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1、晶胞的计算 二、常见的晶胞计算题： 晶胞密度r =m(晶胞)/V(晶胞) 空间利用率=V(球总体积)/V(晶胞体积)100% 【注】1m10dm102 cm103 mm106 um109 nm1012 pm 简单立方堆积： 假设球的半径为r cm，则该堆积方式的空间利用率为： 体心立方堆积： 假设球的半径为r cm，则该堆积方式的空间利用率为： 甲 乙 丙 面心立方最密堆积： 假设球的半径为r cm，则该堆积方式的空间利用率为： 再假设该金属的摩尔质量为Mg/mol，NA为阿伏伽德罗常数的数值，试计算该晶胞的密度： 总结】必须掌握的常见晶胞及晶体结构 分子晶体：干冰、冰晶胞图形、晶胞组成特点；
2、 原子晶体：金刚石（晶体硅）、二氧化硅晶胞组成特点、边长（体积、密度、原子最近距离）的计算方式； 金属晶体：四种堆积方式的名称、图形、代表金属、边长（体积、密度、原子最近距离）的计算方式； 离子晶体：NaCl、CsCl、CaF2晶胞图形、晶胞组成、边长（体积、密度、原子最近距离）的计算方式。 【练习】中学化学教材中展示了NaCl晶体结构，它向三维空间延伸得到完美晶体。NiO(氧化镍)晶体的结构与NaCl 相同，Ni2+与最临近O2-的核间距离为a cm，计算NiO晶体的密度(已知NiO的摩尔质量为74.7 g/mol)。 (2)天然和绝大部分人工制备的晶体都存在各种缺陷，例如在某氧化镍晶体中就
3、存在如图所示的缺陷：一个Ni2+空缺，另有两个Ni2+被两个Ni3+所取代。其结果为晶体仍呈电中性，但化合物中Ni和O的比值却发生了变化。某氧化镍样品组成为Ni0.97O，试计算该晶体中Ni3+ 与Ni2+的离子个数之比。 第二类：晶胞灵活变形及计算 【例1：2012年新课标37】【化学选修3物质结构与性质】(15分) VIA族的氧、硫、硒(Se)、碲(Te)等元素在化合物中常表现出多种氧化态，含VIA族元素的化合物在研究和生产中有许多重要用途。请回答下列问题： （1）S单质的常见形式为S8，其环状结构如下图所示，S原子采用的轨道杂化方式是 ； （2）原子的第一电离能是指气态电中性基态原子失去
4、一个电子转化为气态基态正离子所需要的最低能量，O、S、Se原子的第一电离能由大到小的顺序为 ； （3）Se原子序数为 ，其核外M层电子的排布式为 ； （4）H2Se的酸性比H2S (填“强”或“弱”)。气态SeO3分子的立体构型为 ，SO32-离子的立体构型为 ； （5）H2SeO3的K1和K2分别为2.710-3和2.510-8，H2SeO4第一步几乎完全电离，K2为1.2102，请根据结构与性质的关系解释： H2SeO3和H2SeO4第一步电离程度大于第二步电离的原因： ； H2SeO4比H2SeO3酸性强的原因： ； （6）ZnS在荧光体、光导体材料、涂料、颜料等行业中应用广泛。立方Zn
5、S晶体结构如下图所示，其晶胞边长为540.0 pm，密度为 (列式并计算)，a位置S2-离子与b位置Zn2+离子之间的距离为 pm(列式表示)。 【答案】（1）sp3 （2）OSSe （3）34；3s23p63d10 （4）强；平面三角形；三角锥形 （5）第一步电离后生成的负离子较难再进一步电离出带正电荷的氢离子； H2SeO3和H2SeO4可表示为 (HO)2SeO和 (HO)2SeO2。H2SeO3中 Se为+4价，而H2SeO4中Se为+6价，正电性更高，使得 SeOH中的O原子更向Se偏移，更易电离出H+。 （6）； 或或 【例2：设在下图晶胞中Zn的半径的r1 cm，其相对原子质量为
6、M1，X的半径为r2 cm，其相对原子质量为M2，则该晶胞的密度为 g/cm3。（写出含有字母的表达式）。 【例3：已知NaCl晶体的晶胞如左图所示：若将NaCl晶胞中的所有Cl离子去掉，并将Na+离子全部换为碳原子，再在其中的4个“小立方体”中心各放置一个碳原子，且这4个“小立方体”不相邻。位于“小立方体”中的碳原子与最近的4个碳原子以单键相连，由此表示碳的一种晶体的晶胞（已CC键的键长为a cm，NA表示阿伏加德罗常数），则该晶胞中含有 个碳原子，该晶体的密度是 g/cm3 。 【例4六方氮化硼在高温高压下，可以转化为立方氮化硼，其结构与金刚 石相似，硬度与金刚石相当，晶胞边长为361.5 pm。立方氮化硼晶胞中含有 个氮原子、 个硼原子、立方氮化硼的密度是 g/cm3(只要求列算式，不必计算出数值。阿伏加德罗 常数为NA)。 【答案】4 4 第3页（共3页）
