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1、结构模拟题第一题（4分）（1）完成下列操作：准备15个球排成三角形，为撞球实验做准备。在第一层球上再放入一排球作为第二层，然后放上第三层（1个球），它位于第一层中心处的球的正上方。在金字塔型的斜边上，找出一个正方形。找出由顶点球占据一角的面心立方，同时找出所有形成最小立方体的其他顶点来。一个最密堆积的立方体如何形成具有六方晶系的层状结构？（2分）（2）把同样的球排成一个矩形或正方形，在第一层球构成的空隙中排上相同的球作第二层，并加相当数目的相同的球装满第二层构成的空隙中作为第三层。把球逐个拿走直到你能从倾斜的三层结构中找出六边形，解释为什么一个立方晶系能产生最密堆积排列（与上题比较）。（2分）
2、第二题（8分）某MO型金属氧化物属立方晶系，晶体密度为3.5819cm3。用X射线粉末法（Cu K射线）测得各衍射线相应的衍射角分别为：18.5o，21.5o，31.2o，37.4o，39.4o，47.1o，54.9o。请据此计算或说明：（1）确定该金属氧化物晶体的点阵型式；（2）计算晶胞参数和一个晶胞中的结构基元数；（3）计算金属原子M的相对原子质量。第三题（16分）Ni（）的配合物可以形成四配位的四面体形或平面正方形，亦可形成六配位的八面体形；而Ni（0）的配合物往往以四面体形的四配位形式存在。1以CN和H2O为配体，写出符合下列条件的配合物化学式。（1）一种非电解质的八面体配合物 。（2
3、）两个平面正方形配合物A和B，它们均是11电离类型，A是 ，B是 。（3）在Ni(CN)25H2O中可能形成的配离子 。210下将H3BO3和NiCl2在一定条件下反应，用NaOH溶液中和后得钠盐C。C是单核配合物（不带结晶水），配离子中有环状结构。经元素分析X中w(Ni)18.82%。画出C的结构示意图，并写出反应生成C的离子反应方程式。3金属Ni与环稀烃D一定条件下以物质的量12反应生成配合物分子E；E分子有很好的对称性，核磁共振显示E分子中只有2种类型的H原子；取一定量的E，在足量纯氧中燃烧，所得固体质量为原质量的27.15%。画出E的结构简式。4金属镍一般由其氧化物的热还原法进行制备，
4、但纯度不高。如何由粗镍制备高纯度的镍。第四题：等电子原理是指两个或两个以上的分子（或离子），它们的原子数相同，分子（或离子）中电子数也相同，这些分子（或离子）常具有相似的电子结构，相似的几何构型，而且有时在性质上也有许多相似之处。例如：CO32、SO32、NO3都有24个价电子，都为平面三角形结构。（1）Xe和I等电子，所以可见XeF2和 ；XeO3和 都是等电子化合物，它们均具有相同的构型。（2分）（2）二原子14电子的等电子体共同特点是物质中都具有共价叁键，请举出相应的4个例子（可以是分子或离子）（2分 每个0.5）（3）N2O4和 是等电子体；(1分)（4）过去生产上常以SiO2为催化剂
5、的载体，它和近十几年来应用日广的AlPO4是等电子体，所以在磷酸铝中Al为 配位氧，P为 配位氧。（2分）（5）烟酸（见图）是一种降血脂药物，但其分子中含有羧基，对人体的胃肠道有较大刺激且较难吸收，而且COOH在人体中的代谢不稳定，因此它的活性和适应性有待改进。在药学上的等电子体的概念是指具有相似的生理作用，如羧基与四氮唑是一种非经典电子等排体，它们具有相似的酸性，但四氮唑（见图）在人体中的代谢较为稳定，因此它可取代药物上的羧基，以改善某些性质。 烟酸中的羧基被四氮唑取代后的结构简式为： （1分）有机物分子中相邻的羧基与羰基间易形成分子内氢键，从而会影响药物的性质。据药学原理制成色满3羧酸（见
6、图），希望它抗过敏作用，但试验发现无此作用，而根据电子等排体理论制成的药物X（见图）的抗过敏作用则较强，这是因为 （2.5分）第五题：金刚石结构是一种基本的、重要的结构型式，晶体结构所属的空间群为Oh7F 。右图示出金刚石立方晶胞。（1）写出两套分别由面心立方点阵联系的C原子坐标参数。（1分）（2）指出平行于z轴处于（xy）平面的坐标（0，0），（0，1/2），（1/4，0），（0，1/4），（1/4，1/4），（1/2，1/2），（1/4，1/2）和（1/2，1/4）处的四重对称轴的名称和记号。（2分）（3）通过晶胞中心点有哪些点对称元素，它们组成什么点群？这个点群和Oh点群相同否？（1分）
7、（4）晶体结构属Oh点群，应有对称中心，指出晶胞中对称中心坐标位置。（1分）（5）画出由对称中心联系的两个C原子成键的构象。（2分）（6）指出平行于yz平面的金刚石滑移面d所在位置。（2分）（7）作图示出将下图去掉一套由面心立方点阵联系C原子后的晶胞结构图。它属什么点群？有无金刚石滑移面？（2分）（8）作图示出将一套由面心立方点阵联系的C原子换成Si原子，它属什么点群？什么样的结构型式？已知a434.8 pm，求SiC键长，讨论这种晶体的性质。（4分）第六题：88.1克某过渡金属元素M同134.4升（已换算成标准状况）一氧化碳完全反应生成反磁性四配位络合物。该配合物在一定条件下跟氧反应生成与N
8、aCl属同一晶型的氧化物。（1）推断该金属是什么；（2）在一定温度下MO可在三氧化二铝表面自发地分散并形成“单分子层”。理论上可以计算单层分散量，实验上亦能测定。(a)说明MO在三氧化二铝表面能自发分散的主要原因。(b)三氧化二铝表面上铝离子的配位是不饱和的。MO中的氧离子在三氧化二铝表面上形成密置单层。画出此模型的图形；计算MO在三氧化二铝（比表面为178 m2/g）表面上的最大单层分散量（g/m2）（氧离子的半径为140 pm）。第七题：Ti(IV)在水中的形式为Ti(OH)2(H2O)42，在TiOSO4H2O晶体中不存在简单的TiO2，是以TiOTi长链存在。在Ti(IV)中加入H2O
9、2，pH1时，为Ti(O2)(OH)(H2O)4单核配离子，呈红色；pH13时，为Ti2O52，为双核配离子，呈橙黄色。（8分）1画出Ti2O52的可能结构；2解释颜色；3Cr2Cl93-的结构中存在一C3轴，画出Cr2Cl93-的结构。第八题：相对论效应与电子钻穿效应使得第六周期的元素有这一定的特殊性质，如：Au的氧化态可为1。化学家合成了一种“合金”，最简式为LaFe4Au12，晶胞由八个小立方体构成，每个小立方体中有一个由Au构成的八面体，Au位于小立方体的面心，Fe位于小立方体中心，La的堆积方式为bcp（体心立方堆积）。1画出该“合金”的晶胞；2该物质是否为合金，解释原因。第九题：在
10、N(CH3)4Cl水溶液中，缓慢加入NaIO4溶液，得到一种白色沉淀A，把A与HF(l)混合蒸馏，得到组成相同的两种混合物B和C。B和C混合物也可以用N(CH3)4F与IO2F3在CH3CN(l)中反应制得。B和C混合物在CH3CN(l)中再与N(CH3)4F反应，其中一种化合物转化成D，另一种化合物不再与N(CH3)4 F反应而保留下来。1试写出上述所有涉及的化学反应方程式；2画出B、C化合物中阴离子的结构式；3B、C化合物互称为什么？4除了上述方法分离B和C外，还有什么简单的方法可以分离B和C？说明你的理由。5画出化合物D中阴离子的结构式。试说明B、C混合物中，哪一种物质能再与N(CH3)
11、4F在CH3CN(l)中反应，为什么？6化合物D中的阴离子，可能有多少种立体异构体？第十题: 有机物A能与KOH以物质的量13反应成盐；核磁共振显示A分子中有2类氢原子，其个数比是12；A与V2O5、KOH、H2O2发生非氧化还原反应，得到配合物B，元素分析为：V 13.95%、C 19.73、H 1.66%、O 39.42%，B在极性溶剂中能导电，B中的V原子周围有7个配位原子提供孤对电子与V原子形成配位键。1写出B的化学式2写出A的结构简式；3画出B可能结构简式；4预期B最特征的化学性质；5写出AB的反应方程式。答案：第一题：（1）该构型的原子从某一视点看是正方形层状，而从另一视点看是六边
12、形的层状构。（2）尽管教材上的图例对某些人的理解已经足够了，但最好的方法是动手构建一个模型。从一个方向看是六方晶的结构，如果换一个角度看是立方晶。第二题: （1）晶体衍射全奇或全偶，面心立方点阵。（2）d400154.2pm/20.7325105.26pm a421pm在面心立方晶胞中，一个晶胞对应4个点阵点，即包含4个结构基元。（3）按公式，MNAVDZM6.0221023mol1（421.041010cm）33.581gcm1/440.24gmol1MO的相对化学式量为40.24，M的相对原子质量为：40.2416.0024.24，该原子Mg。第四题： （1）IF2，IO3（2）N2，CO
13、，C22，C2H2，CN（3）C2O42（4）4，4（5） 用四氮唑替代羧基以后，羰基与四氮唑间不会形成氢键。第五题: （1）面心立方点阵联系的一套原子坐标为：（0，0，0），（0，1/2，1/2），（1/2，0，1/2），（1/2，1/2，0）在上述基础上分别加两套坐标：（0，0，0）和（1/4，1/4，1/4），即得晶胞中8个原子的坐标参数：（0，0，0）（0，1/2，1/2）（1/2，0，1/2）（1/2，1/2，0）（1/4，1/4，1/4）（1/4，3/4，3/4）（3/4，1/4，3/4）（3/4，3/4，1/4）（2）作晶胞沿z轴投影图，示于下图（a）。由图可见（x，y）坐标为（
14、0，0），（0，1/2），（1/2，0），（1/4，1/4）及（1/2，1/2）等处有四重反轴；在（0，1/4），及（1/2，1/4）等处有41螺旋轴；在（1/4，0），及（1/4，1/2）处有43螺旋轴，如下图（b）所示（图中只示出晶胞的1/4） （3）通过晶胞中心点的点对称元素有：3I4，4C3，6d；它们组成Td点群，它不同于晶体的点群Oh。（4）晶刚石晶体结构有对称中心，位置在（1/8，1/8，1/8），CC键的中心点。晶胞中共有16个，即（1/8，1/8，1/8），（7/8，3/8，5/8），（3/8，5/8，7/8），（5/8，7/8，3/8）和面心立方点阵组合而得。（5）由对称中心联系的两个C原子的成键构象为交叉型，如下图所示：（6）平行于yz平面的金刚石滑移面处在x值为1/8，3/8，5/8，7/8等处，可从上图看出，它的滑移量为1/4（bc）。（7）将题图中去掉由面心立方点阵联系的C原子设去掉（1/4，1/4，1/4）那一套如下图所示，它属Oh点群，不存在金刚石滑移面（d）。 （8）将题图中的一套C原子换成Si原子得
