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=1、C原子個數=8×=1，Ni原子個數=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；．