Question

12．根据图回答问题：

（1）A图是某离子化合物的晶胞（组成晶体的一个最小重复单位），阳离子位于中间，阴离子位于8个顶点，该化合物中阳、阴离子的个数比是1：1．
（2）B图表示构成NaCl晶体的一个晶胞，通过想像与推理，可确定一个NaCl晶胞中含Na⁺和Cl^-的个数分别为4、4．
（3）钇钡铜复合氧化物超导体有着与钙钛矿型相关的晶体结构，若Ca、Ti、O结构如C图所示的晶体，其化学式为CaTiO₃．
（4）石墨晶体结构如D图所示，每一层由无数个正六边形构成，则平均每一个正六边形所占有的碳原子数为2，C-C键个数为3．
（5）晶体硼的基本结构单元都是由硼原子组成的正二十面体的原子晶体，如E图所示．其中含有20个等边三角形和一定数目的顶角，每个顶角上各有1个原子．试观察E图，推断这个基本结构单元所含硼原子个数、键角、B-B键的个数依次为12、60°、30．

Answer 1

分析 （1）利用均摊法计算晶胞中阴阳离子个数；
（2）利用均摊法计算每个晶胞中含有的氯离子和钠离子个数；
（3）利用均摊法计算晶胞中Ti⁴⁺、Ca²⁺、O^2-数目，确定比例关系书写化学式；
（4）利用均摊法计算碳原子数和碳碳键数目；
（5）根据晶体硼的基本结构单元图可知，基本结构单元中含有20个正三角形，键角60°，每个顶角各有一个原子，每个顶点被5个正三角形共用，所以基本结构单元中含有硼原子个数为$\frac{20×3}{5}$=12，每个B-B键被两个三角形共用，所以B-B键为：$\frac{20×3}{2}$=30；据此答题．

解答 解：（1）A图晶胞中阳离子个数为1，阴离子个数=8×$\frac{1}{8}$=1，所以该晶胞中阳离子、阴离子个数之比=1：1；
故答案为：1：1；
（2）该晶胞中钠离子个数=1+12×$\frac{1}{4}$=4，氯离子个数=8×$\frac{1}{8}$+6×$\frac{1}{2}$=4；
故答案为：4，4；
（3）由结构可知，Ca²⁺位于体心有1个，Ti⁴⁺位于顶点，数目为8×$\frac{1}{8}$=1个，O^2-位于棱心，数目为12×$\frac{1}{4}$=3个，故其化学式为CaTiO₃，
故答案为：CaTiO₃；
（4）每个碳原子被三个碳环共有，每个碳环含有碳原子数为：6×$\frac{1}{3}$=2，每条C-C键被两个碳环共有，每个碳环含有碳碳键6×$\frac{1}{2}$=3条；
故答案为：2：3；
（5）晶体硼的基本结构单元都是由硼原子组成的正二十面体的原子晶体，基本结构单元中含有20个正三角形，键角60°，每个顶角各有一个原子，每个顶点被5个正三角形共用，所以基本结构单元中含有硼原子个数为$\frac{20×3}{5}$=12，每个B-B键被两个三角形共用，所以B-B键为：$\frac{20×3}{2}$=30；
故答案为：12；60°；30．

点评 本题主要考查了晶胞的计算、晶体的结构等知识，解决此题应具备一定的处理信息和空间想象能力，题目难度中等．