人教版高中化学选择性必修2第三章晶体结构与性质专题突破（五）常见晶体结构的比较与分析晶体结构计算再探究学案

晶胞的计算是本节内容的难点和重点。有些同学不熟悉常见晶体的晶胞类型，涉及晶胞的计算时，不注意单位的换算而造成错误，如面心立方晶胞与体心立方晶胞的配位数不同，晶胞参数给定的单位是nm或pm时，忽略换算成cm。 一、典型晶体模型 晶体 晶体结构 晶体详解 离子 晶体 NaCl型 (1)每个Na＋(Cl－)周围等距且紧邻的Cl－(Na＋)有6个，每个Na＋周围等距且紧邻的Na＋有12个； (2)每个晶胞中含4个Na＋和4个Cl－ CsCl型 (1)每个Cs＋周围等距且紧邻的Cl－有8个，每个Cs＋(Cl－)周围等距且紧邻的Cs＋(Cl－)有6个； (2)如图为8个晶胞，每个晶胞中含1个Cs＋、1个Cl－ CaF2型 在晶体中，每个F－吸引4个Ca2＋，每个Ca2＋吸引8个F－，Ca2＋的配位数为8，F－的配位数为4 金属 晶体 简单立方堆积 典型代表为Po，空间利用率为52%，配位数为6 体心立 方堆积 典型代表为Na、K、Fe，空间利用率为68%，配位数为8 六方最 密堆积 典型代表为Mg、Zn、Ti，空间利用率为74%，配位数为12 面心立方 最密堆积 典型代表为Cu、Ag、Au，空间利用率为74%，配位数为12 晶体 晶体结构 晶体详解 分子 晶体 干冰 (1)8个CO2分子构成立方体且在6个面心又各占据1个CO2分子； (2)每个CO2分子周围等距且紧邻的CO2分子有12个 混合 型 晶体 石墨 层与层之间的作用是范德华力，平均每个正六边形拥有的碳原子个数是2，C采取的杂化方式是sp2杂化 共价 晶体 金刚石 (1)每个碳原子与相邻的4个碳原子以共价键结合，形成正四面体结构； (2)键角均为109°28′； (3)最小碳环由6个C组成且六个原子不在同一平面内； (4)每个C参与4个C—C键的形成，C原子数与C—C键数之比为1∶2 SiO2 (1)每个Si与4个O以共价键结合，形成正四面体结构； (2)每个正四面体占有1个Si，4个“O”，n(Si)∶n(O)＝1∶2； (3)最小环上有12个原子，即6个O和6个Si 1．KO2的晶体结构与NaCl相似，KO2可以看作是Na＋的位置用K＋代替，Cl－的位置用O代替，则下列对于KO2晶体结构的描述正确的是(　　) A．与K＋距离相等且最近的O共有8个 B．与K＋距离相等且最近的O构成的多面体是正八面体 C．与K＋距离相等且最近的K＋有8个 D．一个KO2晶胞中的K＋和O粒子数均为8 答案：B 解析：K＋位于晶胞棱心，与K＋距离相等且最近的O位于顶角和面心，共有6个，故A错误；与K＋距离相等且最近的O共有6个，构成正八面体，K＋位于正八面体中心，故B正确；K＋位于晶胞棱心，则被横平面、竖平面和正平面共有，且每一个平面有4个K＋距离最近，共4×3＝12个，故C错误；K＋位于晶胞棱心和体心，数目为12×＋1＝4，O位于顶角和面心，数目为8×＋6×＝4，即一个KO2晶胞中的K＋和O粒子数均为4个，故D错误。 2．关于NaCl晶体和CsCl晶体的说法错误的是(　　) A．每种晶体的正、负离子的配位数均相同 B．每种晶体中粒子数目比均为1∶1 C．CsCl晶体中Cl－的配位数为8，而NaCl晶体中Cl－的配位数为6 D．由于离子半径：Cs＋＞Na＋，即Na＋与Cl－结合更牢固，熔、沸点：CsCl＞NaCl 答案：D 解析：NaCl和CsCl晶体中阴、阳离子的配位数分别为6和8，都属于AB型晶体。阴、阳离子间结合越牢固，熔、沸点就越高，故熔、沸点：NaCl＞CsCl。故选D。 3. 氮化钛熔点高，硬度大，具有典型的NaCl型晶体结构，其晶胞结构如图所示。 ①设氮化钛晶体中Ti原子与跟它最邻近的N原子之间的距离为r，则晶胞内与该Ti原子最邻近的Ti原子的数目为_____；Ti原子与跟它次邻近的N原子之间的距离为_____。 ②已知在氮化钛晶体中Ti原子的半径为a pm，N原子的半径为b pm，它们在晶体中是紧密接触的，则在氮化钛晶体中原子空间利用率为_____(用含a，b的代数式表示)。 ③碳氮化钛化合物在汽车制造和航天航空领域有广泛的应用，其结构是用碳原子代替氮化钛晶胞顶点的氮原子，则这种碳氮 ... ...