Question

9．晶體結(jié)構(gòu)：

（1）金和銅可以形成多種金屬化合物，其中一種的晶體結(jié)構(gòu)如圖1所示（為面心立方結(jié)構(gòu)），該金屬化合物的化學(xué)式Cu₃Au．
（2）白磷（P₄）分子為正四面體型分子，如圖2所示，4個(gè)P原子位于正四面體的四個(gè)頂點(diǎn)，請(qǐng)回答下列問題：
①1mol P₄分子中有6mol P-P鍵
②P₄分子是非極性（填極性或非極性）分子
（3）在離子晶體中，陰、陽離子按一定規(guī)律在空間排列，圖3是NaCl的晶體結(jié)構(gòu)．在離子晶體中，陰陽離子具有或接近具有球?qū)ΨQ的電子云，它們可以被看成是不等徑的鋼性圓球，并彼此相切（圖4）．離子鍵的鍵長是相鄰陰、陽離子的半徑之和（如圖5）．已知a為常數(shù)．
試回答下列問題：
①在NaCl晶體中，每個(gè)Na⁺同時(shí)吸引個(gè)6Cl^-，而Na⁺數(shù)目與Cl^-數(shù)目之比為1：1．
②Na⁺半徑與Cl^-半徑之比$\frac{{r}^{+}}{{r}^{-}}$=0.414．（已知$\sqrt{2}$=1.414，$\sqrt{3}$=1.732，$\sqrt{5}$=2.236）

Answer 1

分析 （1）利用均攤法計(jì)算化學(xué)式；
（2）P₄分子為正四面體型分子，P₄分子中有6個(gè)P-P鍵，P₄分子為對(duì)稱結(jié)構(gòu)，屬于非極性分子；
（3）①利用均攤法計(jì)算每個(gè)晶胞中含有的氯離子和鈉離子個(gè)數(shù)；
②根據(jù)圖片二確定NaCl晶體中陰陽離子的最短距離．

解答 解：（1）Au原子位于頂點(diǎn)，數(shù)目為8×$\frac{1}{8}$=1，Cu位于晶胞面心，數(shù)目為6×$\frac{1}{2}$=3，則化學(xué)式可寫為：Cu₃Au，
故答案為：Cu₃Au；
（2）①P₄分子為正四面體型分子，每個(gè)面為正三角形，P₄分子中有6個(gè)P-P鍵，1mol P₄分子中有6mol P-P鍵，故答案為：6；
②P₄分子為對(duì)稱結(jié)構(gòu)，屬于非極性分子，
故答案為：非極性；
（3）①根據(jù)晶胞圖，在NaCl晶體中，每個(gè)Na⁺同時(shí)吸引6個(gè)氯離子，每個(gè)該晶胞中鈉離子個(gè)數(shù)=12×$\frac{1}{4}$=4，氯離子個(gè)數(shù)=8×$\frac{1}{8}$+6×$\frac{1}{2}$=4，粒子個(gè)數(shù)比為1：1，
故答案為：6；1：1；
②根據(jù)圖片二知，NaCl晶體中陰陽離子的最短距離為a的一半即$\frac{a}{2}$，氯離子的半徑為對(duì)角線的$\frac{1}{4}$，即為$\frac{\sqrt{2}a}{4}$，鈉離子的半徑為$\frac{a}{2}-\frac{\sqrt{2}a}{4}$，所以Na⁺離子半徑與Cl^-離子半徑之比為 $\frac{{r}^{+}}{{r}^{-}}$=$\frac{\frac{a}{2}-\frac{\sqrt{2}a}{4}}{\frac{\sqrt{2}a}{4}}$=0.414，
故答案為：0.414．

點(diǎn)評(píng) 本題考查有關(guān)晶體的計(jì)算，但解題具有較強(qiáng)的方法性和規(guī)律性，學(xué)習(xí)中注意晶體計(jì)算等方法，尤其學(xué)會(huì)判斷晶胞中配位數(shù)的計(jì)算．