全国高中生化学竞赛初赛分专题训练试题 5、晶体结构.pdf

五、晶体结构

1．立方晶系中为什么不存在底心立方晶胞？为什么不带电荷的原子或分子都不以简单立方

形成晶体？为什么对于相同的单质而言，六方紧密堆积（hcp）结构和立方紧密堆积（ccp）

具有相同的密度？在这两种紧密堆积中，原子的配位数是多少？

3

2．已知Cu为立方面心结构，其原子量为63.54，密度ρ=8.936g/cm，晶胞参数为3.165Ǻ，

试求：（1）阿佛加德罗数，（2）铜的金属半径

3．铁存在几种晶型：体心立方的α型和面心立方的γ型等等，在910℃时，α型可以转变成γ

型。假设在转变温度条件下，最相邻的两个铁原子之间的距离是相同的，试计算在转变温

度条件下，α型对γ型的密度之比为多少？

4．金属Cu属于立方面心结构

(1)分别画出（111）、（110）和（100）晶面上Cu原子的分布情况

(2)计算这些面上的原子堆积系数（=球数×球面积/球占面积）

5．下列几种具有NaCl结构的化合物，它们之间的阳—阴离子距离列表如下：

MgO2.10ǺMgS2.60ǺMgSe2.73Ǻ

MnO2.24ǺMnS2.59ǺMnSe2.73Ǻ

(1)你如何解释这些数据？

2–

(2)从这些数据中，计算S离子的半径。

6．金属钛属于立方面心晶体。它与碳或氢气反应，形成碳化物或氢化物，外来的原子分别占

满金属钛晶体存在的不同类型的空隙。

(1)氢原子、碳原子分别占有什么样的空隙？对你的判断解释之。

(2)写出钛化碳和钛化氢的化学式

7．一个Ca和C的二元化合物具有四方晶胞：a=b=3.87Ǻ，c=6.37Ǻ，（α=β=γ=90˚），晶

胞图如右图，图中钙原子用较大的黑圆圈表示（●），碳

原子用空心圆圈表示（○）。在位于原点的钙原子上面的

–8

碳原子的坐标为为x=0，y=0，z=0.406。（1Ǻ=10cm）

(1)导出这个化合物的化学式为，

(2)一个晶胞中所含的化学式单位的数目

为，

(3)C基团中C—C键长为Ǻ，

2

(4)最短的Ca—C距离为Ǻ，

(5)两个最短的非键CC间距离为、Ǻ，

(6)这一结构与型离子化合物的结构密切相关。

8．晶体是质点（分子、离子或原子）在空间有规则地排列而成的，具有整备的外形，以多面

体出现的固体物质，在空间里无限地周期性的重复能成为晶体具有代表性的最小单位，称

为单元晶胞。

一种Al-Fe合金的立方晶胞如右图

所示，请回答：

(1)导出此晶体中Fe原子与Al原子的个数比，并写

出此种合金的化学式。

(2)若此晶胞的边长a=0.578nm，计算此合金的密度

(3)试求Fe-Al原子之间的最短距离（相对原子的质

量：Al:27Fe:56）

●Al○Fe

9．有一种镧（La）、镍合金，属六方晶系，晶胞参数为a=

511pm，c=397pm

(1)参考右图，试画出该合金的晶胞

(2)根据此晶胞，试导出该晶胞的化学式

(3)该合金能储存氢气，每个晶胞填6个氢原子比较

稳定，试求此合金中氢气的密度（假定吸氢后，

体积不便）

(4)试求它与在标准状态下氢气的密度之