人教版高考化学一轮复习课时训练四十一选修晶体结构与性质

课时分层提升练 四十一

晶体结构与性质

1.(2019·伊犁模拟)下图为CaF2、H3BO3(层状结构,层内的H3BO3分子通过氢键结合)、金属铜三种晶体的结构示意图,请回答下列问题:

(1)图Ⅰ所示的CaF2晶体中与Ca2+最近且等距离的F-数为________,图Ⅲ中未标号的铜原子形成晶体后周围最紧邻的铜原子数为________。

(2)图Ⅱ所示的物质结构中最外能层已达8电子结构的原子是________,H3BO3晶体中B原子个数与极性键个数比为________。 (3)三种晶体中熔点最低的是________,其晶体受热熔化时,克服的微粒

之

间

的

相

互

作

用

为

__________________________________________________。 (4)结合CaF2晶体的晶胞示意图,已知,两个距离最近的Ca2+核间距离为a×

10-8 cm,计算CaF2晶体的密度为________。

【解析】(1)CaF2晶体中Ca2+的配位数为8,F-的配位数为4,Ca2+和F-

个数比为1∶2,铜晶体中未标号的铜原子周围最紧邻的铜原子为上层1、2、3,同层的4、5、6、7、8、9,下层的10、11、12,共12个。 (2)H3BO3中B原子,最外层共6个电子,H是2电子结构,只有氧原子达到8电子稳定结构。H3BO3晶体是分子晶体,相互之间通过氢键相连,每个B原子形成3个

B—O极性键,每个O原子形成1个O—H共价键,共6个键。 (3)H3BO3晶体是分子晶体,熔点最低,熔化时克服了分子间作用力和氢键。

(4)一个晶胞中实际拥有的Ca2+为8×+6×=4,F-为8个,晶胞顶点及六个面上的离子为Ca2+,晶胞内部的离子为F-,1个晶胞实际拥有4个“CaF2”。则CaF2晶体的密度:4×78 g·mol-1÷[(

a×10-8 cm)3×6.02

×1023 mol-1]≈ g·cm-3。

答案:(1)8 12 (2)O 1∶6 (3)H3BO3 分子间作用力和氢键

(4) g·cm-3

2.(2019·宁夏吴忠模拟)东晋《华阳国志·南中志》卷四中已有关于白铜的记载,云南镍白铜(铜镍合金)闻名中外,曾主要用于造币,亦可用于制作仿银饰品。回答下列问题:

(1)镍元素基态原子的电子排布式为________,3d能级上的未成对电子数为________。

(2)硫酸镍溶于氨水形成[Ni(NH3)6]SO4蓝色溶液。

氨的沸点________(填“高于”或“低于”)膦(PH3),原因是__________________。

氨是________分子(填“极性”或“非极性”),中心原子的轨道杂化类型为________。

(3)单质铜及镍都是由________键形成的晶体;元素铜与镍的第二电离能分别为ICu=1 958 kJ·mol-1、INi=1 753 kJ·mol-1,ICu>INi的原因是__ __________。

(4)某镍白铜合金的立方晶胞结构如图所示。

①晶胞中铜原子与镍原子的数量比为________。 ②若合金的密度为d g/cm3,晶胞参数a=________nm。

【解析】(1)镍是28号元素,位于第四周期第Ⅷ族,根据核外电子排布规则,其基态原子的电子排布式为1s22s22p63s23p63d84s2,3d能级有5个轨道,这5个轨道先占满5个自旋方向相同的电子,再分别占据三个轨道,电子自旋方向相反,所以未成对的电子数为2。

(2)氨气分子间存在氢键,分子间作用力强,所以氨的沸点高于膦(PH3);根据价层电子对互斥理论,氨气中心原子N的σ键电子对数等

于3,孤电子对数=1,则中心原子N是sp3杂化,分子成三角锥

形,正负电荷重心不重叠,氨气是极性分子。

(3)铜和镍属于金属,所以单质铜及镍都是由金属键形成的晶体;铜和镍分别失去一个电子后若再失去电子,铜失去的是全充满的3d10电子,

镍失去的是4s1电子,所以ICu>INi。

(4)①晶胞中Ni处于顶点,Cu处于面心,则晶胞中Ni原子数目为8×

=1、Cu原子数目=6×=3,故Cu与Ni原子数目之比为3∶1。

②属于面心立方密堆积,晶胞质量为 g,则

g=d g·cm-3×(a×

10-7 cm)3,解得a=×107。

答案:(1)1s22s22p63s23p63d84s2(或[Ar]3d84s2) 2 (2)高于 氨气分子间可形成氢键 极性 sp3

(3)金属 铜和镍分别失去一个电子后若再失去电子,铜失去的是全充满的3d10电子,镍失去的是4s1电子

(4)①3∶1 ②×107

3.(2019·宜宾模拟节选)一种铜的氯化物晶胞结构如下图所示。

该化合物的化学式为______________________,已知P、Q、R的原子

坐标分别(0,0,0)、(1,1,1)、,若Cu原子与最近的Cl原子

的核间距为a pm,则该晶体的密度计算表达式为