晶体结构题型示例.doc

晶体结构题型示例 山东省利津县第一中学 257400 王风利 1、分析离子晶体中阴、阳离子空间位置关系理解离子晶体结构是从分析晶体中阴、阳离子间的空间位置关系入手的。中学化学课本有氯化铯、氯化钠两种典型的晶体结构模型图，观察离子晶体的模型图首先是要弄清这两种离子的排布规律、离子之间的空间位置关系。不仅要直接观察课本给出的离子晶体管结构模型图，还应从多种不同角度进行观察。例1、下面图像是从NaCl或CsCl晶体结构图中分割出来的部分结构图，试判断属于NaCl晶体结构的是() （A）图1和图3（B）图2和图3（C）图1和图4（D）只有图1 分析：若平时对CsCl晶体结构模型作过仔细观察，很容易辨认出题中图3就是CsCl晶体结构模型示意图，把图3向上或向下延伸后，再进行分割后就可得到图2。 若平时对氯化钠晶体结构模型图作过观察研究，就可发现：图1可看成是图9中以体心的钠离子为中心和跟这个钠离子直接相连的6个氯离子构成的正八面体；图4恰好是图9分割成八个小立方体所得到的一个单元。所以答案应选C。 例2、如图5中直线交点处的圆圈为氯化钠晶体中离子或离子所处的位置。请将其中代表离子的圆圈涂黑（不考虑体积大小），以完成NaCl晶体的结构示意图。晶体中，在每个离子周围与它最接近的且距离相等的共有___________个。 分析：氯化钠晶体是由和互相结合在一起而堆积起来的。题图中所出的晶体的9个平面，每个平面的中心是1个离子，其上、下、左、右、前、后共有6个带有与之相反电荷的离子，平面的4个角上则是4个带有与之相同电荷的离子，按这种规律，只要将题图中任何一个圆圈涂黑（即认为是），然后再将与之相同间隔一个的圆圈涂黑，就得到了氯化钠晶体示意图。为和便于回答后续问题，应把处于立方体中心的圆圈看成是（即图9） 以图9为观察对象，把中心的钠离子看成是球心，以其中小正方形的对角线为半径，所得球面上的钠离子就是符合题述要求的钠离子，图中立方体的棱边上的钠离子都恰好在这个球面上，所以共有12个钠离子。 还有一种方法。分析居于立方体中心的钠离子，实际上共有3个平面通过它，如将3个平面分别称之为x-、y-、z-平面，画出来可得如图（6、7、8）所示。每个面上共有四个钠离子，所以每个钠离子周围与它最接近且距离相等的钠离子共有12个。 、晶体密度、离子个数、离子半径之间换算在晶体结构中切割出一个基本结构的空间单元，弄清该空间单元中的每个顶点、每条边、每个面为多少个这样的基本结构空间单元所共有，则这一个点、一条边、一个面上的微粒对一个基本结构单元的贡献只能是它的1/m（m为共有的基本结构单元数）。例3、有下列离子晶体结构示意图：●阳离子○阴离子 以M代表阳离子、N代表阴离子。 （1）请写出各离子晶体组成的表达式： A_______，B________，C____________，D_________。 （2）已知黄铁矿的主要成份晶体具有A的空间结构。晶体中具有化学键类型是______________，若晶体结构Ａ中相邻的阴阳离子间距离为acm，代表阿伏加德罗常数，则晶体的密度是___________。 分析：（1）分析图10，离子都在立方体的顶点上，每个顶点都被8个类似的立方体共用，所以图10所表示的立方体中共有阳离子个、阴离子个，A的化学式为MN。观察图11，每个立方体单元中有阳离子“”个，阴离子共有“”个，所以B的化学式为。观察图12，每个立方体单元中，共有阳离子“”个，阴离子1个，所以C的化学式为。观察图13，每个立方体单元中共有阳离子“”，阴离子1个，所以，D的化学式为MN。 （2）中包含有“非极性共价键（S—S）、离子键”。晶体的密度为。．计算纳米晶体表面离子数百分比例研究离子晶体，常考察以一个离子为中心时，其周围不同距离的离子对它的吸引或排斥的静电作用力。设氯化钠晶体中钠离子跟离它的最近的氯离子之间的距离为d，以钠离子为中心，则： （1）第二层离子有_____________个，离中心离子的距离为_________d，它们是________离子。 （2）已知在晶体中钠离子的半径为116pm，氯离子的半径为167pm，它们在晶体中是紧密接触的。求离子占据整个晶体空间的百分数。 （3）纳米材料的表面原子占总原子数的比例极大，这是它具有许多特殊性质的原因。假设某氯化钠纳米颗粒的大小和形状恰等于氯化钠晶胞的大小和形状，求这种纳米颗粒的表面原子占总原子数的百分比。 （4）假设某氯化钠颗粒形状为六立方体，边长为氯化钠晶胞边长的10倍，试估算表面原子占总原子数的百分比。 分析：对于第（1）小题和第（2）小题，只要理解了题意很容易获得答案：（1）12，，。 （2）晶胞体积 离子体积 （3）若氯化钠纳米颗粒的大小和形状恰等于氯化钠晶胞的大小和形状，只要联想到氯化钠晶体结构