1、1第 3节 晶体结构与性质12017高考全国卷，35(5)MgO 具有 NaCl型结构(如图)，其中阴离子采用面心立方最密堆积方式，X 射线衍射实验测得 MgO的晶胞参数为 a0.420 nm，则 r(O2 )为 nm。MnO 也属于 NaCl型结构，晶胞参数为 a0.448 nm，则 r(Mn2 )为 nm。解析：因为 O2 采用面心立方最密堆积方式，所以面对角线长度是 O2 半径的 4倍，则有4 r(O2 )22 a2，解得 r(O2 ) 0.420 nm0.148 nm；MnO 也属于 NaCl型结构，24根据晶胞的结构可得 2r(Mn2 )2 r(O2 ) a，代入数据解得 r(Mn2
2、 )0.076 nm。答案：0.148 0.07622016高考全国卷，37(4)某镍白铜合金的立方晶胞结构如图所示。(1)晶胞中铜原子与镍原子的数量比为 。(2)若合金的密度为 d g/cm3，晶胞参数 a nm。解析：(1)Cu 原子位于面心，个数为 6 3，Ni 原子位于顶点，个数为 8 1，铜12 18原子与镍原子的数量比为 31。(2)以该晶胞为研究对象，则 g d 643 59NAg/cm3(a107 cm)3，解得 a 107。3 2516.021023d答案：(1)31 (2) 107(2516.021023d)13 32016高考全国卷，37(4)(5)砷化镓(GaAs)是优
3、良的半导体材料，可用于制作微型激光器或太阳能电池的材料等。回答下列问题：(1)GaF3的熔点高于 1 000 ，GaCl 3的熔点为 77.9 ，其原因是 。(2)GaAs的熔点为 1 238 ，密度为 gcm3 ，其晶胞结构如图所示。该晶体的类型为 ，Ga 与 As以 键键合。Ga 和 As的摩尔质量分别为 MGa gmol1 和 MAs gmol1 ，原子半径分别为 rGa pm和 rAs pm，阿伏加德罗常数值为 NA，则 GaAs晶胞中原2子的体积占晶胞体积的百分率为 。解析：(1)根据晶体类型比较熔点。一般来说，离子晶体的熔点高于分子晶体的熔点。(2)根据晶胞结构示意图可以看出，As
4、 原子与 Ga原子形成了空间网状结构的晶体，结合 GaAs的熔点知 GaAs是原子晶体。首先用均摊法计算出 1个晶胞中含有 As原子的个数：81/861/24，再通过观察可知 1个晶胞中含有 4个 Ga原子。4 个 As原子和 4个 Ga原子的总体积 V14 cm3；1 个晶胞的质量为 4个 As原子和 4个 Ga原子的质量之和，即 g，所以 1个晶胞的体积 V2(4MAsNA 4MGaNA)(MAs MGa) cm3。最后由 V1/V2即得结果。4 NA答案：(1)GaF 3为离子晶体，GaCl 3为分子晶体(2)原子晶体 共价 100%42016高考全国卷，37(3)(6)锗(Ge)是典型
5、的半导体元素，在电子、材料等领域应用广泛。回答下列问题：(1)比较下列锗卤化物的熔点和沸点，分析其变化规律及原因： 。GeCl4 GeBr4 GeI4熔点/ 49.5 26 146沸点/ 83.1 186 约 400(2)晶胞有两个基本要素：原子坐标参数，表示晶胞内部各原子的相对位置。如图为 Ge单晶的晶胞，其中原子坐标参数 A为(0，0，0)；B 为( ，0， )；C 为( ，0)。则 D原子的坐标参数为 12 12 1212。晶胞参数，描述晶胞的大小和形状。已知 Ge单晶的晶胞参数 a565.76 pm，其密3度为 gcm 3 (列出计算式即可)。解析：(1)根据表中数据得出，三种锗卤化物
6、都是分子晶体，其熔、沸点分别依次升高，而熔、沸点的高低与分子间作用力强弱有关，组成和结构相似的分子，分子间相互作用力强弱与分子的相对分子质量有关。(2)对照晶胞图示、坐标系以及 A、B、C 点坐标，选 A点为参照点，观察 D点在晶胞中位置(体对角线 处)，由 B、C 点坐标可以推知 D点坐标。14类似金刚石晶胞，1 个晶胞含有 8个锗原子， 107 gcm3 。8736.02565.763答案：(1)GeCl 4、GeBr 4、GeI 4的熔、沸点依次升高。原因是分子结构相似，相对分子质量依次增大，分子间相互作用力逐渐增强(2) 107(14， 14， 14) 8736.02565.7635(
7、2016高考海南卷)M 是第四周期元素，最外层只有 1个电子，次外层的所有原子轨道均充满电子。元素 Y的负一价离子的最外层电子数与次外层的相同。回答下列问题：(1)单质 M的晶体类型为 ，晶体中原子间通过 作用形成面心立方密堆积，其中M原子的配位数为 。(2)元素 Y基态原子的核外电子排布式为 ，其同周期元素中，第一电离能最大的是 (写元素符号)。元素 Y的含氧酸中，酸性最强的是 (写化学式)，该酸根离子的立体构型为 。(3)M与 Y形成的一种化合物的立方晶胞如图所示。该化合物的化学式为 ，已知晶胞参数 a0.542 nm，此晶体的密度为 gcm3 。(写出计算式，不要求计算结果。阿伏加德罗常
8、数为 NA)该化合物难溶于水但易溶于氨水，其原因是 。此化合物的氨水溶液遇到空气则被氧化为深蓝色，深蓝色溶液中阳离子的化学式为 。解析：根据题给信息推断 M为铜元素，Y 为氯元素。(1)单质铜的晶体类型为金属晶体，晶体中微粒间通过金属键作用形成面心立方最密堆积，铜原子的配位数为 12。(2)氯元素为 17号元素，位于第三周期，根据构造原理知其基态原子的核外电子排布式为 1s22s22p63s23p5或Ne3s 23p5，同周期元素由左向右元素原子的第一电离能总体上呈增大趋势，故其同周期元素中，第一电离能最大的是 Ar。氯元素的含氧酸中，酸性最强的是 HClO4，该酸根离子中氯原子为 sp3杂化
9、，没有孤电子对，立体构型为正四面体。(3)根据晶胞结构利用均摊法分析，每个晶胞中含有铜原子个数为81/861/24，氯原子个数为 4，该化合物的化学式为 CuCl；则 1 mol晶胞中含有 4 4mol CuCl，1 mol 晶胞的质量为 499.5 g，又晶胞参数 a0.542 nm，此晶体的密度为gcm3 或 gcm3 。该化合物难溶499.5NA（ 0.542） 310 21 4M（ CuCl）NAa310 21于水但易溶于氨水，其原因是 Cu 可与氨形成易溶于水的配位化合物。该溶液在空气中Cu 被氧化为 Cu2 ，故深蓝色溶液中阳离子的化学式为Cu(NH 3)42 。答案：(1)金属晶体 金属键 12(2)1s22s22p63s23p5(或Ne3s 23p5) Ar HClO 4 正四面体(3)CuCl 499.5NA（ 0.542） 310 21或 4M（ CuCl）NAa310 21Cu 可与氨形成易溶于水的配位化合物(或配离子) Cu(NH 3)42
