Question

【題目】下圖為幾種晶體或晶胞的示意圖：

請(qǐng)回答下列問(wèn)題：

（1）冰、金剛石、MgO、CaCl2、干冰5種晶體的熔點(diǎn)由高到低的順序?yàn)?/span>_____。

（2）MgO晶體中，距每個(gè)O2-最近且距離相等的O2-有_____個(gè)。

（3）每個(gè)Cu晶胞中實(shí)際占有_____個(gè)Cu原子；CaCl2晶體中Ca2＋的配位數(shù)為_____。

（4）冰的熔點(diǎn)遠(yuǎn)高于干冰，除 H2O 是極性分子、CO2 是非極性分子外， 還有一個(gè)重要的原因是____。

（5）金剛石晶胞含有_________個(gè)碳原子；若碳原子半徑為 r，根據(jù)硬球接觸模型，列式表示碳原子在晶胞中的空間占有率_____（計(jì)算結(jié)果為含π的分?jǐn)?shù)，不要化為小數(shù)或百分?jǐn)?shù)）。

Answer 1

【答案】金剛石＞MgO＞CaCl2＞冰＞干冰 12 4 8 水分子之間形成氫鍵 8 π

【解析】

(1)熔點(diǎn)的一般規(guī)律：原子晶體＞離子晶體＞分子晶體，同種晶體根據(jù)微粒間的作用力大小比較；

(2)MgO的晶體結(jié)構(gòu)與NaCl的晶體結(jié)構(gòu)相似；

(3)Cu原子占據(jù)面心和頂點(diǎn)，根據(jù)均攤法計(jì)算；根據(jù)圖可知，每個(gè)Ca2+周圍有8個(gè)Cl-，而每個(gè)Cl-周圍有4個(gè)Ca2+；

(4)分子間含有氫鍵時(shí)，其熔沸點(diǎn)較高；

(5)利用均攤法計(jì)算。

(1)熔點(diǎn)的一般規(guī)律：原子晶體＞離子晶體＞分子晶體，冰和干冰屬于分子晶體，熔點(diǎn)：冰＞干冰，MgO和CaCl2屬于離子晶體，熔點(diǎn)：MgO＞CaCl2，金剛石是原子晶體，則熔點(diǎn)由高到低的順序?yàn)椋航饎偸��?/span>MgO、CaCl2、冰、干冰；

(2)MgO的晶體結(jié)構(gòu)與NaCl的晶體結(jié)構(gòu)相似，以頂點(diǎn)為O2-離子研究，與之最近的O2-離子位于面心，每個(gè)頂點(diǎn)為12個(gè)面共用，故MgO晶體中一個(gè)O2-周圍和它最鄰近且距離相等的O2-有12個(gè)；

(3)Cu原子占據(jù)面心和頂點(diǎn)，則每個(gè)Cu晶胞中實(shí)際占有的原子數(shù)為×8+×6=4；根據(jù)氯化鈣的晶胞圖可知，每個(gè)Ca2+周圍有8個(gè)Cl-，而每個(gè)Cl-周圍有4個(gè)Ca2+，所以CaCl2晶體中Ca2+的配位數(shù)為8；

(4)冰的熔點(diǎn)遠(yuǎn)高于干冰，除H2O是極性分子、CO2是非極性分子外，水分子間含有氫鍵，氫鍵的作用力大于范德華力，所以其熔沸點(diǎn)較高；

(5)晶胞中頂點(diǎn)微粒數(shù)為：8×=1，面心微粒數(shù)為：6×=3，體內(nèi)微粒數(shù)為4，共含有8個(gè)碳原子；碳原子的體積為：8××π×r3，設(shè)金剛石晶胞的邊長(zhǎng)為a，晶胞體積為：a3，晶胞內(nèi)含有四個(gè)碳原子，則晶胞體對(duì)角線長(zhǎng)度與四個(gè)碳原子直徑相同，即a=8r，r=a；碳原子的空間利用率為：==π。