晶体结构练习题.ppt

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1、晶体结构练习题练习题一题目:研究离子晶体,常考察以一个离子为中心时,其周围不同距离的离子对它的吸引或排斥的静电作用力。设氯化钠晶体中钠离子跟离它最近的氯离子之间的距离为d,以钠离子为中心,则:1第二层离子有 12 个,离中心离子的距离为,它们是 钠 离子。d22已知在晶体中Na+离子的半径为116pm,CI-离子的半径为167pm,它们在晶体中是紧密接触的。求离子占据整个晶体空间的百分数。解答1 12, ,钠离子2 V晶胞=2(116pm+167pm)3=181 106pm3 V离子=4 (4/3)(116pm)3+ 4 (4/3)(167pm)3 =104106 pm3 V离子/ V晶胞=5

2、7.5%d2练习练习题二(2001年省级赛区试题) 题目:今年3月发现硼化镁在39K呈超导性, 可能是人类对超导认识的新里程碑。在硼化镁晶体的理想模型中,镁原子和硼原子是分层排布的,像维夫饼干,一层镁一层硼地相间,图5l是该晶体微观空间中取出的部分原于沿C轴方向的投影,白球是镁原子投影,黑球是硼原子投影,图中的硼原子和镁原子投影在同一平面上。硼化镁的晶体结构投影图由图5l可确定硼化镁的化学式为:画出硼化镁的一个晶胞的透视图,标出该晶胞内面、棱、顶角上可能存在的所有硼原子和镁原子(镁原子用大白球,硼原子用小黑球表示)。解答1 MgB2 2练习题三练习练习题四题目:氢是重要而洁净的能源。要利用氢气

3、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,LaNi5是一种储氢材料。LaNi5的晶体结构已经测定,属六方晶系,晶胞参数a511pm,c397pm, 晶体结构如图所示:LaNi5晶体结构图 O La Ni 1从LaNi5晶体结构图中勾画出一个LaNi5晶胞。2每个晶胞中含有多少个La原子和Ni原子?3LaNi5晶胞中含有3个八面体空隙和6个四面体空隙,若每个空隙填入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(8.98710-5gcm-3)的多少倍?(氢的相对原子质量为1.008;光速c为2.998108ms1;忽略吸氢前后晶胞的体积变化)。

4、解答1、解答2晶胞中含有1个La原子和5个Ni原子。 3计算过程:六方晶胞体积:Va2csin120(5.1110- 8)2 3.9710831/2/289.71024cm3是氢气密度的1.87103倍。324231678. 010774.8910022. 6008. 19cmgVmd练习练习题五题目:题目:SiCSiC具有高硬度、高耐磨性、高耐腐蚀具有高硬度、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。其晶体具有六方的工程材料。其晶体具有六方ZnSZnS型结构,晶型结构,晶胞参数为胞参数为a=308pma=308pm,c=50

5、5pmc=505pm,已知,已知C C原子的分原子的分数坐标为数坐标为0 0,0 0,0 0和和 ;SiSi原子的分数坐原子的分数坐标为标为 和和 。21,31,3285, 0 , 081,31,32(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CSi键长。 解答(1)SiC六方晶胞 解答(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: pmpmc18950583851练习题六(2003江苏选拔赛)

6、甲烷水合物(甲烷水合物(nCH446H2O)是一种具有)是一种具有重要经济价值的化合物,在海洋深处蕴藏量非常大,是未重要经济价值的化合物,在海洋深处蕴藏量非常大,是未来的重要能源之一。它的晶体结构可看作由五角十二面体来的重要能源之一。它的晶体结构可看作由五角十二面体512和十四面体和十四面体51262共面连接堆积形成。在立方晶胞共面连接堆积形成。在立方晶胞中,中,512的的中心中心处在处在顶角和体心位置顶角和体心位置;51262中心位置中心位置在面上,坐标为在面上,坐标为(1/4,1/2,0)、()、(3/4,1/2,0)、()、(0,1/4,1/2)、()、(0,3/4,1/2)、()、(1

7、/2,0,1/4)、()、(1/2,0,3/4)计)计6个个。它们彼此共用六角形面连成柱体,再和五角十。它们彼此共用六角形面连成柱体,再和五角十二面体共面连接。右图所示出甲烷水合物中水骨架的结构。二面体共面连接。右图所示出甲烷水合物中水骨架的结构。 1、CH4分子由于体积较小,可包合在这两种多面体中,若分子由于体积较小,可包合在这两种多面体中,若全部充满时,确定晶胞的组成为(即全部充满时,确定晶胞的组成为(即n值)。值)。2、已知该晶胞参数、已知该晶胞参数a1180pm,计算,计算1m3甲烷水合物晶体中甲烷水合物晶体中可释放可释放CH4的体积(标准状况下)。的体积(标准状况下)。3、有的文献中

8、报导开采、有的文献中报导开采1m3的甲烷水合物晶体可得到的甲烷水合物晶体可得到164m3的甲烷气体,请根据的甲烷气体,请根据2的结果给出一合理解释。的结果给出一合理解释。解答解答1、晶胞图中,、晶胞图中,CH4被包含在五角十二面体被包含在五角十二面体512和和十四面体十四面体51262中,五角十二面体位于顶角和体中,五角十二面体位于顶角和体心,所以共包含心,所以共包含2个;十四面体有共包含六个。所个;十四面体有共包含六个。所以答案:以答案:8CH446H2O(n8)2、按晶体的理想组成和晶胞参数,可算得晶胞体积、按晶体的理想组成和晶胞参数,可算得晶胞体积V和晶和晶胞中包含胞中包含CH4的物质的

9、量的物质的量n(CH4):):Va3(1180pm)31.64103pm31.641027m3n(CH4)1.331023mol1m3甲烷水合物晶体中含甲烷水合物晶体中含CH4的物质的量为:的物质的量为:n1.331023mol8.11103mol它相当于标准状态下的甲烷气体它相当于标准状态下的甲烷气体V8.1110322.4m3182m33、文献报导值比实际值小,说明甲烷分子在笼、文献报导值比实际值小,说明甲烷分子在笼形多面体中并未完全充满,即由于它的晶体中形多面体中并未完全充满,即由于它的晶体中CH4没有达到理想的全充满的结构。没有达到理想的全充满的结构。实际上甲烷水合物晶体结构形成时,并不要求实际上甲烷水合物晶体结构形成时,并不要求512全部都充满全部都充满CH4分子,它的实际组成往分子,它的实际组成往往介于往介于6CH446H2O和和8CH446H2O之间。之间。

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