晶體的密堆積

1、晶體結(jié)構(gòu)晶體結(jié)構(gòu)（要點(diǎn)二：晶體的密堆積方式）（要點(diǎn)二：晶體的密堆積方式）同一層上等徑圓球的最密堆積只有一種形式 兩層等徑圓球的最密堆積也只有一種形式, 如右圖:一、球數(shù)正八面體正四面體一、球數(shù)正八面體正四面體一、球數(shù)正八面體正四面體一、球數(shù)正八面體正四面體六方密堆積、六方密堆積、A3 、hcp立方面心密堆積、立方面心密堆積、A1 、ccp立方體心密堆積、立方體心密堆積、A2 、bcp二、原子坐標(biāo)二、原子坐標(biāo)三、四類(lèi)堆積模型原子的空間占有率三、四類(lèi)堆積模型原子的空間占有率1、簡(jiǎn)單立方堆積、簡(jiǎn)單立方堆積2、體心立方堆積、體心立方堆積3、六方最密堆積、六方最密堆積四、化合物的堆積方式四、化合物的堆積

2、方式離子晶體的堆積方式離子晶體的堆積方式1、r+/r-的值決定正離子在負(fù)離子組成的何種空隙中的值決定正離子在負(fù)離子組成的何種空隙中2、負(fù)離子決定了正離子的堆積方式、負(fù)離子決定了正離子的堆積方式NaCl ZnS2010年年7-1 Si4+、Al3+ 和和O2- 的離子半徑分別為的離子半徑分別為41 pm、50 pm和和140 pm，通過(guò)計(jì)算說(shuō)明在水合鋁硅酸，通過(guò)計(jì)算說(shuō)明在水合鋁硅酸鹽晶體中鹽晶體中Si4+和和Al3+ 各占據(jù)由氧構(gòu)成的何種類(lèi)型的多各占據(jù)由氧構(gòu)成的何種類(lèi)型的多面體空隙。面體空隙。4+2-SiO41pm0.29140pmrr3+2-AlO50pm0.36140pmrr2007年年第第

3、3題（題（10分）分）X射線(xiàn)衍射實(shí)驗(yàn)表明，某無(wú)水射線(xiàn)衍射實(shí)驗(yàn)表明，某無(wú)水MgCl2晶體屬三方晶系，呈層型結(jié)構(gòu)，氯離子采取立晶體屬三方晶系，呈層型結(jié)構(gòu)，氯離子采取立方最密堆積（方最密堆積（ccp），鎂離子填滿(mǎn)同層的八面體空隙；），鎂離子填滿(mǎn)同層的八面體空隙；晶體沿垂直于氯離子密置層的投影圖如下。該晶體的晶體沿垂直于氯離子密置層的投影圖如下。該晶體的六方晶胞的參數(shù)：六方晶胞的參數(shù)：a=363.63pm，c=1766.63pm，晶，晶體密度體密度=2.35g/cm3。3.1以以“”表示空層，表示空層，A、B、C表示表示Cl離子層，離子層，a、b、c表示表示Mg2+離子層，給出該三方層型結(jié)構(gòu)的堆積方式

4、。離子層，給出該三方層型結(jié)構(gòu)的堆積方式。3.2計(jì)算一個(gè)六方晶胞中計(jì)算一個(gè)六方晶胞中“MgCl2”的單元數(shù)。的單元數(shù)。3.3假定將該晶體中所有八面體空隙皆填滿(mǎn)假定將該晶體中所有八面體空隙皆填滿(mǎn)Mg2+離子，離子，將是哪種晶體結(jié)構(gòu)類(lèi)型？將是哪種晶體結(jié)構(gòu)類(lèi)型？ 例題例題3：已知：已知CdI2晶胞的堆積方式晶胞的堆積方式為為AcBAcBA請(qǐng)畫(huà)出以請(qǐng)畫(huà)出以I-為頂點(diǎn)的晶胞圖，并畫(huà)出晶體沿為頂點(diǎn)的晶胞圖，并畫(huà)出晶體沿C軸的投軸的投影圖影圖LiH屬于立方晶系，晶胞參數(shù)屬于立方晶系，晶胞參數(shù)a=4.075。晶體中。晶體中H原子原子作作Al堆積，堆積，A、B、C表示表示H的堆積層，的堆積層，a、b、c表示表示L

5、i的堆積層，那么的堆積層，那么LiH沿正當(dāng)晶胞體對(duì)角線(xiàn)方向的堆積沿正當(dāng)晶胞體對(duì)角線(xiàn)方向的堆積周期是周期是|AcBaCb|。則：。則：LiH的晶胞類(lèi)型是的晶胞類(lèi)型是 ；請(qǐng)；請(qǐng)畫(huà)出畫(huà)出LiH正當(dāng)晶胞沿著體對(duì)角線(xiàn)方向的投影（用實(shí)線(xiàn)正當(dāng)晶胞沿著體對(duì)角線(xiàn)方向的投影（用實(shí)線(xiàn)圓圈圓圈“”表示表示H的投影、用虛線(xiàn)圓圈的投影、用虛線(xiàn)圓圈“ ”表示表示Li的的投影，如投影重合則用投影，如投影重合則用“ ”表示，每種原子不少于表示，每種原子不少于7個(gè)）個(gè)） 這種超原子是在這種超原子是在Al的碘化物中發(fā)現(xiàn)的，以的碘化物中發(fā)現(xiàn)的，以13個(gè)個(gè)Al原子或原子或14個(gè)個(gè)Al原子原子形成形成Al13或或Al14超原子結(jié)構(gòu)，量子

6、化學(xué)計(jì)算結(jié)果表明，超原子結(jié)構(gòu)，量子化學(xué)計(jì)算結(jié)果表明，Al13形成形成12個(gè)個(gè)Al在表面，在表面，1個(gè)個(gè)Al在中心的三角二十面體結(jié)構(gòu)，在中心的三角二十面體結(jié)構(gòu)，Al14可以看作是一可以看作是一個(gè)個(gè)Al原子跟原子跟Al13面上的一個(gè)三角形的面上的一個(gè)三角形的3個(gè)個(gè)Al形成形成AlAl鍵而獲得的。鍵而獲得的。文章還指出，文章還指出，All3和和All4超原子都是具有超原子都是具有40個(gè)價(jià)電子時(shí)最穩(wěn)定。個(gè)價(jià)電子時(shí)最穩(wěn)定。 根據(jù)以上信息可預(yù)測(cè)根據(jù)以上信息可預(yù)測(cè)Al13和和Al14的穩(wěn)定化合價(jià)態(tài)分別為的穩(wěn)定化合價(jià)態(tài)分別為 和和 。A114應(yīng)具有元素周期表中應(yīng)具有元素周期表中 類(lèi)化學(xué)元素的性質(zhì)，理由類(lèi)化學(xué)元

7、素的性質(zhì)，理由是：是： 。 對(duì)對(duì)Al13和和A114的的AlAl鍵長(zhǎng)的測(cè)定十分困難，而理論計(jì)算表明，鍵長(zhǎng)的測(cè)定十分困難，而理論計(jì)算表明，Al13，和，和Al14中的中的AlAl鍵長(zhǎng)與金屬鋁的鍵長(zhǎng)與金屬鋁的AlAl鍵長(zhǎng)相當(dāng)，已知金屬鍵長(zhǎng)相當(dāng)，已知金屬鋁的晶體結(jié)構(gòu)采取面心立方最密堆積，密度約為鋁的晶體結(jié)構(gòu)采取面心立方最密堆積，密度約為2.7g/cm3，請(qǐng)估算，請(qǐng)估算Al13和和Al14中中AlAl的鍵長(zhǎng)的鍵長(zhǎng) 。 Al13三角二十面體中有多少個(gè)四面體空隙，假設(shè)為正四面體空隙，三角二十面體中有多少個(gè)四面體空隙，假設(shè)為正四面體空隙，如果在其中攙雜其他原子，請(qǐng)通過(guò)計(jì)算估計(jì)可攙雜原子的半徑最大如果在其中攙

8、雜其他原子，請(qǐng)通過(guò)計(jì)算估計(jì)可攙雜原子的半徑最大為多少為多少?一、路易斯結(jié)構(gòu)式一、路易斯結(jié)構(gòu)式主族元素滿(mǎn)足主族元素滿(mǎn)足8電子穩(wěn)定體系、電子穩(wěn)定體系、副族元素滿(mǎn)足副族元素滿(mǎn)足18電子穩(wěn)定體系電子穩(wěn)定體系鍵對(duì)鍵對(duì)= 8m-mA原子的價(jià)電子數(shù)原子的價(jià)電子數(shù)-n1、第二周期、第二周期CF Amn-通過(guò)形式電荷判斷共振結(jié)構(gòu)式的穩(wěn)定性通過(guò)形式電荷判斷共振結(jié)構(gòu)式的穩(wěn)定性CN- OCN- NO3- HN3 N2O4 N2F2SNClSSN判斷哪個(gè)判斷哪個(gè)S-N鍵短鍵短SNClSSN12342010年年4-1分別將分別將O2、KO2、BaO2 和和O2AsF6填入與填入與OO鍵長(zhǎng)相對(duì)應(yīng)的空格中。鍵長(zhǎng)相對(duì)應(yīng)的空格中

9、。OO鍵長(zhǎng)鍵長(zhǎng) 112 pm 121 pm 128 pm 149 pm化學(xué)式化學(xué)式2、第三周期、第三周期S、P、Cl等富電子化合物等富電子化合物SO42- SOCl2 PCl5 ClO3- NPCl2 (NPCl2)33、奇數(shù)電子化合物、奇數(shù)電子化合物2005年年第第10題（題（10分）據(jù)世界衛(wèi)生組織統(tǒng)計(jì)，全分）據(jù)世界衛(wèi)生組織統(tǒng)計(jì)，全球約有球約有8000萬(wàn)婦女使用避孕環(huán)。常用避孕環(huán)都是萬(wàn)婦女使用避孕環(huán)。常用避孕環(huán)都是含金屬銅的。據(jù)認(rèn)為，金屬銅的避孕機(jī)理之一是，含金屬銅的。據(jù)認(rèn)為，金屬銅的避孕機(jī)理之一是，銅與子宮分泌物中的鹽酸以及子宮內(nèi)的空氣反應(yīng)，銅與子宮分泌物中的鹽酸以及子宮內(nèi)的空氣反應(yīng)，生成

10、兩種產(chǎn)物，一種是白色難溶物生成兩種產(chǎn)物，一種是白色難溶物S，另一種是酸，另一種是酸A。酸。酸A含未成對(duì)電子，是一種自由基，具有極高含未成對(duì)電子，是一種自由基，具有極高的活性，能殺死精子。的活性，能殺死精子。10-1寫(xiě)出銅環(huán)產(chǎn)生寫(xiě)出銅環(huán)產(chǎn)生A的化學(xué)方程式。的化學(xué)方程式。10-2畫(huà)出畫(huà)出A分子的立體結(jié)構(gòu)。分子的立體結(jié)構(gòu)。4、Be B Al 等缺電子化合物等缺電子化合物BF3 BeCl2 Be2Cl4 (BeCl2)n (BeMe2)n Al2Cl6 B2H6 B6H62-B2H6 : 鍵對(duì)鍵對(duì)= （52）+6/2=8但價(jià)電子對(duì)但價(jià)電子對(duì)= （32）+6/2=64個(gè)個(gè)2C-2e- 、2個(gè)個(gè)3C-2e

11、-5、過(guò)渡金屬、過(guò)渡金屬注意：對(duì)于配位化合物的結(jié)構(gòu)是不會(huì)叫我們注意：對(duì)于配位化合物的結(jié)構(gòu)是不會(huì)叫我們畫(huà)路易斯結(jié)構(gòu)的，就是分子結(jié)構(gòu)畫(huà)路易斯結(jié)構(gòu)的，就是分子結(jié)構(gòu)2010年年 5-4 A中的金屬元素中的金屬元素M可以形成不同形可以形成不同形式的羰基化合物或者羰基陰離子，按照式的羰基化合物或者羰基陰離子，按照18電子電子規(guī)則畫(huà)出規(guī)則畫(huà)出Na2M2(CO)10的陰離子結(jié)構(gòu)，指出的陰離子結(jié)構(gòu)，指出M的氧化態(tài)。的氧化態(tài)。CrCrCOOCOCOCCOCOOCCOOCCO2-配位體提供給分子骨干的電子數(shù)目配位體提供給分子骨干的電子數(shù)目配位體配位體 配位形式配位形式 電子數(shù)目電子數(shù)目配位體配位體 配位形式配位形式

12、 電子數(shù)目電子數(shù)目 H 123 1CO 123 2CR3 12 1CR2 12 2CR 34 32-C2R2 1 22-C2R4 1 25-C5R5 1 56-C6R6 1 6NR3 ,PR3 1 2NO 123 3 亞硝?；鶃喯貂；鵒R,SR 1 1OR,SR 2 3F,Cl,Br,I 1 1F,Cl,Br,I 2 3Cl,Br,I 3 5(1)2(2)2(3)2(4)2(1)4(5)2(2)0(6)0給予給予Ni的的sp3雜化軌道雜化軌道接受接受Ni的的d電子電子CO的一對(duì)電子填入的一對(duì)電子填入Ni的的sp3雜化軌道中形成雜化軌道中形成鍵鍵，同時(shí)又以，同時(shí)又以空的空的2p*軌道接受軌道接受

13、來(lái)自來(lái)自Ni 的的d軌道的電子軌道的電子，形成，形成d *反饋反饋鍵鍵，從而，從而加強(qiáng)了加強(qiáng)了Ni-C鍵鍵并增大了并增大了配合物的穩(wěn)定性，但配合物的穩(wěn)定性，但削弱了削弱了CO內(nèi)部成鍵內(nèi)部成鍵，活化了，活化了CO分子。分子。 Ni(CO)4 IR吸吸收光譜中伸縮振動(dòng)頻率收光譜中伸縮振動(dòng)頻率 (CO)紅移。紅移。CO的的分子軌道式分子軌道式按按18電子規(guī)則畫(huà)出下列分子的結(jié)構(gòu)電子規(guī)則畫(huà)出下列分子的結(jié)構(gòu)1、CH3Mn(CO)5 、 （PPh3)2PtCl22、Co3(CO)9CH3、Mn2(CO)104、（、（ 5-C5H5）Fe(CO)2(1-C5H5)請(qǐng)給出上述各金屬的氧化數(shù)請(qǐng)給出上述各金屬的氧化

14、數(shù)2009年年 1-5高氧化態(tài)高氧化態(tài)Cr的過(guò)氧化物大多不穩(wěn)定，容易的過(guò)氧化物大多不穩(wěn)定，容易分解，但分解，但Cr(O2)2NH(C2H4NH2)2 卻是穩(wěn)定的。這種卻是穩(wěn)定的。這種配合物仍保持配合物仍保持Cr的過(guò)氧化物的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)。畫(huà)出該化合的過(guò)氧化物的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)。畫(huà)出該化合物的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式，并指出物的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式，并指出Cr的氧化態(tài)。（的氧化態(tài)。（3分）分）H2NCrNH2NOOOOH2009年年 1-6某些烷基取代的金屬羰基化合物可以在某些烷基取代的金屬羰基化合物可以在其他堿性配體的作用下發(fā)生羰基插入反應(yīng)，生成酰其他堿性配體的作用下發(fā)生羰基插入反應(yīng)，生成酰基配合物。畫(huà)出基配合物。畫(huà)出Mn(CO)5(

15、CH3) 和和 PPh3反應(yīng)的產(chǎn)物反應(yīng)的產(chǎn)物的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式，并指出的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式，并指出Mn的氧化態(tài)。（的氧化態(tài)。（2分）分）MnOCOCCCH3COCOOPPh3Mo6(3-Cl)8Cl62-Nb6(2-Cl)12Cl64-二、價(jià)電子對(duì)互斥理論和雜化軌道理論二、價(jià)電子對(duì)互斥理論和雜化軌道理論1-2（1）分別畫(huà)出）分別畫(huà)出BF3和和N(CH3)3的分子構(gòu)型，指出的分子構(gòu)型，指出中心原子的雜化軌道類(lèi)型。中心原子的雜化軌道類(lèi)型。2009年年 （2）分別畫(huà)出）分別畫(huà)出F3B N(CH3)3 和和F4Si N(CH3)3的的分子構(gòu)型，并指出分子中分子構(gòu)型，并指出分子中Si和和B的雜化軌道類(lèi)型。的雜化軌道類(lèi)型。

16、 （3）分別畫(huà)出）分別畫(huà)出N(SiH3)3和和F4Si N(SiH3)3的分子的分子構(gòu)型，并指出分子中構(gòu)型，并指出分子中Si和和N的雜化軌道類(lèi)型。的雜化軌道類(lèi)型。1-3 將將BCl3分別通入吡啶和水中，會(huì)發(fā)生兩種不同分別通入吡啶和水中，會(huì)發(fā)生兩種不同類(lèi)型的反應(yīng)。寫(xiě)出這兩種反應(yīng)的化學(xué)方程式。類(lèi)型的反應(yīng)。寫(xiě)出這兩種反應(yīng)的化學(xué)方程式。2010年年 1-2 寫(xiě)出下列結(jié)構(gòu)的中心原子的雜化軌道類(lèi)寫(xiě)出下列結(jié)構(gòu)的中心原子的雜化軌道類(lèi)型：型：FFFFFI(C6H5)IF5 Xe(C6H5)2Xe I+I(C6H5)2+ 2009年年 2-1 寫(xiě)出寫(xiě)出ClO2的共軛的共軛鍵。鍵。第十二題：第十二題：根據(jù)根據(jù)VSEPR理論，理論，SCl3+和和ICl4的的空間構(gòu)型分別是空間構(gòu)型