秘籍25 物质结构中有关晶体的计算-备战2022年高考化学抢分秘籍（全国通用）（解析版）.docx

PAGE 13 秘籍25 物质结构中有关晶体的计算 概率预测 ☆☆☆☆☆ 题型预测 解答题☆☆☆☆☆ 考向预测 ①有关晶体的计算 晶胞的计算是本考点内容的难点和重点。有些同学不熟悉常见晶体的晶胞类型，涉及晶胞的计算时，不注意单位的换算而造成错误，如面心立方晶胞与体心立方晶胞的配位数不同，晶胞参数给定的单位是nm或pm时，忽略换算成cm。 晶胞的计算是本考点内容的难点和重点。有些同学不熟悉常见晶体的晶胞类型，涉及晶胞的计算时，不注意单位的换算而造成错误，如面心立方晶胞与体心立方晶胞的配位数不同，晶胞参数给定的单位是nm或pm时，忽略换算成cm。 一、典型晶体模型 晶体 晶体结构 晶体详解 离子 晶体 NaCl 型 (1)每个Na＋(Cl－)周围等距且紧邻的Cl－(Na＋)有6个，每个Na＋周围等距且紧邻的Na＋有12个；(2)每个晶胞中含4个Na＋和4个Cl－ CsCl型 (1)每个Cs＋周围等距且紧邻的Cl－有8个，每个Cs＋(Cl－)周围等距且紧邻的Cs＋(Cl－)有6个；(2)如图为8个晶胞，每个晶胞中含1个Cs＋、1个Cl－ CaF2型 在晶体中，每个F－吸引4个Ca2＋，每个Ca2＋吸引8个F－，Ca2＋的配位数为8，F－的配位数为4 金属 晶体 简单立方堆积 典型代表为Po，空间利用率为52%，配位数为6 体心立方堆积 典型代表为Na、K、Fe，空间利用率为68%，配位数为8 六方最密堆积 典型代表为Mg、Zn、Ti，空间利用率为74%，配位数为12 面心立方 最密堆积 典型代表为Cu、Ag、Au，空间利用率为74%，配位数为12 分子 晶体 干冰 (1)8个CO2分子构成立方体且在6个面心又各占据1个CO2分子；(2)每个CO2分子周围等距且紧邻的CO2分子有12个 混合 型 晶体 石墨 层与层之间的作用是范德华力，平均每个正六边形拥有的碳原子个数是2，C采取的杂化方式是sp2杂化 原子 晶体 金刚石 (1)每个碳原子与相邻的4个碳原子以共价键结合，形成正四面体结构；(2)键角均为109°28′；(3)最小碳环由6个C组成且六个原子不在同一平面内；(4)每个C参与4条C—C键的形成，C原子数与C—C键数之比为1∶2 SiO2 (1)每个Si与4个O以共价键结合，形成正四面体结构；(2)每个正四面体占有1个Si，4个“eq \f(1,2)O”，n(Si)∶n(O)＝1∶2；(3)最小环上有12个原子，即6个O和6个Si 二、晶胞的相关计算 1．晶胞中微粒数目的计算方法均摊法确定晶胞的化学组成 (1)方法 晶胞中任意位置上的一个原子如果是被n个晶胞所共有，那么每个原子对这个晶胞的贡献就是eq \f(1,n)。 (2)类型 ①长方体(正方体)晶胞中不同位置的粒子对晶胞的贡献： ②非长方体晶胞中粒子视具体情况而定 A．正三棱柱晶胞中： B．六棱柱晶胞中： C．石墨晶胞每一层内碳原子排成六边形，其顶角(1个碳原子)被三个六边形共有，每个六边形占eq \f(1,3)。 2．晶胞质量 晶胞质量＝晶胞占有的微粒的质量＝晶胞占有的微粒数×eq \f(M,NA)。 3．晶体密度及微粒间距离的计算 (1)晶体密度计算的基本流程 理解晶胞结构 理解晶 胞结构 确定晶体组成 确定晶体体积 计算晶胞质量 计算晶体密度 找出晶胞，晶胞是晶体组成的最基本单位，确定晶胞内所有或离子的种类和位置。 根据相对原子质量，计算1mol晶胞质量，然后除以阿伏加德罗常数得到一个晶胞的质量，如一个NaCl晶胞质量为 常见晶体的晶胞多为立方体，利用数学方法，计算晶胞的体积。 根据晶胞中不同位置的原子或离子对晶胞的不同贡献，确定一个晶胞的组成，如一个NaCl晶胞相当于4个NaCl。 利用公式，计算晶胞的密度。 (2)计算晶体中微粒间距离的方法 4．空间利用率＝eq \f(晶胞中微粒体积,晶胞体积)。 晶体结构的相关计算 (1)晶胞计算公式(立方晶胞)。 a3ρNA＝nM(a为棱长；ρ为密度；NA为阿伏加德罗常数的数值；n为1 mol晶胞所含基本粒子或特定组合的物质的量；M为该粒子或特定组合的摩尔质量)。 (2)金属晶体中体心立方堆积、面心立方堆积中的几组公式(设棱长为a)。 ①面对角线长＝eq \r(2)a。 ②体对角线长＝eq \r(3)a。 ③体心立方堆积4r＝eq \r(3)a(r为原子半径)。 ④面心立方堆积4r＝eq \r(2)a(r为原子半径)。 1．（2022·陕西·西安工业大学附中模拟预测）某种Ga2O3的晶体结构如图3所示，O2-以六方最密方式堆积，Ga3+在其八面体空隙中(注：未全部标出，如：Ga3+在1、2、3、4、5、6构成的八面体体心)。 ①该晶胞中O2-的配位数为____。 ②该晶胞有_____%(保留一位小数)八面体空隙填充阳离