胡波——金屬晶體

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1、2009級(jí)高二化學(xué)競(jìng)賽結(jié)構(gòu)化學(xué)練習(xí)金屬晶體（胡波題庫(kù)）A組8.38×10－24cm311.1g/cm3鐵的試樣中，鐵原子之間有空隙．鐵原子半徑為1.26×10－8cm，質(zhì)量為55.8μ(μ＝1.67×10－24g)，則鐵原子的體積（用cm3表示）為，鐵原子的密度為（用g/cm3表示）。鐵原子密度比一塊鐵試樣的密度大的原因是。（1）Fe2Al（2）或（3）c(HNO3)＝1.2mol/L．晶體是質(zhì)點(diǎn)（分子、離子、或原子）在空間有規(guī)則地排列的，具有整齊外形，以多面體出現(xiàn)的固體物質(zhì)。在空間里無(wú)限地周期性的重復(fù)能成為晶體的具有代表性的最小單元，稱(chēng)為晶胞。一種Al－

2、Fe合金的立體晶胞如圖所示。（1）確定該合金的化學(xué)式____________。（2）若晶胞的邊長(zhǎng)＝anm，計(jì)算此合金的密度________________（不必化簡(jiǎn)）g/cm3。（3）取一定質(zhì)量的該合金粉末溶于足量的稀NaOH溶液中，待反應(yīng)完全停止后得到氣體6.72L。過(guò)濾，將殘?jiān)谜麴s水洗凈后，取其質(zhì)量的十分之一，投入100mL一定濃度的稀硝酸中，恰好完全反應(yīng)，共收集到氣體0.672L，求硝酸的物質(zhì)的量濃度。（以上氣體體積均在標(biāo)準(zhǔn)狀況下測(cè)定）B組74.05%250pm52pm．金屬鎳（相對(duì)原子質(zhì)量58.7）是立方面心晶格型式，計(jì)算其空間利用率（即原子體積

3、占晶體空間的百分率）；若金屬鎳的密度為8.90g/cm3，計(jì)算晶體中最臨近原子之間的距離；并計(jì)算能放入到鎳晶體空隙中最大原子半徑是多少？（1）4個(gè)（2）19.37g/cm3．金晶體是面心立方體，金的原子半徑為144pm。（1）每個(gè)晶胞中含幾個(gè)金原子？14（胡波晶體）（共13頁(yè)）2009級(jí)高二化學(xué)競(jìng)賽結(jié)構(gòu)化學(xué)練習(xí)（2）求出金的密度。（1）最相鄰金原子的距離為287.8pm。（2）12個(gè)（3）19.4g/cm3如果知道晶格的尺寸、密度和單個(gè)原子質(zhì)量，這種計(jì)算反推過(guò)去可以求阿伏加德羅常數(shù)。（4）略該結(jié)果適合于任何立方最密結(jié)構(gòu)。．金屬金以面心立方晶格構(gòu)型形成晶體，

4、立方晶胞的邊長(zhǎng)（如右圖）。a＝407.0pm：（1）在金原子中相隔最近的原子之間的距離是多少？（2）在一個(gè)金原子周?chē)卸嗌賯€(gè)與之距離為（題1）中計(jì)算的值的金原子？（3）金的密度是多大？（4）證明金原子的填充因子（即立方體中所有金原子本身所占據(jù)的體積分?jǐn)?shù)）為0.74。（1）450pm（2）520pm（3）8個(gè)（4）6個(gè)（5）0.925g/cm3．金屬鉀是體心立方晶系，其構(gòu)型見(jiàn)右圖，晶胞長(zhǎng)a＝520pm。（1）相隔最近的原子間的距離是多少？（2）相隔第二近的原子間的距離是多少？（3）每個(gè)鉀原子周?chē)卸嗌賯€(gè)相距最近的鉀原子？（4）每個(gè)鉀原子周?chē)嗑嗟诙脑佑?/p>

5、多少個(gè)？14（胡波晶體）（共13頁(yè)）2009級(jí)高二化學(xué)競(jìng)賽結(jié)構(gòu)化學(xué)練習(xí)（5）晶體鉀的密度計(jì)算值是多少？Cu在Au表面上沉積，其晶格符合Au的晶格類(lèi)型，可按Au的有關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算，金為面心立方堆積?？偝练e下來(lái)的Cu原子數(shù)為：1.002÷(4.077×10－8)2×2×100≈1.20×1017（個(gè)），也即是Cu的物質(zhì)的量為：n＝1.99×10－7mol，所以銅層沉積后電解液中CuSO4的物質(zhì)的量濃度為：0.080mol/L。．一薄層金沉積在一正方體云母片上，正方體邊長(zhǎng)為a＝1.00cm，金層形成理想的表面結(jié)構(gòu)。將上述金屬和金線(xiàn)浸入到10cm3由CuSO4和N

6、a2SO4溶液組成的電解質(zhì)溶液，其物質(zhì)的量濃度分別為c(CuSO4)＝0.100mol/L，c(Na2SO4)＝0.100mol/L，兩電解質(zhì)間產(chǎn)生恒電位差，以金薄層作陰極，金線(xiàn)為陽(yáng)極，金屬必有排列整齊的銅（共有100個(gè)單原子層）沉積在金基片上。金的晶體結(jié)構(gòu)為面心立方，其點(diǎn)陣恒等于407.7pm。求銅層沉積后電解液中CuSO4的物質(zhì)的量濃度為多少？（1）晶胞中：Fe原子個(gè)數(shù)12個(gè)，Al原子個(gè)數(shù)4個(gè)，化學(xué)式：Fe3Al（2）6.71g/cm3（3）0.250nm．晶體是質(zhì)點(diǎn)（分子、離子或原子）在空間有規(guī)則地排列成的、具有整齊外形而以多面體出現(xiàn)的固體物質(zhì)。在空

7、間里無(wú)限地周期性地重復(fù)能成為晶體具有代表性的最小單位，稱(chēng)為單元晶胞。一種Al－Fe合金的立方晶胞如右圖所示。（1）導(dǎo)出此晶胞中Fe原子與周原子的個(gè)數(shù)比，并寫(xiě)出此種合金的化學(xué)式。（2）若此晶胞的邊長(zhǎng)a＝0.578nm，計(jì)算此合金的密度（g/cm3）。（3）試求Fe－Al原子之間的最短距離。（1）（在（面心）立方最密堆積－填隙模型中，八面體空隙與堆積球的比例為1︰1，在如圖晶胞中，八面體空隙位于體心位置和所有棱的中心位置，它們的比例是1︰3，體心位置的八面體由鎳原子構(gòu)成，可填入碳原子，而棱心位置的八面體由2個(gè)鎂原子和4個(gè)鎳原子一起構(gòu)成，不填碳原子。）（2）Mg

8、CNi3（化學(xué)式中元素的順序可不同，但原子數(shù)目不能錯(cuò)）。14（胡波