Question

【題目】如圖1表示一些晶體中的某些結構，他們分別是氯化鈉、氯化銫、干冰、金剛石、石墨結構中的某一種的某一部分（黑點可表示不同或相同的粒子）．

（1）其中代表金剛石的是 （填編號字母，下同），金剛石中每個碳原子與 個碳原子最接近且距離相等．

（2）其中代表石墨的是 ，其中每個正六邊形占有的碳原子數(shù)平均為 個；

（3）其中表示氯化鈉的是 ，每個鈉離子周圍與它最接近且距離相等的鈉離子有 個；

（4）代表氯化銫的是 ，每個銫離子與 個氯離子緊鄰；

（5）代表干冰的是 ，每個二氧化碳分子與 個二氧化碳分子緊鄰；

（6）由Mg、C、Ni三種元素形成的一種具有超導性的晶體，晶胞如圖2所示．Mg位于C和Ni原子緊密堆積所形成的空隙當中．與一個Ni原子距離最近的Ni原子的數(shù)目為 ，該晶體的化學式為 ．若該晶體的相對分子質量為M，阿伏加德羅常數(shù)為NA，Mg、C、Ni三種元素的原子半徑分別為r1pm、r2pm、r3pm，則該晶體的密度表達式為 gcm﹣3．

Answer 1

【答案】（1）D；4；

（2）E；2；

（3）A；12；

（4）C；8；

（5）B；12；

（6）8；MgNi3C；．

【解析】

試題分析：（1）在金剛石晶胞中，每個碳可與周圍四個碳原子形成共價鍵，將這四個碳原子連結起來后可以形成正四面體，體心有一個碳原子；由共價鍵結合形成的空間網(wǎng)狀結構的晶體；

（2）石墨是層狀結構，在層與層之間以范德華力相互作用，在層內碳與碳以共價鍵相互作用，形成六邊形；

（3）在NaCl晶胞中，每個鈉離子周圍有六個氯離子，每個氯離子周圍也有六個鈉離子，根據(jù)晶胞的結構，每個鈉離子周圍距離最近的鈉離子在小立方體的面對角線的位置，每個鈉離子周圍有八個這樣的立方體，所以面對角線上的鈉離子就有12個；

（4）CsCl的晶胞中銫離子和氯離子的配位數(shù)都是8，即每個銫離子周圍有8個氯離子，每個氯離子周圍也有8個銫離子；

（5）干冰是分子晶體，CO2分子位于立方體的頂點和面心上，以頂點上的CO2分子為例，與它距離最近的CO2分子分布在與該頂點相連的12個面的面心上；

（6）根據(jù)圖知，同一個晶胞中每個Ni原子距離最近的Ni原子是4個，在空間中每個Ni原子距離最近的Ni原子是8個；根據(jù)均攤法確定化學式；晶胞質量=g，上底面對角線長度=（2r2+2r3）pm=（2r2+2r3）×10﹣10cm，故晶胞棱長=×（2r2+2r3）×10﹣10cm=（r2+r3）×10﹣10cm，晶胞體積=[（r2+r3）×10﹣10cm]3=2（r2+r3）3×10﹣30cm3，其密度=．

解：（1）在金剛石晶胞中，每個碳可與周圍四個碳原子形成共價鍵，將這四個碳原子連結起來后可以形成正四面體，體心有一個碳原子，所以圖D為金剛石，每個碳原子與四個碳原子最近且距離相等；金剛石晶體是由共價鍵結合形成的空間網(wǎng)狀結構的晶體屬于原子晶體；

故答案為：D；4；

（2）石墨是層狀結構，在層與層之間以范德華力相互作用，有分子晶體的特點，在層內碳與碳以共價鍵相互作用，形成六邊形，所以圖E為石墨的結構，為混合晶體，每個碳原子被三個六邊形共用，所以每個正六邊形占有碳原子數(shù)平均為6×=2，

故答案為：E；2；

（3）在NaCl晶胞中，每個鈉離子周圍有六個氯離子，每個氯離子周圍也有六個鈉離子，所以圖A為NaCl的結構，根據(jù)晶胞的結構，每個鈉離子周圍距離最近的鈉離子在小立方體的面對角線的位置，每個鈉離子周圍有八個這樣的立方體，形成12個面，所以面對角線上的鈉離子就有12個，

故答案為：A；12；

（4）CsCl是由離子鍵形成的離子晶體，CsCl的晶胞中銫離子和氯離子的配位數(shù)都是8，即每個銫離子周圍有8個氯離子，每個氯離子周圍也有8個銫離子，所以圖C為CsCl的結構；

故答案為：C；8；

（5）干冰是分子晶體，CO2分子位于立方體的頂點和面心上，以頂點上的CO2分子為例，與它距離最近的CO2分子分布在與該頂點相連的12個面的面心上，所以圖B為干冰晶體，

故答案為：B；12；

（6）根據(jù)圖知，同一個晶胞中每個Ni原子距離最近的Ni原子是4個，在空間中每個Ni原子距離最近的Ni原子是8個；該晶胞中Mg原子個數(shù)=1、C原子個數(shù)=8×=1，Ni原子個數(shù)=6×=3，所以其化學式為MgNi3C；晶胞質量=g，上底面對角線長度=（2r2+2r3）pm=（2r2+2r3）×10﹣10cm，故晶胞棱長=×（2r2+2r3）×10﹣10cm=（r2+r3）×10﹣10cm，晶胞體積=[（r2+r3）×10﹣10cm]3=2（r2+r3）3×10﹣30cm3，其密度==gcm﹣3=gcm﹣3，

故答案為：8；MgNi3C；．