三维化学单元练习.DOC

《三维化学》单元练习 一．（9分）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； 2．已知rCs+＝169pm，rCl-＝181pm，Cs＋，Cl－离子半径大致相近，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？ 二．（11分）黄铜矿是最重要的铜矿，全世界的2/3的铜是由它提炼的。回答下列问题： 1．右图为黄铜矿的晶胞。计算晶胞中各种原子的数目： Cu 　Fe 　S 　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，请画出它的晶胞。 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：Cu 63.5 Fe 55.84 S 32.06）  三．（13分）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181 pm，相对原子质量：Na 23.0；Al 27.0；F 19.0。 　 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。 五．（17分）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　　 个Cu原子配位（Ca周围的Cu原子数，不一定要等距最近），Ca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（Ca 40.1 Cu 63.5） 5．计算Ca、Cu原子半径。 　 a　　　　　　　　　　 b　　　　　　　　　　　　　　 c ○　 Ca　　　　 ·　 Cu  六．（36分）已知： 对称元素： Cn轴：一个分子沿着某一轴旋转一角度α＝2π/n后，能使分子复原，式中α是使分子复原所旋转的最小的角度，n是使分子完全复原所旋转的次数，即为旋转轴的轴次。若一个分子中存在着几个旋转轴，则轴次高的为主轴，其余的为副轴。 σv面：包含主轴的对称面； σh面：垂直于主轴的对称面； σd面：包含主轴并争分垂直于主轴的两个C2轴的夹角的平面，是σv面的特殊类型。 i：对称中心 点群的分类： Cn群：分子中只有一个Cn轴； Cnv群：分子中有一个Cn轴，且有n个包含Cn轴的σv面； Cnh群：分子中有一个Cn轴，且有垂直于Cn的σh面； Dn群：分子中有一个Cn轴，另有n个垂直于Cn轴的C2轴； Dnh群：在Dn基础上，另有一个垂直于Cn轴的σh面； Dnd群：在Dn基础上，有n个σd面； Td群：具有正四面体构型的分子； Oh群：具有正八面体构型的分子； Id群：具有正二十面体构型的分子； 1．（20分）完成下面的表格，指出下列分子的对称元素（种类、数目）和分子点群类型。 分子（构型） 对称元素 分子点群 分子（构型） 对称元素 分子点群 菲 P4O6 碘仿 环己烷（船式） B2H6 乙烷（重叠式） 环丙烷 乙烷（交叉式） C60 乙烷（任意式） 2．（5分）考虑通式为MClp(en)q的八面体，p、q分别为0、1、2……画出所有可能配合物的结构简式，并确定其分子点群（假定en整个环在一个平面上）