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（高考化学专练）微题型02晶体结构及相关计算（原卷版）

（高考化学专练）微题型02晶体结构及相关计算（原卷版）

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（高考化学专练）微题型02晶体结构及相关计算（原卷版）

微题型02晶体结构及相关计算

目录

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【考向一】晶胞的结构与类型判断 1

【考向二】晶体中微粒数或化学式的计算 5

【考向三】晶胞中的原子坐标 7

【考向四】晶体密度的相关计算 8

【考向五】晶胞利用率的计算 9

【考向六】晶胞中特定位置微粒间距的计算 9

【考向七】晶胞中投影问题 12

【考向八】晶胞中的配位数 14

16

【考向一】晶胞的结构与类型判断

【典例1】(2023上·江苏·高三校联考阶段练习)高纯度的铁可以使用氢还原高纯度的氧化铁或直接用五羰基合铁(熔点为,沸点为)热分解制得.实验室可用赤血盐()溶液检验,黄血盐()溶液检验.下列有关铁及其化合物的说法正确的是

A．元素位于周期表的第ⅧB族

B．赤血盐中铁元素核外有5个未成对电子

C．晶体是离子晶体

D．若黄血盐受热分解产物之一的晶胞结构上图所示,则其化学式为

一、晶胞

1．定义：晶胞是描述晶体结构的_基本单元__.

2．晶体与晶胞的关系：数量巨大的晶胞_无隙并置__”构成晶体.

①相邻晶胞之间没有任何间隙.

②所有晶胞都是平行排列、取向相同.

二、晶体结构的堆积模型

1．晶体结构的密堆积的原理

金属原子、离子或分子在没有其他因素(如氢键)影响时,在空间的排列大都服从紧密堆积原理.这是因为金属键、离子键和分子间作用力均没有_方向性__,因此都趋向于使原子、离子或分子吸引尽可能多的其他原子、离子或分子分布于周围,并以密堆积的方式_降低__体系的能量,使晶体变得比较稳定.

2．等径圆球的密堆积(金属晶体)

①三维空间模型

A．非密置层在三维空间堆积

a．简单立方堆积

相邻非密置层原子的原子核在_同一直线上__的堆积,空间利用率太低,只有金属_钋__(Po)采用这种堆积方式.

b．体心立方堆积

将上层金属原子填入下层金属原子形成的凹穴中,并使非密置层的原子稍稍分离,每层均照此堆积.这种堆积方式所得的晶胞是一个含有两个原子的立方体,一个原子在立方体的_顶角__,另一个原子在立方体的_体心__,其空间利用率比简单立方堆积_高__,碱金属属于这种堆积方式.

B．密置层在三维空间堆积

a．六方最密堆积

按ABABAB……的方式堆积,称为_A3型最密堆积__

b．面心立方最密堆积

按ABCABCABC……的方式堆积,称为_A1型最密堆积__.

②常见的堆积模型

三种典型结构型式

面心立方最密堆积(A1)

体心立方堆积(A2)

六方最密堆积(A3)

常见金属

Cu、Au、Ag

Na、K、Fe

Mg、Zn、Ti

结构示意图

晶胞

配位数

_12__

_8__

_12__

空间利用率

_74%__

68%

74%

每个晶胞所含原子数

_4__

_2__

_2__

三、非等径圆球的密堆积(离子晶体)

①由于阴、阳离子的半径不同,因此离子晶体为_不等径圆球__的密堆积,可以将这种堆积方式看成是大球先按一定的方式做_等径圆球__的密堆积,小球再填充在大球所形成的_空隙__中.

②在一些离子晶体中,阴离子半径较大,应先将阴离子看成是_等径圆球__进行密堆积,而阳离子有序地填在阴离子所形成的空隙中.例如,NaCl晶体中的Cl－按_A1型__方式进行最密堆积,Na＋填在Cl－所形成的空隙中;ZnS晶体中S2－按_A1型__方式进行最密堆积,Zn2＋填入S2－所形成的空隙中.

【变式1-1】(2023上·山西·高三校联考阶段练习)黄铜矿是工业炼铜的原料,含有的主要元素是硫、铁、铜.下列有关说法正确的是

A．基态硫原子中核外电子有9种空间运动状态

B．硫元素最简单氢化物的分子的VSEPR构型是V形

C．铁元素在元素周期表的ds区

D．CuCl熔点为426℃,熔融时几乎不导电,容易形成二聚体,说明CuCl是原子晶体

【变式1-2】(2023上·江苏·高三校联考开学考试)我国疾控中心利用尿素()制备出了两种低温消毒剂：三聚氰酸()和二氯异氰尿酸钠().已知：尿素分子中所有原子共平面.下列说法错误的是

A．尿素分子中键角与键角基本相等

B．三聚氰酸晶体属于分子晶体

C．基态N原子的电子的空间运动状态有5种

D．二氯异氰尿酸钠中元素的电负性：NONa

【考向二】晶体中微粒数或化学式的计算

【典例2】(2023上·山西大同·高三统考期末)已知氯化铝的熔点为、氟化铝的熔点为,氯化铝二聚体的空间填充模型如图1所示,氟化铝的晶胞结构(晶体密度为,阿伏加德罗常数为)如图2所示.下列说法正确的是

A．图1中物质的分子