模型認(rèn)知-晶胞的有關(guān)計算

模型認(rèn)知——晶胞的有關(guān)計算探究點1

晶胞的有關(guān)計算探究點2

原子分?jǐn)?shù)坐標(biāo)分析作業(yè)手冊探究命題角度發(fā)展核心素養(yǎng)晶胞的結(jié)構(gòu)及計算是高考命題的熱點之一,常以某種化合物的晶胞結(jié)構(gòu)為載體,考查晶體密度的計算、晶胞中粒子距離的計算、空間利用率的計算、確定晶胞中原子分?jǐn)?shù)坐標(biāo)等,突出考查考生的理解與辨析能力、分析與推測能力、歸納與論證能力等[證據(jù)推理與模型認(rèn)知]具有證據(jù)意識,能基于晶胞模型結(jié)構(gòu),通過分析推理,確定晶體的化學(xué)式,計算晶體的密度或粒子間的距離;根據(jù)晶胞的結(jié)構(gòu),確定晶胞中粒子的相對位置關(guān)系等探究點1

晶胞的有關(guān)計算例1[2023·山東濰坊期初聯(lián)考]金屬鈷的一種晶體結(jié)構(gòu)如圖所示。已知:NA為阿伏伽德羅常數(shù)的值,鈷原子半徑為rpm。圖中正六棱柱的高為h

pm,則該晶胞的密度為

g·cm-3(用含r、h、NA的式子表示,列出計算式即可)。

變式題[2021·廣東卷節(jié)選]理論計算預(yù)測,由汞(Hg)、鍺(Ge)、銻(Sb)形成的一種新物質(zhì)X為潛在的拓?fù)浣^緣體材料。X的晶體可視為Ge晶體(晶胞如圖

a所示)中部分Ge原子被Hg和Sb取代后形成。(1)圖

b為Ge晶胞中部分Ge原子被Hg和Sb取代后形成的一種單元結(jié)構(gòu),它不是晶胞單元,理由是

。

[解析]由圖中結(jié)構(gòu)可知,8個頂角的原子不同,故b不符合晶胞是晶體結(jié)構(gòu)的基本單元的要求。變式題[2021·廣東卷節(jié)選]理論計算預(yù)測,由汞(Hg)、鍺(Ge)、銻(Sb)形成的一種新物質(zhì)X為潛在的拓?fù)浣^緣體材料。X的晶體可視為Ge晶體(晶胞如圖

a所示)中部分Ge原子被Hg和Sb取代后形成。(2)圖

c為X的晶胞,X的晶體中與Hg距離最近的Sb的數(shù)目為

;該晶胞中粒子個數(shù)比Hg∶Ge∶Sb=

。

變式題[2021·廣東卷節(jié)選]理論計算預(yù)測,由汞(Hg)、鍺(Ge)、銻(Sb)形成的一種新物質(zhì)X為潛在的拓?fù)浣^緣體材料。X的晶體可視為Ge晶體(晶胞如圖

a所示)中部分Ge原子被Hg和Sb取代后形成。(3)設(shè)X的最簡式的式量為Mr,則X晶體的密度為

g·cm-3(列出算式)。

探究點2

原子分?jǐn)?shù)坐標(biāo)分析

【信息解讀】解答本題的關(guān)鍵點在于:①②③由B點原子向A點原子所在Xe—F的共價鍵上作垂線,構(gòu)建直角三角形,利用勾股定理求出d[方法技巧]

“三步法”確定晶胞中原子的分?jǐn)?shù)坐標(biāo)變式題S與Zn所形成化合物晶體的晶胞如圖所示。(1)在該晶胞中,Zn的配位數(shù)為

。

變式題S與Zn所形成化合物晶體的晶胞如圖所示。(3)已知該晶胞的密度為ρg·cm-3,則其中兩個S原子之間的距離為

pm。

(列出計算式即可)

1234567891011探究點一晶胞的有關(guān)計算

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[解析]根據(jù)題意可知,邊長為2anm的立方體晶粒中,6個面上各有5個Ce4+、頂角有8個Ce4+、棱心有12個Ce4+,則位于表面的Ce4+最多有50個

。1234567891011探究點二

原子分?jǐn)?shù)坐標(biāo)分析

12345678910116.[2023·福建漳州調(diào)研]鈷的一種化合物晶胞結(jié)構(gòu)如圖所示。(2)已知晶胞參數(shù)a=0.5485nm,則該晶體的密度為

g·cm-3(列出計算表達(dá)式即可)。

12345678910117.圖為銅的某種氯化物晶胞示意圖。(1)原子坐標(biāo)參數(shù)可表示晶胞內(nèi)部各原子的相對位置,圖中各原子坐標(biāo)分別為A(0,0,0);B(0,1,1);C(1,1,0),則D原子的坐標(biāo)參數(shù)為

。

12345678910117.圖為銅的某種氯化物晶胞示意圖。(2)晶胞中C、D兩原子核間距為298pm,設(shè)阿伏伽德羅常數(shù)的值為NA,則該晶體密度為

g·cm-3(列出計算式即可)。

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12345678910119.[2022·廣東梅州模擬]銅鎳合金的立方晶胞結(jié)構(gòu)如圖所示:(1)原子B的分?jǐn)?shù)坐標(biāo)為

。

(2)若該晶體密度為dg·cm-3,則銅鎳原子間最短距離為

pm。

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123456789101111.

[2022·山東日照模擬]Cu2S呈黑色或灰黑色,已知:晶胞中S2-的位置如圖甲所示,Cu+位于S2-所構(gòu)成的四面體中心,晶胞的側(cè)視圖如