- 晶胞
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如图所示,在石墨晶体中,每一层由无数个正六边形构成,那么石墨晶体每一层内碳原子与C-C化学健之比是______.
正确答案
2:3
解析
解:每个碳原子连接3个C-C化学健,每个C-C化学健被2个碳原子共用,所以每个碳原子占有的C-C化学健个数=3
=,所以碳原子个数与C-C化学健之比是1:
=2:3,故答案为2:3.
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( )
正确答案
解析
解:由NaCl的晶胞图可知,NaCl的晶胞为正立方体结构,立方体的体心只有一个Na+,而其它的离子都处在立方体的面上,晶胞中的总原子数为27个,而表面上就有26个,故“NaCl”纳米颗粒的表面原子占总原子数的百分比为×100%=96.3%,
故选C.
高温超导材料是科学家研究的重点物质之一.
(1)科学家把C60和K掺杂在一起制造了一种富勒烯化合物,其晶胞如图1所示.该富勒烯化合物中的K原子和C60分子的个数比为______.
(2)某同学画出的C的核外电子排布(轨道表示式)如图2所示,该电子排布图(轨道表示式)违背了______,请你画出正确的电子排布图(轨道表示式)______.
(3)金属钾采用的是图3中的______(填字母代号)堆积方式.
(4)富勒烯(C60)的结构如图4所示.
①1mol C60分子中σ键的数目为______.
②已知:金刚石中的C-C的键长为154.45pm,C60中C-C键长为145~140pm.有同学据此推断C60的熔点高于金刚石,你认为是否正确并阐述理由:______.
正确答案
解:(1)该晶胞中C60个数=1+8×=2,6×2×
=6,所以K原子和C60分子的个数比为6:2=3:1,故答案为:3:1;
(2)根据洪特规则可知,电子排布时优先占据1个轨道,且自旋方向相同,所以其轨道排布图违反了洪特规则,其电子排布图为:,
故答案为:洪特规则,;
(3)钾是体心立方堆积,其配位数是8,故选A;
(4)①1个 C60分子中的一个碳原子含有1.5个σ键,所以一个 C60分子中含有90个σ键,则1mol C60分子中σ键的数目为90NA,
故答案为:90NA;
②原子晶体的熔点大于分子晶体,金刚石是原子晶体,C60是分子晶体,物质的熔点与键长无关,所以该说法错误,故答案为:错误,因为金刚石是原子晶体,而C60是分子晶体.
解析
解:(1)该晶胞中C60个数=1+8×=2,6×2×
=6,所以K原子和C60分子的个数比为6:2=3:1,故答案为:3:1;
(2)根据洪特规则可知,电子排布时优先占据1个轨道,且自旋方向相同,所以其轨道排布图违反了洪特规则,其电子排布图为:,
故答案为:洪特规则,;
(3)钾是体心立方堆积,其配位数是8,故选A;
(4)①1个 C60分子中的一个碳原子含有1.5个σ键,所以一个 C60分子中含有90个σ键,则1mol C60分子中σ键的数目为90NA,
故答案为:90NA;
②原子晶体的熔点大于分子晶体,金刚石是原子晶体,C60是分子晶体,物质的熔点与键长无关,所以该说法错误,故答案为:错误,因为金刚石是原子晶体,而C60是分子晶体.
已知X、Y、Z三种元素组成的化合物是离子晶体,其晶胞如图所示,则下面表示该化合物的化学式正确的( )
正确答案
解析
解:Z处于晶胞中心的原子被一个晶胞占有,X处于顶点上的原子被8个晶胞占有,Y处于棱上的原子被4个晶胞占有,
故晶胞中含有Z原子的数目为1、含有X原子的数目为8×=1、含有Y原子的数目为12×
=3,
所以Z、X、Y的原子个数比是1:1:3,所以其化学式为ZXY3,
故选A.
现有A、B、D、E、F、G六种前四周期元素,它们的原子序数依次增大,E、F同主族,A、B的最外层电子数之和与D的最外层电子数相等,A、D、E的质子数之和与F的原子序数相等,A能分别与B、D、E形成电子总数相等的分子.E、F均能形成多种同素异形体,G2+的3d能级有8个电子.
(1)G原子的外围电子排布式______;F的核外电子空间运动状态有______种
(2)B、D、E三种元素中电负性最大的是______
(3)B、E、G形成的配合物G(BE)4,常温下G(BE)4为液态,易溶于CCl4、苯等有机溶剂,G(BE)4属于______晶体
(4)BA4、DH3两种分子在A2E中的溶解度相差很大,其原因是______;
(5)B和D形成的化合物结构如图1,其硬度超过金刚石晶体,成为首屈一指的超硬新材料.写出该化合物的化学式______;其硬度超过金刚石的原因是______.
(6)A2是新型清洁能源,镧(La)和G单质的合金可做存储A2的材料.该合金的晶胞如图2所示,若该晶胞的棱长为a pm,则该晶体的密度为______g/cm3(阿伏加德罗常数用NA表示)
正确答案
解:(1)核外电子排满4s再排3d,3d能级中有8个电子,故G原子的外围电子排布式为3d84s2,即G元素为Ni,F为S,其核外电子排布为1s22s22p63s23p4,故其运动状态有16种;故答案为:3d84s2;16;
(2)依据分析可知:B、D、E三种元素分别为C、N、O,非金属性越强,电负性越大,故O的电负性最大,
故答案为:O;
(3)C、O、Ni形成的配合物Ni(CO)4为液态,易溶于CCl4、苯等有机溶剂,故为分子晶体,
故答案为:分子晶体;
(4)CH4为非极性分子,NH3为极性分子,H2O为极性溶剂,根据相似相容原理,NH3在水中的溶解度大,且NH3与H2O可形成分子间氢键,增大了NH3在H2O中的溶解度,
故答案为:CH4为非极性分子,NH3为极性分子,H2O为极性溶剂,根据相似相容原理,NH3在水中的溶解度大,且NH3与H2O可形成分子间氢键,增大了NH3在H2O中的溶解度;
(5)由C和N写成的化合物中,每个C成4个共价键,故晶胞中C的个数为:,每个N成3个共价键,故晶胞中N的个数为
,即C:N=
=3:4,故该化合物的化学式为:C3N4; 由于此化合物中碳氮键的键长小于碳碳键的键长,所以它的硬度超过金刚石,
故答案为:C3N4;碳氮键的键长小于碳碳键的键长,所以前者的键能大,故其硬度大;
(6)每个晶胞中,La位于顶点,8×=1,Ni位于体心和面心,1+8×
=5,化学式为LaNi5;
晶胞中含有1个lLa原子,5个Ni原子,则晶胞质量为g,该晶胞体积为a3pm3=(a×10-10)3cm3,则密度ρ=
,
故答案为:.
解析
解:(1)核外电子排满4s再排3d,3d能级中有8个电子,故G原子的外围电子排布式为3d84s2,即G元素为Ni,F为S,其核外电子排布为1s22s22p63s23p4,故其运动状态有16种;故答案为:3d84s2;16;
(2)依据分析可知:B、D、E三种元素分别为C、N、O,非金属性越强,电负性越大,故O的电负性最大,
故答案为:O;
(3)C、O、Ni形成的配合物Ni(CO)4为液态,易溶于CCl4、苯等有机溶剂,故为分子晶体,
故答案为:分子晶体;
(4)CH4为非极性分子,NH3为极性分子,H2O为极性溶剂,根据相似相容原理,NH3在水中的溶解度大,且NH3与H2O可形成分子间氢键,增大了NH3在H2O中的溶解度,
故答案为:CH4为非极性分子,NH3为极性分子,H2O为极性溶剂,根据相似相容原理,NH3在水中的溶解度大,且NH3与H2O可形成分子间氢键,增大了NH3在H2O中的溶解度;
(5)由C和N写成的化合物中,每个C成4个共价键,故晶胞中C的个数为:,每个N成3个共价键,故晶胞中N的个数为
,即C:N=
=3:4,故该化合物的化学式为:C3N4; 由于此化合物中碳氮键的键长小于碳碳键的键长,所以它的硬度超过金刚石,
故答案为:C3N4;碳氮键的键长小于碳碳键的键长,所以前者的键能大,故其硬度大;
(6)每个晶胞中,La位于顶点,8×=1,Ni位于体心和面心,1+8×
=5,化学式为LaNi5;
晶胞中含有1个lLa原子,5个Ni原子,则晶胞质量为g,该晶胞体积为a3pm3=(a×10-10)3cm3,则密度ρ=
,
故答案为:.
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