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高二 科目 化学 选修 3 第三章

晶体结构与性质 晶体计算专题 班级________姓名_______小组评价____________教师评价____________使用日期 第三章

晶体计算专题

主备人：石晓艳 审核人：高二备课组

【学习目标】1、了解晶体的类型，了解不同类型晶体中结构微粒。

2、能根据晶胞确定晶体的组成并进行相关的计算。

3、掌握常见的晶体计算方法。

【学习重点】

均摊法的掌握和密度计算公式的推导应用。

探究案

题型一、均摊法的相关计算

例1、某晶体的一部分如图所示。晶体中A、B、C三种粒子数之比是(

) A．3∶9∶4

B．1∶4∶2

C．2∶9∶4

D．3∶8∶4

例2、硼的基本结构单元都是由硼组成的正二十面体的。其中含有20个等边三角形和一定数目的顶角，每个顶角各有一个硼，试观察图形回答．这个基本结构单元由________个硼组成，共含有________个B-B键．

例3、Sb的一种氧化物高于843K时会转化为长链的大分子，其结构片段如图，则该分子中Sb、O的原子个数比为

例4、最近发现一种钛原子和碳原子构成的气态团簇分子，如上图所示，其化学式是(

) A.Ti14C13 B.Ti4C4 C.TiC D.Ti14C12

【小结】

题型二、有关配位数的计算

2+2-例5、FeO晶胞属于NaCl型，FeO晶体中Fe配位数为

，这些O形成的结构2+2+2+为 ，晶体中每个Fe的周围与它最接近的且等距的Fe共有 ，这些Fe形成的结构为 。

【小结】

题型三、晶体密度的相关计算

例6、碳的另一种单质C60可以与钾形成低温超导化合物，晶体结构如图所示．K位于立方体的棱上和立方体的内部，此化合物的化学式为

；

⑴若其晶胞参数为1.4nm，晶体密度为

g•cm．

⑵若晶体密度为ρ g/cm，NA为阿伏加德罗常数值，则其晶胞参数为 pm（列式表示）。

【小结】

题型四、晶体中微粒间距离的计算

例7、ZnS在荧光体、光导体材料、涂料、颜料等行业中应用广泛。立方ZnS晶体结构如下图所示，其晶胞边上长为540.0pm， a位置S离子与b位置Zn之间的距离为

pm（列式表示）。

【小结】

题型五、晶体坐标参数

例8、如图所示，NiO晶胞中离子坐标参数A为（0，0，0），B为（1，1，0），则C离子坐标参数为

．

【小结】

2-2+3﹣3

2

训练案

1、硼与镁形成的高温超导材料晶体结构如图所示。该六方晶胞中镁原子与硼原子的数量比为____________。 2、碳的一种同素异形体C60,又名足球烯,是一种高度对称的球碳分子. 这个基本结构单元共含有________个C-C键．据报道，科研人员应用电子计算机模拟出来类似C60的物质N60，试推测下列有关N60的说法正确的是（ ）

A.N60易溶于水 B.N60是一种原子晶体，有较高的熔点和沸点

C.熔点N60>N2 D.N60为金属晶体

3、在硅酸盐中,四面体下图(a)]通过共用顶角氧离子可形成岛子数状、链状、层状、骨架网状四大类结构型式.下图(b)为一种无限长单链结构的多硅酸根:其中Si原子的杂化形式为_____.Si与O的原之比为_____,化学式为_____.

4、纳米材料的表面粒子数占总粒子数的比例极大，这是它具有许多特殊性质的原因。假设某氯化钠纳米颗粒的大小和形状恰好与氯化钠晶胞的大小和形状（如图所示）相同。则这种纳米颗粒的表面粒子数占总粒子数的百分数为（ ）

A、87.5％

5、CaC2晶体的晶胞结构与NaCl晶体的相似（如图所示），但CaC2晶体中含有的中哑铃形C2的存在，使晶胞沿一个方向拉长．1个Ca周围距离最近且等距离的C2数目为

．

6、金刚砂（SiC）的硬度为9.5，其晶胞结构如图所示，则金刚砂晶体类型为

，在SiC中，每个Si原子周围最近的C原子数目为

个，每个C原子周围最近的C原子数目为

个；若晶胞的边长为a

pm，则金刚砂的密度表达式为

g/cm3。

2﹣2﹣2+B、92.9％

C、96.3％

D、100％

3

7、S和Fe形成的某化合物，其晶胞如图所示，该物质的化学式为

．假设该晶胞的密度为ρ g/cm，NA表示阿伏加德罗常数，则该晶胞中距离最近的S原子之间的距离为（列出计算式即可）

cm．

8、某光电材料由锗的氧化物与铜的氧化物按一定比例熔合而成，其中锗的氧化物晶胞结构如图所示，该物质的化学式为

．已知该晶体密度为7.4g/cm，晶胞边长为4.3×10子质量为

（保留小数点后一位）

9、锗（Ge）是典型的半导体材料，表示晶胞有两个基本要素：①原子坐标参数，表示晶胞内部各原子的相对位置。右图为锗单晶的晶胞，其中原子坐标参数：

A为（0，0，0）；B为（1/2，0，1/2 ）；C为（1/2，1/2，0）。则D原子的坐标参数为

。

②晶胞参数，描述晶胞的大小和形状。已知Ge单晶的晶胞参数a=565.76pm，其密度为

g·cm（列出计算式即可）。

10、某种离子型铁的氧化物晶胞如图所示，它由A、B方块组成。则该氧化物中Fe、Fe、O的个数比为_______（填最简整数比）；己知该晶体的密度为dg/cm，阿伏加德罗常数的值为NA，则晶胞参数a为_____________________nm（用含d 和NA的代数式表示）。

2-32+3+-33﹣103m．锗的相对原

11、金属镁晶体中原子的堆积方式为六方最密堆积如图A所示，晶胞可用图B表示．设金属镁的原子半径为a cm，晶胞的高为b cm，则该晶体的空间利用率为

（写出计算式）；设晶胞中A点原子的坐标为（0，0，0），C点原子的坐标为（2a，0，0），D点原子的坐标为（0，0，b），则B点原子的坐标为

．

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