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某同学在学习等径球最密堆积(立方最密堆积A1和六方最密堆积A3)后,提出了另一种最密堆积形式Ax.如图所示为Ax堆积的片层形式,然后第二层就堆积在第一层的空隙上.请根据Ax的堆积形式回答:(简要写出过程)
(1)计算在片层结构中(如图所示)球数、空隙数和切点数之比
 

(2)在Ax堆积中将会形成正八面体空隙和正四面体空隙.确定球数、正八面体空隙数和正四面体空隙数之比
 

(3)指出Ax堆积中小球的配位数
 

(4)计算Ax堆积的原子空间利用率.
(5)正八面体和正四面体空隙半径(可填充小球的最大半径,设等径小球的半径为r).
(6)已知金属Ni晶体结构为Ax堆积形式,Ni原子半径为124.6pm,计算金属Ni的密度.(Ni的相对原子质量为58.70)
(7)如果CuH晶体中Cu+的堆积形式为Ax型,H-填充在空隙中,且配位数是4.则H-填充的是哪一类空隙,占有率是多少?
(8)当该同学将这种Ax堆积形式告诉老师时,老师说Ax就是A1或A3的某一种.你认为是哪一种,为什么?
考点:晶胞的计算
专题:化学键与晶体结构
分析:(1)根据均摊法计算,一个球实际占有的空隙数为
1
4
=1,占有切点数为
1
2
=2,所以球数、空隙数和切点数之比为1:1:2; 
(2)一个球参与六个正八面体空隙,一个正八面体空隙由六个球围成;一个球参与八个正四面体空隙,一个正四面体空隙由四个球围成,所以在一个正八面体空隙中占有球的个数为
1
8
=1,一个正四面体空隙占有球的个数为
1
8
=
1
2
,所以球数、正八面体空隙数和正四面体空隙数之比为1:1:2;
(3)根据图可知,平面已配位4个,中心球周围的四个空隙上下各堆积4个,共12个,所以小球的配位数为12;   
(4)以4个相邻小球中心构成底面,空隙上小球的中心为上底面的中心构成正四棱柱,设小球半径为r,则正四棱柱边长为2r,高为r,共包括1个小球(4个1/4,1个1/2),所以空间利用率为
4
3
πr3
(2r)2
2
r
=74.05%;  
(5)在正八面体空隙中,由四个在同一平面的小球构成的正方形的边长为2r,对角线为2
2
r,所以空隙中的直径为2
2
r-2r,所以空隙的半径为(
2
-1)r=0.414r,在正四面体中,体心到顶点的距离为
6
2
r,所以空隙的半径为
6
2
r-r=0.225r;
(6)根据第(4)题,正四棱柱质量为58.70/NAg,体积为(2r)2
2
r
=1.094×10-23cm3,所以密度为
58.7
NA
g
1.094×10-23cm3
=8.91g/cm3 
(7)正四面体为4配位,正八面体为6配位,且正四面体空隙数为小球数的2倍,所以H-填充在正四面体空隙,占有率为50%;
(8)取一个中心小球周围的4个小球的中心为顶点构成正方形,然后上面再取两层,就是顶点面心的堆积形式.底面一层和第三层中心小球是面心,周围四小球是顶点,第二层四小球(四个空隙上)是侧面心.  也可以以相邻四小球为正方形边的中点(顶点为正八面体空隙),再取两层,构成与上面同样大小的正方体,小球位于体心和棱心,实际上与顶点面心差1/2单位,所以Ax就是A1.
解答: 解(1)根据均摊法计算,一个球实际占有的空隙数为
1
4
=1,占有切点数为
1
2
=2,所以球数、空隙数和切点数之比为1:1:2,故答案为:1:1:2; 
(2)一个球参与六个正八面体空隙,一个正八面体空隙由六个球围成;一个球参与八个正四面体空隙,一个正四面体空隙由四个球围成,所以在一个正八面体空隙中占有球的个数为
1
8
=1,一个正四面体空隙占有球的个数为
1
8
=
1
2
,所以球数、正八面体空隙数和正四面体空隙数之比为1:1:2,故答案为:1:1:2;
(3)根据图可知,平面已配位4个,中心球周围的四个空隙上下各堆积4个,共12个,所以小球的配位数为12,故答案为:12;   
(4)以4个相邻小球中心构成底面,空隙上小球的中心为上底面的中心构成正四棱柱,设小球半径为r,则正四棱柱边长为2r,高为r,共包括1个小球(4个1/4,1个1/2),所以空间利用率为
4
3
πr3
(2r)2
2
r
=74.05%,答:原子空间利用率为74.05%;
(5)在正八面体空隙中,由四个在同一平面的小球构成的正方形的边长为2r,对角线为2
2
r,所以空隙中的直径为2
2
r-2r,所以空隙的半径为(
2
-1)r=0.414r,在正四面体中,体心到顶点的距离为
6
2
r,所以空隙的半径为
6
2
r-r=0.225r,
答:正八面体和正四面体空隙半径分别为0.414r、0.225r;
(6)根据第(4)题,正四棱柱质量为58.70/NAg,体积为(2r)2
2
r
=1.094×10-23cm3,所以密度为
58.7
NA
g
1.094×10-23cm3
=8.91g/cm3
答:金属Ni的密度为8.91g/cm3
(7)正四面体为4配位,正八面体为6配位,且正四面体空隙数为小球数的2倍,所以H-填充在正四面体空隙,占有率为50%,答:H-填充在正四面体空隙,占有率为50%;
 (8)取一个中心小球周围的4个小球的中心为顶点构成正方形,然后上面再取两层,就是顶点面心的堆积形式.底面一层和第三层中心小球是面心,周围四小球是顶点,第二层四小球(四个空隙上)是侧面心,也可以以相邻四小球为正方形边的中点(顶点为正八面体空隙),再取两层,构成与上面同样大小的正方体,小球位于体心和棱心,实际上与顶点面心差1/2单位,所以Ax就是A1,
答:为A1;取一个中心小球周围的4个小球的中心为顶点构成正方形,然后上面再取两层,就是顶点面心的堆积形式.底面一层和第三层中心小球是面心,周围四小球是顶点,第二层四小球(四个空隙上)是侧面心.
点评:本题主要考查晶胞结构计算,难度较大,对学生的立体几何的功底要求较高,要有充分的空间想象力.
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某研究性学习小组得到了一瓶Fe与稀硝酸反应后的溶液(X),为了探究Fe与稀硝酸反应后的氧化产物,做了如下假设:
假设1:反应后的溶液中,铁元素只以Fe2+形式存在;
假设2:反应后的溶液中,铁元素只以Fe3+形式存在;
假设3:反应后的溶液中,铁元素以Fe2+和Fe3+形式存在;
现有①KMnO4溶液 ②新制氯水  ③H2O2溶液  ④KSCN溶液  ⑤NaOH溶液
(1)甲同学为了验证假设1的成立,选择了以上的
 
(填标号)试剂,简述其实验步骤、现象及结论
 

(2)乙同学为了验证假设2、3的成立,选择了以上的
 
(填标号)试剂,简述其实验步骤、现象及结论
 

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已知达喜是常用的中和胃酸的药物,其化学成分是铝和镁的碱式盐.
(1)取该碱式盐3.01g,加入2.0mol/L盐酸使其溶解,当加入盐酸42.5mL时开始产生CO2,加入盐酸至45.0mL时正好反应完全,计算该碱式盐样品中氢氧根与碳酸根的物质的量之比.
(2)在上述碱式盐溶于盐酸后的溶液中加入过量氢氧化钠,过滤,沉淀物进行干燥后重1.74g,若该碱式盐中氢元素的质量分数为0.040,试推测该碱式盐的化学式.

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(1)写出碳酸钙与醋酸反应的离子方程式:
 

(2)乙烯通入溴水中的化学方程式:
 

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下列各组物质:
①O2和O3  ②12C和14C ③石墨和足球烯(C60



(1)互为同素异形体的是
 
;  
(2)同分异构体的是
 

(3)互为同位素的是
 

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在2L密闭容器内,800℃时反应:2NO(g)+O2(g)?2NO2(g)体系中,n(NO)随时间的变化如表:
时间(s)012345
n(NO)(mol)0.0200.0100.0080.0070.0070.007
(1)图中表示NO2的变化的曲线是
 
.用O2表示从0~2s内该反应的平均速率v=
 

(2)能说明该反应已达到平衡状态的是
 

a.v(NO2)=2v(O2
b.容器内压强保持不变
c.v(逆)(NO)=2v(正)(O2
d.容器内密度保持不变
e.c(NO):c(NO2):c(O2)=2:1:2
f.反应物不再转化为生成物
g.混合气体颜色不再改变
(3)为使该反应的反应速率增大,应
 

a.及时分离出NO2气体      b.适当升高温度
c.增大O2的浓度              d.选择高效催化剂.

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科目:高中化学 来源: 题型:

已知,A为空气中含量最多的单质.根据如图转化关系,回答下列问题:
(1)写出下列物质的化学式:A
 
、D
 

(2)E→C的反应方程式为
 

(3)久置的E的浓溶液常常呈黄色,原因是
 

(4)实验室制取B的化学方程式为
 

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(1)1.56g显+1价的某金属与足量盐酸完全反应,生成0.04g氢气,则该金属的摩尔质量为
 

(2)将标准状况下V升HCl气体溶于100g水中,所得溶液的密度为dg/ml,则溶液中HCl的物质的量的浓度为
 

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下列说法不正确的是(  )
A、苯甲醛在一定条件下能发生银镜反应
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C、在酸性条件下,CH3CO18OC2H5的水解产物是CH3CO18OH和C2H5OH
D、乙酸乙酯和食用植物油均可水解生成乙醇

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