Question

决定物质性质的重要因素是物质结构．请回答下列问题．

（1）如图1是石墨的结构，其晶体中存在的作用力有

 

（填序号）
A：σ键  B：π键   C：氢键   D：配位键E：分子间作用力 F：金属键  G：离子键
（2）CaF₂结构如图Ⅰ所示，Cu形成晶体的结构如Ⅲ所示，Ⅱ为H₃BO₃晶体结构图（层状结构，层内的H₃BO₃分子通过氢键结合）
①图2I所示的晶体中与Ca²⁺离子最近且等距离的Ca²⁺离子数为

 

，图III中未标号的Cu原子形成晶体后周围最紧邻的Cu原子数为

 

；铜在周期表中的位置

 

；
②H₃BO₃晶体中B原子杂化方式

 

；  CNO^-的形状为

 

；
（3）如图3是金属铝晶体结构的示意图
已知：铝的相对原子质量为27，金属铝的密度为2.7g?cm^-3．求：铝原子的半径r=

 

．（用NA表示阿伏伽德罗常数，列式表示）

Answer 1

考点：晶胞的计算

专题：化学键与晶体结构

分析：（1）根据石墨结构判断；
（2）①根据晶胞结构，判断配位数；根据元素对应的原子结构判断元素在周期表中的位置；
②B只形成了3个单键，没有孤电子对，所以采取sp²杂化；CNO^-杂化方式为sp²，形状为直线型；
（3）根据m=ρV及变形公式计算．

解答： 解：（1）石墨为层状结构，杂化类型为sp²，每一片层内部碳原子以σ键结合，每个碳原子还有一个未杂化的p轨道，肩并肩重叠，形成大π键，片层之间以分子间作用力结合，
故答案为：ABE；
（2）①在每个晶胞中与Ca²⁺离子最近且等距离的Ca²⁺离子数为3个，通过每个Ca²⁺可形成8个晶胞，每个Ca²⁺计算2次，所以与Ca²⁺离子最近且等距离的Ca²⁺离子数为（8×3）÷2=12个；
图III可看出在每个Cu原子周围有12个Cu原子，Cu原子形成晶体后周围最紧邻的Cu原子数为12；
Cu基态原子电子排布式1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d¹⁰4s¹，可以看出铜在周期表中的位置为第四周期第一副族；
故答案为：12；12；第四周期第一副族；
②B只形成了3个单键，没有孤电子对，所以采取sp²杂化；CNO^-的中心原子O电子对数=2+

6-1-5

2

=2，故杂化方式为sp²，故CNO^-的形状为直线型；
故答案为：sp²；直线型；
（3）1mol晶胞中Al原子数=8×

1

8

+6×

1

6

=2，根据m=ρV=2.7g?cm^-3×

4

3

πr3N_A=27g，可得r=

3	15 πNA

cm，故答案为：

3	15 πNA

cm．

点评：本题考查分子空间构型、杂化类型的判断、晶体的计算，但解题具有较强的方法性和规律性，学习中注意总结如何判断分子空间构型以及有关晶体计算等方法．