1、第四讲晶体结构与性质 一、选择题(本题共7个小题，每题6分，共42分。每个小题只有一个选项符合题意)1下列有关晶体的叙述中，错误的是()。A金刚石网状结构中，由共价键形成的碳原子环中，最小的环上有6个碳原子B氯化钠晶体中，每个Na周围距离相等且最近的Na共有6个C金属晶体中，以“ABCABCABC”形式的堆积称为面心立方堆积D干冰晶体中，每个CO2分子周围距离相等且最近的CO2分子共有12个解析NaCl晶体中，Na周围最近的Na在小立方体的面对角线上，故有12个Na最近且等距离。答案B2下列关于晶体的说法，一定正确的是()。CaTiO3的晶体结构模型(图中Ca2、O2、Ti4分别位于立方体的体
2、心、面心和顶角)A分子晶体中都存在共价键B如上图，CaTiO3晶体中每个Ti4和12个O2相紧邻CSiO2晶体中每个硅原子与两个氧原子以共价键相结合D金属晶体的熔点都比分子晶体的熔点高解析稀有气体为单原子分子，晶体中不存在共价键。据图可知CaTiO3晶体中，Ti4位于晶胞的顶角，O2位于晶胞的面心，故Ti4的O2配位数为12。SiO2晶体中每个硅原子与四个氧原子相连。汞常温下为液态，其熔点比一般分子晶体还低。答案B3(2013广安质检)下面的排序不正确的是()。A晶体熔点的高低：B硬度由大到小：金刚石碳化硅晶体硅C熔点由高到低：NaMgAlD晶格能由大到小：NaFNaClNaBrNaI解析A项
3、形成分子间氢键的熔、沸点要大于形成分子内氢键的物质，正确；B项均为原子晶体，原子半径越小，键长越短共价键越牢固，硬度越大，键长有：CCCSiMgNa，C不正确；晶格能越大，则离子键越强，离子所带电荷相同时离子键的强弱与离子半径有关，半径越小，则离子键越强，D项正确。答案C4现有四种晶体的晶胞，其离子排列方式如下图所示，其中化学式不属MN型的是()。解析由均摊法可得A、C、D晶胞的M与N的个数比为11，而B晶胞中M与N的个数比为13，故B项不属于MN型。答案B5钛酸钡的热稳定性好，介电常数高，在小型变压器、话筒和扩音器中都有应用。钛酸钡晶体的晶胞结构示意图如图所示，它的化学式是 ()。ABaTi
4、8O12 BBaTi4O6 CBaTi2O4 DBaTiO3解析由晶胞结构示意图可知，Ba在立方体的中心，完全属于该晶胞；Ti处于立方体的8个顶点，每个Ti有属于该晶胞；O处于立方体的12条棱的中点，每个O有属于该晶胞。即晶体中N(Ba)N(Ti)N(O)1113。答案D6(2013南充调研)某无机化合物的二聚分子结构如图，该分子中A、B两种元素都是第三周期的元素，分子中所有原子最外层都达到8电子稳定结构。下列关于该化合物的说法不正确的是()。A化学式是Al2Cl6B不存在离子键和非极性共价键C在固态时所形成的晶体是分子晶体D是离子化合物，在熔融状态下能导电解析由题意知该化合物为分子晶体，A为
5、Cl，B为Al，分子的结构式为，存在极性键和配位键。答案D7已知NaCl的摩尔质量为58.5 gmol1，其晶体密度为d gcm3，若图中钠离子与最接近的氯离子的核间距离为a cm，那么阿伏加德罗常数的值可表示为 ()。A117a3d B58.5/(2a3d)C234/(a3d) D58.5/(4a3d)解析a3dNA58.5，NA。答案B二、非选择题(本题共4个小题，共58分)8(14分)铜及其合金是人类最早使用的金属材料。(1)铜原子的核外电子排布式是_。(2)铜的熔点比钙的高，其原因是_；如图是金属Ca和Cu所形成的某种合金的晶胞结构示意图，则该合金中Ca和Cu的原子个数之比为_。(3)
6、Cu2能与NH3、H2O、Cl等形成配位数为4的配合物。Cu(NH3)42中存在的化学键类型有_(填序号)。A配位键 B金属键C极性共价键 D非极性共价键E离子键Cu(NH3)42具有对称的空间构型，Cu(NH3)42中的两个NH3被两个Cl取代，能得到两种不同结构的产物，则Cu(NH3)42的空间构型为_。解析(1)铜元素原子的核外电子排布满足“全空、半满、全满稳定”的原理。(2)金属的物理性质主要取决于金属键的强弱，一般金属键越强，金属的硬度越大、熔点越高；该晶胞中顶点的原子按计，面上的原子按计。(3)Cu(NH3)42中Cu2和NH3之间形成配位键，NH3内形成极性共价键。Cu(NH3)
7、42的立体构型可以参照甲烷的立体构型考虑，若为正四面体形，则Cu(NH3)42中的两个NH3被两个Cl取代后所得配合物只有一种，若为平面正方形则Cu(NH3)42中的两个NH3被两个Cl取代后所得配合物有两种。答案(1)1s22s22p63s23p63d104s1或Ar3d104s1(2)晶体中铜的金属键强度大于钙的15(3)AC平面正方形9(14分) (2013资阳联考)下表是元素周期表的一部分，表中所列的字母分别代表一种化学元素。(1)请写出元素d的基态原子电子排布式_。(2)b元素的氧化物中b与氧元素之间的共价键类型是_。其中b原子的杂化方式是_。(3)a单质晶体中原子的堆积方式如下图甲
8、所示，其晶胞特征如下图乙所示，原子之间相互位置关系的平面图如下图丙所示。若已知a的原子半径为d，NA代表阿伏加德罗常数，a的相对原子质量为Mr，则一个晶胞中a原子的数目为_，该晶体的密度为_(用字母表示)。解析(1)根据洪特规则的特例，d轨道半充满时更稳定，其Cr原子电子排布式是1s22s22p63s23p63d54s1而不是1s22s22p63s23p63d44s2。(2)SiO2硅氧之间的共价键是“头对头”的方式，所以是键，其中Si的杂化方式是sp3杂化。(3)由分摊法计算：864；该晶胞的质量m4，该晶胞的体积V316d3，晶胞密度。答案(1)1s22s22p63s23p63d54s1或
9、Ar3d54s1(2)键或极性共价键sp3杂化(3)410(15分)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)Ni原子的核外电子排布式为_；(2)NiO、FeO的晶体结构类型均与氯化钠的相同，Ni2和Fe2的离子半径分别为69 pm和78 pm，则熔点NiO_FeO(填“”)；(3)NiO晶胞中Ni和O的配位数分别为_、_；(4)金属镍与镧(La)形成的合金是一种良好的储氢材料，其晶胞结构示意图如图所示。该合金的化学式为_。解析(1)核外电子排布式与价电子排布式要区别开。(2)NiO、FeO都属于离子晶体，熔点高低受离子键强弱影响，离子半径越小，离子键越强，熔点
10、越高。(3)因为NiO晶体结构类型与NaCl相同，而NaCl晶体中Na、Cl的配位数都是6，所以，NiO晶体Ni2、O2的配位数也是6。(4)根据晶胞结构可计算，一个合金晶胞中，La：81，Ni：185。所以该合金的化学式为LaNi5。答案(1)Ar3d84s2或1s22s22p63s23p63d84s2(2)(3)66(4)LaNi511(15分) (2013攀枝花模拟)可以由下列反应合成三聚氰胺：CaO3CCaC2CO，CaC2N2CaCN2C，CaCN22H2O=NH2CNCa(OH)2，NH2CN与水反应生成尿素CO(NH2)2，尿素合成三聚氰胺。(1)写出与Ca在同一周期且最外层电子
11、数相同、内层排满电子的基态原子的电子排布式：_。CaCN2中阴离子为CN，与CN互为等电子体的分子有N2O和_(填化学式)，由此可以推知CN的空间构型为_。(2)尿素分子中C原子采取_杂化。尿素分子的结构简式是_。(3)三聚氰胺()俗称“蛋白精”。动物摄入三聚氰胺和三聚氰酸()后，三聚氰酸与三聚氰胺分子相互之间通过_结合，在肾脏内易形成结石。(4)CaO晶胞如图所示，CaO晶体中Ca2的配位数为_。CaO晶体和NaCl晶体的晶格能分别为：CaO 3 401 kJmol1、NaCl 786 kJmol1。导致两者晶格能差异的主要原因是_。解析(1)Ca的最外层是2个电子，与它同一周期的元素在第四
12、周期，内层排满电子则K到M层分别为2、8、18个电子，则它的基态原子的电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s2或Ar3d104s2；与CN互为等电子体，必须符合原子数相等，价电子总数相等，故可以是CO2，因为CO2是直线形分子，则CN的空间构型是直线形。(2)尿素分子的结构简式为，分子中的C原子采用sp2杂化方式，碳氧之间的共价键有1个键、1个键。(3)三聚氰酸与三聚氰胺分子之间通过分子间氢键相互结合而形成结石。(4)由晶胞图可看出，1个Ca2周围有6个O2，则晶体中Ca2的配位数为6；CaO晶体的晶格能远大于NaCl晶体的晶格能的原因是CaO晶体中Ca2、O2的带电量大于NaCl晶体中Na、Cl的带电量。答案(1)1s22s22p63s23p63d104s2或Ar3d104s2CO2直线形(2)sp2(3)分子间氢键(4)6CaO晶体中Ca2、O2的带电量大于NaCl晶体中Na、Cl的带电量