晶胞的计算.pdf
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1、第 1 页(共 5 页) 晶胞的计算 一、晶胞在高考中的地位分析: 2008、2009 年新课标,未对晶胞的计算进行考查; 2010 年新课标: 37(4) ,一空,化学式的计算; 2011 年新课标: 37(5) ,三空,晶胞中原子个数及密度的计算; 2012 年新课标: 37(6) ,两空,晶胞密度、离子距离的计算。 二、常见的晶胞计算题: 第一类:金属堆积方式的简单计算(空间利用率和密度)选三 P76 晶胞密度 =m( 晶胞 )/V( 晶胞 ) 空间利用率 =V( 球总体积 )/V( 晶胞体积 ) 100% 【注】 1m 10dm 10 2 cm 103 mm 106 um 109 nm
2、1012 pm 简单立方堆积: 假设球的半径为r cm ,则该堆积方式的空间利用率为: 体心立方堆积: 假设球的半径为r cm ,则该堆积方式的空间利用率为: 面心立方最密堆积: 甲乙丙 第 2 页(共 5 页) 假设球的半径为r cm ,则该堆积方式的空间利用率为: 再假设该金属的摩尔质量为Mg/mol,NA为阿伏伽德罗常数的数值,试计算该晶胞的密度: 【总结】必须掌握的常见晶胞及晶体结构 分子晶体:干冰、冰晶胞图形、晶胞组成特点; 原子晶体:金刚石(晶体硅)、二氧化硅晶胞组成特点、边长(体积、密度、原子最近距离)的计 算方式; 金属晶体:四种堆积方式的名称、图形、代表金属、边长(体积、密度
3、、原子最近距离)的计算方 式; 离子晶体: NaCl、CsCl、 CaF2晶胞图形、晶胞组成、边长(体积、密度、原子最近距离)的计算方 式。 【练习】中学化学教材中展示了NaCl 晶体结构,它向三维空间延伸得到完美晶体。NiO(氧化镍 ) 晶 体的结构与NaCl 相同, Ni 2+与最临近 O 2-的核间距离为 a cm,计算NiO 晶体的密度 ( 已知 NiO 的摩 尔质量为74.7 g/mol)。 (2) 天然和绝大部分人工制备的晶体都存在各种缺陷,例如在某氧化镍晶体中就存在如图所示的缺 陷:一个Ni 2+空缺,另有两个 Ni 2+被两个 Ni 3+所取代。其结果为晶体仍呈电中性,但化合物
4、中 Ni 和 O的比值却发生了变化。某氧化镍样品组成为Ni0.97O ,试计算该晶体中Ni 3+ 与 Ni 2+的离子个数之 比。 第 3 页(共 5 页) 第二类:晶胞灵活变形及计算 【例 1:2012 年新课标 37】 【化学选修3 物质结构与性质】(15 分) VIA族的氧、硫、硒(Se) 、碲 (Te) 等元素在化合物中常表现出多种氧化态,含VIA 族元素的化 合物在研究和生产中有许多重要用途。请回答下列问题: (1)S单质的常见形式为S8,其环状结构如下图所示,S原子采用的轨道杂化方式是; (2)原子的第一电离能是指气态电中性基态原子失去一个电子转化为气态基态正离子所需要的最 低能量
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