晶体的结构举例(奥赛4)课件.ppt

1、例例 1:XeF2晶体结构已由中子衍射测定。晶体属四方晶晶体结构已由中子衍射测定。晶体属四方晶系，系，a=431.5pm,c=699pm，晶胞中有两个分子，原子分，晶胞中有两个分子，原子分数坐标为数坐标为 Xe(0,0,0),(1/2,1/2,1/2)F(0,0,z),(0,0,-z),(1/2,1/2,1/2+z),(1/2,1/2,1/2-z）(1)画出晶胞简图；画出晶胞简图；(2)假定假定 XeF 键长键长 200pm，计算非键计算非键 F-F、Xe-F 最短距离。最短距离。晶体结构习题例举：晶体结构习题例举：XeFzzzz1例例 2 BaTiO3 属于钙钛矿结构（八十年代中期发现的钇钡

2、铜氧高温超导属于钙钛矿结构（八十年代中期发现的钇钡铜氧高温超导体具有钙钛矿衍生结构），体具有钙钛矿衍生结构），Ba2+位于立方晶胞顶点处，位于立方晶胞顶点处，Ti4+位于体心处，位于体心处，O2-位于面心处。位于面心处。(1)写出各种离子的分数坐标；写出各种离子的分数坐标；(2)写出晶体的结构基元；写出晶体的结构基元；(3)有些教科书说，在这种晶体中，有些教科书说，在这种晶体中，Ti4+位于立方晶胞顶点处，位于立方晶胞顶点处，Ba2+位位于体心处，于体心处，O2-位于棱心处。这种描述是否有错？为什么？位于棱心处。这种描述是否有错？为什么？2例例 3:某三元离子晶体属立方晶系，某三元离子晶体属立

3、方晶系，a=400pm，顶点为，顶点为A占据，棱心为占据，棱心为B占据占据,体心为体心为C占据。占据。(1)出此晶体的化学组成；出此晶体的化学组成；(2)写出各原子的分数坐标；写出各原子的分数坐标；(3)分别计算分别计算A-B及及B-C最近距离；最近距离；(4)指出指出 A 原子与原子与 C 原子周围各有几个原子周围各有几个B原子配位。原子配位。顶点顶点A；棱心；棱心B；体心；体心C3 BaTiO3r r(Ti(Ti4+4+)/r r(O(O2-2-)=0.068 nm/0.140 nm)=0.068 nm/0.140 nm=0.4860.414=0.4860.414 CN CN+=6=6r

4、r(Ba(Ba2+2+)/r r(O(O2-2-)=)=0.135 nm/0.140 nm 0.135 nm/0.140 nm=0.9640.732=0.9640.732 CN CN+=8,=8,实际为实际为1212.4例例 4:AuCu无序结构为立方晶系，晶胞参数无序结构为立方晶系，晶胞参数a=385 pm 图图(a)(a)，其有序结构为四方晶系，其有序结构为四方晶系 图图(b)(b)。若合金结构由若合金结构由(a)(a)转变为转变为(b)(b)，晶胞的大小看成不变，晶胞的大小看成不变，请回答请回答(1)无序结构的点阵型式和结构基元；无序结构的点阵型式和结构基元；(2)有序结构的点阵型式、结

5、构基元和原子分数有序结构的点阵型式、结构基元和原子分数 坐标。坐标。(a)(b)5 厦门大学厦门大学结构化学结构化学P P255255中中8.188.18题题（林梦海等（林梦海等 科学出版社科学出版社 20042004年版）年版）原题：原题：AuCuAuCu无序结构为立方晶系无序结构为立方晶系,晶胞参数晶胞参数a=385pma=385pm如下图如下图(a),(a),其有序结构为四方晶系其有序结构为四方晶系 如下图如下图(b)(b)。若合金结构由。若合金结构由(a)(a)转变转变为为(b)(b)时，晶胞大小看成不变，请回答：时，晶胞大小看成不变，请回答：（1 1）无序结构的点阵型式和结构基元；）

6、无序结构的点阵型式和结构基元；（2 2）有序结构的点阵型式、结构基元和原子分子数坐标；）有序结构的点阵型式、结构基元和原子分子数坐标；（3 3）用波长）用波长154pm154pm的的X X射线拍粉末图，计算上述两种结构可能在粉射线拍粉末图，计算上述两种结构可能在粉末图中出现的衍射线的最小衍射角末图中出现的衍射线的最小衍射角()数值。数值。ab6参考解答：参考解答：（1 1）无序结构为面心立方点阵）无序结构为面心立方点阵(fcc(fcc)，结构基元为，结构基元为CuCu1-1-x xAuAux x（）。）。CuCu1-1-x xAuAux x代表统计原子；代表统计原子；（2 2）有序结构为简单四

7、方，可用图中顶点）有序结构为简单四方，可用图中顶点AuAu与底心与底心AuAu原子原子构成更小的四方晶胞。构成更小的四方晶胞。CuCu位于体心位置，位于体心位置，1 1个个CuCu与与1 1个个AuAu构 成 结 构 基 元（如 下 图 所 示），构 成 结 构 基 元（如 下 图 所 示），A u(0,0,0)A u(0,0,0)Cu(1/2,1/2,1/2)Cu(1/2,1/2,1/2)。四方晶系晶胞参数四方晶系晶胞参数,c=385pm c=385pm，CuAu24pm.27238522ba7 （3 3）无序结构是立方面心点阵）无序结构是立方面心点阵(fcc(fcc)，根据系统消光条件（，

8、根据系统消光条件（h h+k k+l l=奇数奇数不出现）可知，最小衍射指标为不出现）可知，最小衍射指标为(111)(111)；有序结构简单四方，无消光；有序结构简单四方，无消光现象，其最小衍射指标为现象，其最小衍射指标为(001)(001)或或(100)(100)或或(010)(010)。依据依据BraggBragg方程方程 及面间距公式计算得及面间距公式计算得出：出：对立方晶系，对立方晶系，(111)(111)衍射：衍射：2sinhklhkld222hkladhkl2221-1-1o1111543sinsinsin20.26222 385hklhklda8对四方晶系，对四方晶系，(001)

9、(001)衍射：衍射：对四方晶系，对四方晶系，(100)(100)或或(010)(010)衍射：衍射：显然，对此四方结构显然，对此四方结构(001)(001)衍射的衍射的值最小。值最小。222222211()()()()()hkldhklhklabcac1-1-1o0012222154sinsinsin11.5122 c2()()hkldhklac221-1-1-1o1000102222154154sinsinsinsin=16.41222 272.242()()hklhkdahklac9例例5：由于生成条件不同，：由于生成条件不同，C60分子可堆积成不同的晶体结分子可堆积成不同的晶体结构，如

10、构，如立方最密堆积立方最密堆积和和六方最密堆积六方最密堆积结构。前者的晶胞参结构。前者的晶胞参数数a=1420pm；后者的晶胞参；后者的晶胞参a=b=1002pm，c=1639pm。(a)画出画出C60的的ccp结构结构沿四重轴方向的投影图；并用分数坐沿四重轴方向的投影图；并用分数坐标示出分子间多面体空隙中心的位置（每类多面体空隙中标示出分子间多面体空隙中心的位置（每类多面体空隙中心只写一组坐标即可）。心只写一组坐标即可）。(b)在在C60的的ccp和和hcp结构中，各种多面体空隙理论上所能结构中，各种多面体空隙理论上所能容纳的容纳的“小球小球”的最大半径是多少？的最大半径是多少？10(c)C

11、60分子还可形成分子还可形成非最密堆积非最密堆积结构，使某些碱金结构，使某些碱金属离子填入多面体空隙，从而制得超导材料。在属离子填入多面体空隙，从而制得超导材料。在K3C60所形成的立方面心晶胞中，所形成的立方面心晶胞中，K+占据什么多面体占据什么多面体空隙？占据空隙的百分数为多少？空隙？占据空隙的百分数为多少？解：解：(a)C60分子堆积成的立方最分子堆积成的立方最密堆积结构沿四重轴方向的投密堆积结构沿四重轴方向的投影图为如右图。影图为如右图。11八面体空隙中心的分数坐标为：八面体空隙中心的分数坐标为：(1/2,1/2,1/2),(1/2,0,0),(0,1/2,0),(0,0,1/2)。四

12、面体空隙中心的分数坐标为：四面体空隙中心的分数坐标为：(1/4,1/4,1/4),(1/4,1/4,3/4),(3/4,1/4,1/4),(3/4,1/4,3/4),(1/4,3/4,1/4),(1/4,3/4,3/4),(3/4,3/4,1/4),(3/4,3/4,3/4)。12(b)首先，由晶体结构参数求出首先，由晶体结构参数求出C60分子的半径分子的半径R。由。由hcp结结构的晶胞参数构的晶胞参数a求得：求得：R=0.5a=0.51002pm=501pm也可由也可由ccp结构的晶胞参数求结构的晶胞参数求R，结果稍有差别。，结果稍有差别。由由C60分子堆积成的两种最密堆积结构中，空隙类型及

13、分子堆积成的两种最密堆积结构中，空隙类型及数目都是相同的。数目都是相同的。四面体空隙所能容纳的小球的最大半径为：四面体空隙所能容纳的小球的最大半径为：rT=0.225R=0.225501pm=112.7pm八面体空隙所能容纳的小球的最大半径为：八面体空隙所能容纳的小球的最大半径为：ro=0.414R=0.414501pm=207.4pm13(c)K3C60可视为二元离子晶体，但题中并未给出可视为二元离子晶体，但题中并未给出K+的半径值，的半径值，因此无法根据半径比判断因此无法根据半径比判断K+所占多面体空隙的类型。可从结所占多面体空隙的类型。可从结构中的一些简单数量关系推引出结论。构中的一些简

14、单数量关系推引出结论。一个一个K3C60晶胞中共有晶胞中共有12个多面体空隙，其中个多面体空隙，其中4个八面体个八面体空隙（其中心分别在晶胞的体心和棱心上）、空隙（其中心分别在晶胞的体心和棱心上）、8个四面体空隙个四面体空隙（其中心的分数坐标为（其中心的分数坐标为1/4,1/4,1/4等）。而一个晶胞中含等）。而一个晶胞中含4个个C60分子，因此，多面体空隙数与分子，因此，多面体空隙数与C60分子数只比为分子数只比为3:1。从晶。从晶体的化学式知，体的化学式知，K+数与数与C60分子数之比亦为分子数之比亦为3:1。因此，。因此，K+数数与多面体空隙数之比为与多面体空隙数之比为1:1，此即意味着

15、，此即意味着K3C60晶体中所有的晶体中所有的四面体空隙和八面体空隙皆被四面体空隙和八面体空隙皆被K+占据，即占据，即K+占据空隙的百分占据空隙的百分数为数为100%。14例例6：灰锡为：灰锡为金刚石型金刚石型构型，晶胞中包含构型，晶胞中包含8个锡原子，晶个锡原子，晶胞参数胞参数a=648.9pm。(a)写出晶胞中写出晶胞中8个个Sn原子的分数坐标；原子的分数坐标；(b)计算锡原子的半径；计算锡原子的半径；(c)灰锡的密度为灰锡的密度为5.75gcm-3，求锡的相对原子质量；，求锡的相对原子质量；(d)白锡属四方晶系，白锡属四方晶系，a=583.2pm，c=318.1pm，晶胞，晶胞中含中含4

16、个锡原子，通过计算说明由白锡转变为灰锡，体个锡原子，通过计算说明由白锡转变为灰锡，体积是膨胀了，还是收缩了？积是膨胀了，还是收缩了？(e)白锡中白锡中SnSn间最短距离为间最短距离为302.2pm，试对比灰锡，试对比灰锡数据，估计哪种锡的配位数高。数据，估计哪种锡的配位数高。15解：解：(a)晶胞中晶胞中8个锡原子的分数坐标分别为：个锡原子的分数坐标分别为：0,0,0;1/2,1/2,0;1/2,0,1/2;0,1/2,1/2;3/4,1/4,1/4;1/4,3/4,1/4;1/4,1/4,3/4;3/4,3/4,3/4.Sn(33648.9140.588rapmpm灰）(b)灰锡的原子半径为

17、：灰锡的原子半径为：16(c)设锡的摩尔质量为设锡的摩尔质量为M，灰锡的密度为，灰锡的密度为DSn(灰灰)晶胞中的晶胞中的原子数为原子数为Z，则：，则：3Sn(-31032311/5.75cm(648.9 10cm)6.022 10 mol8118.3molMDa N Zgg灰）(d)由题意，白锡的密度为：由题意，白锡的密度为：2Sn(11021023134/4 118.3g.mol(583.2 10cm)(318.1 10cm)6.022 10 mol7.26g cmDM a cN白）17 (e)灰锡中灰锡中SnSn间最短距离为：间最短距离为：Sn(22 140.5pm281.0pmr灰）小

18、于白锡中小于白锡中SnSn间最短距离，由此可推断，白锡中间最短距离，由此可推断，白锡中原子的配位数高。原子的配位数高。可见，由白锡转变为灰锡，密度减小，即体积膨胀了。两者致密程度可见，由白锡转变为灰锡，密度减小，即体积膨胀了。两者致密程度相差甚远相差甚远.常压下常压下,-13以下灰锡稳定以下灰锡稳定,18以上白锡稳定以上白锡稳定,所以当温度所以当温度较低较低,发生白锡转为灰锡时发生白锡转为灰锡时,体积骤然膨胀体积骤然膨胀,会使金属发生碎裂现象会使金属发生碎裂现象,称称为为“锡疫锡疫”.1912年年,CKDTT 南极探险队惨遭不幸的原因就是因为燃南极探险队惨遭不幸的原因就是因为燃料桶发生料桶发生

19、“锡疫锡疫”.18例例7：（：（2004年全国高中化学初赛试题）年全国高中化学初赛试题）最近发现，只含镁、镍和碳三种元素的晶体竟然也最近发现，只含镁、镍和碳三种元素的晶体竟然也具有超导性。鉴于这三种元素都是常见元素，从而引起具有超导性。鉴于这三种元素都是常见元素，从而引起广泛关注。该晶体的结构可看作由广泛关注。该晶体的结构可看作由镁镁原子和原子和镍镍原子在一原子在一起进行（面心）起进行（面心）立方最密堆积立方最密堆积（ccp），它们的排列），它们的排列有序有序，没有没有相互代换相互代换的现象（即没有平均原子或统计原子），的现象（即没有平均原子或统计原子），它们构成它们构成两种八面体空隙，一种由

20、镍原子构成两种八面体空隙，一种由镍原子构成，另一种，另一种由由镍原子和镁原子镍原子和镁原子一起构成，两种八面体的数量一起构成，两种八面体的数量之比是之比是1:3，碳碳原子只填充在镍原子构成的原子只填充在镍原子构成的八面体空隙中八面体空隙中。19(1)画出该新型超导材料的一个晶胞画出该新型超导材料的一个晶胞(2)写出该新型超导材料的化学式。写出该新型超导材料的化学式。解：解：(1)在面心立方最密堆积填隙模型中，八面体空在面心立方最密堆积填隙模型中，八面体空隙与堆积球的比例为隙与堆积球的比例为1:1，在如图晶胞中，八面体空隙，在如图晶胞中，八面体空隙位于体心位置和所有棱的中心位置，它们的比例是位于

21、体心位置和所有棱的中心位置，它们的比例是1:3，体心位置的八面体由镍原子构成，可填入碳原子，而体心位置的八面体由镍原子构成，可填入碳原子，而棱心位置的八面体由棱心位置的八面体由2个镁原子和个镁原子和4 个镍原子一起构成，个镍原子一起构成，不填碳原子。不填碳原子。(2)MgCNi320 例例 8：（2004年全国高中化学初赛试题）年全国高中化学初赛试题）88.1克某过渡金属元素克某过渡金属元素M同同134.4升（已换算成标准状况）一升（已换算成标准状况）一氧化碳完全反应生成反磁性四配位络合物。该配合物在一定条件下跟氧化碳完全反应生成反磁性四配位络合物。该配合物在一定条件下跟氧反应生成与氧反应生成

22、与NaCl 属同一晶型的氧化物属同一晶型的氧化物。(1)推断该金属是什么：推断该金属是什么：(2)在一定温度下在一定温度下MO可在三氧化二铝表面自发地分散形成可在三氧化二铝表面自发地分散形成“单分子单分子层层”。理论上可以计算单层分散量，实验上亦可测定。理论上可以计算单层分散量，实验上亦可测定。（a）说明）说明MO在三氧化二铝表面能自发分散的主要原因。在三氧化二铝表面能自发分散的主要原因。（b）三氧化二铝表面上铝离子的配位是不饱和的。）三氧化二铝表面上铝离子的配位是不饱和的。MO中的中的氧离氧离子子在三氧化二铝表面上在三氧化二铝表面上形成密置单层形成密置单层。画出此模型的图形；计算。画出此模型

23、的图形；计算MO在三氧化二铝（比表面为在三氧化二铝（比表面为178m2/g）表面上的最大单层分散量（）表面上的最大单层分散量（g/m2）（氧离子的半径为（氧离子的半径为140pm）21解：解：(1)（88.1g/MM）:（134.4L/22.4L.mol-1)=1:4 MM=58.7g.mol-1；可推出：可推出：M应是金属应是金属Ni；(2)（a）主要原因是混乱度（熵）增加了（从表面）主要原因是混乱度（熵）增加了（从表面化学键角度讨论焓变，熵变和自由能变化也可）。化学键角度讨论焓变，熵变和自由能变化也可）。（b）氧离子在氧化铝表面作单层排列，镍离子）氧离子在氧化铝表面作单层排列，镍离子有规律

24、地填充三角形空隙中。有规律地填充三角形空隙中。221个个“NiO”截面：截面：(2ro2-)2sin1200=(214010-12 m)2sin1200=6.7910-20m21m2Al2O3表面可铺表面可铺NiO数：数：1m2/6.7910-20m2 =1.471019个个NiO/m2(Al2O3)相当于相当于:(1.471019个个NiO/m2(Al2O3)/6.0221023个个/mol)74.7g/mol =1.8210-3g(NiO)/m2(Al2O3)23例例 9:2005年全国高中学生化学竞赛省级赛区试题年全国高中学生化学竞赛省级赛区试题 LiCl 和和 KCl 同属同属NaCl

25、型晶体，其熔点分别为型晶体，其熔点分别为 6140C 和和7760C。Li+、K+和和 Cl-的半径分别为的半径分别为 76pm、133pm 和和 181pm。在电解熔盐。在电解熔盐 LiCl 以制取金属锂的生以制取金属锂的生产工艺中，加入适量的产工艺中，加入适量的 KCl晶体，可使电解槽温度下降晶体，可使电解槽温度下降至至4000C，从而使生产条件得以改善。，从而使生产条件得以改善。(1)简要说明加入熔点高的简要说明加入熔点高的 KCl 反而使电解温度大反而使电解温度大大下降的原因；大下降的原因；24 (2)有人认为，有人认为，LiCl 和和 KCl 可形成固溶体（并画出了可形成固溶体（并画

26、出了“固固溶体的晶胞溶体的晶胞”）。但实验表明，）。但实验表明，液相液相 LiCl 和和 KCl 能以能以任意比任意比例混溶例混溶而它们的而它们的固相完全不混溶固相完全不混溶（即不能生成固溶体！）请解（即不能生成固溶体！）请解释在固相中完全不混溶的重要原因；释在固相中完全不混溶的重要原因；(3)写出计算和两种晶体密度之比的表达式（须包含离子半写出计算和两种晶体密度之比的表达式（须包含离子半径的符号）；径的符号）；(4)在晶体中，在晶体中，K+离子占据由离子占据由 Cl-离子围成的八面体空隙，离子围成的八面体空隙，计算相距最近的八面体空隙中心之间的距离；计算相距最近的八面体空隙中心之间的距离；（

27、5）实验证明，）实验证明，即使产生了阳离子空位即使产生了阳离子空位，KCl 晶体在室温下晶体在室温下也不导电。请通过计算加以说明。也不导电。请通过计算加以说明。25答题要点：答题要点：（1）熔点降低效应；或形成有低共熔点的二元体系；）熔点降低效应；或形成有低共熔点的二元体系；或固相不互溶，而在液相中产生混合熵。或固相不互溶，而在液相中产生混合熵。（2）两个组分在固相中完全不互溶源于）两个组分在固相中完全不互溶源于 Li+和和 K+的半径差别太大的半径差别太大。LiC333LiCLiCl3KCl3KClKCl34()24()2()()lLiCllALiClKClLiClKClKClKClLiCl

28、KClLiClALiClKClKClLiClMmrrDaNMaMVMmDMaMrraNVrrMMrr（3）（4）222()2(133 181)2pm444pm222KClarr26图1图2(5)图图1是体积为是体积为 KCl 正当晶胞体积正当晶胞体积1/8的小立方体，其中的小立方体，其中大白球为大白球为 Cl-，黑球为，黑球为 K+，虚线球为空位。箭头所指的方，虚线球为空位。箭头所指的方向即向即K+迁移到空位需经历的路线，而虚线所框的三角形即迁移到空位需经历的路线，而虚线所框的三角形即K+在迁移中必须经过的在迁移中必须经过的Cl-围成的最小窗孔，很明显此窗孔围成的最小窗孔，很明显此窗孔是一个正

29、三角形，其放大的剖面图见图是一个正三角形，其放大的剖面图见图2。22a2266cos60()232666(133pm 181pm)181pm75.4pm3ClClKClClararrrr 正三角形的边长为正三角形的边长为Cl-半径与窗孔半径之和应为正三角形高的半径与窗孔半径之和应为正三角形高的 2/3，故故此窗孔半径应为：此窗孔半径应为：该半径远小于该半径远小于K+的半径，的半径，K+不能穿过此窗口，不能穿过此窗口，因而因而 KCl 晶体不能成为固体离子导体。晶体不能成为固体离子导体。27例例10（06年陕西初赛）年陕西初赛）NaCl的晶体结构如右图的晶体结构如右图A所示，若将所示，若将晶胞面

30、心和体心的原子除去，顶点的晶胞面心和体心的原子除去，顶点的Na换为换为U，棱心的，棱心的Cl换换为为O，就得到，就得到UOn氧化物的晶体结构。氧化物的晶体结构。已知立方晶胞参数已知立方晶胞参数a=415.6 pm，O2-的半径为的半径为140 pm，U的相对原子质量为的相对原子质量为238.0。请回答下列问题。请回答下列问题。（1）画出）画出UOn氧化物的晶胞图，并确定氧原子数目氧化物的晶胞图，并确定氧原子数目n；（2）计算晶体的密度和）计算晶体的密度和U的离子半径；的离子半径；（3）计算由）计算由12个个O组成的立方八面体的自由孔径。组成的立方八面体的自由孔径。图A NaCl晶体结构28-1

31、-310323-11(238.0 16.0 3)gmol6.62g cm(415.6 10cm)6.02 10 molZMDVN62(415.62)/2(415.62 140)/267.8pmUOrr 2222415.62 140308pmORar 参考答案参考答案：（1）UOn氧化物的晶胞图如右：晶胞中氧原子数目n=3（3）由12个O组成的立方八面体(或截角立方体)的自由孔径自由孔径（2）晶体的密度29例例11:2006年全国高中学生化学竞赛省级赛区试题年全国高中学生化学竞赛省级赛区试题(第第8题题)超硬材料氮化铂是近年来的一个研究热点。它是在高温、超硬材料氮化铂是近年来的一个研究热点。它是

32、在高温、超高压条件下合成的（超高压条件下合成的（50GPa、2000K）。由于相对于铂，）。由于相对于铂，氮原子的电子太少，衍射强度太弱，单靠氮原子的电子太少，衍射强度太弱，单靠X-射线衍射实验难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，以确定氮化铂晶体中氮原子数和原子坐标，2004年以来，先年以来，先后提出过氮化铂的晶体结构有后提出过氮化铂的晶体结构有闪锌矿型闪锌矿型(立方立方ZnS)、岩盐型岩盐型(NaCl)和和萤石型萤石型(CaF2)，2006年年4月月11日又有人认为氮化铂日又有人认为氮化铂的晶胞如下图所示的晶胞如下图所示(图中的白球表示氮原子，为便于观察，图中的白球表示氮原

33、子，为便于观察，该图省略了一些氮原子该图省略了一些氮原子)。结构分析证实，氮是四配位的，。结构分析证实，氮是四配位的，而铂是六配位的；而铂是六配位的；PtN键长均为键长均为209.6pm，NN键长均为键长均为142.0 pm(对比：对比：N2分子的键长为分子的键长为110.0pm）。）。30 备用图备用图318-1 氮化铂的上述四种立方晶体在结构上有什么共同点？氮化铂的上述四种立方晶体在结构上有什么共同点？铂原子面心立方最密堆积。铂原子面心立方最密堆积。（2分）分）8-2 分别给出上述四种氮化铂结构的化学式。分别给出上述四种氮化铂结构的化学式。依次为依次为PtN、PtN、PtN2、PtN2 （

34、2分）分）8-3 试在图上挑选一个氮原子，不添加原子，用粗线画出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。所选氮原子的配位多面体。32 备用图备用图33例例12:2006年全国高中学生化学竞赛省级赛区试题年全国高中学生化学竞赛省级赛区试题(第第11题题)11-3 磷化硼晶体中磷化硼晶体中磷原子作立方最密堆积磷原子作立方最密堆积（A1型，立方型，立方面心）面心），硼原子填入四面体空隙中。画出磷化硼的正当晶，硼原子填入四面体空隙中。画出磷化硼的正当晶胞示意图。胞示意图。(注：填入另外四个四面体注：填入另外四个四面体空隙也可，但不能一层空一空隙也可，但不能一层空一层填）

35、（层填）（2 2分）分）34207pmpm478341341a11-4 已知磷化硼的晶胞参数已知磷化硼的晶胞参数a=478 pm，计算晶体中硼原，计算晶体中硼原子和磷原子的核间距（子和磷原子的核间距（dB-P）。）。或或3511-5 画出磷化硼正当晶胞沿着体对角线方向的投影画出磷化硼正当晶胞沿着体对角线方向的投影（用实（用实线圆圈表示线圆圈表示P原子的投影，用虚线圆圈表示原子的投影，用虚线圆圈表示B原子的投影原子的投影）。）。(4分分)36沿体对角线俯视沿体对角线俯视37例例13:2007年陕西省高中学生化学竞赛初试题年陕西省高中学生化学竞赛初试题(6分分)CuSn合金为六方合金为六方NiAs

36、型结构，其六方晶胞参数为型结构，其六方晶胞参数为 a=419.8 pm，c=509.6 pm，晶胞中原子分数坐标为：，晶胞中原子分数坐标为：Cu(0,0,0),(0,0,1/2);Sn(2/3,1/3,1/4),(1/3,2/3,3/4)。请回答下列问题。请回答下列问题。（1）有人将各原子的分数坐标表示为：）有人将各原子的分数坐标表示为：Sn(0,0,0),(2/3,1/3,1/2);Cu(1/3,2/3,3/4),(1/3,2/3,1/4)，这种描述是否代表相同的结构型，这种描述是否代表相同的结构型 式？为式？为什么？什么？(2)计算晶体的密度；计算晶体的密度；(3)计算计算CuCu间的最短

37、距离。间的最短距离。381200*1200*（1）代表相同的结构构型式。利用坐标平移法证明时，将每个原子移）代表相同的结构构型式。利用坐标平移法证明时，将每个原子移动动 1/3,2/3,3/4。即有：。即有：Cu（0,0,0）Cu（1/3,2/3,3/4）Cu（0,0,1/2）Cu（1/3,2/3,1/4）Sn（2/3,1/3,1/4）Sn（0,0,0）Sn（1/3,2/3,3/4）Sn（2/3,1/3,1/2）Cu *Sn Cu *Sn 39302330263.6 118.77.79g/cm419.8 419.8 509.6 sin1206.02 1010ZMDVNCu-Cu1254.8pm

38、2dc（2）（3）1200*1200*40例例14:2007年全国高中学生化学竞赛省级赛区试题年全国高中学生化学竞赛省级赛区试题(第第3题题)第第3 题（题（10 分）分）X-射线衍射实验表明，某无水射线衍射实验表明，某无水MgCl2 晶体属晶体属三方晶系，呈层型结构，氯离子采取立方最密堆积（三方晶系，呈层型结构，氯离子采取立方最密堆积（ccp)，镁离子填满同层的八面体空隙；晶体沿垂直于氯离子密置层镁离子填满同层的八面体空隙；晶体沿垂直于氯离子密置层的投影图如下。该晶体的六方晶胞的参数：的投影图如下。该晶体的六方晶胞的参数：a 363.63 pm，c 1766.63 pm；晶体密度；晶体密度

39、=2.35 gcm-3。4142(6分分)六方六方SiC晶体具有六方晶体具有六方ZnS型结构，其晶胞参数为型结构，其晶胞参数为a=308 pm，c=505 pm，晶胞中原子分数坐标为：，晶胞中原子分数坐标为：C(0,0,0),(2/3,1/3,1/2);Si(0,0,5/8),(2/3,1/3,1/8)。已知。已知C和和Si的相对原的相对原子质量分别为子质量分别为12.01和和28.09，请完成下列问题。，请完成下列问题。(1)画出六方晶胞图；画出六方晶胞图；(2)计算六方计算六方SiC晶体的密度；晶体的密度；(3)指出指出Si的堆积型式和的堆积型式和C填充的空隙类型。填充的空隙类型。例例15

40、:2008年陕西省高中学生化学竞赛初试题年陕西省高中学生化学竞赛初试题433CCSiSi23302(12.0128.09)3.21g/cmsin(120)6.023 1010Z MZ MDVNaac(1)六方晶胞图：（六方晶胞图：（2分。分。Si,C 位置倒换也得分）位置倒换也得分）(2)由分数坐标可知，该晶胞中包含两个由分数坐标可知，该晶胞中包含两个C原子和两个原子和两个Si原子。原子。根据密度计算公式可求得（根据密度计算公式可求得（2分）分）(3)Si原子采用原子采用A3型堆积，型堆积，C填充在其四面体空隙中。（填充在其四面体空隙中。（2分。各分。各1分；分；回答为回答为C原子采用原子采用A3型堆积，型堆积，Si填充在其四面体空隙中也得分）填充在其四面体空隙中也得分）C(0,0,0),(2/3,1/3,1/2);Si(0,0,5/8),(2/3,1/3,1/8)。44