易錯專題08晶體結構和晶胞計算-2024年高考化學考前易錯聚焦易錯專題08晶體結構和晶胞計算聚焦易錯點：?易錯點一晶體結構與性質?易錯點二晶胞計算典例精講易錯點一晶體結構與性質【易錯典例】例1（1）晶胞有兩個基本要素：①原子坐標參數，表示晶胞內部各原子的相對位置，下圖為Ge單晶的晶胞，其中原子坐標參數A為（0,0,0）；B為（，0，）；C為（，，0）。則D原子的坐標參數為______。②晶胞參數，描述晶胞的大小和形狀。已知Ge單晶的晶胞參數a=565.76pm，其密度為__________g·cm-3（列出計算式即可）。③GaF3的熔點高于1000℃，GaCl3的熔點為77.9℃，其原因是__________________。（2）單質銅及鎳都是由______鍵形成的晶體。某鎳白銅合金的立方晶胞結構如圖所示。①晶胞中銅原子與鎳原子的數量比為_____。②若合金的密度為dg/cm3，晶胞參數a=________nm。③第ⅡA族金屬碳酸鹽分解溫度如下：BeCO3MgCO3CaCO3SrCO3BaCO3分解溫度100℃540℃960℃1289℃1360℃分解溫度為什么越來越高？_______________________。（3）GaAs的熔點為1238℃，密度為ρg·cm-3，其晶胞結構如左圖所示。該晶體的類型為_______,Ga與As以________鍵鍵合。Ga和As的摩爾質量分別為MGag·mol-1和MAsg·mol-1，原子半徑分別為rGapm和rAspm，阿伏加德羅常數值為NA，則GaAs晶胞中原子的體積占晶胞體積的百分率為_____。甲烷晶體的晶胞如右圖所示，該晶胞中含有個甲烷分子，此晶體在常溫、常壓下不能存在的原因______________________。關注公眾號《全元高考》微信公眾號《全元高考》2024屆高三押題群享各大主流機構押題，王h雄/天xing掃碼添加微信進群【解題必備】一、判斷晶體類型的5種方法1．依據構成晶體的粒子和粒子間的作用判斷(1)離子晶體的構成粒子是陰、陽離子，粒子間的作用是離子鍵。(2)原子晶體的構成粒子是原子，粒子間的作用是共價鍵。(3)分子晶體的構成粒子是分子，粒子間的作用為分子間作用力。(4)金屬晶體的構成粒子是金屬陽離子和自由電子，粒子間的作用是金屬鍵。2．依據物質的分類判斷(1)金屬氧化物(如K2O、Na2O2等)、強堿(NaOH、KOH等)和絕大多數的鹽類是離子晶體。(2)大多數非金屬單質(除金剛石、石墨、晶體硅等)，氣態氫化物、非金屬氧化物(除SiO2外)、酸、絕大多數有機物(除有機鹽外)是分子晶體。(3)常見的原子晶體單質有金剛石、晶體硅、晶體硼等，常見的原子晶體化合物有碳化硅、二氧化硅等。(4)金屬單質是金屬晶體。3．依據晶體的熔點判斷(1)離子晶體的熔點較高，常在數百至一千攝氏度以上。4．依據導電性判斷(1)離子晶體水溶液及熔化時能導電。(2)原子晶體一般為非導體。(3)分子晶體為非導體，而分子晶體中的電解質(主要是酸和強極性非金屬氫化物)溶于水，使分子內的化學鍵斷裂形成自由離子也能導電。(4)金屬晶體是電的良導體。5．依據硬度和機械性能判斷(1)離子晶體硬度較大或略硬而脆。(2)原子晶體硬度大。(3)分子晶體硬度小且較脆。(4)金屬晶體多數硬度大，但也有較低的，且具有延展性。注意上述總結的都是一般規律，具體比較時要具體問題具體分析，如金屬晶體的熔、沸點差別很大，如鎢、鉑等熔點很高，而汞、鎵、銫等熔點卻很低；金屬晶體的熔點不一定比分子晶體的熔點高，如Na的熔點為97.8℃，尿素的熔點為132.7℃；原子晶體的熔點不一定比離子晶體高，如MgO的熔點為2852℃，石英的熔點為1710℃。二、物質熔沸點高低比較規律比較類型比較規律不同類型晶體原子晶體>離子晶體>分子晶體，金屬晶體的熔、沸點差別很大，如鎢、鉑等熔點很高，汞、銫等熔點很低同類晶體原子晶體看成鍵原子半徑和，半徑和越小，晶體的熔、沸點越高、硬度越大離子晶體依據靜電原理進行分析，一般地說，陰、陽離子的電荷數越多，離子半徑越小，則離子鍵越強，相應地晶格能越大，熔、沸點越高分子晶體注意，組成和結構相似的物質，相對分子質量越大，熔沸點越高(若分子間存在氫鍵，則含有氫鍵的熔、沸點高些)。組成和結構不相似的分子晶體(相對分子質量接近)，分子的極性越大，其熔、沸點越高。如CO>N2，CH3OH>CH3CH3金屬晶體看金屬離子半徑越小，離子電荷數越多，金屬鍵越強，金屬熔、沸點就越高。如熔、沸點：Al>Mg>Na【變式突破】1.鈣鈦礦(CaTiO3)型化合物是一類可用于生產太陽能電池、傳感器、固體電阻器等的功能材料，回答下列問題：(1)基態Ti原子的核外電子排布式為____________。(2)Ti的四鹵化物熔點如下表所示，TiF4熔點高于其他三種鹵化物，自TiCl4至TiI4熔點依次升高，原因是____________。化合物TiF4TiCl4TiBr4TiI4熔點/℃377﹣24.1238.3155(3)CaTiO3的晶胞如圖(a)所示，其組成元素的電負性大小順序是__________；金屬離子與氧離子間的作用力為__________，Ca2+的配位數是__________。(4)一種立方鈣鈦礦結構的金屬鹵化物光電材料的組成為Pb2+、I﹣和有機堿離子，其晶胞如圖(b)所示。其中Pb2+與圖(a)中__________的空間位置相同，有機堿中，N原子的雜化軌道類型是__________；若晶胞參數為anm，則晶體密度為_________g·cm-3(列出計算式)。(5)用上述金屬鹵化物光電材料制作的太陽能電池在使用過程中會產生單質鉛和碘，降低了器件效率和使用壽命。我國科學家巧妙地在此材料中引入稀土銪(Eu)鹽，提升了太陽能電池的效率和使用壽命，其作用原理如圖(c)所示，用離子方程式表示該原理_______、_______。2．Cu及其化合物在醫藥、催化、材料等領域有廣泛應用。回答下列問題：(1)通過如圖1所示反應可以實現銅離子的富集，進行回收。

①基態銅原子的核外電子有種空間運動狀態。與Cu元素同周期，基態原子有2個未成對電子的金屬元素有種。下列狀態的銅中，電離最外層一個電子所需能量最高的是(填序號)。a.[Ar]3dl04s1b.[Ar]3d94s2c.[Ar]3d10d.[Ar]3d9e.[Ar]3d84s1②M所含元素的第一電離能由大到小順序是(用元素符號表示)。③化合物X中的中心銅離子的配位數是，圖1反應中斷裂和生成的化學鍵有(填序號)。a.離子鍵

b.p－pσ鍵

c.極性鍵

d.氫鍵

e.配位鍵(2)4－甲基咪唑(

)也可與Cu2+形成配合物，4－甲基咪唑分子中1號N原子的孤電子對因參與形成大π鍵，電子云密度降低。1號N原子雜化方式為，(填“1”或“3”)號N原子更容易與Cu2+形成配位鍵。(3)圖2是MgCu2的拉維斯結構，Mg以金剛石方式堆積，八面體空隙和半數的四面體空隙中，填入以四面體方式排列的Cu。圖3是沿立方格子對角面取得的截面。Mg原子的半徑為pm，該晶胞中原子的空間利用率為。易錯點二晶胞的計算【易錯典例】例2（1）Cu元素與H元素可形成一種紅色化合物，其晶體結構單元如下圖所示。則該化合物的化學式為________。（2）下圖是由Q、R、G三種元素組成的一種高溫超導體的晶胞結構，其中R為＋2價，G為－2價，則Q的化合價為________。（3）已知鑭鎳合金LaNin的晶胞結構如下圖，則LaNin中n＝________。(4)硼化鎂晶體在39K時呈超導性。在硼化鎂晶體中，鎂原子和硼原子是分層排布的，下圖是該晶體微觀結構的透視圖，圖中的硼原子和鎂原子投影在同一平面上。則硼化鎂的化學式為________。【解題必備】1.均攤法計算晶胞中微粒數目：在使用均攤法計算晶胞中粒子個數時，要注意晶胞的形狀，不同形狀的晶胞，應先分析任意位置上的一個粒子被幾個晶胞共用，如六棱柱晶胞中，頂點、側棱、底面上的棱、面心、體心依次被6、3、4、2、1個晶胞所共有。2.晶胞求算：若1個晶胞中含有x個微粒，則1mol晶胞中含有xmol微粒，其質量為xMg(M為微粒的相對原子質量)；又1個晶胞的質量為ρa3g(a3為晶胞的體積，a為晶胞邊長或微粒間距離)，則1mol晶胞的質量為ρa3NAg，因此有xM＝ρa3NA。求晶胞密度方法如下：3.晶胞結構模型分析晶胞模型配位數681212原子半徑(r)和晶胞邊長(a)的關系2r＝a2r＝eq\f(\r(3)a,2)—2r＝eq\f(\r(2)a,2)一個晶胞內原子數目12244.晶胞原子坐標參數通過原子坐標既能確定晶胞中各原子的相對位置，又可以計算原子間的距離，進而可以計算晶胞的體積及晶體的密度。如①CsCl型離子晶體的離子分數坐標：Cs＋為(0，0，0)；Cl－為eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(1,2)，\f(1,2)，\f(1,2)))。②NaCl型離子晶體的離子分數坐標：Cl－為(0，0，0)，eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(1,2)，\f(1,2)，0))，eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(1,2)，0，\f(1,2)))，eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(0，\f(1,2)，\f(1,2)))；Na＋為eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(1,2)，\f(1,2)，\f(1,2)))，eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(1,2)，0，0))，eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(0，\f(1,2)，0))，eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(0，0，\f(1,2)))。③ZnS型離子晶體的離子分數坐標：Zn2＋為(0，0，0)，eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(1,2)，\f(1,2)，0))，eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(1,2)，0，\f(1,2)))，eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(0，\f(1,2)，\f(1,2)))；S2－為eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(3,4)，\f(1,4)，\f(3,4)))，eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(3,4)，\f(3,4)，\f(1,4)))，eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(1,4)，\f(3,4)，\f(3,4)))，eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(1,4)，\f(1,4)，\f(1,4)))。注意在確定各原子的坐標時，要注意x、y、z軸的單位標準不一定相同。5.典型晶胞結構模型的投影圖晶胞結構模型x、y平面上的投影圖注意畫或判斷投影圖時，一定要注意x、y、z軸的方向，上面結構模型中的原子也可以換為不同的原子，但在投影圖中的位置不變。6.典型晶體中配位數的判斷（1）最密堆積晶體的配位數均為12。如金屬晶體的面心立方最密堆積中距離最近原子的上、中、下層各有4個配位原子，配位數為12；六方最密堆積中距離最近原子的上、中、下層各有上、中、下層分別有3、6、3個配位原子，故配位數12；又如分子晶體中的干冰中CO2分子距離最近原子的上、中、下層各有4個CO2分子，故配位數為12。（2）體心立方堆積晶體的配位數為8。如金屬晶體中距離最近原子的8個頂點的原子都與體心原子形成金屬鍵，故配位數為8；又如CsCl型離子晶體中距離最近原子的每個離子被處在立方體8個頂點帶相反電荷的離子包圍，Cl-離子和Cs+離子的配位數都為8。或以大立方體的面心Cs+離子分析，上、下層各有4個Cl-離子，配位數為8。（3）面心立方堆積晶體的配位數為6。如NaCl型離子晶體中距離最近原子的每個離子被處在正八面體6個頂點帶相反電荷的離子包圍，Cl-離子和Na+離子的配位數都為6。（4）配位數為4的幾種晶體。如ZnS型離子晶體中距離最近的S2-離子和Zn2+離子排列類似NaCl型，但相互穿插的位置不同，使S2-、Zn2+離子的配位數不是6，而是4；又如金剛石、碳化硅等原子晶體與ZnS型離子晶體類似情況，配位數均為4。二氧化硅原子晶體中，Si與O原子形成的是硅氧四面體中Si的配位數為4，而SiO2的原子比為1∶2，故O的配位數是2；再如CaF2型離子晶體，每個F-離子處于Ca2+離子圍成的正四面體中心，故F-離子的配位數是4，Ca2+離子的配位數為8。【變式突破】3.(1)鈉、鉀、鉻、鉬、鎢等金屬晶體的晶胞屬于體心立方，則該晶胞中屬于1個體心立方晶胞的金屬原子數目是____________。氯化銫晶體的晶胞如圖1，則Cs＋位于該晶胞的________，而Cl－位于該晶胞的________，Cs＋的配位數是____________。(2)銅的氫化物的晶體結構如圖2所示，寫出此氫化物在氯氣中燃燒的化學方程式：_________。(3)圖3為F－與Mg2＋、K＋形成的某種離子晶體的晶胞，其中“○”表示的離子是________(填離子符號)。(4)實驗證明，KCl、MgO、CaO、TiN這4種晶體的結構與NaCl晶體結構相似(如圖4所示)，已知3種離子晶體的晶格能數據如下表：離子晶體NaClKClCaO晶格能/(kJ·mol－1)7867153401則這4種離子晶體(不包括NaCl)熔點從高到低的順序是___________。MgO晶體中一個Mg2＋周圍與它最鄰近且等距離的Mg2＋有________個。4.（2023·山東菏澤·山東省鄄城縣第一中學校考三模）鐵、錳、鉻、鋅、銅及其化合物在生產生活中應用廣泛。回答下列問題：(1)基態Fe原子的價電子排布式為。(2)第二電離能：(填“>”“<”或“=”)。(3)一種香豆素衍生物(CHP)可作為測定的熒光探針，其原理如圖所示。

①CHP所含元素(C、O、N)的電負性從大到小的順序為(填元素符號，下同)；其第一電離能從大到小的順序為。②CHP—Zn中N原子的雜化類型為。(4)的一種晶體中，氧原子的堆積模型為面心立方最密堆積(如圖所示)，Mn(Ⅱ)填充在氧原子圍成的正四面體空隙中，Mn(Ⅲ)填充在氧原子圍成的正八面體空隙中。

已知：晶胞的體積為，表示阿伏加德羅常數，則該晶體的密度為(用含、V的代數式表示)。考點精練1．（2024·河北邢臺·二模）硫化鋅是一種優良的寬帶隙半導體鋰離子電池負極材料，具有在充電的同時合金化反應的特點。在充電過程中負極材料晶胞的組成變化如圖：下列說法不正確的是A．當完全轉化為時，和轉化為(合金相)，每轉移生成B．晶體中沿晶胞體對角線方向的一維空間上會出現“”的排布規律C．4種晶胞中，原子的空間利用率最低，中所構成的四面體空隙全部被填充D．若的品胞參數為，則EF間的距離為2．（2024·廣西·二模）是某些太陽能薄膜電池的材料。下圖所示為的晶胞結構，已知晶胞參數為apm，2號氧原子的分數坐標為，下列說法不正確的是A．1號氧原子的分數坐標為B．晶胞中與Ca等距離且最近的O有4個C．元素在元素周期表中處于d區D．Ti和Ca原子間的最短距離為3．（2024·黑龍江·二模）氟化鉀鎂是一種具有優良光學性能的材料，主要應用于激光領域，其立方晶胞結構如圖。表示阿伏加德羅常數的值。下列說法錯誤的是A．的配位數為12B．每個位于距其最近且等距的構成的正四面體空隙中C．若位于晶胞的體心，則位于晶胞的面心D．若晶胞參數為anm，則晶體的密度是4．（2024·重慶·一模）一種含錫的多元金屬硫化物的晶胞結構為四方晶系，已知金屬原子均呈四面體配位，晶胞棱邊夾角均為，其結構可看作是由兩個立方體上下堆疊而成。如圖，甲為A的體對角線投影圖，乙為B的沿軸方向的投影圖，A中位置互換即為B，立方體棱長均為。下列說法錯誤的是A．該硫化物的化學式為B．晶胞中的配位數均為4C．晶胞中部分原子的分數坐標為、，則晶胞中原子的分數坐標可以為D．晶胞中和原子間的最短距離為5．（2024·江西萍鄉·二模）氧化鈰()常用作玻璃工業添加劑，在其立方晶胞中摻雜，占據原來的位置，可以得到更穩定的結構，這種穩定的結構使得氧化鈰具有許多獨特的性能。晶胞中與最近的核間距為apm，下列說法正確的是A．已知M點原子的分數坐標為(0,0,0)，則N點原子的分數坐標為(1,0,1)B．晶胞中與最近且等距的的個數為6C．晶體的密度為D．若摻雜后得到的晶體，則此晶體中的空缺率為5%6．（2024·河北邢臺·一模）常用于制備磁芯、磁盤和傳感器等，它的晶胞(如圖)為等軸晶系。下列敘述錯誤的是已知：晶胞參數為，為阿伏加德羅常數的值。A．的分數坐標為B．氧離子構成正八面體形C．和之間的距離為D．晶體密度為7．（2024·湖南·二模）一種基于的鋅基催化劑，可高效催化丙烷轉化為丙烯。立方的晶胞如圖，晶胞參數為，阿伏加德羅常數的值為。下列說法不正確的是A．該晶體的摩爾體積為B．與最近的有12個C．之間的最短距離為D．若坐標取向不變，將點平移至原點，則點位于晶胞xy面的面心8．（2024·廣東·二模）是一種分析試劑，所含的5種元素在前四周期均有分布，基態的d軌道半充滿，基態M原子價層電子排布式為，E和M位于同一主族，X原子比E原子少一個電子。下列說法正確的是A．第一電離能：B．單質的沸點：C．Z的單質能與發生置換反應D．和的VSEPR模型名稱相同9．（2024·河北滄州·二模）硫代硫酸鹽是具有應用前景的浸金試劑。硫代硫酸根離子可看作中的一個原子被原子替代的產物。的晶胞形狀為長方體，邊長分別為、、，其結構如圖所示，已知的摩爾質量是為阿伏加德羅常數的值，下列說法正確的是A．晶胞中的個數為3B．若晶胞中的分數坐標為，則的分數坐標為C．的中心硫原子的雜化方式為D．該晶體的密度為10．（2024·河北滄州·二模）物質的結構決定其性質。下列物質性質差異與其結構因素不相符的是選項性質差異結構因素沸點：鄰羥基苯甲醛低于對羥基苯甲醛氫鍵類型熔點：高于價層電子數熔點：遠高于(升華)晶體類型酸性：強于乙酸羥基的極性11．（2024·安徽·一模）一定條件下，K、CuCl2和F2反應生成KCl和化合物X，化合物X的晶胞結構如圖所示(晶胞參數a≠c，α=β=γ=90°)，其中灰球代表Cu、黑球代表K、白球代表F。若阿伏加德羅常數的值為NA。下列說法錯誤的是A．上述反應中CuCl2與F2的物質的量之比為1：2B．基態F原子核外電子有5種空間運動狀態C．Cu原子填充在由F原子構成的八面體空隙中D．化合物X的密度12．（2024·福建·三模）全固態氟離子電池中的固態電解質晶胞如圖。電池工作時，發生遷移。晶胞參數越大，可供離子遷移的空間越大，越有利于離子傳輸。F位點空缺也可使離子傳輸更加高效。下列說法不正確的是A．晶體中與Cs距離最近且相等的F有12個B．該固態電解質的化學式為C．在Pb位點摻雜K，F位點將出現空缺D．隨Pb位點摻雜K含量的增大，離子傳輸效率一定提高13．（2024·寧夏銀川·二模）鈦硅分子篩是一種新型固體催化劑，可催化合成重要有機合成活性試劑甲乙酮肟()。回答下列問題：(1)基態硅原子的核外電子空間運動狀態有種。(2)甲乙酮肟中同周期三種元素電負性由大到小的順序為，氮原子的雜化方式為，C=N與C—C鍵夾角(填“<”“>”或“=”)C=N與N—O鍵夾角。(3)TiO2和TiCl4均是制備鈦硅分子篩的重要中間體。①TiO2與光氣COCl2反應可用于制取四氯化鈦。COCl2中σ鍵和π鍵的數目比為，其空間構型為。②TiCl4與金屬Ti在高溫條件下可反應生成TiCl3，TiCl3中Ti3+極易被氧化，還原性很強。試解釋Ti3+還原性強的原因。(4)TiO2晶胞如圖所示，若其晶體密度為ρg·cm-3，則阿伏加德羅常數的值NA=。14．（2024·內蒙古錫林郭勒盟·三模）科技強國，我國科學家在諸多領域取得新突破。(1)芯片制造會經過六個最為關鍵的步驟：沉積、光刻膠涂覆、光刻、刻蝕、離子注入和封裝。其中“刻蝕”過程可能用到刻蝕劑、及清洗劑。①基態F原子核外電子有種空間運動狀態，下列為氟原子激發態的電子排布式的是（填標號）。A．

B．

C．

D．②C、N、O、F四種元素的第一電離能由大到小的順序為。③氟硼酸銨（）中B的雜化方式為，的空間構型為。(2)復興號高鐵車體材質用到了Mn、Co等元素。Mn的一種配合物的化學式為[Mn(CO)5(CH3CN)]，CH3CN與Mn原子配位時，提供孤電子對的是（填元素符號），Mn原子的配位數為，CH3CN中鍵與鍵數目之比為。(3)超導材料具有型結構（如圖），晶胞參數（晶胞邊長）為apm，該氮化鈦晶體的密度為（列出計算式即可）。15．（2024·天津寧河·三模）我國科學家制備了一種太陽電池，其結構示意圖如下。(1)鋁元素屬于區(填“s”“d”“ds”或“p”)。(2)分子中60個碳原子都是等價的，均以近似雜化的方式形成3個不共平面的鍵，余下的1個p軌道電子互相重疊形成閉殼層電子結構，電子云分布在分子籠的內外層表面上。循環伏安測試表明：在溶液中可以逐步可逆地接受6個電子形成負離子，卻很難失去電子變為陽離子。(3)①中基態的電子排布式為。②中存在配位鍵的原因是。(4)某溶劑中，可以和形成分子間電荷轉移復合物，反應方程式可表示為：，不同溫度下生成電荷轉移復合物的平衡常數如下表。溫度生成的K1.23290.96740.4923反應：0(填“>”或。“<”)，中是電子(填“給體”或“受體”)。(5)晶體結構屬于氯化鈉型，其晶胞結構如圖所示。①的熔點和沸點比的高，請解釋原因。②晶體的密度約為晶胞的體積約為(列出計算式即可)。16．（2024·四川綿陽·三模）錳(Mn)、鈷(Co)、鎳(Ni)等過渡金屬元素化合物的應用研究是前沿科學之一，回答下列問題：(1)的價電子排布式為。金屬錳可導電、導熱，有金屬光澤和延展性，這些性質都可以用“理論”解釋。(2)已知金屬錳有多種晶型，γ型錳的面心立方晶胞俯視圖符合下列(填序號)，Mn原子的配位數為。A．B．C．D．(3)是一種紫色晶體，其中DMSO為二甲基亞砜，化學式為。DMSO中硫原子的雜化軌道類型為，中鍵角中鍵角(填“大于”“小于”或“等于”)，的中心原子價層電子對數為，元素S、Mn、N的電負性由大到小的順序為。(4)鎳和苯基硼酸在催化劑作用下可以合成丙烯醇()，該物質與丙醛()相比，兩者沸點相差較大，原因是。(5)的晶胞結構如圖甲所示，其中離子坐標參數A為，B為，則C的離子坐標參數為。一定溫度下，晶體可以自發地分散并形成“單分子層”，可以認為作密置單層排列，填充其中(如圖乙)，已知的半徑為，設阿伏加德羅常數值為NA，每平方米面積上具有該晶體的質量為g(用含a、NA的代數式表示)。易錯專題08晶體結構和晶胞計算聚焦易錯點：?易錯點一晶體結構與性質?易錯點二晶胞計算典例精講易錯點一晶體結構與性質【易錯典例】例1（1）晶胞有兩個基本要素：①原子坐標參數，表示晶胞內部各原子的相對位置，下圖為Ge單晶的晶胞，其中原子坐標參數A為（0,0,0）；B為（，0，）；C為（，，0）。則D原子的坐標參數為______。②晶胞參數，描述晶胞的大小和形狀。已知Ge單晶的晶胞參數a=565.76pm，其密度為__________g·cm-3（列出計算式即可）。③GaF3的熔點高于1000℃，GaCl3的熔點為77.9℃，其原因是__________________。（2）單質銅及鎳都是由______鍵形成的晶體。某鎳白銅合金的立方晶胞結構如圖所示。①晶胞中銅原子與鎳原子的數量比為_____。②若合金的密度為dg/cm3，晶胞參數a=________nm。③第ⅡA族金屬碳酸鹽分解溫度如下：BeCO3MgCO3CaCO3SrCO3BaCO3分解溫度100℃540℃960℃1289℃1360℃分解溫度為什么越來越高？_______________________。（3）GaAs的熔點為1238℃，密度為ρg·cm-3，其晶胞結構如左圖所示。該晶體的類型為_______,Ga與As以________鍵鍵合。Ga和As的摩爾質量分別為MGag·mol-1和MAsg·mol-1，原子半徑分別為rGapm和rAspm，阿伏加德羅常數值為NA，則GaAs晶胞中原子的體積占晶胞體積的百分率為_____。甲烷晶體的晶胞如右圖所示，該晶胞中含有個甲烷分子，此晶體在常溫、常壓下不能存在的原因______________________。【答案】（1）①(，，)；②③由于GaF3是離子晶體，GaCl3是分子晶體，所以離子晶體GaF3的熔沸點高（2）金屬；①3:1；②③陽離子半徑越小對氧的吸引力越大，奪取氧的能力越強（3）原子晶體；共價鍵；4甲烷分子間靠分子間作用力結合，所以甲烷晶體為分子晶體，而分子晶體熔沸點在常壓下很低，且甲烷的相對分子質量很小，分子間作用力很小【解析】（1）①根據各個原子的相對位置可知，D在各個方向的1/4處，所以其坐標是(，，)；根據晶胞結構可知，在晶胞中含有的Ge原子數是8×1/8+6×1/2+4=8，所以晶胞的密度=cm3；③由于GaF3是離子晶體，GaCl3是分子晶體，所以離子晶體GaF3的熔沸點高。（2）銅和鎳屬于金屬，則單質銅及鎳都是由金屬鍵形成的晶體；①根據均攤法計算，晶胞中銅原子個數為6×1/2=3，鎳原子的個數為8×1/8=1，則銅和鎳原子的數量比為3：1；②根據上述分析，該晶胞的組成為Cu3Ni，若合金的密度為dg/cm3，根據ρ=m÷V，則晶胞參數a=nm；③在離子晶體中，離子半徑越小晶格能越大，所以在第ⅡA族金屬碳酸鹽中，陽離子半徑越小對氧的吸引力越大，就越容易導致碳酸根的分解，所以在第ⅡA族金屬碳酸鹽中，隨著原子序數的增加，原子半徑增大，碳酸鹽的分解溫度也增大。（3）GaAs的熔點為1238℃，密度為ρg·cm-3，其晶胞結構如圖所示，熔點很高，所以晶體的類型為原子晶體，其中Ga與As以共價鍵鍵合。根據晶胞結構可知晶胞中Ca和As的個數均是4個，所以晶胞的體積是。二者的原子半徑分別為rGapm和rAspm，阿伏加德羅常數值為NA，則GaAs晶胞中原子的體積占晶胞體積的百分率為×100%＝；根據圖像知，甲烷分子間靠分子間作用力結合，所以甲烷晶體為分子晶體，而分子晶體熔沸點在常壓下很低，且甲烷的相對分子質量很小，分子間作用力很小，所以在常溫常壓下甲烷以氣體形式存在而不能形成晶體。【解題必備】一、判斷晶體類型的5種方法1．依據構成晶體的粒子和粒子間的作用判斷(1)離子晶體的構成粒子是陰、陽離子，粒子間的作用是離子鍵。(2)原子晶體的構成粒子是原子，粒子間的作用是共價鍵。(3)分子晶體的構成粒子是分子，粒子間的作用為分子間作用力。(4)金屬晶體的構成粒子是金屬陽離子和自由電子，粒子間的作用是金屬鍵。2．依據物質的分類判斷(1)金屬氧化物(如K2O、Na2O2等)、強堿(NaOH、KOH等)和絕大多數的鹽類是離子晶體。(2)大多數非金屬單質(除金剛石、石墨、晶體硅等)，氣態氫化物、非金屬氧化物(除SiO2外)、酸、絕大多數有機物(除有機鹽外)是分子晶體。(3)常見的原子晶體單質有金剛石、晶體硅、晶體硼等，常見的原子晶體化合物有碳化硅、二氧化硅等。(4)金屬單質是金屬晶體。3．依據晶體的熔點判斷(1)離子晶體的熔點較高，常在數百至一千攝氏度以上。4．依據導電性判斷(1)離子晶體水溶液及熔化時能導電。(2)原子晶體一般為非導體。(3)分子晶體為非導體，而分子晶體中的電解質(主要是酸和強極性非金屬氫化物)溶于水，使分子內的化學鍵斷裂形成自由離子也能導電。(4)金屬晶體是電的良導體。5．依據硬度和機械性能判斷(1)離子晶體硬度較大或略硬而脆。(2)原子晶體硬度大。(3)分子晶體硬度小且較脆。(4)金屬晶體多數硬度大，但也有較低的，且具有延展性。注意上述總結的都是一般規律，具體比較時要具體問題具體分析，如金屬晶體的熔、沸點差別很大，如鎢、鉑等熔點很高，而汞、鎵、銫等熔點卻很低；金屬晶體的熔點不一定比分子晶體的熔點高，如Na的熔點為97.8℃，尿素的熔點為132.7℃；原子晶體的熔點不一定比離子晶體高，如MgO的熔點為2852℃，石英的熔點為1710℃。二、物質熔沸點高低比較規律比較類型比較規律不同類型晶體原子晶體>離子晶體>分子晶體，金屬晶體的熔、沸點差別很大，如鎢、鉑等熔點很高，汞、銫等熔點很低同類晶體原子晶體看成鍵原子半徑和，半徑和越小，晶體的熔、沸點越高、硬度越大離子晶體依據靜電原理進行分析，一般地說，陰、陽離子的電荷數越多，離子半徑越小，則離子鍵越強，相應地晶格能越大，熔、沸點越高分子晶體注意，組成和結構相似的物質，相對分子質量越大，熔沸點越高(若分子間存在氫鍵，則含有氫鍵的熔、沸點高些)。組成和結構不相似的分子晶體(相對分子質量接近)，分子的極性越大，其熔、沸點越高。如CO>N2，CH3OH>CH3CH3金屬晶體看金屬離子半徑越小，離子電荷數越多，金屬鍵越強，金屬熔、沸點就越高。如熔、沸點：Al>Mg>Na【變式突破】1.鈣鈦礦(CaTiO3)型化合物是一類可用于生產太陽能電池、傳感器、固體電阻器等的功能材料，回答下列問題：(1)基態Ti原子的核外電子排布式為____________。(2)Ti的四鹵化物熔點如下表所示，TiF4熔點高于其他三種鹵化物，自TiCl4至TiI4熔點依次升高，原因是____________。化合物TiF4TiCl4TiBr4TiI4熔點/℃377﹣24.1238.3155(3)CaTiO3的晶胞如圖(a)所示，其組成元素的電負性大小順序是__________；金屬離子與氧離子間的作用力為__________，Ca2+的配位數是__________。(4)一種立方鈣鈦礦結構的金屬鹵化物光電材料的組成為Pb2+、I﹣和有機堿離子，其晶胞如圖(b)所示。其中Pb2+與圖(a)中__________的空間位置相同，有機堿中，N原子的雜化軌道類型是__________；若晶胞參數為anm，則晶體密度為_________g·cm-3(列出計算式)。(5)用上述金屬鹵化物光電材料制作的太陽能電池在使用過程中會產生單質鉛和碘，降低了器件效率和使用壽命。我國科學家巧妙地在此材料中引入稀土銪(Eu)鹽，提升了太陽能電池的效率和使用壽命，其作用原理如圖(c)所示，用離子方程式表示該原理_______、_______。【答案】(1)1s22s22p63s23p63d24s2(2)TiF4為離子化合物，熔點高，其他三種均為共價化合物，隨相對分子質量的增大分子間作用力增大，熔點逐漸升高(3)O＞Ti＞Ca；離子鍵；12(4)Ti4+；sp3；（5）2Eu3++Pb=2Eu2++Pb2+；2Eu2++I2=2Eu3++2I?【解析】(1)鈦元素是22號元素，故其基態原子的核外電子排布式為1s22s22p63s23p63d24s2或[Ar]3d24s2；故答案為：1s22s22p63s23p63d24s2或[Ar]3d24s2；(2)一般不同的晶體類型的熔沸點是原子晶體>離子晶體>分子晶體，TiF4是離子晶體，其余三種則為分子晶體，故TiF4的熔點高于其余三種物質；TiCl4、TiBr4、TiI4均為分子晶體，對于結構相似的分子晶體，則其相對分子質量越大，分子間作用力依次越大，熔點越高；故答案為：TiF4是離子晶體，其余三種則為分子晶體，故TiF4的熔點高于其余三種物質；TiCl4、TiBr4、TiI4均為分子晶體，相對分子質量依次增大，分子間作用力依次增強，故熔點依次升高；(3)CaTiO3晶體中含有Ca、Ti、O三種元素，Ca、Ti是同為第四周期的金屬元素，Ca在Ti的左邊，根據同一周期元素的電負性從左往右依次增大，故Ti>Ca，O為非金屬，故其電負性最強，故三者電負性由大到小的順序是：O>Ti>Ca，金屬陽離子和氧負離子之間以離子鍵結合，離子晶體晶胞中某微粒的配位數是指與之距離最近且相等的帶相反電性的離子，故Ca2+的配位數必須是與之距離最近且相等的氧離子的數目，從圖(a)可知，該數目為三個相互垂直的三個面上，每一個面上有4個，故Ca2+的配位數是12；故答案為：O>Ti>Ca；離子鍵；12；(4)比較晶胞(a)(b)可知，將圖(b)中周圍緊鄰的八個晶胞中體心上的離子連接起來，就能變為圖(a)所示晶胞結構，圖(b)中體心上的Pb2+就變為了八個頂點，即相當于圖(a)中的Ti4+；圖(b)中頂點上的I-就變成了體心，即相當于圖(a)中的Ca2+；圖(b)面心上中的就變成了棱心，即相當于圖(a)中的O2-；故圖(b)中的Pb2+與圖(a)中的Ti4+的空間位置相同；有機堿中N原子上無孤對電子，周圍形成了4個鍵，故N原子采用sp3雜化；從圖（b）可知，一個晶胞中含有Pb2+的數目為個，的數目為個，I-的數目為個，故晶胞的密度為，故答案為：Ti4+；sp3；；（5）從作用原理圖(c)可以推出，這里發生兩個離子反應方程式，左邊發生Pb+2Eu3+=Pb2++2Eu2+，右邊發生I2+2Eu2+=2Eu3++2I-，故答案為：Pb+2Eu3+=Pb2++2Eu2+；I2+2Eu2+=2Eu3++2I-2．Cu及其化合物在醫藥、催化、材料等領域有廣泛應用。回答下列問題：(1)通過如圖1所示反應可以實現銅離子的富集，進行回收。

①基態銅原子的核外電子有種空間運動狀態。與Cu元素同周期，基態原子有2個未成對電子的金屬元素有種。下列狀態的銅中，電離最外層一個電子所需能量最高的是(填序號)。a.[Ar]3dl04s1b.[Ar]3d94s2c.[Ar]3d10d.[Ar]3d9e.[Ar]3d84s1②M所含元素的第一電離能由大到小順序是(用元素符號表示)。③化合物X中的中心銅離子的配位數是，圖1反應中斷裂和生成的化學鍵有(填序號)。a.離子鍵

b.p－pσ鍵

c.極性鍵

d.氫鍵

e.配位鍵(2)4－甲基咪唑(

)也可與Cu2+形成配合物，4－甲基咪唑分子中1號N原子的孤電子對因參與形成大π鍵，電子云密度降低。1號N原子雜化方式為，(填“1”或“3”)號N原子更容易與Cu2+形成配位鍵。(3)圖2是MgCu2的拉維斯結構，Mg以金剛石方式堆積，八面體空隙和半數的四面體空隙中，填入以四面體方式排列的Cu。圖3是沿立方格子對角面取得的截面。Mg原子的半徑為pm，該晶胞中原子的空間利用率為。(1)153dN＞O＞H＞C4ce(2)sp23(3)a()÷a3×100%[或]×100%【解析】（1）①基態Cu原子核外電子排布式為1s22s22p63s23p63d104s1，共占據15個軌道，有15種空間運動狀態；與Cu元素同周期，基態原子有2個未成對電子的金屬元素有Ti：[Ar]3d24s2，Ni：[Ar]3d84s2，Ge：[Ar]3d104s24p2三種金屬元素；a、[Ar]3dl04s1代表基態銅原子，b、[Ar]3d94s2代表激發態銅原子，c、[Ar]3d10代表基態Cu+，d、[Ar]3d9代表基態Cu2+，e、[Ar]3d84s1代表激發態Cu2+，同一元素，電離能逐級增大，基態更穩定，故電離最外層一個電子所需能量最高的是d。②M所含元素為C、N、O、H，同一周期元素，從左向右第一電離能呈增大的趨勢，但第VA元素的第一電離能比相鄰元素的大，第一電離能由大到小順序是：N＞O>H>C。③由化合物X的結構式可知，Cu與2個O、2個N形成配位鍵，中心銅離子的配位數是4；由圖1反應中斷裂化學鍵有—O—H極性共價鍵，生成了配位鍵，故選c、e。（2）形成大π鍵時環上的原子都共平面，則1號N原子雜化方式為sp2；4一甲基咪唑分子中1號N原子的孤電子對因參與形成大π鍵，則1號N原子不易給出孤電子對，故3號N原子更容易與Cu2+形成配位鍵。（3）Mg原子之間最短距離為體對角線的1/4，由于邊長是apm，則體對角線是，則Mg原子之間最短距離為pm，故Mg原子的半徑為pm。由晶胞截面圖可知，Cu原子半徑為面對角線的八分之一，則。Mg原子位于頂點和面心，個數為，16個Cu原子位于體內，該晶胞中原子的空間利用率為。易錯點二晶胞的計算【易錯典例】例2（1）Cu元素與H元素可形成一種紅色化合物，其晶體結構單元如下圖所示。則該化合物的化學式為________。（2）下圖是由Q、R、G三種元素組成的一種高溫超導體的晶胞結構，其中R為＋2價，G為－2價，則Q的化合價為________。（3）已知鑭鎳合金LaNin的晶胞結構如下圖，則LaNin中n＝________。(4)硼化鎂晶體在39K時呈超導性。在硼化鎂晶體中，鎂原子和硼原子是分層排布的，下圖是該晶體微觀結構的透視圖，圖中的硼原子和鎂原子投影在同一平面上。則硼化鎂的化學式為________。【答案】（1）CuH（2）＋3價（3）5(4)MgB2【解析】（1）根據晶胞結構可以判斷：Cu(eq\a\vs4\al\co1(●))：2×eq\f(1,2)＋12×eq\f(1,6)＋3＝6；H(eq\a\vs4\al\co1())：6×eq\f(1,3)＋1＋3＝6，所以化學式為CuH。（2）晶胞中Q、R、G的個數為：R有8×eq\f(1,8)＋1＝2，G有8×eq\f(1,4)＋8×eq\f(1,4)＋4×eq\f(1,2)＋2＝8，Q有8×eq\f(1,4)＋2＝4，則R、G、Q的個數之比為1∶4∶2，則其化學式為RQ2G4。由于R為＋2價，G為－2價，所以Q為＋3價。（3）晶胞中La、Ni的個數為：La有2×eq\f(1,2)＋12×eq\f(1,6)＝3，Ni有12×eq\f(1,2)＋6×eq\f(1,2)＋6＝15，化學式為LaNi5，所以n＝5。(4)每個Mg周圍有6個B，而每個B周圍有3個Mg，所以其化學式為MgB2。【解題必備】1.均攤法計算晶胞中微粒數目：在使用均攤法計算晶胞中粒子個數時，要注意晶胞的形狀，不同形狀的晶胞，應先分析任意位置上的一個粒子被幾個晶胞共用，如六棱柱晶胞中，頂點、側棱、底面上的棱、面心、體心依次被6、3、4、2、1個晶胞所共有。2.晶胞求算：若1個晶胞中含有x個微粒，則1mol晶胞中含有xmol微粒，其質量為xMg(M為微粒的相對原子質量)；又1個晶胞的質量為ρa3g(a3為晶胞的體積，a為晶胞邊長或微粒間距離)，則1mol晶胞的質量為ρa3NAg，因此有xM＝ρa3NA。求晶胞密度方法如下：3.晶胞結構模型分析晶胞模型配位數681212原子半徑(r)和晶胞邊長(a)的關系2r＝a2r＝eq\f(\r(3)a,2)—2r＝eq\f(\r(2)a,2)一個晶胞內原子數目12244.晶胞原子坐標參數通過原子坐標既能確定晶胞中各原子的相對位置，又可以計算原子間的距離，進而可以計算晶胞的體積及晶體的密度。如①CsCl型離子晶體的離子分數坐標：Cs＋為(0，0，0)；Cl－為eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(1,2)，\f(1,2)，\f(1,2)))。②NaCl型離子晶體的離子分數坐標：Cl－為(0，0，0)，eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(1,2)，\f(1,2)，0))，eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(1,2)，0，\f(1,2)))，eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(0，\f(1,2)，\f(1,2)))；Na＋為eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(1,2)，\f(1,2)，\f(1,2)))，eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(1,2)，0，0))，eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(0，\f(1,2)，0))，eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(0，0，\f(1,2)))。③ZnS型離子晶體的離子分數坐標：Zn2＋為(0，0，0)，eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(1,2)，\f(1,2)，0))，eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(1,2)，0，\f(1,2)))，eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(0，\f(1,2)，\f(1,2)))；S2－為eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(3,4)，\f(1,4)，\f(3,4)))，eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(3,4)，\f(3,4)，\f(1,4)))，eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(1,4)，\f(3,4)，\f(3,4)))，eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(1,4)，\f(1,4)，\f(1,4)))。注意在確定各原子的坐標時，要注意x、y、z軸的單位標準不一定相同。5.典型晶胞結構模型的投影圖晶胞結構模型x、y平面上的投影圖注意畫或判斷投影圖時，一定要注意x、y、z軸的方向，上面結構模型中的原子也可以換為不同的原子，但在投影圖中的位置不變。6.典型晶體中配位數的判斷（1）最密堆積晶體的配位數均為12。如金屬晶體的面心立方最密堆積中距離最近原子的上、中、下層各有4個配位原子，配位數為12；六方最密堆積中距離最近原子的上、中、下層各有上、中、下層分別有3、6、3個配位原子，故配位數12；又如分子晶體中的干冰中CO2分子距離最近原子的上、中、下層各有4個CO2分子，故配位數為12。（2）體心立方堆積晶體的配位數為8。如金屬晶體中距離最近原子的8個頂點的原子都與體心原子形成金屬鍵，故配位數為8；又如CsCl型離子晶體中距離最近原子的每個離子被處在立方體8個頂點帶相反電荷的離子包圍，Cl-離子和Cs+離子的配位數都為8。或以大立方體的面心Cs+離子分析，上、下層各有4個Cl-離子，配位數為8。（3）面心立方堆積晶體的配位數為6。如NaCl型離子晶體中距離最近原子的每個離子被處在正八面體6個頂點帶相反電荷的離子包圍，Cl-離子和Na+離子的配位數都為6。（4）配位數為4的幾種晶體。如ZnS型離子晶體中距離最近的S2-離子和Zn2+離子排列類似NaCl型，但相互穿插的位置不同，使S2-、Zn2+離子的配位數不是6，而是4；又如金剛石、碳化硅等原子晶體與ZnS型離子晶體類似情況，配位數均為4。二氧化硅原子晶體中，Si與O原子形成的是硅氧四面體中Si的配位數為4，而SiO2的原子比為1∶2，故O的配位數是2；再如CaF2型離子晶體，每個F-離子處于Ca2+離子圍成的正四面體中心，故F-離子的配位數是4，Ca2+離子的配位數為8。【變式突破】3.(1)鈉、鉀、鉻、鉬、鎢等金屬晶體的晶胞屬于體心立方，則該晶胞中屬于1個體心立方晶胞的金屬原子數目是____________。氯化銫晶體的晶胞如圖1，則Cs＋位于該晶胞的________，而Cl－位于該晶胞的________，Cs＋的配位數是____________。(2)銅的氫化物的晶體結構如圖2所示，寫出此氫化物在氯氣中燃燒的化學方程式：_________。(3)圖3為F－與Mg2＋、K＋形成的某種離子晶體的晶胞，其中“○”表示的離子是________(填離子符號)。(4)實驗證明，KCl、MgO、CaO、TiN這4種晶體的結構與NaCl晶體結構相似(如圖4所示)，已知3種離子晶體的晶格能數據如下表：離子晶體NaClKClCaO晶格能/(kJ·mol－1)7867153401則這4種離子晶體(不包括NaCl)熔點從高到低的順序是___________。MgO晶體中一個Mg2＋周圍與它最鄰近且等距離的Mg2＋有________個。【答案】(1)2體心頂點8(2)2CuH＋3Cl2eq\o(=,\s\up7(點燃))2CuCl2＋2HCl(3)F－(4)TiN>MgO>CaO>KCl12【解析】(1)體心立方晶胞中，1個原子位于體心，8個原子位于立方體的頂點，故1個晶胞中金屬原子數為8×eq\f(1,8)＋1＝2；氯化銫晶胞中，Cs＋位于體心，Cl－位于頂點，Cs＋的配位數為8。(2)由晶胞可知，粒子個數比為1∶1，化學式為CuH，＋1價的銅與－1價的氫均具有較強的還原性，氯氣具有強氧化性，產物為CuCl2和HCl。(3)由晶胞結構可知，黑球有1個，灰球有1個，白球有3個，由電荷守恒可知n(Mg2＋)∶n(K＋)∶n(F－)＝1∶1∶3，故白球為F－。(4)從3種離子晶體的晶格能數據知道，離子所帶電荷越多、離子半徑越小，離子晶體的晶格能越大，離子所帶電荷數：Ti3＋>Mg2＋，離子半徑：Mg2＋＜Ca2＋，所以熔點：TiN>MgO>CaO>KCl；MgO晶體中一個Mg2＋周圍與它最鄰近且等距離的Mg2＋有12個。4.（2023·山東菏澤·山東省鄄城縣第一中學校考三模）鐵、錳、鉻、鋅、銅及其化合物在生產生活中應用廣泛。回答下列問題：(1)基態Fe原子的價電子排布式為。(2)第二電離能：(填“>”“<”或“=”)。(3)一種香豆素衍生物(CHP)可作為測定的熒光探針，其原理如圖所示。

①CHP所含元素(C、O、N)的電負性從大到小的順序為(填元素符號，下同)；其第一電離能從大到小的順序為。②CHP—Zn中N原子的雜化類型為。(4)的一種晶體中，氧原子的堆積模型為面心立方最密堆積(如圖所示)，Mn(Ⅱ)填充在氧原子圍成的正四面體空隙中，Mn(Ⅲ)填充在氧原子圍成的正八面體空隙中。

已知：晶胞的體積為，表示阿伏加德羅常數，則該晶體的密度為(用含、V的代數式表示)。【答案】(1)3d64s2(2)>(3)O＞N＞CN＞O＞Csp2，sp3(4)【解析】（1）Fe為26號元素，電子排布式是[Ar]3d64s2，價電子排布式3d64s2；故答案為：3d64s2；（2）鉻電子排布式3d54s1，失第二個電子要破壞3d層半滿結構，而錳3d54s2，失第二個電子剛好使4s失完，錳失第一個電子能量較大，但第二個電子容易電離。但是由于4s和3d能級3d大，鉻會比錳大一點；故答案為：＞；（3）①元素的非金屬越強，電負性越大，則O＞N＞C，同周期元素，隨著原子序數增大，第一電離能越大，但ⅤA元素＞ⅥA元素，則N＞O＞C；故答案為：O＞N＞C；N＞O＞C；②由CHP—Zn結構可知，N的價層電子對數分別為3、4，則雜化方式為sp2，sp3；故答案為：sp2，sp3；（4）根據；故答案為：。考點精練1．（2024·河北邢臺·二模）硫化鋅是一種優良的寬帶隙半導體鋰離子電池負極材料，具有在充電的同時合金化反應的特點。在充電過程中負極材料晶胞的組成變化如圖：下列說法不正確的是A．當完全轉化為時，和轉化為(合金相)，每轉移生成B．晶體中沿晶胞體對角線方向的一維空間上會出現“”的排布規律C．4種晶胞中，原子的空間利用率最低，中所構成的四面體空隙全部被填充D．若的品胞參數為，則EF間的距離為2．（2024·廣西·二模）是某些太陽能薄膜電池的材料。下圖所示為的晶胞結構，已知晶胞參數為apm，2號氧原子的分數坐標為，下列說法不正確的是A．1號氧原子的分數坐標為B．晶胞中與Ca等距離且最近的O有4個C．元素在元素周期表中處于d區D．Ti和Ca原子間的最短距離為3．（2024·黑龍江·二模）氟化鉀鎂是一種具有優良光學性能的材料，主要應用于激光領域，其立方晶胞結構如圖。表示阿伏加德羅常數的值。下列說法錯誤的是A．的配位數為12B．每個位于距其最近且等距的構成的正四面體空隙中C．若位于晶胞的體心，則位于晶胞的面心D．若晶胞參數為anm，則晶體的密度是4．（2024·重慶·一模）一種含錫的多元金屬硫化物的晶胞結構為四方晶系，已知金屬原子均呈四面體配位，晶胞棱邊夾角均為，其結構可看作是由兩個立方體上下堆疊而成。如圖，甲為A的體對角線投影圖，乙為B的沿軸方向的投影圖，A中位置互換即為B，立方體棱長均為。下列說法錯誤的是A．該硫化物的化學式為B．晶胞中的配位數均為4C．晶胞中部分原子的分數坐標為、，則晶胞中原子的分數坐標可以為D．晶胞中和原子間的最短距離為5．（2024·江西萍鄉·二模）氧化鈰()常用作玻璃工業添加劑，在其立方晶胞中摻雜，占據原來的位置，可以得到更穩定的結構，這種穩定的結構使得氧化鈰具有許多獨特的性能。晶胞中與最近的核間距為apm，下列說法正確的是A．已知M點原子的分數坐標為(0,0,0)，則N點原子的分數坐標為(1,0,1)B．晶胞中與最近且等距的的個數為6C．晶體的密度為D．若摻雜后得到的晶體，則此晶體中的空缺率為5%6．（2024·河北邢臺·一模）常用于制備磁芯、磁盤和傳感器等，它的晶胞(如圖)為等軸晶系。下列敘述錯誤的是已知：晶胞參數為，為阿伏加德羅常數的值。A．的分數坐標為B．氧離子構成正八面體形C．和之間的距離為D．晶體密度為7．（2024·湖南·二模）一種基于的鋅基催化劑，可高效催化丙烷轉化為丙烯。立方的晶胞如圖，晶胞參數為，阿伏加德羅常數的值為。下列說法不正確的是A．該晶體的摩爾體積為B．與最近的有12個C．之間的最短距離為D．若坐標取向不變，將點平移至原點，則點位于晶胞xy面的面心8．（2024·廣東·二模）是一種分析試劑，所含的5種元素在前四周期均有分布，基態的d軌道半充滿，基態M原子價層電子排布式為，E和M位于同一主族，X原子比E原子少一個電子。下列說法正確的是A．第一電離能：B．單質的沸點：C．Z的單質能與發生置換反應D．和的VSEPR模型名稱相同9．（2024·河北滄州·二模）硫代硫酸鹽是具有應用前景的浸金試劑。硫代硫酸根離子可看作中的一個原子被原子替代的產物。的晶胞形狀為長方體，邊長分別為、、，其結構如圖所示，已知的摩爾質量是為阿伏加德羅常數的值，下列說法正確的是A．晶胞中的個數為3B．若晶胞中的分數坐標為，則的分數坐標為C．的中心硫原子的雜化方式為D．該晶體的密度為10．（2024·河北滄州·二模）物質的結構決定其性質。下列物質性質差異與其結構因素不相符的是選項性質差異結構因素沸點：鄰羥基苯甲醛低于對羥基苯甲醛氫鍵類型熔點：高于價層電子數熔點：遠高于(升華)晶體類型酸性：強于乙酸羥基的極性11．（2024·安徽·一模）一定條件下，K、CuCl2和F2反應生成KCl和化合物X，化合物X的晶胞結構如圖所示(晶胞參數a≠c，α=β=γ=90°)，其中灰球代表Cu、黑球代表K、白球代表F。若阿伏加德羅常數的值為NA。下列說法錯誤的是A．上述反應中CuCl2與F2的物質的量之比為1：2B．基態F原子核外電子有5種空間運動狀態C．Cu原子填充在由F原子構成的八面體空隙中D．化合物X的密度12．（2024·福建·三模）全固態氟離子電池中的固態電解質晶胞如圖。電池工作時，發生遷移。晶胞參數越大，可供離子遷移的空間越大，越有利于離子傳輸。F位點空缺也可使離子傳輸更加高效。下列說法不正確的是A．晶體中與Cs距離最近且相等的F有12個B．該固態電解質的化學式為C．在Pb位點摻雜K，F位點將出現空缺D．隨Pb位點摻雜K含量的增大，離子傳輸效率一定提高13．（2024·寧夏銀川·二模）鈦硅分子篩是一種新型固體催化劑，可催化合成重要有機合成活性試劑甲乙酮肟()。回答下列問題：(1)基態硅原子的核外電子空間運動狀態有種。(2)甲乙酮肟中同周期三種元素電負性由大到小的順序為，氮原子的雜化方式為，C=N與C—C鍵夾角(填“<”“>”或“=”)C=N與N—O鍵夾角。(3)TiO2和TiCl4均是制備鈦硅分子篩的重要中間體。①TiO2與光氣COCl2反應可用于制取四氯化鈦。COCl2中σ鍵和π鍵的數目比為，其空間構型為。②TiCl4與金屬Ti在高溫條件下可反應生成TiCl3，TiCl3中Ti3+極易被氧化，還原性很強。試解釋Ti3+還原性強的原因。(4)TiO2晶胞如圖所示，若其晶體密度為ρg·cm-3，則阿伏加德羅常數的值NA=。14．（2024·內蒙古錫林郭勒盟·三模）科技強國，我國科學家在諸多領域取得新突破。(1)芯片制造會經過六個最為關鍵的步驟：沉積、光刻膠涂覆、光刻、刻蝕、離子注入和封裝。其中“刻蝕”過程可能用到刻蝕劑、及清洗劑。①基態F原子核外電子有種空間運動狀態，下列為氟原子激發態的電子排布式的是（填標號）。A．

B．

C．

D．②C、N、O、F四種元素的第一電離能由大到小的順序為。③氟硼酸銨（）中B的雜化方式為，的空間構型為。(2)復興號高鐵車體材質用到了Mn、Co等元素。Mn的一種配合物的化學式為[Mn(CO)5(CH3CN)]，CH3CN與Mn原子配位時，提供孤電子對的是（填元素符號），Mn原子的配位數為，CH3CN中鍵與鍵數目之比為。(3)超導材料具有型結構（如圖），晶胞參數（晶胞邊長）為apm，該氮化鈦晶體的密度為（列出計算式即可）。15．（2024·天津寧河·三模）我國科學家制備了一種太陽電池，其結構示意圖如下。(1)鋁元素屬于區(填“s”“d”“ds”或“p”)。(2)分子中60個碳原子都是等價的，均以近似雜化的方式形成3個不共平面的鍵，余下的1個p軌道電子互相重疊形成閉殼層電子結構，電子云分布在分子籠的內外層表面上。循環伏安測試表明：在溶液中可以逐步可逆地接受6個電子形成負離子，卻很難失去電子變為陽離子。(3)①中基態的電子排布式為。②中存在配位鍵的原因是。(4)某溶劑中，可以和形成分子間電荷轉移復合物，反應方程式可表示為：，不同溫度下生成電荷轉移復合物的平衡常數如下表。溫度生成的K1.23290.96740.4923反應：0(填“>”或。“<”)，中是電子(填“給體”或“受體”)。(5)晶體結構屬于氯化鈉型，其晶胞結構如圖所示。①的熔點和沸點比的高，請解釋原因。②晶體的密度約為晶胞的體積約為(列出計算式即可)。16．（2024·四川綿陽·三模）錳(Mn)、鈷(Co)、鎳(Ni)等過渡金屬元素化合物的應用研究是前沿科學之一，回答下列問題：(1)的價電子排布式為。金屬錳可導電、導熱，有金屬光澤和延展性，這些性質都可以用“理論”解釋。(2)已知金屬錳有多種晶型，γ型錳的面心立方晶胞俯視圖符合下列(填序號)，Mn原子的配位數為。A．B．C．D．(3)是一種紫色晶體，其中DMSO為二甲基亞砜，化學式為。DMSO中硫原子的雜化軌道類型為，中鍵角中鍵角(填“大于”“小于”或“等于”)，的中心原子價層電子對數為，元素S、Mn、N的電負性由大到小的順序為。(4)鎳和苯基硼酸在催化劑作用下可以合成丙烯醇()，該物質與丙醛()相比，兩者沸點相差較大，原因是。(5)的晶胞結構如圖甲所示，其中離子坐標參數A為，B為，則C的離子坐標參數為。一定溫度下，晶體可以自發地分散并形成“單分子層”，可以認為作密置單層排列，填充其中(如圖乙)，已知的半徑為，設阿伏加德羅常數值為NA，每平方米面積上具有該晶體的質量為g(用含a、NA的代數式表示)。參考答案1．A【解析】A．ZnmS晶胞中，均攤的Zn2+和S2-均為4個，m=1，化學式為ZnS，當完全轉化為時，Li+、Zn2+轉化為LiZn合金，生成1molLiZn轉移3mol電子，每轉移6mol電子，生成，A錯誤；B．根據的晶胞結構，體對角線的一維空間上會出現“”的排布規律，B正確；C．和晶胞中的原子個數多于立方晶胞，而六方晶胞的體積比立方晶胞小，則4種晶胞中，原子的空間利用率最低，由晶胞結構可知，中所構成的四面體空隙全部被填充，C正確；D．若的晶胞參數為anm，將晶胞切三刀分為8個小立方體，則E在左后上立方體體心，則EF間的距離為nm=，D正確；故選A。2．B【解析】A．根據空間直角坐標系以及2號氧原子的分數坐標，可以得到1號氧原子的分數坐標為，故A正確；B．以頂點的鈣原子分析，該晶胞中與Cu等距離且最近的O有12個，故B錯誤；C．鈦元素位于元素周期表中第四周期ⅡB族，其價電子排布式為3d24s2，最后一個電子填充在d軌道，屬于元素周期表中d區元素，故C正確；D．根據晶胞結構可知，鈣原子和鈦原子之間的距離為體對角線的一半即，故D正確；故答案選B；3．B【解析】A．由圖可知，與等距且最近的F-位于棱心，共12個，即的配位數為12，故A正確；B．每個位于距其最近且等距的構成的正八面體體心中，故B錯誤；C．若位于晶胞的體心，則K+位于晶胞的頂點處，位于面心，故C正確；D．由均攤法可知，1個晶胞中含有Mg2+的數目為，F-的數目為，K+的數目為1，晶胞的質量為：，密度為：，故D正確；故選B。4．D【解析】A．根據題意分析該晶胞是一個面心立方晶胞，S原子位于晶胞的頂點和面心，Cu、Fe、Sn分別位于體對角線上，因此用均攤法算出：S：4，Cu：2，Fe：1，Sn：1，因此該硫化物的化學式為Cu2FeSnS4，A正確；B．晶胞中距離Sn和Cu最近其相等的S都是4個，晶胞中的配位數均為4，B正確；C．由晶胞結構可知，晶胞中部分原子的分數坐標為、，則晶胞中原子的分數坐標可以為，C正確；D．晶胞中和原子間的最短距離為立方體面對角線長的一半，為，D錯誤；故選D。5．D【解析】A．M點原子的分數坐標為（0，0，0），由圖可知，N點原子的分數坐標為（1，1，1），故A錯誤；B．根據圖示，晶胞中與最近且等距的的個數為12，故B錯誤；C．根據均攤原則，晶胞中Ce4+的數目為4，O2-的數目為8，與最近的核間距為apm，是體對角線的，即邊長為pm，密度為：，故C錯誤；D．氧化鈰()晶胞中摻雜，占據原來的位置，未摻雜之前，每個晶胞中由4個Ce，8個O，若摻雜后得到的晶體，每個晶胞中Ce和Y共4個時，含有4×（0.8×2+0.1×3）=7.6個O，則此晶體中的空缺率為，故D正確；故選D。6．C【解析】A．根據圖中已知的兩個Ti原子的坐標(0,0,0)和(1,1,1)，在體心位置，分數坐標為，故A正確；B．根據晶胞結構示意圖，氧離子構成正八面體形，故B正確；C．和之間的距離為體對角線的，即為，故C錯誤；D．根據晶胞結構示意圖，晶胞中個數為1，O2-個數為=3，的個數為=，晶胞中含一個，晶胞的質量為，晶胞的體積為，晶體的密度為==，故D正確。答案選C。7．A【解析】A．該晶體的摩爾體積為，故錯誤；B．將晶胞進行平移操作，即可找到與最近的有12個，故正確；C．將晶胞中兩點的連線可得之間的最短距離，該線段平行于xy面，將該線段投影至xy面，可知其長度為晶胞面對角線長度的一半，即，故C正確；D．根據圖中所示坐標系，點坐標為點坐標為，若將點平移至原點，晶胞中各點坐標均由變為，因此點坐標變為，即晶胞xy面的面心，故D正確；故選A。8．C【分析】基態的d軌道半充滿，則Z核外電子排布：，Z為Fe元素；基態M原子價層電子排布式為，根據M元素可與E元素形成結構，判斷M為S元素，E和M位于同一主族，則E為O元素，X原子比E原子少一個電子，則X為N元素，根據化合物化合價代數和為0，判斷Y為H元素。A．N核外電子排布處于半充滿的較穩定狀態，其第一電離能大于相鄰族元素，則第一電離能：，A錯誤；B．Y、E、X單質分別為、和，均為分子晶體，相對分子質量越大，范德華力越大，沸點越高，沸點：，B錯誤；C．鐵在高溫條件下可與水蒸氣反應生成四氧化三鐵和氫氣，屬于置換反應，C正確；D．中心元素S價層電子對數：，VSEPR模型為四面體形，中心元素N價層電子對數：，VSEPR模型為平面三角形，D錯誤；答案選C。9．C【解析】A．晶胞中的個數為，A錯誤；B．若晶胞中的分數坐標為，為右上頂點，分數坐標為，B錯誤；C．硫代硫酸根離子可看作中的一個原子被原子替代的產物，的中心硫原子的雜化方式與的中心硫原子的雜化方式相同為，C正確；D．的摩爾質量是，1nm=10-7cm，其密度應為：，D錯誤；故選C。10．B【解析】A．對羥基苯甲醛中醛基和羥基相距較遠，只能形成分子間氫鍵，使沸點升高，而鄰羥基苯甲醛中醛基和羥基相距較近，形成分子內氫鍵，反而使沸點降低，A正確；B．鋰為金屬單質，屬于金屬晶體，而N單質N2為分子晶體，分子間作用力弱，熔點低，與價層電子數無關，B錯誤；C．AlF3為離子晶體，微粒間作用為離子鍵，AlCl3為分子晶體，熔點受分子間作用力影響，一般離子鍵作用強于分子間作用力，C正確；D．-CH3為推電子基，使得羧基上的羥基極性減弱，氫原子更難電離，酸性減弱，D正確；答案選B。11．D【解析】A．由晶胞結構圖，晶胞中Cu的個數為，K的個數，F的個數，則Cu、K、F的個數比為1:2:4，所以化合物X的化學式為K2CuF4，反應的方程式為4K+CuCl2+2F2=2KCl+K2CuF4，所以CuCl2與F2的物質的量之比為1:2，A正確；B．基態F原子電子排布為1s22s22p5，電子占據5個原子軌道，有5種空間運動狀態，B正確；C．由晶胞結構圖，Cu原子填充在由F原子構成的八面體空隙中，C正確；D．化合物X的密度即晶體的密度，即ρ=，D錯誤；故選D。12．D【解析】A．由晶胞結構可知：與Cs距離最近且相等的F有12個，故A正確；B．根據晶胞的結構可知Pb的個數為=1，Cs的個數為1，F的個數為=3，化學式CsPbF3，故B正確；C．在Pb位點摻雜K，由于晶胞中多了K原子，使得F位點會出現空缺，故C正確；D．離子效率與F位點空缺晶