1、第3节 晶体结构与性质12017高考全国卷，35(5)MgO具有NaCl型结构(如图)，其中阴离子采用面心立方最密堆积方式，X射线衍射实验测得MgO的晶胞参数为a0.420 nm，则r(O2)为 nm。MnO也属于NaCl型结构，晶胞参数为a0.448 nm，则r(Mn2)为 nm。解析：因为O2采用面心立方最密堆积方式，所以面对角线长度是O2半径的4倍，则有4r(O2)22a2，解得r(O2)0.420 nm0.148 nm；MnO也属于NaCl型结构，根据晶胞的结构可得2r(Mn2)2r(O2)a，代入数据解得r(Mn2)0.076 nm。答案：0.1480.07622016高考全国卷，3
2、7(4)某镍白铜合金的立方晶胞结构如图所示。(1)晶胞中铜原子与镍原子的数量比为 。(2)若合金的密度为d g/cm3，晶胞参数a nm。解析：(1)Cu原子位于面心，个数为63，Ni原子位于顶点，个数为81，铜原子与镍原子的数量比为 31。(2)以该晶胞为研究对象，则 gd g/cm3(a107 cm)3，解得a107。答案：(1)31(2)10732016高考全国卷，37(4)(5)砷化镓(GaAs)是优良的半导体材料，可用于制作微型激光器或太阳能电池的材料等。回答下列问题：(1)GaF3的熔点高于1 000 ，GaCl3的熔点为77.9 ，其原因是 。(2)GaAs的熔点为1 238 ，
3、密度为 gcm3，其晶胞结构如图所示。该晶体的类型为 ，Ga与As以 键键合。Ga和As的摩尔质量分别为MGa gmol1和MAs gmol1，原子半径分别为rGa pm和rAs pm，阿伏加德罗常数值为NA，则GaAs晶胞中原子的体积占晶胞体积的百分率为 。解析：(1)根据晶体类型比较熔点。一般来说，离子晶体的熔点高于分子晶体的熔点。(2)根据晶胞结构示意图可以看出，As原子与Ga原子形成了空间网状结构的晶体，结合GaAs的熔点知GaAs是原子晶体。首先用均摊法计算出1个晶胞中含有As原子的个数：81/861/24，再通过观察可知1个晶胞中含有4个Ga原子。4个As原子和4个Ga原子的总体积
4、V14 cm3；1个晶胞的质量为4个As原子和4个Ga原子的质量之和，即g，所以1个晶胞的体积V2(MAsMGa) cm3。最后由V1/V2即得结果。答案：(1)GaF3为离子晶体，GaCl3为分子晶体(2)原子晶体共价100%42016高考全国卷，37(3)(6)锗(Ge)是典型的半导体元素，在电子、材料等领域应用广泛。回答下列问题：(1)比较下列锗卤化物的熔点和沸点，分析其变化规律及原因： 。GeCl4GeBr4GeI4熔点/49.526146沸点/83.1186约400(2)晶胞有两个基本要素：原子坐标参数，表示晶胞内部各原子的相对位置。如图为Ge单晶的晶胞，其中原子坐标参数A为(0，0
5、，0)；B为(，0，)；C为(，0)。则D原子的坐标参数为 。晶胞参数，描述晶胞的大小和形状。已知Ge单晶的晶胞参数a565.76 pm，其密度为 gcm3(列出计算式即可)。解析：(1)根据表中数据得出，三种锗卤化物都是分子晶体，其熔、沸点分别依次升高，而熔、沸点的高低与分子间作用力强弱有关，组成和结构相似的分子，分子间相互作用力强弱与分子的相对分子质量有关。(2)对照晶胞图示、坐标系以及A、B、C点坐标，选A点为参照点，观察D点在晶胞中位置(体对角线处)，由B、C点坐标可以推知D点坐标。类似金刚石晶胞，1个晶胞含有8个锗原子，107 gcm3。答案：(1)GeCl4、GeBr4、GeI4的
6、熔、沸点依次升高。原因是分子结构相似，相对分子质量依次增大，分子间相互作用力逐渐增强(2)1075(2016高考海南卷)M是第四周期元素，最外层只有1个电子，次外层的所有原子轨道均充满电子。元素Y的负一价离子的最外层电子数与次外层的相同。回答下列问题：(1)单质M的晶体类型为 ，晶体中原子间通过 作用形成面心立方密堆积，其中M原子的配位数为 。(2)元素Y基态原子的核外电子排布式为 ，其同周期元素中，第一电离能最大的是 (写元素符号)。元素Y的含氧酸中，酸性最强的是 (写化学式)，该酸根离子的立体构型为 。(3)M与Y形成的一种化合物的立方晶胞如图所示。该化合物的化学式为 ，已知晶胞参数a0.
7、542 nm，此晶体的密度为 gcm3。(写出计算式，不要求计算结果。阿伏加德罗常数为NA)该化合物难溶于水但易溶于氨水，其原因是 。此化合物的氨水溶液遇到空气则被氧化为深蓝色，深蓝色溶液中阳离子的化学式为 。解析：根据题给信息推断M为铜元素，Y为氯元素。(1)单质铜的晶体类型为金属晶体，晶体中微粒间通过金属键作用形成面心立方最密堆积，铜原子的配位数为12。(2)氯元素为17号元素，位于第三周期，根据构造原理知其基态原子的核外电子排布式为1s22s22p63s23p5或Ne3s23p5，同周期元素由左向右元素原子的第一电离能总体上呈增大趋势，故其同周期元素中，第一电离能最大的是Ar。氯元素的含
8、氧酸中，酸性最强的是HClO4，该酸根离子中氯原子为sp3杂化，没有孤电子对，立体构型为正四面体。(3)根据晶胞结构利用均摊法分析，每个晶胞中含有铜原子个数为81/861/24，氯原子个数为4，该化合物的化学式为CuCl；则1 mol晶胞中含有4 mol CuCl，1 mol 晶胞的质量为499.5 g，又晶胞参数a0.542 nm，此晶体的密度为 gcm3或 gcm3。该化合物难溶于水但易溶于氨水，其原因是Cu可与氨形成易溶于水的配位化合物。该溶液在空气中Cu被氧化为Cu2，故深蓝色溶液中阳离子的化学式为Cu(NH3)42。答案：(1)金属晶体金属键12(2)1s22s22p63s23p5(或Ne3s23p5)ArHClO4正四面体(3)CuClCu可与氨形成易溶于水的配位化合物(或配离子)Cu(NH3)424