Question

2．如图为CaF₂、H₃BO₃（层状结构，层间通过氢键结合）、金属铜三种晶体的结构示意图，请回答下列问题：

（1）三种晶体中熔点最低的是H₃BO₃，其晶体受热熔化时，克服的微粒之间的相互作用为分子间作用力、氢键．
（2）图Ⅲ所示的是由铜原子的密置层（填“非密置层”或“密置层”）在三维堆积而成的面心立方最密堆积结构，其空间利用率为74%每个铜原子与其紧邻的铜原子数为12．
（3）图Ⅱ所示的物质结构中最外层已达8电子结构的原子是O，H₃BO₃晶体中B原子个数与极性键个数比为1：6．
（4）图Ⅰ所示的CaF₂晶体中与Ca²⁺最近且等距离的F^-的个数为8．若晶体的密度为ag•cm^-3，则晶胞的体积是$\frac{312}{a{N}_{A}}$（只要求列出算式）．

Answer 1

分析 （1）根据所属晶体类型判断熔点；H₃BO₃晶体受热熔化时，克服的微粒之间的相互作用为分子间作用力和氢键；
（2）金属铜采用面心立方最密堆积，空间利用率=74%，该合金中每一层均为密置层，Cu原子形成晶体后周围最紧邻的Cu原子数12；
（3）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O原子；硼酸分子中含有3个氧氢键极性键和3个B-O极性键；
（4）根据晶胞的结构来解答；根据体积的计算公式V=$\frac{m}{ρ}$进行计算．

解答 解：（1）CaF₂为离子晶体，Cu为金属晶体，H₃BO₃为分子晶体，离子晶体的熔点高，金属晶体熔点大于分子晶体、小于离子晶体，即熔点由高到低的排列顺序为：CaF₂＞Cu＞H₃BO₃；
H₃BO₃晶体中存在的作用力除共价键以外，分子和分子之间存在分子间作用力，有因氧的电负性大，分子之间存在氢键；
故答案为：H₃BO₃；分子间作用力、氢键；
（2）图Ⅲ所示的是由铜原子的密置层”）在三维堆积而成的面心立方最密堆积结构，其空间利用率为74%，每个铜原子与其紧邻的铜原子数为12；
故答案为：密置层；面心立方最密堆积；74%；12；
（3）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O原子；硼酸分子中含有3个氧氢键极性键和3个B-O极性键，所以B原子与极性键的个数比为1：6，
故答案为：O；1：6；
（4）由图Ⅰ所示的CaF₂晶体中，若Ca²⁺处于面心，Ca²⁺最近且等距离的F^-的个数为8个；该晶胞中F离子个数=8，钙离子个数=6×$\frac{1}{2}$+8×$\frac{1}{8}$=4，则V=$\frac{m}{ρ}$进行=$\frac{\frac{40×4+19×8}{{N}_{A}}}{a}$cm³=$\frac{312}{aNA}$cm³，
故答案为：8；$\frac{312}{a{N}_{A}}$．

点评 本题考查物质结构和性质，涉及晶胞计算、晶体的结构与性质、化学键等知识点，侧重考查学生分析计算能力，难点是晶胞计算，注意密度公式中各个字母含义，题目难度中等．