- 晶胞
- 共1643题
某离子化合物的晶胞如右图所示立体结构,晶胞是整个晶体中最基本的重复单位.阳离子位于此晶胞的中心,阴离子位于8个顶点,该离子化合物中,阴、阳离子个数比是( )
正确答案
解析
解:根据均摊法,由图可知阳离子位于此晶胞的中心,数目为1,阴离子位于8个顶点,数目为=1,所以阴、阳离子个数比是1:1,故选D.
按要求完成下列各小题:
(1)如图为NaCl晶体结构图,图中直线交点处为NaCl晶体中Na+与Cl-所处的位置(不考虑休积的大小).请将其中代表Na+的圆圈涂黑,以完成NaCl晶体的结构示意图______.
(2)干冰晶体中,每个CO2所处的位置与NaCl晶体中Na+或Cl-的位置相同.干冰晶体中,在每个CO2分子的周围与它最接近的且距离相等的CO2分子共有______个.
(3)碳化硅(SiC)是一种具有类似金刚石结构的晶体,其中C原子和Si原子的位置是交替的.在下列三种晶体①金刚石 ②晶体硅 ③碳化硅中,它们的熔点从高到低的顺序是______(填序号).
(4)C60固体与金刚石熔点更高的是______,原因是______.
正确答案
解:(1)氯化钠晶体中,钠离子或氯离子的配位数都是6,氯化钠晶体的结构示意图为,故答案为:
;
(2)采用沿X、Y、Z三轴切割的方法判断二氧化碳分子的个数为12,故答案为:12;
(3)这三种晶体都是原子晶体,原子晶体的熔点与形成化学键的键长、键能有关,键长越短,键能越大,形成的化学键越稳定,其熔点越高,硅硅键的键长>碳硅键的键长>碳碳键的键长,所以它们的熔点从高到低的顺序是1、3、2,故答案为:1、3、2;
(4)原子晶体的熔点大于分子晶体的熔点,C60是分子晶体,金刚石是原子晶体,所以熔点更高的是金刚石;原因是:金刚石是原子晶体,而C60固体是分子晶体,原子晶体的熔点高于分子晶体,故答案为:金刚石;金刚石是原子晶体,而C60固体是分子晶体,原子晶体的熔点高于分子晶体.
解析
解:(1)氯化钠晶体中,钠离子或氯离子的配位数都是6,氯化钠晶体的结构示意图为,故答案为:
;
(2)采用沿X、Y、Z三轴切割的方法判断二氧化碳分子的个数为12,故答案为:12;
(3)这三种晶体都是原子晶体,原子晶体的熔点与形成化学键的键长、键能有关,键长越短,键能越大,形成的化学键越稳定,其熔点越高,硅硅键的键长>碳硅键的键长>碳碳键的键长,所以它们的熔点从高到低的顺序是1、3、2,故答案为:1、3、2;
(4)原子晶体的熔点大于分子晶体的熔点,C60是分子晶体,金刚石是原子晶体,所以熔点更高的是金刚石;原因是:金刚石是原子晶体,而C60固体是分子晶体,原子晶体的熔点高于分子晶体,故答案为:金刚石;金刚石是原子晶体,而C60固体是分子晶体,原子晶体的熔点高于分子晶体.
有下列离子晶体立体结构示意图:
若以M代表阳离子,以N代表阴离子,则各离子晶体的组成表达式完全正确的组合是( )
正确答案
解析
解:①M位于顶点,数目为4×=
,N位于顶点,数目为4×
=
,微粒数目为1:1,即化学式为MN;
②M分别位于晶胞的体心和顶点位置,体心占1个,顶点占8×=1个,共2个,N分别位于面上和体内,面上4×
=2个,体内2个,共4个,即晶胞中两种微粒数目之比为1:2,化学式为MN2;
③M位于顶点,数目为4×=
,N位于体心,数目为1,化学式为MN2;
④M位于顶点,数目为8×=1,N位于体心,数目为1,化学式为MN;
故选A.
已知A、B、C、D、E、F六种元素的原子序数依次递增,A、B、C、D位于前三周期.A位于周期表的s区,其原子中电子层数和未成对电子数相同;B的基态原子中电子占据三种能量不同的原子轨道,且每种轨道中的电子总数相同;D原子的核外成对电子数是未成对电子数的3倍;F为28号元素;E的一种氧化物具有磁性.请回答下列问题:
(1)基态E核外电子排布式为______,第二周期基态原子未成对电子数与F相同且电负性最小的元素名称为______.
(2)CD3-的空间构型______(用文字描述).
(3)配合物F(BD)n的中心原子价电子数与配体提供电子总数之和为18,则n=______,根据等电子原理,BD分子内σ键与π键个数之比为______.
(4)A、B、D三种元素组成的一种化合物M是新装修居室中常含有的一种有害气体;M分子中的中心原子采用______杂化.
(5)一种E和F的合金晶体具有面心立方最密堆积的结构.在晶胞中,F原子位于顶点,E原子位于面心,则该合金中F原子与E原子个数之比为______,若该晶胞的边长为apm,则合金的密度为______g•cm-3(只要求列算式,不必计算出数值,阿伏伽德罗常数为NA).
正确答案
解:A、B、C、D、E、F六种元素的原子序数依次递增,A、B、C、D位于前三周期,A位于周期表的s区,其原子中电子层数和未成对电子数相同,则A是H元素;B的基态原子中电子占据三种能量不同的原子轨道,且每种轨道中的电子总数相同,则B是C元素;D原子的核外成对电子数是未成对电子数的3倍,则D是O元素,C的原子序数大于B而小于D,则C是N元素;F为28号元素,则F是Ni元素;E的一种氧化物具有磁性,则E是Fe元素,
(1)E是Fe元素,其原子核外有26个电子,根据构造原理知,基态Fe核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d64s2,Ni原子未成对电子数是2,第二周期基态原子未成对电子数与F相同且电负性最小的元素名称为碳,
故答案为:1s22s22p63s23p63d64s2;碳;
(2)NO3-中价层电子对个数=3+(5+1-3×2)=3且不含孤电子对,所以为平面三角形,故答案为:平面三角形;
(3)配合物Ni(CN)n的中心原子价电子数与配体提供电子总数之和为18,Ni原子价电子数是10,每个CN提供2个电子,则n=4,等电子体结构相似,CO和N2为等电子体,其结构相似,根据等电子原理,CO分子内σ键与π键个数之比为1:2,
故答案为:4;1:2;
(4)A、B、D三种元素组成的一种化合物M是新装修居室中常含有的一种有害气体,则该M的化学式为HCHO,M分子中的中心原子价层电子对个数为3且不含孤电子对,所以采用sp2杂化,故答案为:sp2;
(5)一种E和F的合金晶体具有面心立方最密堆积的结构,在晶胞中,Ni原子位于顶点,Fe原子位于面心,Ni原子个数=8×=1,Fe原子个数=6×
=3,则该合金中F原子与E原子个数之比,1:3,若该晶胞的边长为apm,则合金的密度=
=
=
g•cm-3,
故答案为:.
解析
解:A、B、C、D、E、F六种元素的原子序数依次递增,A、B、C、D位于前三周期,A位于周期表的s区,其原子中电子层数和未成对电子数相同,则A是H元素;B的基态原子中电子占据三种能量不同的原子轨道,且每种轨道中的电子总数相同,则B是C元素;D原子的核外成对电子数是未成对电子数的3倍,则D是O元素,C的原子序数大于B而小于D,则C是N元素;F为28号元素,则F是Ni元素;E的一种氧化物具有磁性,则E是Fe元素,
(1)E是Fe元素,其原子核外有26个电子,根据构造原理知,基态Fe核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d64s2,Ni原子未成对电子数是2,第二周期基态原子未成对电子数与F相同且电负性最小的元素名称为碳,
故答案为:1s22s22p63s23p63d64s2;碳;
(2)NO3-中价层电子对个数=3+(5+1-3×2)=3且不含孤电子对,所以为平面三角形,故答案为:平面三角形;
(3)配合物Ni(CN)n的中心原子价电子数与配体提供电子总数之和为18,Ni原子价电子数是10,每个CN提供2个电子,则n=4,等电子体结构相似,CO和N2为等电子体,其结构相似,根据等电子原理,CO分子内σ键与π键个数之比为1:2,
故答案为:4;1:2;
(4)A、B、D三种元素组成的一种化合物M是新装修居室中常含有的一种有害气体,则该M的化学式为HCHO,M分子中的中心原子价层电子对个数为3且不含孤电子对,所以采用sp2杂化,故答案为:sp2;
(5)一种E和F的合金晶体具有面心立方最密堆积的结构,在晶胞中,Ni原子位于顶点,Fe原子位于面心,Ni原子个数=8×=1,Fe原子个数=6×
=3,则该合金中F原子与E原子个数之比,1:3,若该晶胞的边长为apm,则合金的密度=
=
=
g•cm-3,
故答案为:.
卤族元素的单质和化合物很多,我们可以利用所学物质结构与性质的相关知识去认识和理解它们.
(1)卤族元素位于周期表的______区;溴的价电子排布式为______.
(2)在不太稀的溶液中,氢氟酸是以二分子缔合(HF)2形式存在的.使氢氟酸分子缔合的作用力是______.
(3)请根据下表提供的第一电离能数据判断:最有可能生成较稳定的单核阳离子的卤素原子是______.
(4)已知高碘酸有两种形式,化学式分别为H5IO6()和HIO4,前者为五元酸,后者为一元酸.请比较二者酸性强弱:H5IO6______HIO4.(填“>”、“<”或“=”)
(5)碘在水中的溶解度虽然小,但在碘化钾溶液中溶解度却明显增大这是由于溶液中发生下列反应I-+I2=I3-.I3-离子的中心原子周围σ键电子对对数为______,孤电子对对数为______,I3-离子的空间构型为______.与KI3类似的,还有CsICl2等.已知CsICl2不稳定,受热易分解,倾向于生成晶格能更大的物质,则它按下列______式发生.
A.CsICl2=CsCl+ICl B.CsICl2=CsI+Cl2
(6)已知ClO2-为角型,中心氯原子周围有四对价层电子.ClO2-中心氯原子的杂化轨道类型为______,写出一个ClO2-的等电子体______.
(7)如图1为碘晶体晶胞结构.有关说法中正确的是______.
A.碘分子的排列有2种不同的取向,2种取向不同的碘分子以4配位数交替配位形成层结构
B.用均摊法可知平均每个晶胞中有4个碘原子
C.碘晶体为无限延伸的空间结构,是原子晶体
D.碘晶体中的碘原子间存在非极性键和范德华力
(8)已知CaF2晶体(如图2)的密度为ρg/cm3,NA为阿伏加德罗常数,相邻的两个Ca2+的核间距为a cm,则CaF2的相对分子质量可以表示为______.
正确答案
解:(1)根据构造原理知,卤族元素最后填入的电子为p电子,所以卤族元素位于元素周期表的p区;溴是35号元素,最外层电子为其价电子,4s能级上排列2个电子,4p能级上排列5个电子,所以其价电子排布式为4s24p5,故答案为:p;4s24p5;
(2)HF分子之间存在氢键,使氢氟酸分子缔合,故答案为:氢键;
(3)卤族元素包含:F、Cl、Br、I、At元素,元素的第一电离能越小,元素失电子能力越强,得电子能力越弱,则越容易形成阳离子,根据表中数据知,卤族元素中第一电离能最小的是I元素,则碘元素易失电子生成简单阳离子,故答案为:I;
(4)H5IO6()中含有5个羟基氢,为五元酸,含非羟基氧原子1个,HIO4为一元酸,含有1个羟基氢,含非羟基氧原子3个,所以酸性:H5IO6<HIO4,故答案为:<;
(5)I3-离子的中心原子形成2个I-I;最外层8个电子,则孤电子对对数为3,空间构型为直线型;离子晶体中离子电荷越多,半径越小离子键越强,离子晶体的晶格能越大,已知已知CsICl2不稳定,受热易分解,倾向于生成晶格能更大的物质,所以发生的反应为CsICl2=CsCl+ICl,
故答案为:2;3;直线型;A;
(6)ClO2-中心氯原子的价层电子对数n=2+=4,属于sp3杂化;等电子体具有相同的电子数目和原子数目的微粒,所以与ClO2-互为等电子体的分子为Cl2O、OF2等,故答案为:sp3;Cl2O或OF2;
(7)A.碘分子的排列有2种不同的取向,在顶点和面心不同,2种取向不同的碘分子以4配位数交替配位形成层结构,故A正确;
B.用均摊法可知平均每个晶胞中有4个碘分子,即有8个碘原子,故B错误
C.碘晶体为无限延伸的空间结构,构成微粒为分子,是分子晶体,故C错误;
D.碘晶体中的碘原子间存在I-I非极性键,而晶体中分子之间存在范德华力,故D错误;
故答案为:A;
(8)该晶胞中含有钙离子个数=×8+
×6=4,含有氟离子个数=8,近相邻的两个Ca2+的核间距为a cm,则晶胞棱长=
×2a cm=
a cm,故晶胞体积=(
a cm)3=2
a3 cm3,故ρ×2
a3 =
×M,则M=
,故答案为:
.
解析
解:(1)根据构造原理知,卤族元素最后填入的电子为p电子,所以卤族元素位于元素周期表的p区;溴是35号元素,最外层电子为其价电子,4s能级上排列2个电子,4p能级上排列5个电子,所以其价电子排布式为4s24p5,故答案为:p;4s24p5;
(2)HF分子之间存在氢键,使氢氟酸分子缔合,故答案为:氢键;
(3)卤族元素包含:F、Cl、Br、I、At元素,元素的第一电离能越小,元素失电子能力越强,得电子能力越弱,则越容易形成阳离子,根据表中数据知,卤族元素中第一电离能最小的是I元素,则碘元素易失电子生成简单阳离子,故答案为:I;
(4)H5IO6()中含有5个羟基氢,为五元酸,含非羟基氧原子1个,HIO4为一元酸,含有1个羟基氢,含非羟基氧原子3个,所以酸性:H5IO6<HIO4,故答案为:<;
(5)I3-离子的中心原子形成2个I-I;最外层8个电子,则孤电子对对数为3,空间构型为直线型;离子晶体中离子电荷越多,半径越小离子键越强,离子晶体的晶格能越大,已知已知CsICl2不稳定,受热易分解,倾向于生成晶格能更大的物质,所以发生的反应为CsICl2=CsCl+ICl,
故答案为:2;3;直线型;A;
(6)ClO2-中心氯原子的价层电子对数n=2+=4,属于sp3杂化;等电子体具有相同的电子数目和原子数目的微粒,所以与ClO2-互为等电子体的分子为Cl2O、OF2等,故答案为:sp3;Cl2O或OF2;
(7)A.碘分子的排列有2种不同的取向,在顶点和面心不同,2种取向不同的碘分子以4配位数交替配位形成层结构,故A正确;
B.用均摊法可知平均每个晶胞中有4个碘分子,即有8个碘原子,故B错误
C.碘晶体为无限延伸的空间结构,构成微粒为分子,是分子晶体,故C错误;
D.碘晶体中的碘原子间存在I-I非极性键,而晶体中分子之间存在范德华力,故D错误;
故答案为:A;
(8)该晶胞中含有钙离子个数=×8+
×6=4,含有氟离子个数=8,近相邻的两个Ca2+的核间距为a cm,则晶胞棱长=
×2a cm=
a cm,故晶胞体积=(
a cm)3=2
a3 cm3,故ρ×2
a3 =
×M,则M=
,故答案为:
.
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