题目内容

9.晶体结构:

(1)金和铜可以形成多种金属化合物,其中一种的晶体结构如图1所示(为面心立方结构),该金属化合物的化学式Cu3Au.
(2)白磷(P4)分子为正四面体型分子,如图2所示,4个P原子位于正四面体的四个顶点,请回答下列问题:
①1mol P4分子中有6mol P-P键
②P4分子是非极性(填极性或非极性)分子
(3)在离子晶体中,阴、阳离子按一定规律在空间排列,图3是NaCl的晶体结构.在离子晶体中,阴阳离子具有或接近具有球对称的电子云,它们可以被看成是不等径的钢性圆球,并彼此相切(图4).离子键的键长是相邻阴、阳离子的半径之和(如图5).已知a为常数.
试回答下列问题:
①在NaCl晶体中,每个Na+同时吸引个6Cl-,而Na+数目与Cl-数目之比为1:1.
②Na+半径与Cl-半径之比$\frac{{r}^{+}}{{r}^{-}}$=0.414.(已知$\sqrt{2}$=1.414,$\sqrt{3}$=1.732,$\sqrt{5}$=2.236)

分析 (1)利用均摊法计算化学式;
(2)P4分子为正四面体型分子,P4分子中有6个P-P键,P4分子为对称结构,属于非极性分子;
(3)①利用均摊法计算每个晶胞中含有的氯离子和钠离子个数;
②根据图片二确定NaCl晶体中阴阳离子的最短距离.

解答 解:(1)Au原子位于顶点,数目为8×$\frac{1}{8}$=1,Cu位于晶胞面心,数目为6×$\frac{1}{2}$=3,则化学式可写为:Cu3Au,
故答案为:Cu3Au;
(2)①P4分子为正四面体型分子,每个面为正三角形,P4分子中有6个P-P键,1mol P4分子中有6mol P-P键,故答案为:6;
②P4分子为对称结构,属于非极性分子,
故答案为:非极性;
(3)①根据晶胞图,在NaCl晶体中,每个Na+同时吸引6个氯离子,每个该晶胞中钠离子个数=12×$\frac{1}{4}$=4,氯离子个数=8×$\frac{1}{8}$+6×$\frac{1}{2}$=4,粒子个数比为1:1,
故答案为:6;1:1;
②根据图片二知,NaCl晶体中阴阳离子的最短距离为a的一半即$\frac{a}{2}$,氯离子的半径为对角线的$\frac{1}{4}$,即为$\frac{\sqrt{2}a}{4}$,钠离子的半径为$\frac{a}{2}-\frac{\sqrt{2}a}{4}$,所以Na+离子半径与Cl-离子半径之比为 $\frac{{r}^{+}}{{r}^{-}}$=$\frac{\frac{a}{2}-\frac{\sqrt{2}a}{4}}{\frac{\sqrt{2}a}{4}}$=0.414,
故答案为:0.414.

点评 本题考查有关晶体的计算,但解题具有较强的方法性和规律性,学习中注意晶体计算等方法,尤其学会判断晶胞中配位数的计算.

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