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晶体结构与性质复习题 1、图是CaF2晶胞的结构。下列说法正确的是(

)

A．一个CaF2晶胞中含有8个Ca2+

B．一个CaF2晶胞中含有8个F- C．在CaF2晶胞中Ca2+的配位数为4 D．在CaF2晶胞中F-的配位数为8 【答案】B

2、某物质由A、B、C 三种元素组成，其晶体中微粒的排列方式如图所示（ ）

该晶体的化学式是（ ）

A．AB3C3 B．AB3C C．A2B3C D．A2B2C 【答案】B

3．最近发现一种钛原子和碳原子构成的气态团簇分子，如图1－13所示，顶角和面心的原子是钛原子，棱的中心和体心的原子是碳原子，它的化学式为（

）

图1－13 A．Ti14C13

B．TiC C．Ti4C4

D．Ti4C3

【答案】A 【解析】由题意知该物质是气态团簇分子，故题目中图示应是该物质的一个完整的分子，由14个Ti原子和13个C原子构成。选项A正确。此题目极易因审题不严密，误认为是晶体而视为Ti与C原子的个数

比为（111×8+×6）∶（×12+1）=1∶1，错选B或C。

8244．下列图象是从NaCl或CsCl晶体结构图中分割出来的部分结构图，试判断属于NaCl晶体结构的图象是

⑴

⑵

⑶

⑷

A.图⑴和图⑶

B.图⑵和图⑶

C.只有图⑴

D.图⑴和图⑷

【答案】D

【解析】氯化钠晶体中配位数是6，所以属于NaCl晶体结构的图象（1）和（4），答案选D。

5.有A、B、C、D、E五种原子序数依次增大的元素(原子序数均小于30)。A的基态原子2p能级有3个单电子；C的基态原子2p能级有1个单电子；E的内部各能层均排满，且有成单电子；D与E同周期，价电子数为2。则：

(1)写出基态E原子的价电子排布式________。

(2)A的单质分子中π键的个数为________。

(3)A、B、C三元素第一电离能由大到小的顺序为________________(用元素符号表示)。

(4)B元素的氢化物的沸点是同族元素中最高的，原因是____________________________。

(5)A的最简单氢化物分子的空间构型为________，其中A原子的杂化类型是________。

(6)C和D形成的化合物的晶胞结构如图K42－4所示，已知晶体的密度为ρ

g/cm，阿伏加德罗常数为NA，求晶胞边长a＝________cm。(用含ρ、NA的计算式表示) 3

图K42－4 【答案】(1)3d4s

(2)2 (3)F>N>O (4)H2O分子间存在氢键

3312(5)三角锥形

sp

(6)

ρNA3101【解析】 2p轨道有3个单电子(2p)，则A是氮元素；2p轨道有一个单电子的元素可能是B或F，因原3

子序数大于氮，故C元素是氟，B元素必为氧；因E的内部各能层均排满，是Na或Cu，而D与E同周期价电子数为2，所以D、E分别是Ca和Cu。

(2)N2中存在氮氮三键，其中有一条σ键和两条π键。

(3)氮原子的2p轨道处于半满状态较稳定，使其第一电离能大于氧。

112＋－2＋－3(6)Ca离子半径大于F，故Ca处于顶点和面心：8×＋6×＝4；F在晶胞内部有8个。则ρaNA＝40×4823312＋19×8，a＝。

ρNA6．(14分)已知A、B、C、D、M、W六种元素的原子序数依次递增，都位于前四周期。其中A、D原子的最外层电子数均等于其周期序数，且D原子的电子层数是A的3倍；B原子s轨道电子数是p轨道电子数的两倍；C原子L层上有2对成对电子。M和W均有“生物金属”之称，M4和氩原子的核外电子排布＋相同；W处于元素周期表中第8列。请回答下列问题：

(1)1 mol B2A2分子中含σ键的数目是________。

(2)BC2在高温高压下所形成的晶体其晶胞(晶体中最基本的重复单元)如图1所示。则该晶体的类型属于________晶体(填“分子”、“原子”、“离子”或“金属”)；该晶体中B原子轨道的杂化类型为________。

(3)“生物金属”M内部原子的堆积方式与铜相同，都是面心立方堆积方式，如图2所示。则晶胞中M原子的配位数为________；若该晶胞的密度为ρ

g·cm3，阿伏加德罗常数为NA，M原子的摩尔质量为Mr

－g·cm1，则该晶胞的“边长”为________cm。

－

(4)“生物金属”W元素应用广泛，如人体内W元素的含量偏低，则会影响O2在体内的正常运输。已知W2与KCN溶液反应得W(CN)2沉淀，当加入过量KCN溶液时沉淀溶解，生成配合物，其配离子结构＋

如图3所示。①W元素基态原子价电子排布式为________。－－

②已知CN与__________(一种分子)互为等电子体，则1个CN中π键数目为________(填字母)。

(5)光谱证实单质D与强碱溶液反应有[D(OH)4]生成，则[D(OH)4]中存在________(填字母)。

a．共价键

b．配位键

c．σ键

d．π键

【答案】(1)3NA(或1.806×1024)

(2)原子

sp3杂化

34Mr(3)12

(4)①3d64s2

②N2

2

(5)a、b、c NAρ

【解析】由D原子的电子层数是A的3倍，可知A、D分别为第一周期、第三周期的元素，结合原子的最外层电子数均等于其周期序数，可知A、D为H、Al；B的核外电子排布式为1s22s22p2可知B为碳元素；C原子L层的电子排布式为2s22p4，为氧元素；M、W分别为Ti、Fe。

(1)C2H2的结构式为H—C≡C—H。(2)CO2在高温、高压下所形成的晶体其晶胞类似于SiO2晶体，属于原子晶体；一个碳原子连接4个氧原子形成4个σ键，为sp3杂化。(3)选择一个顶点为中心原子，离该3顶点最近的原子为面心原子，一个晶胞中有3个面心离此顶点距离最近且相等，一个晶胞中贡献个面心，2311配位数为×8＝12；一个晶胞中含有Ti原子为×8＋×6＝4,1 mol晶胞的质量为4Mr g，设该晶胞的“边282长”为a cm，则a3×NA×ρ＝4Mr。(4)②从元素周期表位置可知CO、N2的电子数为14，与CN互为等电－－－子体，CN中C、N原子间以三键相连。

7. (15分) 铜是日常生活中重要的金属，回答下列问题：

（1）Cu原子核外电子排布式为_________ ，属于 区的元素。

（2）黄铜是人类最早使用的合金之一，主要由Cu和Zn组成。第一电离能I1（Cu)_ __I1（Zn）

(填“＞”或“＜”)。原因是____ _。

（3）CuSO4中所含有的化学键类型是____ 、 __；阴离子(SO4)空间构型为__ _____，其中S原子的杂化类型为_________。

（4）金属Cu单质晶体中原子的堆积方式如下图甲所示，其晶胞如下图乙所示，这种堆积方式称为__ _____ ___，配位数为 ，该晶胞含有的原子数目 ，若丙是晶胞的一个切面图，铜原子的半径为rcm，阿伏加德罗常数的值为NA，则Cu晶体的密度为_ __g·cm－3（列出计算式）。

2-－

【答案】

(1). [Ar]3d4s ds (2). ＜ Zn核外电子排布为全满稳定结构，较难失电子

（2分） (3). 离子键

、共价键，

正四面体形 sp3 (4). 面心立方最密堆积 12 4 82/ ( r3NA ) g·cm-3

（3分）

【解析】：

（1）Cu是第29号元素，根据核外电子排布规律，所以核外电子排布式为[Ar] 3d4s, 铜属于ds区元素。

（2）Zn的第一电离能应高于Cu的第一电离能，原因是Zn的核外电子排布已经达到了每个能级都是全满的稳定结构，所以失电子比较困难。同时也可以考虑到Zn最外层上是一对电子，而Cu的最外层是一个电子，Zn电离最外层一个电子还要拆开电子对，额外吸收能量。

（3）硫酸铜为离子化合物，存在离子键，而阴离子SO42-中存在共价键；根据价层电子对互斥理论，其中心原子S的价电子对为4+(6＋2–4×2)/2 = 4对，所以空间构型为正四面体形，中心S为sp杂化。

（4）由图示可知，堆积方式为面心立方最紧密堆积。配位数为12, 该晶胞中的铜原子个数为8×+6×3331011012a= 4个，所以该晶胞的质量为4×64/NA g。，由丙可知晶胞的边长为22rcm ,体积V= 162rcm

，所以密2a2a度为：82/ ( rNA ) g·cm。

2a3-3