 原子个数比。6、(1)nio（氧化镍）晶体的结构与 nacl 相同，ni2+与最邻近 o2-的核间距离为 10-8cm， 计算

4、nio 晶体的密度（已知 nio 的摩尔质量为 74.7 gmol-1）。(2)天然的和绝大部分人工制备的晶体都存在各种缺陷，例如在某种 nio 晶体中就存在如下图所示的缺陷：一个 ni2+空缺，另有两个 ni2+被两个 ni3+所取代。结果晶体仍呈电中性，但化合物中 ni 和 o 的比值却发生了变化。某氧化镍样品组成为 ni o，试计算该晶体中 ni3+0.97与 ni2+的离子数之比。7、下图是金属钨晶体中的一个晶胞的结构示意图，它是一种体心立方结构。实验测得金属钨的密度为 19.30 gcm3，钨的相对原子质量是 183.9。假设金属钨原子为等径刚性球， 试完成下列问题：编辑版 word

5、（7） （8）(1) 每一个晶胞中均摊到_个钨原子。(2) 计算晶胞的边长 a。(3) 计算钨的原子半径 r(提示：只有体对角线上的各个球才是彼此接触的)。8、铁、钴、镍为第四周期第族元素，它们的性质非常相似，也称为铁系元素（1）铁、钴、镍都是很好的配位化合物形成体co（h o）2 62+在过量氨水中易转化为co（nh ）3 62+写出 co2+的价层电子排布图 co（h o） 2 62+中 co2+的配位数为 ：nh 分子的中心原子杂化方式为 h o 分子的立3 2体构型为 铁、镍易与一氧化碳作用形成羰基配合物，如：fe（co） ，ni（co） 等co 与 n 属5 4 2于等电子体，则 c

6、o 分子中 键和 键数目比为 ，写出与 co 互为等电子体的一种阴离 子的离子符号 （2）+2 价和+3 价是 fe、co、ni 等元素常见化合价nio、feo 的晶体结构类型均与氯化钠的相同， ni2+ 和 f 2+ 的离子半径分别为 69pm 和 78pm ，则熔点 nio feo （选填2“”“”“=”）；某种天然 nio 晶体存在如图所示缺陷：一个 niz+空缺，另有两个ni2+ 被两个 ni3+ 所取代其结果晶体仍呈屯中性某氧化镍样品组成为 ni o该晶体中0.97ni3+与 ni2+的离子数之比为 9、cao 与 nacl 的晶胞同为面心立方结构，已知 cao 晶体密度为 a gc

7、m3，n 表示阿伏a加德罗常数，则 cao 晶胞体积为_cm3。10、原子序数依次递增且都小于 36 的 x、y、z、q、w 四种元素，其中 x 是原子半径最小的元素，y 原子基态时最外层电子数是其内层电子数的 2 倍，q 原子基态时 2p 原子轨道上有 2 个未成对的电子，w 元素的原子结构中 3d 能级有 4 个未成对电子。回答下列问题：编辑版 word（1）y x 分子中 y 原子轨道的杂化类型为 ，y x 分子中 键和 键个数比2 2 2 2为 。（2）化合物 zx 的沸点比化合物 yx 的高，其主要原因是 。3 4（3） 元素 y 的一种氧化物与元素 z 的一种氧化物互为等电子体，元

8、素 z 的这种氧化物的分 子式是 。（4） 元素 w 能形成多种配合物，如：w(co) 等。51 基态 w3+的 m 层电子排布式为 。2 w(co) 常温下呈液态，熔点为20.5，沸点为 103，易溶于非极性溶剂，据此可判断5w(co) 晶体属于 （填晶体类型），该晶体中 w 的化合价为 。x（5）下列有关的说法正确的是 。a 分子晶体中，共价键键能越大，该分子晶体的熔沸点越高b 电负性顺序：xyzqc 因为晶格能 cao 比 kcl 高，所以 kcl 比 cao 熔点低d h yo 的分子结构中含有一个非羟基氧，故其为中强酸2 3（6）q 和 na 形成的一种只含有离子键的离子化合物的晶胞

9、结构如图，距一个阴离子周围最近的所有阳离子为顶点构成的几何体为 。已知该晶胞密度为 g/cm3，阿伏加德罗 常数为 n ，求晶胞边长 a= cm。（用含 、n 的计算式表示）a a编辑版 word11、由原子序数由小到大的 a、b、c、d、e 五种元素构成某配位化合物 x，其原子个数比为 14:4:5:1:1。其中 c、d 元素同主族且原子序数 d 为 c 的二倍，e 元素的外围电子排布为（n-l）dn+61ns1，回答下列问题。（1） 该配位化合物 x 的化学式为 。（2） 元素 b、c、d 的第一电离能的由小到大排列顺序为 。（用元素符号表示）（3） d 元素原子的最外层电子轨道表示式为_

10、 。（4） c 元素可与 a 元素形成两种常见的化合物，其原子个数比分别为 1:1 和 l:2，两种化合 物可任意比互溶，解释其主要原因为 。（5） 碳铂是一种含 ba 分子的具有抗癌活性的金属配合物，碳铂的结构如下图：其中碳原3子的杂化方式有_ 。碳铂中含有的作用力有（填字母）。a共价键 b配位键 c金属键 d 键 e 键（6）a 元素与 e 元素可形成一种红色离子化合物 y，其原子个数比为 1：1，该化合物 y 可与稀硝酸反应，生成一种蓝色溶液和两种无色气体（其中一种为 a 元素的单质），写出该反应的化学方程式 。单质 e 的晶胞如图所示，若设该晶胞的边长为 acm，阿伏加德罗常数为 n

11、，单质 e 的摩尔质量为 mg/mol，则表示该晶胞密度的计算式a为 p= g/cm3。编辑版 word（11） （12） （13）12、晶体具有规则的几何外形，晶体中最基本的重复单元被称为晶胞。 nacl 晶体结构如图所示。已知 fe o 晶体晶胞结构为 nacl 型，由于晶体缺陷，xx值小于 1。测知 fe o 晶体密x度为 5.71 g/cm3，晶胞边长为 4.2810-10m。(1)fe o 中 xx值(精确至 0.01)为_。(2) 晶体中的 fe 以 fe2+和 fe3+的形式存在，在 fe 2+和 fe3+的总数中，fe2+的占有率(用小数表 示，精确至 0.001)为_。(3)

12、 与某个 fe2+(或 fe3+)距离最近且等距离的 o2-的个数为_。(4) 在晶体中，铁元素的离子间最短距离为_m。13、金属钨晶体晶胞的结构模型如下图所示。实验测得金属钨的密度为 19.30 钨的相对原子质量为 183.8。回答下列问题:（1） 在钨晶体中每个晶胞占有的钨原子数为_个。（2） 钨晶体晶胞的边长为 _ 。（3）钨原子的半径为_已知。14、1986 年，在瑞士苏黎世工作的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 年的诺贝尔物 理学奖，实验测定表明，其晶胞结构如图所示。编辑版 word（14）（17）（1） 根据所示

13、晶胞结构，推算晶体中 y、cu、ba 和 o 的原子个数比，确定其化 学式。（2） 根据（1）所推出的化合物的组成，计算其中 cu 原子的平均化合价（该化合物中各元素的化合价为、 、和 ）。试计算化合物中两种价态的 cu原子个数比。15、用 x 射线研究某金属晶体，测得在边长为 360 pm 的立方晶胞中含有 4 个 金属原子，此时金属的密度为 9.0 g/cm3。试回答下列问题：(1)此金属晶胞属于哪一种类型？(2)求每个晶胞的质量。(3)求此金属的相对原子质量。(4)求此金属原子的原子半径(pm)。16、nacl 晶体中 na+与 cl-都是等距离交错排列，若食盐的密度是 2.2 gcm-

14、3，阿伏加德罗常数为 6.021023mol-1,食盐的摩尔质量为 58.5 gmol-1。则食盐晶体中两个距离最近的钠离 子中心间的距离是多少？17、（9 分）（2018全国卷）锌在工业中有重要作用，也是人体必需的微量元素。回答 下列问题：世纪金榜导学号 36092152（1） zn 原子核外电子排布式为_。（2） 黄铜是人类最早使用的合金之一，主要由 zn 和 cu 组成。第一电离能 i（zn）_i1 1编辑版 word（cu)(填“大于”或“小于”)。原因是_。（3）znf 具有较高的熔点（872 )，其化学键类型是_；znf 不溶于有机溶剂而 zncl 、 2 2 2znbr 、zni

15、 能够溶于乙醇、乙醚等有机溶剂，原因是_。2 2（4）中华本草等中医典籍中，记载了炉甘石（znco ）入药，可用于治疗皮肤炎症或3表面创伤。znco 中，阴离子空间构型为_，c 原子的杂化形式为_。3（5）金属 zn 晶体中的原子堆积方式如图所示，这种堆积方式称为。六棱柱底边边长为 a cm， 高为_c cm，阿伏加德罗常数的值为 n ，zn 的密度为_gcm3（列出计算式）。a18、砷的一些化合物常用作半导体、除草剂、杀鼠药等。回答下列问题：（1） 基态 as 原子的核外电子排布式为ar_，有_个未成对电子。（2） ga、n、as 电负性由大至小的顺序是_。（3） as o 的分子结构如图所

16、示，其中 as 原子的杂化方式为_，1mol as o 含 4 6 4 6有 键的物质的量为_mol。（18） （19） （19）（4）晶胞有两个基本要素：原子坐标参数，表示晶胞内部各原子的相对位置，liznas 基稀磁半导体的晶胞如图所示，其中原子坐标参数 a 处 li 为(0，0，12）；1 1 1b 处 as 为( ， ， )；c 处 li 的坐标参数为_。4 4 4晶胞参数，描述晶胞的大小和形状，已知 liznas 单晶的晶胞参数 =594 pm，n 表示阿a编辑版 word伏加德罗常数的数值，其密度为_gcm-3(列出计算式即可）。19、碳有多种同素异形体，其中石墨烯与金刚石的晶体结

17、构如图所示：（1）金刚石、石墨、c 、碳纳米管等都是碳元素的单质形式，它们互为_。60（2） 在石墨烯晶体中，每个 c 原子连接_个六元环，每个六元环占有_个 c 原子。（3） 在金刚石晶体中，c 原子所连接的最小环也为六元环，每个 c 原子连接_个六元环。（4） 金刚石晶胞含有_个碳原子。若碳原子半径为 r，金刚石晶胞的边长为 a，列式 表示碳原子在晶胞中的空间占有率_(不要求计算结果)。（5） 德国和美国科学家首先制出由 20 个碳原子组成的空心笼状分子 c ，该笼状结构是由20许多正五边形构成（如右图）。请回答： c 分子共有_个正五边形，共有_条20棱边，c 晶体属于_晶体（填晶体类型）。2020、al 单质的晶体中原子的堆积方式如图甲所示，其晶胞特征如图乙所示，原子之间相互 位置关系的平面图如图丙所示。若已知 al 的原子半径为 d pm，na 代表阿伏加德罗常数，al 的相对原子质量 27。通过计算 确定（1）一个晶胞中 al 原子的数目。（2）al 晶胞的密度表达式。21、下图是金属钨晶体中的一个晶胞的结构示意图，它是一种体心立方结构。实验测得金属钨的密度为 19.30 gcm3，钨的相对原子质量是 183.