- 晶胞
- 共1643题
O和Na形成的一种只含有离子键的离子化合物的晶胞结构如图,距一个阴离子周围最近的所有阳离子为顶点构成的几何体为______.已知该晶胞的密度为ρ g/cm3,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)
正确答案
解:由Na2O晶胞结构结构可知,晶胞中黑色球数目=8×+6×
=4,白色球数目=8,故白色球为Na+离子、黑色球为O2-,以晶胞中上面心O2-离子为研究对象,距一个O2-周围最近的Na+离子有8个,位于晶胞中上层4个Na+及上面晶胞中的下层4个Na+,8个Na+离子构成的几何体中每个都是正方形,形成立方体结构;
该晶胞质量=4×g,该晶胞的密度为ρ g•cm-3,则晶胞边长a=
=
cm,
故答案为:立方体结构;.
解析
解:由Na2O晶胞结构结构可知,晶胞中黑色球数目=8×+6×
=4,白色球数目=8,故白色球为Na+离子、黑色球为O2-,以晶胞中上面心O2-离子为研究对象,距一个O2-周围最近的Na+离子有8个,位于晶胞中上层4个Na+及上面晶胞中的下层4个Na+,8个Na+离子构成的几何体中每个都是正方形,形成立方体结构;
该晶胞质量=4×g,该晶胞的密度为ρ g•cm-3,则晶胞边长a=
=
cm,
故答案为:立方体结构;.
1967年舒尔滋提出金属互化物的概念,其定义为固相金属间化合物拥有两种或两种以上的金属元素,如Cu9Al4、Cu5Zn8等.回答下列问题:
(1)某种金属互化物具有自范性,原子在三维空间里呈周期性有序排列,该金属互化物属于______(填“晶 体”或“非晶体”).
(2)基态铜原子有______个未成对电子,二价铜离子的电子排布式为______,在CuS04溶液 中滴入过量氨水,形成配合物的颜色为______.
(3)铜能与类卤素(SCN)2反应生成Cu(SCN)2,1mol(SCN)2分子中含有.键的数目为______;类卤素(SCN)2对应的酸有两种,理论上硫氰酸(H-S-C≡N)的沸点低于异硫氰酸(H-N=C=S)的沸点,其原因是______.
(4)ZnS的晶胞结构如图1所示,在ZnS晶胞中,S2-的配位数为______.
(5)铜与金形成的金属互化物结构如图2,其晶胞边长为a nm,该金属互化物的密度为______(用含“a、NA 的代数式表示)g•cm-3.
正确答案
解:(1)晶体中粒子在三维空间里呈周期性有序排列,有自范性;而非晶体中原子排列相对无序,无自范性,故答案为:晶体;
(2)Cu为29号元素,电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s1,可以看出只有4S轨道上的电子未成对,二价铜离子的电子排布式为1s22s22p63s23p63d9,在CuS04溶液 中滴入过量氨水,形成配合物为[Cu(NH3)4]2+,为深蓝色,故答案为:1;1s22s22p63s23p63d9;深蓝色;
(3)(SCN)2分子结构式为N≡C-S-S-C≡N,1个N≡C键中有1个θ键,其余两个为π键,1mol(SCN)2分子中含有θ键的数目为5NA,异硫氰酸(H-N=C=S)分子中N原子上连接有H原子,分子间能形成氢键,故沸点高,故答案为:5NA;异硫氰酸分子间可形成氢键,而硫氰酸不能;
(4)根据图1,距离S2-最近的锌离子有4个,即S2-的配位数为4,故答案为:4;
(5)Cu原子位于晶胞面心,数目为6×=3,Au原子为晶胞顶点,数目为8×
=1,晶胞体积V=(a×10-7)3,密度
=
=
g•cm-3,故答案为:
.
解析
解:(1)晶体中粒子在三维空间里呈周期性有序排列,有自范性;而非晶体中原子排列相对无序,无自范性,故答案为:晶体;
(2)Cu为29号元素,电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s1,可以看出只有4S轨道上的电子未成对,二价铜离子的电子排布式为1s22s22p63s23p63d9,在CuS04溶液 中滴入过量氨水,形成配合物为[Cu(NH3)4]2+,为深蓝色,故答案为:1;1s22s22p63s23p63d9;深蓝色;
(3)(SCN)2分子结构式为N≡C-S-S-C≡N,1个N≡C键中有1个θ键,其余两个为π键,1mol(SCN)2分子中含有θ键的数目为5NA,异硫氰酸(H-N=C=S)分子中N原子上连接有H原子,分子间能形成氢键,故沸点高,故答案为:5NA;异硫氰酸分子间可形成氢键,而硫氰酸不能;
(4)根据图1,距离S2-最近的锌离子有4个,即S2-的配位数为4,故答案为:4;
(5)Cu原子位于晶胞面心,数目为6×=3,Au原子为晶胞顶点,数目为8×
=1,晶胞体积V=(a×10-7)3,密度
=
=
g•cm-3,故答案为:
.
金属钛性能优越,被誉为继Fe、Al后应用广泛的“第三金属”.
(1)Ti基态原子的电子排布式为______.
(2)钛能与B、C、N、O等非金属元素形成稳定的化合物.电负性:C______(填“>”或“<”下同)B;第一电离能:N______O.
(3)月球岩石--玄武岩的主要成分为钛酸亚铁(FeTiO3). FeTiO3与80%的硫酸反应可生成TiOSO4.SO42-的空间构型为______形,其中硫原子采用______杂化.
(4)磷酸钛〔Ti3(PO4)4]锂离子电池能量密度大、安全性高.Ti3(PO4)4可由TiOSO4与H3PO4反应制得.两分子H3PO4发生脱水生成焦磷酸;则三分子H3PO4脱去两分子H2O生成三磷酸,其结构式为______,四分子H3PO4 脱去四分子H2O生成的四偏磷酸属于______元酸.
(5)Ti的氧化物和CaO相互作用能形成钛酸盐CaTiO3,CaTiO3的晶体结构如图所示(Ti4+位于立方体的顶点).该晶体中,Ti4+和周围______个O2-相紧邻.
(6)Fe能形成多种氧化物,其中FeO晶胞结构为NaCI型.晶体中实际上存在空位、错位、杂质原子等缺陷,晶体缺陷对晶体的性质会产生重大影响.由于晶体缺陷,在晶体中Fe和O的个数比发生了变化,变为FexO(x<1)中,若测得某FexO晶体密度为5.71g•cm-3,晶胞边长为4.28X10-10 m,则FexO中x=______.
正确答案
1s22s22p63s23p63d24s2
>
>
正四面体
sp3
四
12
0.92
解析
解:(1)Ti是22号元素,原子核外有22个电子,根据构造原理知Ti基态原子的电子排布式为1s22s22p63s23p63d24s2;
故答案为:1s22s22p63s23p63d24s2;
(2)C和B属于同一周期且C的原子序数大于B,所以电负性C>B,N原子中2p轨道处于半充满状态,O原子中2p轨道既不是半充满也不是全空或全满,所以N原子第一电离能比O原子大;
故答案为:>;>;
(3)SO42-中价电子数=4+(6+2-4×2)=4,且硫酸根离子中不含孤电子对,所以硫酸根离子呈正四面体构型,采用sp3杂化;
故答案为:正四面体;sp3;
(4)三分子磷酸可脱去两分子水生成三磷酸,分子式为H5P3O10,P-O键没有变,氢原子都是与氧原子相连,结构式为;
四分子H3PO4 脱去四分子H2O生成的四磷酸,四磷酸脱去一分子H2O生成四偏磷酸,故四偏磷酸属于四元酸;
故答案为:;四;
(5)O2-、Ti4+分别位于立方体的面心和顶点,与顶点Ti4+紧邻等距离最近的O2-位于晶胞的三个平面,即横平面、正平面和侧平面,将每个平面扩展,则每个平面中距离Ti4+最近的O2-均有4个,故共有3×4=12;
故答案为:12;
(6)FexO晶体的晶胞结构为NaCl型,所以每个晶胞中含有4个FexO,根据m=ρV得:(56x+16)×=5.71g•cm-3×(4.28X10-10 m×100)3,解得:x=0.92.
故答案为:0.92.
石墨烯(如图甲)是一种由单层碳原子构成的平面结构新型碳材料,石墨烯中部分碳原子被氧化后,其平面结构会发生改变,转化为氧化石墨烯(如图乙).
(1)图甲中,1号C与相邻C形成σ键的个数为______.
(2)图乙中,1号C的杂化方式是______,该C与相邻C形成的键角______(填“>”“<”或“=”)图甲中1号C与相邻C形成的键角.
(3)若将图乙所示的氧化石墨烯分散在H2O中,则氧化石墨烯中可与H2O形成氢键的原子有______(填元素符号).
(4)石墨烯可转化为富勒烯(C60),某金属M与C60可制备一种低温超导材料,晶胞如图丙所示,M原子位于晶胞的棱上与内部,该晶胞中M原子的个数为______,该材料的化学式为______.
正确答案
解:(1)由图可知,甲中,1号C与相邻C形成3个C-C键,形成σ键的个数为3,故答案为:3;
(2)图乙中,1号C形成3个C-C及1个C-O键,C原子以sp3杂化,为四面体构型,而石墨烯中的C原子杂化方式均为sp2,为平面结构,则图乙中C与相邻C形成的键角<图甲中1号C与相邻C形成的键角,故答案为:sp3;<;
(3)水中的O电负性较强,吸引电子能力的强,易与氧化石墨烯中的O-H上的H形成氢键,氧化石墨烯中O与水中的H形成氢键,故答案为:O、H;
(4)M原子位于晶胞的棱上与内部,棱上有12个M,内部有9个M,其个数为12×+9=12,C60分子位于顶点和面心,C60分子的个数为8×
+6×
=4,M原子和C60分子的个数比为3:1,则该材料的化学式为M3C60,
故答案为:12;M3C60.
解析
解:(1)由图可知,甲中,1号C与相邻C形成3个C-C键,形成σ键的个数为3,故答案为:3;
(2)图乙中,1号C形成3个C-C及1个C-O键,C原子以sp3杂化,为四面体构型,而石墨烯中的C原子杂化方式均为sp2,为平面结构,则图乙中C与相邻C形成的键角<图甲中1号C与相邻C形成的键角,故答案为:sp3;<;
(3)水中的O电负性较强,吸引电子能力的强,易与氧化石墨烯中的O-H上的H形成氢键,氧化石墨烯中O与水中的H形成氢键,故答案为:O、H;
(4)M原子位于晶胞的棱上与内部,棱上有12个M,内部有9个M,其个数为12×+9=12,C60分子位于顶点和面心,C60分子的个数为8×
+6×
=4,M原子和C60分子的个数比为3:1,则该材料的化学式为M3C60,
故答案为:12;M3C60.
下列说法正确的是 ①NaCl晶体中每个Na+同时吸引着8个Cl-,CsCl晶体中每个Cl-同时吸引着6个Cs+②蔗糖、硫酸钡和水分别属于非电解质、强电解质和弱电解质 ③水分子之间存在氢键,所以水受热不易分解 ④胶体的本质特征是丁达尔现象 ⑤除去铁粉中混有的少量铝粉,可加入过量的氢氧化钠溶液,完全反应后过滤 ⑥可用Ba(OH)2溶液同时鉴别Fe(NO3)3、AlCl3、NH4Cl、FeCl2、Na2SO4五种溶液( )
正确答案
解析
解:①NaCl晶体中每个Na+同时吸引着6个Cl-,CsCl晶体中每个Cl-同时吸引着8个Cs+,故错误.②硫酸钡虽然难溶于水,但在熔融状态能完全电离,所以属于强电解质;蔗糖在水溶液里以分子存在,属于非电解质;水能部分电离,属于弱电解质,所以蔗糖、硫酸钡和水分别属于非电解质、强电解质和弱电解质,故正确.
③水分子之间存在氢键,导致水的熔沸点较大,水中氧元素的非金属性较强,所以其氢化物较稳定,即水受热不易分解,故错误.
④胶体的本质特征是微粒直径在1-100nm之间,故错误.
⑤铝粉能和氢氧化钠反应生成可溶性的偏铝酸钠,但铁和氢氧化钠不反应,所以除去铁粉中混有的少量铝粉,可加入过量的氢氧化钠溶液,完全反应后过滤,故正确.
⑥氢氧化钡和硝酸铁反应生成红褐色的氢氧化铁沉淀;和氯化铝反应先生成白色沉淀,当氢氧化钡过量时白色沉淀又溶解;和氯化铵反应生成刺激性气味的气体;和氯化亚铁反应先生成白色絮状沉淀,立即白色沉淀又转变为红褐色沉淀;和硫酸钠反应生成白色沉淀,且氢氧化钡过量时,白色沉淀不消失;所以可用Ba(OH)2溶液同时鉴别Fe(NO3)3、AlCl3、NH4Cl、FeCl2、Na2SO4五种溶液,故正确.
故选A.
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