晶體結(jié)構(gòu)題型示例

1、晶體結(jié)構(gòu)題型示例山東省利津縣第一中學(xué)257400王風(fēng)利1、分析離子晶體中陰、陽(yáng)離子空間位置關(guān)系理解離子晶體結(jié)構(gòu)是從分析晶體中陰、陽(yáng)離子間的空間位置關(guān)系入手的。中學(xué)化學(xué)課本有氯化銫、氯化鈉兩種典型的晶體結(jié)構(gòu)模型圖，觀察離子晶體的模型圖首先是要弄清這兩種離子的排布規(guī)律、離子之間的空間位置關(guān)系。不僅要直接觀察課本給出的離子晶體管結(jié)構(gòu)模型圖，還應(yīng)從多種不同角度進(jìn)行觀察。例 1、下面圖像是從 NaCl 或 CsCl 晶體結(jié)構(gòu)圖中分割出來(lái)的部分結(jié)構(gòu)圖， 試判斷屬于 NaCl 晶體結(jié)構(gòu)的是 ()（ A）圖 1 和圖 3（ B）圖 2 和圖 3（C）圖 1 和圖 4（ D）只有圖 1 分析 ：若平時(shí)對(duì) CsC

2、l 晶體結(jié)構(gòu)模型作過(guò)仔細(xì)觀察， 很容易辨認(rèn)出題中圖 3 就是 CsCl 晶體結(jié)構(gòu)模型示意圖，把圖 3 向上或向下延伸后，再進(jìn)行分割后就可得到圖 2。若平時(shí)對(duì)氯化鈉晶體結(jié)構(gòu)模型圖作過(guò)觀察研究，就可發(fā)現(xiàn)：圖 1 可看成是圖 9 中以體心的鈉離子為中心和跟這個(gè)鈉離子直接相連的 6 個(gè)氯離子構(gòu)成的正八面體；圖 4 恰好是圖 9 分割成八個(gè)小立方體所得到的一個(gè)單元。所以答案應(yīng)選 C。 + +晶體中，在每個(gè)Na 離子周?chē)c它最接近的且距離相等的Na 共有 _個(gè)。分析 ：氯化鈉晶體是由Na+ 和 Cl 互相結(jié)合在一起而堆積起來(lái)的。題圖中所出的晶體的 9 個(gè)平面，每個(gè)平面的中心是1 個(gè)離子，其上、下、左、右、

3、前、后共有6 個(gè)帶有與之相反電荷的離子，平面的4 個(gè)角上則是 4 個(gè)帶有與之相同電荷的離子，按這種規(guī)律，只要將題圖中任何一個(gè)圓圈涂黑（即認(rèn)為是+Na ），然后再將與之相同間隔一個(gè)的圓圈涂黑，就得到了氯化鈉晶體示意圖。因?yàn)镹a+和 Cl 空間相對(duì)位置完全一樣，便于回答后續(xù)問(wèn)題，應(yīng)把處于立方體中心的圓圈看成是Na+（即圖 9）以圖 9 為觀察對(duì)象，把中心的鈉離子看成是球心，以其中小正方形的對(duì)角線為半徑，所得球面上的鈉離子就是符合題述要求的鈉離子，圖中立方體的棱邊上的鈉離子都恰好在這個(gè)球面上，所以共有12 個(gè)鈉離子。還有一種方法。 分析居于立方體中心的鈉離子，實(shí)際上共有3 個(gè)平面通過(guò)它， 如將 3個(gè)

4、平面分別稱(chēng)之為x- 、y- 、z- 平面，畫(huà)出來(lái)可得如圖（6、7、 8）所示。每個(gè)面上共有四個(gè)鈉離子，所以每個(gè)鈉離子周?chē)c它最接近且距離相等的鈉離子共有12 個(gè)。2、對(duì)晶體密度、離子個(gè)數(shù)、離子半徑之間的關(guān)系進(jìn)行換算在晶體結(jié)構(gòu)中切割出一個(gè)基本結(jié)構(gòu)的空間單元，弄清該空間單元中的每個(gè)頂點(diǎn)、每條邊、每個(gè)面為多少個(gè)這樣的基本結(jié)構(gòu)空間單元所共有，則這一個(gè)點(diǎn)、一條邊、一個(gè)面上的微粒對(duì)一個(gè)基本結(jié)構(gòu)單元的貢獻(xiàn)只能是它的1/m（ m為共有的基本結(jié)構(gòu)單元數(shù)）。計(jì)算出結(jié)構(gòu)單元所對(duì)應(yīng)的離子量后，再根據(jù)摩爾質(zhì)量求得結(jié)構(gòu)單元質(zhì)量，由體積即的密度。例 3、有下列離子晶體結(jié)構(gòu)示意圖：陽(yáng)離子陰離子以 M代表陽(yáng)離子、 N 代表陰離

5、子。（ 1）請(qǐng)寫(xiě)出各離子晶體組成的表達(dá)式：A_， B_， C_， D_。（ 2）已知黃鐵礦的主要成份FeS2 晶體具有 A 的空間結(jié)構(gòu)。 晶體中具有化學(xué)鍵類(lèi)型是_ ，若晶體結(jié)構(gòu)中相鄰的陰陽(yáng)離子間距離為acm， NA 代表阿伏加德羅常數(shù)，則 FeS2 晶體的密度是 _g/cm 3。分析：（1）分析圖 10，離子都在立方體的頂點(diǎn)上，每個(gè)頂點(diǎn)都被8 個(gè)類(lèi)似的立方體共用，所以圖 10 所表示的立方體中共有陽(yáng)離子1/2 個(gè)、陰離子 1/2 個(gè)，A 的化學(xué)式為MN。觀察圖 11，每個(gè)立方體單元中有陽(yáng)離子“8 1/8+1 ”個(gè)，陰離子共有“4 1/2+2 ”個(gè)，所以 B 的化學(xué)式為MN2。觀察圖 12，每個(gè)

6、立方體單元中，共有陽(yáng)離子“4 1/8 ”個(gè)，陰離子 1 個(gè)，所以C 的化學(xué)式為MN2。觀察圖13，每個(gè)立方體單元中共有陽(yáng)離子“81/8 ”，陰離子 1 個(gè)，所以， D 的化學(xué)式為MN。（ 2）FeS2 中包含有“非極性共價(jià)鍵（ SS）、離子鍵”。 晶體的密度為。3計(jì)算納米晶體表面離子數(shù)百分比例 4、研究離子晶體， 常考察以一個(gè)離子為中心時(shí)，其周?chē)煌嚯x的離子對(duì)它的吸引或排斥的靜電作用力。設(shè)氯化鈉晶體中鈉離子跟離它的最近的氯離子之間的距離為d，以鈉離子為中心，則：（ 1）第二層離子有 _個(gè)，離中心離子的距離為 _d，它們是_離子。（ 2）已知在晶體中鈉離子的半徑為 116pm，氯離子的半徑為

7、167pm，它們?cè)诰w中是緊密接觸的。求離子占據(jù)整個(gè)晶體空間的百分?jǐn)?shù)。（ 3）納米材料的表面原子占總原子數(shù)的比例極大， 這是它具有許多特殊性質(zhì)的原因。假設(shè)某氯化鈉納米顆粒的大小和形狀恰等于氯化鈉晶胞的大小和形狀，求這種納米顆粒的表面原子占總原子數(shù)的百分比。（ 4）假設(shè)某氯化鈉顆粒形狀為六立方體，邊長(zhǎng)為氯化鈉晶胞邊長(zhǎng)的10 倍，試估算表面原子占總原子數(shù)的百分比。分析 ：對(duì)于第（ 1）小題和第（ 2）小題，只要理解了題意很容易獲得答案：（ 1）12，。（ 2）晶胞體積離子體積（ 3）若氯化鈉納米顆粒的大小和形狀恰等于氯化鈉晶胞的大小和形狀，只要聯(lián)想到氯化鈉晶體結(jié)構(gòu)模型就可以得出，表面上的離子總數(shù)為 26 個(gè)，離子總數(shù)為 27 個(gè)，所以這種納米顆粒的表面