晶胞的计算 知识点

晶胞的计算: 一般情况下,晶胞都是平行六面体。整块晶体可以看成是无数晶胞无隙并置而成的。 常见的有晶胞中粒子数的计算,晶胞中粒子间的距离计算。原子空间利用率的计算。晶胞密度的计算。

晶胞的计算 知识点题库

I.由徐光宪院士发起,院士学子同创的《分子共和国》科普读物最近出版了,全书形象生动地戏说了BF3、TiO2、CH3COOH、CO2、NO、二茂铁、NH3、HCN、H2S、O3、异戊二烯和萜等众多“分子共和国”中的明星.

  1. (1) 写出Fe2+的核外电子排布式
  2. (2) 下列说法正确的是

    a.H2S、O3分子都是直线形

    b.BF3和NH3都是含有极性键的非极性分子

    c.CO2、HCN分子的结构式分别是:O=C=O、H﹣C≡N

    d.CH3COOH分子中碳原子的杂化方式有:sp2、sp3

  3. (3) NO是人体中的信号分子,有关说法正确的

    a.原子半径N大于O      b.非金属性O大于N

    c.NO+的结构式为:〔N≡O〕+ d.NO形成的晶体是分子晶体

  4. (4) TiO2的天然晶体中,最稳定的一种晶体结构如图1,白球表示原子.
  5. (5) 乙酸熔沸点很高,是由于存在以分子间氢键缔合的二聚体(含一个环状结构),请画出这二聚体的结构:
  6. (6) 二茂铁(C5H52Fe是Fe2+与环戊二烯基形成的一类配合

    物,实验室测定铁的含量:可用配位剂邻二氮菲

    ),它能与Fe2+形成红色配合物(如右图2),

    该配离子中Fe2+与氮原子形成配位键共有个.

H、C、N、O、都属于自然界中常见非金属元素.
  1. (1) O、C、N三种元素的第一电离能由小到大顺序是;NH4+中氮原子轨道的杂化类型为
  2. (2) CO、N2的结构可表示为:C≡O、N≡N两者的键能数据:(单位kJ/mol)

    A﹣B

    A=B

    A≡B

    CO

    357.7

    798.9

    1071.9

    N2

    154.8

    418.4

    941.7

    结合数据说明CO比N2活泼的原因

  3. (3) 乙二胺(H2N﹣CH2﹣CH2﹣NH2)和三甲胺[N(CH33]均属于胺,但乙二胺比三甲胺的沸点高的多,原因是
  4. (4) C、N元素形成的新材料具有如右图所示结构,该晶体硬度将超过目前世界上最硬的金刚石,成为首屈一指的超硬新材料.该物质的化学式为:

Q、R、X、Y、Z是短周期元素,原子序数依次增大.Q的基态原子最外层s轨道和p轨道电子数相等;R的一种氢化物是常见的碱性气体;X在同周期元素中,其氧化物的水化物是最强的碱;Y的一种氧化物能使品红溶液褪色;Z的最高价氧化物的水化物是最强的酸.

请回答下列问题:

  1. (1) R位于元素周期表中第周期,第族.
  2. (2) Q形成的最高价氧化物分子是(填“极性”或“非极性”)分子,中心原子的杂化轨道类型是
  3. (3) Y、Z的氢化物中,稳定性较强的是(填氢化物的化学式).
  4. (4) X单质的晶体的晶胞示意图是(填字母编号).

  5. (5) Y的最高价含氧酸根Y2O82中,Y和Y之间有一过氧键,该酸根具有极强的氧化性,在Ag+的催化下,能将酸性介质中的Mn2+氧化成MnO4 , 而Y的价态不变,该反应的离子方程式是
有下列离子晶体空间结构示意图:●为阳离子,○为阴离子.以M代表阳离子,N代表阴离子,化学式为MN2的晶体结构为(   )
A . B . C . D .
实验测得﹣25℃时干冰晶体(面心结构)的晶胞边长为acm,其摩尔质量为Mg/mol,则该干冰晶体的密度为(单位:g/cm3)(   )
A . B . C . D .
化学中的某些元素与生命活动密不可分.请回答下列问题:
  1. (1) (NH42SO4是一种重要的化学肥料,其中N、S原子的杂化方式分别是,SO42的空间构型为
  2. (2) 钙是儿童生长不可缺少的元素,基态钙原子中,电子没有全充满的能层是
  3. (3) 金属铁、镍及其形成的许多化合物常用作催化剂.已知NiO、FeO的晶体类型均与氯化钠晶体相同,熔点 NiO>FeO,推测 Ni2+和 Fe2+离子半径的大小关系是,作出判断的依据是
  4. (4) 某金属是抗癌药物中的明星元素,其晶体中原子的堆积方式如图所示.晶胞中金属原子的配位数为.若已知金属的摩尔质量为M g/mol,阿伏加德罗常数为NA , 原子半径为rpm,则该晶胞的密度为 ρ=g/cm3 . (用含M、NA、r的计算式表示,不用化简)

根据问题填空:
  1. (1) 过渡金属元素铁能形成多种配合物,如:[Fe(H2NCONH26](NO33[三硝酸六尿素合铁(Ⅲ)]和Fe(CO)x等.

    ①基态Fe3+的M层电子排布式为

    ②配合物Fe(CO)x的中心原子价电子数与配体提供电子数之和为18,则x=. Fe(CO)x常温下呈液态,熔点为﹣20.5℃,沸点为103℃,易溶于非极性溶剂,据此可判断Fe(CO)x晶体属于 (填晶体类型);

  2. (2) 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/cm 3 , 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)

  3. (3) 下列有关的说法正确的是      
    A . 第一电离能大小:S>P>Si B . 电负性顺序:C<N<O<F C . 因为晶格能CaO比KCl高,所以KCl比CaO熔点低 D . SO2与CO2的化学性质类似,分子结构也都呈直线型,相同条件下SO2的溶解度更大 E . 分子晶体中,共价键键能越大,该分子晶体的熔沸点越高
  4. (4) 原子序数小于36的X、Y、Z、W四种元素,其中X是形成化合物种类最多的元素,Y原子基态时最外层电子数是其内层电子数的2倍,Z原子基态时2p原子轨道上有3个未成对的电子,W的原子序数为29.回答下列问题:

    ①Y2X2分子中Y原子轨道的杂化类型为,1mol Y2X2含有σ键的数目为

    ②化合物ZX3的沸点比化合物YX4的高,其主要原因是

    ③元素Y的一种氧化物与元素Z的一种氧化物互为等电子体,元素Z的这种氧化物的分子式是

X、Y、Z、R为前四周期原子序数依次增大的元素。X原子有3个能级,且每个能级上的电子数相等;Z原子的不成对电子数在同周期中最多,且Z的气态氢化物在同主族元素的氢化物中沸点最低;X、Y、R三元素在周期表中同族。
  1. (1) R元素在周期表中的位置是,其基态原子的价层电子排布图为
  2. (2) 下图表示X、Y、Z的四级电离能变化趋势,其中表示Z的曲线是(填标号)。

  3. (3) 化合物(XH2=X=O)分子中X原子杂化轨道类型是,1mol (X2H5O)3Z=O分子中含有的σ键与π键的数目比为
  4. (4) Z与氯气反应可生成一种各原子均满足8电子稳定结构的化合物,其分子的空间构型为
  5. (5) 某R的氧化物晶胞结构如下图所示,该物质的化学式为。已知该晶体密度为ρg/cm3 , 距离最近的两个原子的距离为d pm,则R的相对原子质量为。 (阿伏加德罗常数为NA)

  6. (6) X形成的一种常见单质,性质硬而脆,原因是
[物质结构与性质]

根据物质结构有关性质和特点,回答下列问题:

  1. (1) Ti基态原子核外电子排布式为,基态铝原子核外电子云形状有(填形状名称)
  2. (2) 丙烯腈(CH2=CH-CN)分子中σ键和π键的个数比为,分子中碳原子轨道的杂化类型是
  3. (3) 写出与NH4+互为等电子体的一种分子和一种离子的化学式
  4. (4) 钛存在两种同素异构体,α-Ti为六方最密堆积,β-Ti为体心立方堆积,鉴别两种钛晶体可以用法,由α-Ti转变为β-Ti晶体体积(填“膨胀”或“收缩”)。
  5. (5) 处于一定空间运动状态的电子在原子核外出现的概率密度分布可用形象化描述。
  6. (6) Cu与O元素形成的某种化合物的晶胞结构如图所示,晶胞中氧原子的配位数为,若阿伏加德罗常数为NA , 晶胞的边长为apm,该晶体的密度为g·cm3

[化学——选修3:物质结构与性质]氢、氮、氧、铁、铜等元素及其化合物在人们的日常生活中有着广泛的用途。回答下列问题:
  1. (1) 写出基态铜原子的价电子排布式
  2. (2) 和铜在同一周期中,基态原子未成对电子数为2的元素共有种。
  3. (3) NH4HF2中HF2-的结构为F-H.......F- , 则NH4HF2中含有的化学键有

    (A)离子键    (B)共价键   (C)金属键  (D)氢键  (E)配位键

  4. (4) 写出与NH4+互为等电子体的一种分子和一种离子的化学式
  5. (5) CH3OH分子中C原子的杂化方式为,O原子的杂化方式为

    键角:H-C-HH-O-C。(填“<”、“>”、“=”)

  6. (6) Cu 与Cl 形成某种化合物的晶胞如下图所示,Cu的配位数是,该晶体的密度为ρg·cm-3 , 晶胞边长为a cm,则阿伏加德罗常数为(用含ρ、a的代数式表示)。

铜碘杂化团簇和(CdSe)n团簇都具有优异的光学性能,常应用于发光二极管、生物成像仪器等。

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  1. (1) 一种铜碘杂化团簇的合成路线如图1。

    ①已知三氯化锑 具有挥发性,判断SbCl3中主要含有的化学键类型是

    ②CuI中Cu+的核外电子排布式为

  2. (2) CdS、CdSe、CdTe的结构与ZnS类似,熔点分别为1750℃、1350℃、1041℃。上述熔点变化的原因是
  3. (3) CdSe的晶胞结构如图2所示。

    其中原子坐标参数A为 ,则C的原子坐标参数为该晶胞中Cd与Se的最短距离为nm。

金属镍及其化合物在合金材料以及催化剂等方面应用广泛。请回答下列问题:
  1. (1) 基态镍原子的核外电子排布式为
  2. (2) 很多不饱和有机物在Ni催化下可与H2发生加成反应,如:①CH2=CH2②HC≡CH③ 图片_x0020_175545453 ④HCHO,其中碳原子的杂化轨道类型为sp2杂化的分子有(填物质序号)。
  3. (3) [Ni(NH3)6]SO4中阴离子的立体构型是。氨气(NH3)的沸点(填“高于”或“低于”)膦(PH3),原因是
  4. (4) 金属镍(Ni)与镧(La)形成的合金是一种良好的储氢材料,其晶胞结构如图所示。该合金的化学式为

    图片_x0020_545687534

  5. (5) 某镍白铜合金的立方晶胞结构如图所示,请回答:

    图片_x0020_1670866158

    ①晶胞中镍原子的堆积模型名称是

    ②元素铜与镍的第二电离能分别为:I2(Cu)=1959 kJ/mol,I2(Ni)=1753 kJ/mol,I2(Cu)>I2(Ni)的原因是

    ③若合金的密度为d g/cm3 , 晶胞参数(即边长)anm。(用NA表示阿伏加德罗常数的值)

以晶胞参数为单位长度建立的坐标系可以表示晶胞中各原子的位置,称作原子分数坐标。氧化镍原子分数坐标参数A为(0,0,0),B为(1,1,1),则C的坐标参数为(   )

A . B . (1,1, C . ,1, D . (1,
据《科技日报》报道,我国科学家研制成功一系列石墨烯限域的3d过渡金属中心(Mn、Fe、Co、Ni、Cu)催化剂,在室温条件下以H2O2为氧化剂直接将CH4氧化成碳的含氧衍生物。

请回答下列问题:

  1. (1) 在Mn、Fe、Co、Ni、Cu中,基态原子核外电子排布要遵循“洪特规则特例”,该原子的外围电子排布式为。在3d过渡金属中,基态原子未成对电子数最多的元素是(填元素符号)。
  2. (2) 石墨烯限域单原子铁能活化CH4分子中C—H键,导致C—H键的键能(填“增大”“减小”或“不变” )。铁晶体中粒子之间作用力类型是
  3. (3) 常温下,H2O2氧化CH4生成CH3OH、HCHO、HCOOH等。

    ①它们的沸点分别为64.7℃、-19.5℃、100.8℃,其主要原因是

    ②CH4、HCHO的键角较大的是,主要原因是

  4. (4) 钴晶胞、白铜(铜镍合金)晶胞如图所示。

    ①钴晶胞堆积方式的名称为

    ②已知白铜晶胞的密度为d g·cm-3NA代表阿伏加德罗常数的值。图2晶胞中两个面心上铜原子最短核间距为 pm(只列出计算式)。

锌及其化合物在工农业生产及科学研究中具有广泛的用途。回答下列问题:
  1. (1) Zn位于元素周期表的区,基态Zn2+的核外电子排布式为
  2. (2) 氨基酸锌是研究最早和使用最广泛的第三代锌添加剂,该添加剂具有优良的营养功能。如图1是氨基酸锌的结构简式。

    ①组成氨基酸锌的C、N、O的电负性由大到小的顺序是

    ②氨基酸锌的Zn2+形成配位键,其中提供空轨道的原子是

    ③最简单的氨基酸是甘氨酸(结构简式如图2),其结构中π键与σ键的数量比为

  3. (3) ZnS可用于制白色颜料、玻璃、发光粉、橡胶、塑料、发光油漆等。ZnS的晶胞如图3所示。

    ①上图中 的坐标有 ,与 距离最近的 还有(填坐标)。

    ②Zn2+占据(填“八面体”或“四面体”)空隙,空隙利用率为%。

    ③ZnS的密度为

[化学——选修 3:物质结构与性质]

铁是一种常见的金属,在生产生活中用途广泛。

  1. (1) 铁在元素周期表中的位置是,其基态原子的电子排布式为;铁原子外电子发生跃迁时会吸收或释放不同的光,可以用摄取铁元素的原子光谱。
  2. (2) Fe(CO)5与NH3在一定条件下可合成一种具有磁性的氮化铁(Fe3N),NH3分子的立体

    构型为;1 mol Fe(CO)5分子中含有σ键为mol。

  3. (3) 把氯气通入黄血盐{ K4[Fe(CN)6]}溶液中,得到赤血盐{ K3[Fe(CN)6]},该反应的化学方程式为;CN-中碳原子的杂化轨道类型为

    C、N、O元素的第一电离能的大小顺序为

  4. (4) FeCl可与KSCN溶液发生显色反应。SCN-与N2O互为等电子体,则SCN-的电子式为
  5. (5) 某离子型铁的氧化物晶胞如图所示,它由X、Y组成,则该氧化物的化学式为

    已知该晶体的密度为dg·cm-3 ,阿伏加德罗常数的值为NA , 则该晶体的晶胞参数a=pm。(用含d和NA的代数式表示)。

NH3与甲醛CH2O反应可以制备乌洛托品(六亚甲基四胺,分子结构为),乌洛托品可用于有机合成、消毒、杀虫、军事燃料等用途。回答下列有关问题:
  1. (1) 基态氮原子的价电子轨道表达式为,第三电离能I3(C)I3(N)(填“>”或“<)。
  2. (2) NH3的空间构型为,CH2O中C采取的杂化类型为。CH2O中碳氢键与NH3中氮氢键相比,键长较长的是
  3. (3) 乌洛托品为(填“极性”或“非极性”)分子,分子中的所有N原子呈正四面体分布,所有C原子呈几何体分布,该分子可与H+形成配位键,电子对给予体为原子。
  4. (4) 在乌洛托品晶体中,分子采取体心立方堆积,其分子配位数为。乌洛托品比金刚烷(C10H16)水溶性更高,理由是
  5. (5) 金刚烷晶体采取分子密堆积、晶胞结构如图所示,若晶胞体积为Vnm3 , 阿伏加德罗常数为L×1023mol-1 , 则晶体的密度为g/cm3

铜及其化合物在科学研究和工业生产中具有广泛用途。请回答下列问题:
  1. (1) 铜的熔点比钙的高,其原因是
  2. (2) Cu可能形成金属互化物,金属互化物的结构类型丰富多样。确定某种金属互化物是晶体还是非晶体最可靠的科学方法是通过测定。
  3. (3) 配合物CuSO4·5H2O结构示意图如下:

    CuSO4·5H2O中不存在的相互作用有____(填标号)。

    A . 离子键 B . 极性键 C . 非极性键 D . 配位键 E . 氢键
  4. (4) 将CuSO4·5H2O溶于水得蓝色溶液,加入氨水后形成难溶物。继续加入氨水,难溶物溶解,得到深蓝色的透明溶液,再加入乙醇后有深蓝色晶体析出。上述实验可证明H2O的配位能力NH3(填“大于”“小于”或“等于”),难溶物溶解的离子方程式为
  5. (5) 常见的铜的硫化物有CuS和Cu2S两种,它们的晶胞中S2-的位置如图1所示,铜离子位于硫离子所构成的四面体空隙中心,两晶胞的侧视图相同如图2所示。CuS晶胞中,有%(填具体数字)的四面体空隙填充了铜离子;若Cu2S的晶胞参数为a pm, 阿伏加德罗常数的值为NA , 则Cu2S晶胞的密度为g·cm-3

第四周期过渡金属元素的单质及其化合物有重要的研究和应用价值。这些元素的相关问题如下:
  1. (1) 铬的一种配合物为。其中基态Cr原子的核外价电子排布图为作为配体时提供孤电子对的原子是
  2. (2) 纳米是一种应用广泛的催化剂,其催化的一个实例如下图。化合物甲中采取杂化的原子数目为。化合物乙中采取杂化的原子的第一电离能由大到小的顺序为

  3. (3) 钙钛矿太阳能电池在柔性可穿戴电子设备等方面具有独特的优势和巨大的应用潜力。钛酸钙晶胞俯视投影图如下:

    已知:晶胞中只含有一个钛原子,钙原子与钛原子之间的最近距离为a nm。

    ①在图中的实线面上用·标注出氧原子的位置

    ②此钙钛矿晶体的化学式为的配位数为

    ③此钛酸钙晶胞的密度为

金属氮化物具有高熔点、高硬度、高化学稳定性以及良好的导热、导电性,目前已经广泛应用于磁学、电子工业、耐高温结构陶瓷等领域。回答下列问题:
  1. (1) 下列不同状态的氮原子其能量最高的是____(填字母)。
    A . B . C . D .
  2. (2) 第一电离能I1(N)I1(P)(填“>”“<”或“=”),其原因是
  3. (3) A和B两种金属的含氮化合物的结构如图所示:

    ①基态Ni原子的核外电子排布式为[Ar]

    ②物质A中碳原子的杂化方式为

    ③物质A的熔点高于物质B的,主要原因是

    ④物质B中含有的化学键类型有(填字母,可多选)。

    a.金属键            b.σ建       c.π键       d.配位键

  4. (4) 氮化铝晶胞如图所示。氮原子的配位数为,每个铝原子周围紧邻个铝原子;已知立方氮化铝晶体密度为ρg•cm-3 , 晶胞中最近的两个铝原子之间的距离为pm(列出计算式即可,阿伏加德罗常数为6.02×1023mol-1)。