全國1卷第37題物質結構和性質晶體晶胞分析

第37題：物質結構與性質

命題的方向根據(jù)前幾年已考查過的分析可知，知識載體趨向于氮族元素、鹵素等元素化合物，無論考查何種素材的晶胞，均攤法的思想不變。

命題的特點：1.近三年的新課標卷該題基本沒涉及元素的推斷過程，主要采用直接。2.新課標卷考查頻率高的是金剛石晶胞或其遷移。3.有機物中碳原子的雜化方式經常考查。如：乙醛、碳酸甲酯等涉及的知識：

原子核外電子的排布（能層、能級、原子軌道數(shù)及排布電子數(shù)的確定）

分子結構中分子的構型，價層電子對互斥與雜化軌道理論用于雜化類型、粒子構型的判定

分子性質中的氫鍵、極性、溶解性、含氧酸酸性比較（R-OH規(guī)則），等電子原理的應用

晶體結構之配位數(shù)、化學式的確定，晶體類型、密度、粒子間距的確定，晶體性質中熔沸點的比較等

金剛石晶胞的出現(xiàn)頻率高居不下【2013】(3)單質硅存在與金剛石結構類似的晶體，其中原子與原子之間以

共價鍵

相結合，其晶胞中共有8個原子，其中在面心位置貢獻

3

個原子?！?012】立方ZnS中晶胞中離子間距計算。【2011】⑸六方氮化硼在高溫高壓下，可以轉化為立方氮化硼，其結構與金剛石相似，硬度與金剛石相當，晶苞邊長為361.5pm，立方氮化硼晶胞中含有4個氮原子、4個硼原子，立方氮化硼的密度是_______g·cm?3(只要求列算式，不必計算出數(shù)值，阿伏伽德羅常數(shù)為NA)?？疾榻Y構非常到位，需要考生能真正理解石墨烯和金剛石的成鍵情況?！?015-37】（5）碳有多種同素異形體，其中石墨烯與金剛石的晶體結構如圖所示：在石墨烯晶體中，每個C原子連接

個六元環(huán)，每個六元環(huán)占有

個C原子。在金剛石晶體中，C原子所連接的最小環(huán)也為六元環(huán)，每個C原子連接

個六元環(huán)，六元環(huán)中最多有

個C原子在同一平面。12

4

4

8

6

常見晶體模型與晶胞計算6

12

典型代表Po，配位數(shù)為6，空間利用率52%

體心立方堆積A2型或鉀型，典型代表Na、K、Fe，配位數(shù)為8，空間利用率68%

面心立方最密堆積:銅型ccpBCA立方面心最密堆積（ccp）正四面體的高（a為邊長）閃鋅礦型結構（ZnS)A原子填充在B原子構成的四面體空隙中。A、B原子的配位數(shù)均為4屬.閃鋅礦型結構類型的化合物有：亞銅的鹵化物，鈹?shù)难趸铮?、鋁、鎵和銦的磷化物，砷化物和銻化物，以及碳化硅，單質碳和單質硅等。其中III～V族和II-VI族化合物是重要的半導體材料，2晶胞2晶胞CaF2晶胞ZnS晶胞已知晶體硼的基本結構單元是由硼原子組成的正二十面體，如圖所示：其中有二十個等邊三角形的面和一定數(shù)目的頂點，每個頂點為一個硼原子，試通過觀察分析右圖回答：此基本結構單元是由___個硼原子構成，有___個B-B化學鍵，相鄰B-B鍵的鍵角為____.此基本結構單元是一個正____面體。123060020遵循歐拉定理:頂點數(shù)+面數(shù)--棱邊數(shù)=21996年諾貝化學獎授予對發(fā)現(xiàn)C60有重大貢獻的三位科學家.C60分子是形如球狀的多面體(如圖),該結構的建立基于以下考慮:①C60分子中每個碳原子只跟相鄰的3個碳原子形成化學鍵;②C60分子只含有五邊形和六邊形;③多面體的頂點數(shù)、面數(shù)和棱邊數(shù)的關系,遵循歐拉定理:

頂點數(shù)+面數(shù)-棱邊數(shù)=2據(jù)上所述,可推知C60分子有12個五邊形和20個六邊形,C60分子所含的雙鍵數(shù)為30.請回答下列問題:(1)固體C60與金剛石相比較,熔點較高者應是____________,理由是:_________________________________________________________.(2)試估計C60跟F2在一定條件下,能否發(fā)生反應生成C60F60(填“可能”或“不可能”)__________,并簡述其理由：

________________________________________________________.(3)通過計算,確定C60分子所含單鍵數(shù).C60分子所含單鍵數(shù)為___________.(4)C70分子也已制得,它的分子結構模型可以與C60同樣考慮而推知.通過計算確定C70分子中五邊形和六邊形的數(shù)目.C70分子中所含五邊形數(shù)為____________,六邊形數(shù)為_________.金剛石屬原子晶體,而固體C60不是,故金剛石熔點較高.

(答出“金剛石屬原子晶體”即可)金剛石因C60分子含30個雙鍵,與極活潑的F2發(fā)生加成反應即可生成C60F60(只要指出“C60含30個雙鍵”即可,但答“因C60含有雙鍵”不行)可能1225可由歐拉定理計算鍵數(shù)(即棱邊數(shù)):60+(12+20)-2=90C60分子中單鍵為:90-30=602．(1)[2013·新課標Ⅱ，37(3)]前四周期原子序數(shù)依次增大的元素A、B、C、D中，A和B的價電子層中未成對電子均只有1個，并且A－和B＋的電子相差為8；與B位于同一周期的C和D，它們價電子層中的未成對電子數(shù)分別為4和2，且原子序數(shù)相差為2。A、B和D三種元素組成的一個化合物晶胞如圖所示：①該化合物的化學式為________；D的配位數(shù)為________；②列式計算該晶體的密度______