题目内容
【题目】干冰、石墨、C60、氟化钙和金刚石的结构模型如图所示(石墨仅表示出其中的一层结构):
回答下列问题:
(1)干冰晶胞中,每个CO2分子周围有________个与之紧邻且等距的CO2分子。
(2)由金刚石晶胞可知,每个金刚石晶胞占有________个碳原子。
(3)石墨层状结构中,平均每个正六边形占有的碳原子数是________。
(4)在CaF2晶体中,Ca2+的配位数是________,F-的配位数是________。
(5)固态时,C60属于________ (填“原子”或“分子”)晶体。
【答案】12 8 2 8 4 分子
【解析】
根据各种晶胞的结构进行分析判断;
(1)干冰是分子晶体, CO2分子位于立方体的顶点和面心上,以顶点上的CO2分子为例,与它距离最近的CO2分子分布在与该顶点相连的12个面的面心上,所以干冰晶胞中,每个CO2分子周围有12个与之紧邻且等距的CO2分子;因此,本题正确答案是:12;
(2)金刚石晶胞中碳原子占据立方体的面心和顶点,晶胞内部有4个碳原子,则每个金刚石晶胞占有碳原子数为:+6+4=8,因此,本题正确答案是:8;
(3)石墨层状结构中,每个碳原子被三个正六边形共用,所以平均每个正六边形占有的碳原子数=6×=2;答案:2。
(4)在CaF2晶胞中每个Ca2+连接4个氟离子,但在下面一个晶胞中又连接4个氟离子,即每个Ca位于8个F构成的立方体体心,所以其配位数为8;同理每个F均位于四个Ca2+构成的正四面体的体心,所以其配位数为4,因此,本题正确答案是:8;4;
(5)C60中构成微粒是分子,所以属于分子晶体;答案:分子。
【题目】第三代半导体材料氮化镓(GaN)适合于制作高温、高频、抗辐射及大功率器件,通常称为高温半导体材料。回答下列问题:
(1)基态Ga原子价层电子的轨道表达式为_________________________,第一电离能介于N和B之间的第二周期元素有_______种。
(2)HCN分子中σ键与π键的数目之比为_______,其中σ键的对称方式为___________。与CN—互为等电子体的分子为___________。
(3)NaN3是汽车安全气囊中的主要化学成分,其中阴离子中心原子的杂化轨道类型为_________。NF3的空间构型为____________。
(4)GaN、GaP、GaAs都是很好的半导体材料,晶体类型与晶体硅类似,熔点如下表所示,分析其变化原因_________________________________________________________。
GaN | GaP | GaAs | |
熔点 | 1700℃ | 1480℃ | 1238℃ |
(5)GaN晶胞结构如下图所示。已知六棱柱底边边长为a cm,阿伏加德罗常数的值为NA。
① 晶胞中Ga原子采用六方最密堆积方式,每个Ga原子周围距离最近的Ga原子数目为_____________;
② GaN的密度为______________________g·cm3(用a、NA表示)。