options是什么意思-地毯用英语怎么说
晶体结构综合例题
一．有一立方晶系的离子晶体，其结构如右图所示，试回答：
1
．晶体所属的点阵形式及结构基元；
2
．已知
r
Cs
+
＝
169pm
，
r
Cl
-
＝181pm
，试问此两种离于联合组
成了何种型式的密堆积；
3
．
Cu
2+
处在何种空隙里？
4
．指出各离子的配位情况？
解：
1.
立方
P
，
CaCsCl
3
＋
－
2. A
1
型（立方面心）堆积
, Cs
，
Cl
离子半径大致相近
;
3.
八面体空隙中
;
＋
－
＋
－
＋
＋
＋
4. Cu
2
周围
Cl
配位数
6
，Cs
配位数
8
；
Cl
周围
Cu
2
配位 数
2
，
Cs
配位数
4
；
Cs
周
－
＋
围
Cl
配位数
12
，
Cu
2
配位数
8
。
二．黄铜矿是最重要的铜矿，全世界的
2/3
的铜是由它提炼
的。
1
．右图为黄铜矿的晶胞。计算晶胞中各种原子的数目
,
写出
黄铜矿 的化学式
;
2
．
在高温下，
黄铜矿晶体中的金属离子可以发生迁移 。
若铁
原子与铜原子发生完全无序的置换，可将它们视作等同的金属离
子，请说出它的 晶胞。
3
．在无序的高温型结构中，硫原子作什么类型的堆积？
金属原子占据什么类型的空隙？该空隙被金属原子占据的分数是
多少？
4< br>．
计
算
黄
铜
矿
晶
体
的
密< br>度
;
（
晶
胞
参
数
：
a=52.4 pm
，
c=103.0pm
；相对原子量：
Cu 63.5
Fe 55.84
S 32.06
）
。
解：
1.
各种原子的数目
Cu,
Fe,
S:
4,
4,
8;
黄铜矿的化
学式
CuFeS
2
2.
它的晶胞与
ZnS
晶胞相同；但金属离子随机性为
50%;
（如图）
；
3.
硫原子作
A
1
型（立方
F
）堆积
;
金属原子占据四面体空
隙
;
该空隙被金属原子占据的分数
1/2;
4.
容易计算黄铜矿晶体的密度
4.31g/cm
3
.
1/2Cu+1/2Fe
S
1
三．冰晶石（
Na
3
AlF
6
）用作电解法炼铝的助熔剂。冰晶 石晶胞是以大阴离子（
AlF
6
3
）
＋
构成的面心立方晶格 ，
Na
可看作是填充在晶格的空隙中，已知冰晶石的密度为
2.95g/cm
3
，
Al
—
F
键长
181 pm
，相对原子质量：
Na 23.0
；
Al 27.0
；
F 19.0
。
－
1
．指出
AlF
6
3
配离子中心离子的杂化轨道 类型、配离子空间构型和所属分子点群。
2
．指出
Na
3
AlF
6
的点阵形式；阴离子作何种形式的堆积，阳离子占据何种空隙及占有
率；写出 它们的分数坐标。
3
．计算冰晶石晶体的晶胞参数。
＋
4.
计算
Na
的半径。
－
解：
1.
AlF
6
3
配离子中心离子的杂化轨道类型为
sp
3
d
2
杂化
;
配离子空间构型为正八面体；
所属分子点群为
O
h
。
2.
Na
3
AlF
6
的点 阵形式为立方
F
；阴离子作
A
1
型堆积，阳离子占据
100 %
八面体空及
100%
四面体空隙；它们的分数坐标为
－
AlF
6
3
：
（
0
，
0
，
0
）
（
1/2
，
1/2
，
0
）
（
1/2
，
0
，
1/2
）
（< br>0
，
1/2
，
1/2
）
（
1
分）< br>；
Na
+
:
（
1/4
，
1/4
，
1/4
）
（
1/4
，
1/4
，
3/4
）
（
1/4
，
3/4
，
1/4
）
（
1/4
，
3/4
，
3/4
）
（
3/4
，
1/4
，
1/4
）
（
3/4
，
1/4
，
3/4
）
（
3/4
，
3/4
，
1/4
）
（
3/4
，
3/4
，
3/4
）
（
1/2
，
1/2
，
1/2
）
（
0
，
0
，
1/2
）
（
0
，
1/2
，
0
）
（
1/2
，
0
，
0
）
.
3．晶胞内含
4
个
[Na
3
AlF
6
]
单元，
Na
3
AIF
6
摩尔质量为
210g/mol
。设晶胞边长为
a
，则
210
?
4
1
?
?
2
.
95
a=780pm
23
3
6
.
02
?
10
a
－
4.
R
-
=181pm,
R
+
按四面体空隙计算
3
a
?
R
?
?
156
pm
；按八面体空隙计算为
4
209pm（舍去）
；
真实值为
157pm.
四 ．
CaCu
x
合金可看作由下图所示的
a
、
b
两种 原子层交替堆积排列而成：
a
是由
Cu
和
Ca
共同组成的层 ，层中
Cu
－
Cu
之间由实线相连；
b
是完全由
C u
原子组成的层，
Cu
－
Cu
之间也由实线相连。
图中由虚 线勾出的六角形，
表示由这两种层平行堆积时垂直于层的相对
位置。
c
是由< br>a
和
b
两种原子层交替堆积成
CaCu
x
的晶体结构 图。在这结构中：同一层的
Ca
－
Cu
为
294pm
；相邻 两层的
Ca
－
Cu
为
327pm
。
1
．确定该合金的化学式；
2
．
Ca
有几个Cu
原子配位（
Ca
周围的
Cu
原子数，不一定要等距最近）< br>; Cu
的配位情
况如何，列式计算
Cu
的平均配位数；
3
．该晶体属何种晶系；写出各原子的分数坐标；计算晶胞参数。
4
．计算该合金的密度（
Ca 40.1
Cu 63.5
）
5
．计算
Ca
、
Cu
原子半径。
2
a
b
c
○
Ca
·
Cu
解：
1
．在
a
图上划出一个六方格子，则容易看出，该合金的化学式为
CaCu
5
；
2
．在
a
图上容易看出，
Ca
周围有
6
个
Cu
原子，结合
c
图看出 ，
Ca
有
18
个
Cu
原子配
位；
Cu的配位情况：在
a
图上容易看出，
3
配位
6
个；在c
图侧面上看出，
4
配位
9
个；
Cu
的平均配 位数为
18/5=3.6
；
3
．该晶体属六方晶系；
各原子的分数坐标为
（
0
，
0
，
0
）
（
1/3
，
2/3
，
0
）
（
2/3
，
1/3
，
0
）
（< br>1/2
，
0
，
1/2
）
（
0
，1/2
，
0
）
（
1/2
，
1/2
，
1/2
）
晶胞参数为
3
a
?
294
,
a
＝
509pm;
(c/2)
2
+(a/2)
2
=327
2
; c
＝
410pm
；
3
40
.
1
?
5
?
63
.
5
3
?
6
.
45
g
/
cm
;
2
0
N
A
a
c
sin
60
4
．合金的密度
5
．
Ca< br>、
Cu
原子半径
:
R
Cu
?
a
?
126
pm
;
R
Ca
?
294
?
R
Cu
?
16 8
pm
.
4
五
（
2004
年全国高中学生化学竞赛决赛
6
分）氢是重要而洁 净的能源。要利用
氢气作能源，必须解决好安全有效地储存氢气问题。化学家研究出利用合金储存氢气，
LaNi
5
是一种储氢材料。
LaNi
5
的晶体结 构已经测定，
属六方晶系，
晶胞参数
a=511
pm,c
＝
397 pm,
晶体结构如图
2
所示。
⒈从
LaNi
5
晶体结构图中勾画出一个
LaNi
5
晶胞。
⒉每个晶胞中含有多少个
La
原子和
Ni
原子？
⒊
LaNi
5
晶胞中含有
3
个八面体空隙和
6
个四 面体空隙，
若每个空隙填人
1
个
H
原子，
计算该储氢材料吸 氢后氢的密度，
该密度是标准状态下氢气密度
(8.987
×
10
-5
g
·
m
-3
)
的多少 倍？（氢的相对原子质量为
1.008
；光速
c
为
2
．998
×
10
8
m
·
s
-1
；忽
略吸氢前后晶胞的体积变化）。
3
解：
⒈晶胞结构见图
4
。
⒉晶胞中含有
1
个
La
原子
和
5
个
Ni
原子
⒊计算过程：
六方晶胞体积：
V=a
2
csin120
°
< br>=(5.11
×
10
-8
)
2
×
3.97< br>×
10
-8
×
3
1/2
/2
=89.7
×
10
-24
cm
3
氢气密度
是氢气密度的
1.87
×
10
3
倍。
六．钼是我国丰产元素，
探明储量居世界之首。钼有广泛用途，例如白炽 灯里支撑钨丝
的就是钼丝；钼钢在高温下仍有高强度，
用以制作火箭发动机、核反应堆等。钼是 固氨酶活
性中心元素，施钼肥可明显提高豆种植物产量，等等。
1
．钼的元 素符号是
42
，写出它的核外电子排布式，并指出它在元素周期表中的位置。
2
．
钼金属的晶格类型为体心立方晶格，
原子半径为
136pm
， 相对原子质量为
95.94
。
试
计算该晶体钼的密度和空间利用率。
－
3
．钼有一种含氧酸根
[Mo
x
O
y
]
z
（如右图所示）
，式中
x
、
y
、z
都是正整数；
Mo
的氧化
态为＋
6
，
O呈－
2
。可按下面的步骤来理解该含氧酸根的结构：
－
A．所有
Mo
原子的配位数都是
6
，形成
[MoO
6]
6
，呈正八面体，称为“小八面体”
（图
A
）
；
－
B
．
6
个“小八面体”共棱连接可构成一个“超八面体”< br>（图
B
）
，化学式为
[Mo
6
O
19
]
2
；
C
．
2
个”超八面体”共用
2
个“小八面体”可构成一个“孪超八面体”
（图
C
）
；
，化 学
＋
式为
[Mo
10
O
28
]
4
；
D
．从一个“孪超八面体”里取走
3
个“小八面体”
， 得到的“缺角
－
孪超八面体”
（图
D
）便是本题的目标物
[ Mo
x
O
y
]
z
（图
D
中用虚线表示的小八面体是被取走的）
。
A
B
C
D
－
求出目标物
[Mo
x
O
y
]
z
的化学式，说明以上中间物化学式的来由。
4
4
．如图所示为八钼酸的离子结构图，请写出它的化学式；
＋< br>5
．钼能形成六核簇合物，
如一种含卤离子
[Mo
6
Cl8
]
4
，
6
个
Mo
原子形成八面体骨架结构， 氯原子以三桥基与与
Mo
原子相
连。则该离子中
8
个
Cl< br>离子的空间构型是什么？
解：
1
．
钼的元素符号是
42
，
它的核外电子排布式为
[Kr]4d
5
5s
1
；
它在元素周期表中的位置为
第五周期Ⅵ
B
族；
2
．晶体钼的密度为
10.3g/cm
3
；空间利 用率为
68.0%
；
－
3
．
（
A
）
．显然“小八面体”
（图
A
）化学式为
[MoO6
]
6
；
－
（
B）
．
“超八面体”
（图
B
）
，化学式为
[Mo
6
O
(6+6*4/2+6/6=19)
]
2-
；
－
（
C
）
．
“孪超八面体”
（图
C
）
，化学式为
[Mo
(6+4=10)
O
(19+2*3+3=2 8)
]
4+
；
－
（
D
）
．目标 物（图
D
）
，化学式为
[Mo
(10-3=7)
O
(28-4=24)
]
6-
；
（参考如下投影图
A,B,C,D
）
4
．八钼酸的化学式为
[Mo
(10-2=8)
O
(28-2= 26)
]
4-
（参考投影图
E
）
；
< br>＋
5
．钼的一种含卤离子
[Mo
6
Cl
8
]
4
的
8
个
Cl
离子的空间构型是正方体，
（如下图 ）
。
Mo
Cl
5
(A)
(B)
(C)
(D)
(E)
（投影图
A,B,C,D,E
）
七
.
(
2006
年全国高中学生化学竞赛决赛理论试题
1
)
在酸化钨酸盐 的过程中，钨酸根
WO
4
2
?
可能在不同程度上缩合形成多钨酸根。 多钨酸根的组成常因溶液的酸度不
同而不同，它们的结构都由含一个中心
W
原子和六个 配位
O
原子的钨氧八面体
WO
6
通过共顶或共边的方式形成。在为数 众多的多钨酸根中，性质和结构了解
得比较清楚的是仲钨酸根
[H
2
W
12
O
42
]
10
?
和偏钨酸根
[H
2
W
12
O
40
]
6
?
。在下面三张结构图中，哪一张是仲钨酸根的结构？简述判断理由。
6
(a)
解：
(b)
(c)
7
提示：考察八面体的投影图，可以得到更清楚地认识。
8
八．
钼、钨化学的一个重要特点是能形成同多酸
和杂多酸及盐。
例如：
将用硝酸酸化的
(NH
4
)
2
MoO
4溶液加热到
230
℃
，加入
NaHPO
4
溶液，生成磷 钼
酸铵黄色晶体沉淀。经
X
射线分析结果得知，该杂
多酸根是以
PO
4
四面体为核心，
它被
MoO
6
八面体
所围绕，如 右上图。该图可以这样来剖析它：它的
构成，由外而内，把它分为四组，每组三个
MoO
6
八面体共用三条边，三个
MoO
6
共顶的氧再与
PO
4
四面体中的氧重合为一。每组如右下图所示；每组
之间再通过两两共顶，连成一个整体，形成杂 多酸
根
PMo
x
O
y
z
－
。请写出
X
、
Y
、
Z
的具体数值；并扼
要叙述推导过程：
解：
X
＝
12
Y
＝
40
Z
＝
3
；
推导过程：
①每个杂多酸离 子含一个
PO
4
，
所以在化学式中
有
1
个
P
原子；
有
12
个
MoO
6
八面体，
故有
12
个
Mo
原子；
②每个
MoO
6八面体有
1
个顶点氧原子，为三个八面体共用，四个顶点氧原
子为两个八面体共用 ，
其中两个为同组八面体共用，
另两个与另一组八面体共用，
还有一个顶点氧原子不共 用；
③故每个
MoO
6
八面体含有的氧原子为
1×1/3 ＋4×1/2＋
1
＝
10/3
，所以
12
个
WO< br>4
共有氧原子：12×10/3＝
40
；
④P
的氧 化数为＋
5
，
Mo
为＋
6
，故整个酸根带
3
个单位负电荷。
九．
(
2006
年全国高 中学生化学竞赛决赛理论试
题
4
)
轻质碳酸镁是广泛应用于橡胶、塑料、食
品和医药工业的化工产品，它的生产以白云石
（主要成分是碳酸镁钙）为原料。右图是省略了部分原子或离子的白云石晶胞。
[1]
写出图中标有
1
、
2
、
3
、
4
、
5
、
6
、
7
的
原子或离子的元素符号。
[2] 在答题纸的图中补上与
3
、
5
原子或离子
相邻的其他原子或离子 ，再用连线表示它们与
Mg
的配位关系。
9
解：
十．
(
2006
年全国高中学生化学竞赛决赛理论试题
7
)
沸石分子筛是重要的石油化工
催化材料。
下图是一种沸石晶体结构的一部分，
其中多面 体的每一个顶点均代表
一个
T
原子（
T
可为
Si
或
Al
）
，每一条边代表一个氧桥（即连接两个
T
原子的< br>氧原子）
。该结构可以看成是由
6
个正方形和
8
个正六边形围 成的凸多面体（称
为
β
笼）
，通过六方柱笼与相邻的四个
β
笼相连形成的三维立体结构，如下图所
示：
10
β
笼
六方柱笼
10-1.
完成下列问题：
[1]
若将每个
β
笼 看作一个原子，六方柱笼看作原子之间的化学键，上图可
以简化成什么结构？在答题纸的指定位置画出这 种结构的图形。
[2]
该沸石属于十四种布拉维点阵类型中的哪一种？指出其晶胞内有几个
β
笼。
[3]
假设该沸石骨架仅含有
Si
和
O
两种元素 ，写出其晶胞内每种元素的原子
数。
[4]
已知该沸石的晶胞参数
a
= 2.34 nm
，试求该沸石的晶体密度。
（相对原子质量：
Si: 28.0
O: 16.0
）
10-2.
方石英和上述假设的全硅沸石都由硅氧四面体构成，下图为方石英的晶
胞示意图。
Si-O
键长为
0.162 nm
?
AED=109
o
28
’
[1]
求方石英的晶体密度。
[2]
比较沸石和方石英的晶体密度来说明沸石晶体的结构特征。
10-3.
一 般沸石由负电性骨架和骨架外阳离子构成，利用骨架外阳离子的可交
换性，
沸石可以作为阳离子 交换剂或质子酸催化剂使用。
下图为沸石的负电性骨
架示意图：
11
O
Si
O
O
O
Al
O
O< br>O
Si
O
O
O
M
请在答题纸的图中画出上 图所示负电性骨架结构的电子式（用“
?
”表示氧
原子提供的电子，用“
?< br>”表示
T
原子提供的电子，用“
*
”表示所带负电荷提
供的电 子）
。
解：
12
10-3
十一
.
13
解：
十二
.< br>石墨能与熔融金属钾作用，形成兰色的
C
24
K
、灰色的
C< br>48
K
、
C
60
K
等。
(1)< br>有一种青铜色的
C
x
K
中
K
（用
o
表示）的分布如图所示，则
x
为多少？
(2)
有一种石墨化合物为
C
6
K
，在图标出
K
的分布情况（用×表示）；
(3)
另有一种石墨化合物
C
32
K
，
其的分布也 类似图的中心六边形，
则最近两个
K
原子之间的距离为石墨键长的多少倍？
解：
（
1
）
利用面积法，一个
C六边形面积对应
2
个
C
；
取一个正三角形，
K
为(1/6)×3＝
1/2
，
C
为
4
，故
X
＝
8
；
(2)
上图虚线六边形
(K
六边形
)
各边中点相连，即可；
(3)
利用面积法，
K
六边形面积是
C
六边形面积
32/2=16
倍，那么
K< br>六边形
的边长是
C
六边形边长的
4
倍。
14
十三．
自发现稀有气体以来，
人们对 其反应活性的零星研究一直没有停止过，
稀有气体
化合物一度成为世界范围内的研究热门。
（
1
）稀有气体氙能和氟形成多种氟化物，
实验测定在
353 K
、
15.6kPa
时，某气态氟化物
试样的密度为
0.899g/ cm
3
，
试确定该氟化物的分
子式
；
（
2
）该化合物的电子排布为
构
型；
（
3
）该化合物 的晶体结构已由中子衍射测
定，晶体属四方晶系产品，
a
＝
431.5pm< br>，
c
＝
699pm
，晶胞中有两个分子，其中
Xe
：
（
0
，
0
，
0
）
、
（
1 /2
，
1/2
，
1/2
）
，
F
：
（
0
，
0
，
z
）
、
（
0
，
0
，
－
z
）……，假设
Xe
－
F
键长
200pm
，计算非键
F
…
F
、
Xe
…
F
的最短距离。并画出一个晶胞图。
解：
（
1
）
XeF
2
（
2
）三角双锥
（
3
）
R
F- F
＝
299pm
，
R
Xe-Ag
＝
340pm
十四．
PdO
属四方晶系，在其晶体中，
Pd
原子和
O
原子分别以层状排布，其中
O
原子
层与层之间能够完全重合 ，而
Pd
原子
则每隔一层重复一次，
试画出
PdO
的晶胞，并指出距
Pd
最近的原子有几个，
呈何种立体构型？
< br>解：
PdO
属四方晶系，其中
Pd
原
子则每隔一层重复一次， 说明晶胞中有
两类不同空间环境的
Pd
原子，考虑到
＋
Pd
常采用四配位，
Pd
2
采用
dsp
2
杂化呈
平面四 方形，故晶胞中含有四个
Pd
原
子。图有错。
距离
Pd< br>原子最近的原子为氧原子，有
4
个，呈平面四方形。
十五．
SiC
具有高硬度、高耐磨性、高 耐腐蚀性及较高的高温强度等特点，已成为一种
重要的工程材料。其晶体具有六方
ZnS
型结构，晶胞参数为
a
＝
308pm
，
c
＝
50 5pm
，
2
1
1
5
2
11
已知
C
原子的分数坐标为
0
，
0
，
0
和
,
,
；
Si
原子的分数坐标为
0
,
0
,
和
,
,
3
3
2
8
3
3
8
15
（
1
）
按比例画出
SiC
六方晶胞。
（
2
）每个晶胞中含有
SiC
个。
（
3
）晶体中
Si
的堆积型式是
。
C
填充的空隙类型是
。
（
4
）列式计算
C
—
Si
键长。
解：
（
1
）
SiC
六方晶胞
（
2
）每个晶胞中含有
2
个
SiC
。
（
3
）
Si
原子作六方最密堆积，
C
原子填充在
Si
围成的四面体空隙中。
（
4
）由（
1
）中晶胞图可以看出，
Si-C
键长为：
?
1
?
?
c
?
十六．实验表明，乙烯在很低的温度下能凝结成分子
晶体，经
X-
射线分析鉴定， 其晶体结构属于正交晶系，晶
胞参数为：
a = 4.87?
，
b = 6.46 ?
，
c = 4.15 ?
，晶体结构如
图
1
所示。
（
1
）该晶体的晶胞类型是
。
（
2
）晶体的理论密度是
cm
-3
。
（
3
）
设
C
原子形成的双键中心对称地通过原点，
离原
点最 近的
C
原子的分数坐标为（
0.11,
0.06,
0.00
）
，试计算
C=C
共价键长是
?
。
解：
（
1
）简单正交晶胞；
（
2
）
0.71 g·
cm
-3
;
（
3
）
1.32 ?
十七．C
60
分子本身是不导电的绝缘体，
但它的金属化合物具有半导体性、
超 导性。
1991
年
4
月
Hebard
等首先报道掺钾
C
60
有超导性，超导临界温度
19K
。研究表明
KxC
60
的晶体
＋
－
＋
结构中，
C
60
具有面 心立方结构（与
NaCl
晶体结构中
Na
或
Cl
的排列方式 类似）
，而
K
填
充在其四面体和八面体空隙中，晶胞参数
1.425 3nm
（相当于
NaCl
晶胞的边长）
。
（
1< br>）
C
60
晶体类型与
KxC
60
晶体类型分别是
、
。
＋
（
2
）占据四面体空隙和八面体空隙中的
K
数之比是
。
（
3
）
X
＝
。
＋
（
4
）如果
K
半径为
0
.
112nm
，则
C6 0
的分子半径约为
。
（
5
）计算
KxC
60
的密度。
解：
（
1
）分子晶体
离子晶体
（
2
）
2
︰
1
（
3
）
3
（
4
）
0.505nm
（
5
）
1.92g/cm3
?
?
5
?< br>8
?
3
?
505
pm
?
189
pm
8
16
十八．碳的第三种单质结构
C
60< br>的发现是国际化学界的大事之一。经测定
C
60
晶体为面
心立方结构， 晶胞参数
a
＝
1420pm
。每个
C
60
平均孔径 为
700pm
，
C
60
与碱金属能生成盐，
如
K< br>3
C
60
。人们发现
K
3
C
60
具 有超导性，超导临界温度为
18K
。
K
3
C
60
是 离子化合物，在晶体
＋
中以
K
和
C
60
3-
存在，它的晶体结构经测定也是面心立方，晶胞参数
a
＝
1424pm
。阿 伏加德
罗常数为
6.02
×
10
23
mol
-1< br>，请回答：
（
1
）画出
C
60
的晶胞。< br>（
2
）计算相邻
C
60
球体最近距离，为什么这距离大于C
60
笼的孔
直径。
（
3
）相邻
C
6 0
球体间的距离是多少？（
4
）与石墨平面原子间距离（
335pm
）相比，你
认为在
C
60
晶体中
C
60
－
C
60
间作用力属于哪一种类型？
（
5
）
C
60< br>晶体的晶胞中存在何种空隙？
＋
各有多少空隙？
（
6
）
K
3
C
60
晶体的晶胞中有多少个
K
？它们位于晶胞中何 处？
（
7
）
同一温
度下，
K
3
C
60
的晶体密度比
C
60
的晶体密度增大了多少？
解：
（
1
）答案见右图。
（
2
）最近距 离
(2d
min
)
2
＝
a
2
＋
a
2
d
min
2
＝
2a
2
/4
d
min
＝
2
1/2
/2
＝
1004pm
d
min
＞
700pm
，说明在
C
60
晶体中，
C
60
～
C
60
之间不接触，是分子晶体 。
（
3
）距离为
1004
－
700
＝< br>304pm
（
4
）
304pm
≈
335pm
，
石墨层间的作用力属于范德华力，
是分子间作用力。
C
60
～< br>C
60
间作用力应为分子间作用力，由于
C
60
的摩尔质量大 于
C
的摩尔质量，故作用力大些，
d
＜
335pm
。
（
5
）晶胞中存在四面体和八面体两种空隙，有
8
个四面体空隙 ，
4
个八面体空隙。
（
6
）
K
3
C
60
晶胞中含有
4
个结构基元，因此有
12
个
K
＋，其中，
8
个
K
＋处于
8
个
四面体空 隙中，还有
4
个
K
＋处于
4
个八面体空隙中。
（
7
）①
C60
：
d＝
1.672g/cm3
②
K3C60
：
d
＝
1.928g/cm3
K3C60
的晶体密度比
C60
增大了
0.256g/cm3
十九
(a)
．水在不同的温度和压力条件下可形成
11
种不同结构的晶体，密度从比水轻的
0.92g·
cm
－
3
到约为水的一倍半的
1.49 g·
cm
-3
。冰是人们迄今已
知的 由一种简单分子堆积出结构花样最多的化合物。其中在冰
－Ⅶ中，
每个氧有
8
个最近邻，
其中与
4
个以氢键结合，
O
－
H
…O
距离为
295pm
，另外
4
个没有氢键结合，距离相同。
（
1
）画出冰－Ⅶ的晶胞结构示意图（氧用○表示，氢用ｏ
表示），标明共价键（
—
）和氢键（
----
）
。
（
2
）计算冰－Ⅶ晶体的密度。
解：
（
1
）氧原子坐标：
（
0
，
0
，
0
）
、（
1/2
，
1/2
，
1/2
）
（< br>2
）
ρ
＝
1.51g/cm
3
（冰
–
Ⅶ是密度最大的一种，密度与
1.49
的差异在于晶体理想
化处理的必然：由键长计 算金刚石和石墨的密度都有这样的微小误差）
。
十九
(b)．
冰为六方晶系晶体，
晶胞参数为
a=452.27pm, c=736.71pm;
晶胞中
O
原子的分
数坐标为
(0,0,0), (0,0,0.375), (2/3,1/3,1/2), (2/3,1/3,0.875);
(1)
画出冰晶体的空间格子示意图；其点阵型式是什么？结构基元是什么？
(2)
计算冰的密度；计算氢键
O
-
H
....
O
的键长。
(3)
画出冰的晶胞示意图
17
解：
(1)
六方简单格子；结构基元为
4H
2
O;
空间格子示意图为
其中
: a=b,
?
=
?
=90
o
,
?
=120
o
(2)
密度
D=ZM/N
A
V
V=(452.27pm)
2
Sin60
o
*
736.71pm=1.305
*
10< br>8
pm
3
=1.305
*
10
-22
CM< br>3
D=4
*
(
2
*
1.008+16.00)-1
/(6.022
*
10
23
mol
-1
*
1.305
*
10
-22
CM
3
)=
-3
(3)
坐标为< br>(0,0,0)
与
(0,0,0.375)
的两个
O
原子间的 距离即为氢键的长度
r
r=0.375
*
736.71pm=276.3pm
(4)
18
二十
. (
2004
年全国 高中学生化学竞赛决赛
4
题
)
日本的白川英树等于
1977
年首先合
成出带有金属光泽的聚乙炔薄膜，
发现它具有导电性。
这是世界上第一个导电 高分子聚合物。
研究者为此获得了
2000
年诺贝尔化学奖。
（< br>1
）写出聚乙炔分子的顺式和反式两种构型。再另举一例常见高分子化合物，它也有
顺反 两种构型（但不具有导电性）
。
（
2
）若把聚乙炔分子看成一维晶体，指出该晶体的结构基元。
（
3
）简述该聚乙炔塑料的分子结构特点。
（
4
）假设有一种聚乙炔由
9
个乙炔分子聚合而成，聚乙炔分子中碳—碳平均键长为
140 pm
。
若将上述线型聚乙炔分子头尾连接起来，
形成一个具有很好对称性的大环轮烯分 子，
请画出该分子的结构。
π
电子在环上运动的能量可由公式
给出，式中
h
为普朗克常数
(6.626
×
1 0
-34
J
·
s)
，
m
e
是电子质量（< br>9.109
×
10
-31
kg
），
l< br>是大环周边的长度，量子数
n=0
，
士
1
，士
2，…计算电子从基态跃迁到第一激发态需要吸收的光的波长。
（
5< br>）如果
5
个或
7
个乙炔分子也头尾连接起来，分别形成大环轮烯分子， 请画出它们
的结构。
（
6
）如果
3
个乙炔分子聚 合，可得到什么常见物质。并比较与由
5
、
7
、
9
个乙炔分 子
聚合而成的大环轮烯分子在结构上有什么共同之处。
（
7
）预测由
3
、
5
、
7
、
9
个乙炔分子聚 合而成的化合物是否都具有芳香性？作出必要的
说明。
解：
（
1
）
C
C
C
C
C
C
C
C
C
C
C
C
C
C
（顺式）
（反式）
C
C
（顺式）天然橡胶
（反式）杜仲胶
（
2
）－
CH
＝
CH
－
CH
＝
CH
－
（
3
）聚乙炔的结构单元是
CH
，每个碳原子轨道都是< br>sp
2
杂化，形成了三个共平面的，
夹角约
120°
的杂化轨 道，这些轨道与相邻的碳氢原子轨道键合构成了平面型的结构框架。其
余未成键的
P
Z
轨道与这一分子平面垂直，它们互相重叠，形成长程的
π
电子共轭体。
19
（
4
）
（
5
）
（
6
）苯，都有
3
个顺式双键（苯看作单双键）
（
7
）
[6]
轮烯（苯）
、
[14]
轮烯、
[18]
轮烯都具有芳香性；
[10]
轮烯不具有芳香性。
[10]
轮烯虽然
π
电子也满足
4n
＋
2
，但环内的
2< br>个氢原子的相对位置破坏了环的平面性。
二十一
.
ReO
3
具有立方结构，
Re
原子处于晶胞顶角，
O
原子处于晶胞每条棱上两个
Re
原子的正中央。
1.
阳离子和阴离子的配位数
?
2.
如果一个阳离子被嵌入< br>ReO
3
结构的中心，
则得到什么类型的晶体结构？化学式是什么？
3.
画出此类型晶体晶胞示意图
;
4.
描述三种离子的配位情况。
20
解：
1. Re: C.N. = 6;
O:
C.N. = 2
；
2.
钙钛矿型
;
ABO
3
;
3.
如下图；
Ca
、< br>Ti
和
O
原子分别处在它的顶角、体心和面心的位置上。
4.
Ca
2+
12
个
O
2
围绕
12
面体
―
Ti
4+
6
个
O
2
围绕
八面体
―
O
2
2
个
Ti
4+
和
4
个
Ca
2+
围绕
八面体
.
―
二十二
. (
中国化学会第
20
届全国高中学生化学竞赛试题第
8
题
（
9
分）
)
超硬材料氮化
铂是近年 来的一个研究热点。它是在高温、超高压条件下合成的（
50GPa
、
2000K）
。由于相
对于铂，氮原子的电子太少，衍射强度太弱，单靠
X-
射线衍 射实验难以确定氮化铂晶体中氮
原子数和原子坐标，
2004
年以来，
先后提 出过氮化铂的晶体结构有闪锌矿型、
岩盐型
（
NaCl
）
和萤石型，
2006
年
4
月
11
日又有人认为氮化铂的晶胞如下图所示 （图中的白球表示氮原子，
为便于观察，该图省略了一些氮原子）
。结构分析证实，氮是四配位 的，而铂是六配位的；
Pt
—
N
键长均为
209.6pm
，
N
—
N
键长均为
142.0 pm
（对比：
N2
分子的键长为
110.0pm
）
。
备用图
1
氮化铂的上述四种立方晶体在结构上有什么共同点？
2
分别给出上述四种氮化铂结构的化学式。
21
3
试在图上挑选一个氮原子，不添加原子，用粗线画出所选氮原子的配位多面体。
4
请在本题的附图上添加六个氮原子（添加的氮请尽可能靠前）
。
解：
1.
氮化铂的上述四种立方晶体在结构上的共同点是：铂原子面心立方最密堆积。
2
上述四种氮 化铂结构的化学式依次为
PtN
、
PtN
、
PtN
2
、
PtN
2
.
3
红线画出了所选氮原子的配位多面体。
4
附图上添加了六个氮原子。
二十三
. (
中国化学会第
20
届 全国高中学生化学竞赛试题第
11
题
)
磷化硼是一种受到高
度关注 的耐磨涂料，
它可用作金属的表面保护层。
磷化硼可由三溴化硼和三溴化磷在氢气中
高 温反应合成。
1.
写出合成磷化硼的化学反应方程式。
2.
分别画出三溴化硼分子和三溴化磷分子的结构。
3
磷化硼晶体中磷原子作立方最密堆积，
硼原子填入四面体空隙中。
画出磷化硼的正当晶
胞示意图。
4
已知磷化硼的晶胞参数
a
= 478 pm
，计算晶体中硼原子和磷原子的核间距。
5
画 出磷化硼正当晶胞沿着体对角线方向的投影（用实线圆圈表示
P
原子的投影，用虚
线圆 圈表示
B
原子的投影）
。
解：
1.
合成磷化硼的化学反应方程式为
BBr
3
＋
PBr
3
＋
3H
2
＝
BP
＋
6HBr
2.
三溴化硼分子和三溴化磷分子的结构为
Br
Br
B
Br
Br
P
Br
Br
平面三角形
三角锥
3.
磷化硼的正当晶胞示意图为
22
4.
晶体中硼原子和磷原子的核间距（
d
B-P
）为
图
1
1
d
B-P
＝
4
3
a
?
4
3
?
478
pm
?
207pm
5.
磷化硼正当晶胞沿着体对角线方向的投影如下
二十 四
.
(
中国化学会
2003
年全国高中学生化学竞赛
试题第
6
题
12
分
)
2003
年
3
月 日本筑波材料科学国家实验室一个研究小组发现首例带结晶
水的晶体在
5K
下呈现超导 性。据报道，该晶体的化学式为
Na
0.35
CoO
2
? 1.3H
2
O
，
具有……
-CoO
2
-H
2
O-Na-H
2
O-
……层状结构；在以“
CoO< br>2
”为最简式表示的二维结构中，钴原子和氧
原子呈周期性排列，钴原子被
4< br>个氧原子包围，
Co-O
键等长。
1
钴原子的平均氧化态为
+ 3.65
。
2
以
代表氧原子，以
代表钴原子，画出
CoO
2
层的结构，用粗线画出两种二维晶胞。
、
二十五
.
(
中国化学会
2005
年 全国高中学生化学竞赛试题第
2
题
12
分）
为纪念
1905
年
爱因斯坦连续发表
6
篇论文导致物理学大变革
100
周年 ，
今年被定为国际物理年。
本题涉及
的“热电效应”机理也是爱因斯坦首先阐释的，即 他提出的被后人称为“爱因斯坦振荡器”
的独立振荡原子与温度关系的模型。
1
左上图是热电效应之一的图解。给出图中所有英文单词（或词组）及物理学符号的意义，
并为此 图写一篇不超过
200
字（包括标点符号等）的说明文。
解：
input
——
输入
hot
——
热（端）
cold
——
冷（端）
heat flow
——
热流
I
——
电流强度
n
——
n
型半导体
p
——
p
型半导体
i
+
——
正电流
23
options是什么意思-地毯用英语怎么说
options是什么意思-地毯用英语怎么说
options是什么意思-地毯用英语怎么说
options是什么意思-地毯用英语怎么说
options是什么意思-地毯用英语怎么说
options是什么意思-地毯用英语怎么说
options是什么意思-地毯用英语怎么说
options是什么意思-地毯用英语怎么说
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-
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