結(jié)構(gòu)化學(xué)結(jié)構(gòu)練習(xí)題及答案

1、晶體練習(xí)題7002 有一AB晶胞，其中A和B原子的分?jǐn)?shù)坐標(biāo)為A(0，0，0)，B(1/2，1/2，1/2)，屬于：- ( D ) (A) 立方體心點(diǎn)陣 (B) 立方面心點(diǎn)陣 (C) 立方底心點(diǎn)陣 (D) 立方簡單點(diǎn)陣 7004 從 CsCl 晶體中能抽出_簡單立方_點(diǎn)陣，結(jié)構(gòu)基元是_ Cs+和Cl-;_，所屬晶系的特征對稱元素是_4C3 _。 7005 某 AB 型晶體屬立方 ZnS 型，請回答下列問題： (1) 從該晶體中可抽取出什么空間點(diǎn)陣？ (2) 該晶體的結(jié)構(gòu)基元為何？ (3) 正當(dāng)晶胞中含有幾個(gè)結(jié)構(gòu)基元？ (4) 應(yīng)寫出幾組 B 原子的分?jǐn)?shù)坐標(biāo)？ (5) 晶胞棱長為 a，求在C3軸方

2、向上 AA 最短距離； (6) 晶胞棱長為 a，求在垂直4重軸的方向上 B-B 最短距離。 (1) 立方F (2) A 和 B (3) 4 個(gè) (4) 4 組 (5) a (6) a/7015晶體宏觀外形中的對稱元素可有_，_，_，_四種類型；晶體微觀結(jié)構(gòu)中的對稱元素可有_，_，_，_， _，_，_七種類型；晶體中對稱軸的軸次(n)受晶體點(diǎn)陣結(jié)構(gòu)的制約，僅限于n=_；晶體宏觀外形中的對稱元素進(jìn)行一切可能的組合，可得_個(gè)晶體學(xué)點(diǎn)群；分屬于_個(gè)晶系，這些晶系總共有_種空間點(diǎn)陣型式，晶體微觀結(jié)構(gòu)中的對稱元素組合可得_個(gè)空間群。 旋轉(zhuǎn)軸,鏡面,對稱中心,反軸; 旋轉(zhuǎn)軸,鏡面,對稱中心,反軸,點(diǎn)陣,螺旋

3、軸,滑移面;n=1,2,3,4,6; 32個(gè); 七個(gè)晶系; 14種空間點(diǎn)陣型式; 230個(gè)空間群。7020 試寫出立方晶系和單斜晶系的特征對稱元素。 立方晶系:四個(gè)按立方體對角線安放的三重軸; 單斜晶系:一個(gè)二重軸或一個(gè)對稱面。 7023沒有四方F 和四方C ，因?yàn)樗姆紽 可以化為_， 四方C 可以化為_。四方 I ; 四方 P 7026 與a 軸垂直的面的晶面指標(biāo)是：- ( B ) (A) (112) (B) (100) (C) (010) (D) (001) (E) (111) 7028 若b軸方向有21螺旋軸，則點(diǎn)(x，y，z)由此21螺旋軸聯(lián)系的坐標(biāo)將變?yōu)開 ,y+,。 _。 7031

4、 石英晶體的薄片受壓后會(huì)在兩端分別產(chǎn)生正電荷和負(fù)電荷， 這就是晶體的壓電效應(yīng)。具有對稱中心的晶體是否有壓電效應(yīng)？ 利用晶體有無壓電效應(yīng),可以判斷晶體有無對稱中心,具有對稱中心的晶體,晶體的兩端不能產(chǎn)生相反的電荷,故無壓電效應(yīng)。 7032 作圖證明，十四種空間點(diǎn)陣型式中為什么有立方F， 而沒有四方F？ 因四方F可劃出更小的四方I 。 7033 有一AB4型晶體，屬立方晶系，每個(gè)晶胞中有1個(gè)A和4個(gè)B， 1個(gè)A的坐標(biāo)是 (1/2，1/2，1/2)， 4個(gè)B的坐標(biāo)分別是(0，0，0)；(1/2，1/2，0)；(1/2，0，1/2)；(0，1/2，1/2)， 此晶體的點(diǎn)陣類型是：- ( A ) (A)

5、 立方 P (B) 立方 I (C) 立方 F (D) 立方 C (E) 不能確定 7036 (312)晶面在 a，b，c 軸上的截距分別為_，_，_。 2a,6b,3c 7045 在hkl型衍射中，若h+k+l=奇數(shù)的衍射系統(tǒng)消光，說明晶體中存在：- ( E ) (A) 螺旋軸 (B) 滑移面 (C) 面心點(diǎn)陣 (D) 底心點(diǎn)陣 (E) 體心點(diǎn)陣 7046 Pd 的Ka線波長l=0.58×10-8cm，KCl粉末 200 衍射線的q=5.3°，已知KCl的密度為1.98？g/cm3，KCl的相對分子質(zhì)量 MKCl=74.55，試求阿伏加德羅常數(shù) NA是多少？ (KCl 為

6、立方面心點(diǎn)陣) a= 6.279×10-8cm NA= 6.08×1023mol-17053 硫磺晶體屬于正交晶系，用回轉(zhuǎn)晶體法測得其晶胞常數(shù)a=1048？pm，b=1292？pm， c=2455？pm。已知硫磺密度為2.07 g·cm-3，所用CuKa射線l=154.2 pm，S的相對原子質(zhì)量為32。 (1) 求每個(gè)晶胞中有幾個(gè)S8分子； (2) 計(jì)算 224 衍射線的布拉格角。 (1) Z= 16.15 故知每個(gè)晶胞中有 16 個(gè) S8分子 (2) d224= 339.2 pm 2dhklsinqhkl= l q224= 13.12° 7055 在

7、NaCl 粉末圖上，測得一對譜線間的距離為 27.38 mm，求q。若已知該對譜線代表(111)面的一級反射，求(111)面的面間距離d111。 (已知l=154.2 pm，照相機(jī)半徑為 28.65 mm ) 根據(jù)相機(jī)半徑得 q= 13.69 deg 2dhklsinqhkl= l d111= 325.6 pm a= 564.0 pm 7058 MO 型金屬氧化物屬立方晶系，晶體的密度為3.581 g/cm3。用粉末法(選用CuKa射線)測得衍射線的 sin2q值為： 0.1006， 0.1340， 0.2680， 0.3684， 0.4020， 0.5362， 0.6362， 0.6690

8、求：(1) MO 型金屬氧化物的點(diǎn)陣類型； (2) MO 型金屬氧化物的晶胞參數(shù)和結(jié)構(gòu)基元數(shù)目； (3) 金屬原子 M 的相對原子質(zhì)量； (4) 氧原子為何種方式密堆積； (5) 已知r+/r-=0.429，金屬原子占據(jù)何種空隙？ (1)sin2qi/sin2q1為3:4:8:11:12:16:19:20 晶體為立方面心結(jié)構(gòu)。 (2) a2=()2·(h2+k2+l2); a= 421 pm 晶胞中含有 4 個(gè) M 和 4 個(gè) O (3) MO分子量為40.23 金屬原子 M 的相對原子質(zhì)量為40.23-16.00= 24.23 (4)氧原子采取立方面心 A1型密堆積 (5)r+/r

9、-=0.429, 則0.414<0.429<0.732,金屬原子M占據(jù)由O2-圍成八面體空隙中,其配位數(shù)為 6 。 7067 判斷 CsCl 結(jié)構(gòu)的 X-射線衍射中，衍射 100 和 200哪個(gè)強(qiáng)度大？為什么？ 200 強(qiáng)度大,因 Cs+和 Cl-均處于間隔為d100的面上。 7068 已知石墨層型分子中 CC 距離為142 pm，求最小矩形重復(fù)單位的面積及其中包含 C 原子數(shù)。104775 pm2,4 個(gè) C 7073晶體的 X-射線粉末圖用以研究粉末狀晶體， 因而不能用它來研究塊狀的金屬，對嗎？- (不對 )7074 晶胞兩個(gè)要素的內(nèi)容是什么？各用什么表示？ 晶胞的大小形狀和晶

10、胞中原子的坐標(biāo)位置; 前者用晶胞參數(shù)(a,b,c,a, b,g) 表示,后者用原子分?jǐn)?shù)坐標(biāo) (x,y,z) 表示。 7075 晶體的衍射方向可用以測定晶體的_晶胞參數(shù) _數(shù)據(jù)。 7076 立方晶系的特征對稱元素為_四個(gè)按立方體對角線排列的三重軸。 _。 7077 單斜晶系的特征對稱元素為_ 一個(gè)二重軸或一個(gè)對稱面_。 7078 面心立方結(jié)構(gòu)的晶體，因系統(tǒng)消光，能出現(xiàn)衍射的前五個(gè)最小的衍射指標(biāo)平方和為_ 3,4,8,11,12 _。 7079 體心立方結(jié)構(gòu)的晶體，因系統(tǒng)消光，能出現(xiàn)衍射的前五個(gè)最小的衍射指標(biāo)平方 和為_ 2,4,6,8,10_。 7096 點(diǎn)陣是指 一組無限的點(diǎn),連結(jié)任意兩點(diǎn)可得

11、一向量,將各個(gè)點(diǎn)按此向量平移能使它復(fù)原。 。 7097 簡述晶體結(jié)構(gòu)和點(diǎn)陣這兩者之間的關(guān)系。 晶體結(jié)構(gòu)指原子(或分子)在晶體空間排布的具體情況,由于晶體結(jié)構(gòu)具有三維的周期性,每個(gè)重復(fù)單位的化學(xué)組成相同,空間結(jié)構(gòu)相同,周圍環(huán)境相同,每個(gè)重復(fù)單位稱為結(jié)構(gòu)基元,若用一個(gè)抽象的點(diǎn)代表結(jié)構(gòu)基元,這些點(diǎn)形成一個(gè)點(diǎn)陣,并可簡單地用下式表示它們的關(guān)系: 晶體結(jié)構(gòu)=點(diǎn)陣+結(jié)構(gòu)基元 7100 試證明在晶體的宏觀對稱性中，不存在 5 次和大于 6 次的旋轉(zhuǎn)軸。 見周公度結(jié)構(gòu)化學(xué)基礎(chǔ),p.319。7102外型為正四面體的晶體屬_點(diǎn)群，_晶系，該晶系的特征對稱元素為_。 Td 立方 4個(gè)C3 7107在三個(gè)試管中各放一

12、份試樣，第一種是純的金粉，第二種是純的金粉和純的銀粉以1：1混合，第三種是金和銀(1：1)的固溶體粉末。請用X射線粉末衍射法對三份試樣作出鑒定，簡述理由。 純金粉的粉末衍射圖有一套金的衍射線。 金和銀的混合物的粉末衍射圖,是金和銀兩套衍射線的疊加。 金和銀的固溶體的粉末衍射圖,保持Au或Ag的衍射圖,但衍射線的位置將發(fā)生位移。 7109 Bragg方程一般形式為： 2d(hkl)sinq(hkl)=nl ， 亦也可表示為：2dhklsinqhkl= l， 請闡述Bragg方程這兩種表示形式各自的物理意義。 2d(hkl)sinq(hkl)=nl,表示X射線作用在晶面間距為d(hkl)的晶面上,

13、產(chǎn)生n級衍射。 2dhklsinqhkl=l,表示X射線作用在面間距為d(hkl)/n的晶面上,產(chǎn)生1級衍射。 7114 一晶體，原子B按A1方式堆積，其全部正八面體空隙被A占據(jù)，請給出該晶體的： (1) 化學(xué)式； (2) 所屬晶系； (3) 所屬點(diǎn)陣類型； (4) 結(jié)構(gòu)基元； (5) 晶胞中原子A和原子B的個(gè)數(shù)分別是多少； (6) 晶胞中各原子的分?jǐn)?shù)坐標(biāo)。 (1) AB (2) 立方 (3) 立方F (4) AB (5) 4,4 (6) A:(1/2,1/2,1/2)(0,0,1/2),(0,1/2,0),(1/2,0,0) B:(0,0,0)(0,1/2,1/2),(1/2,0,1/2),

14、(1/2,1/2,0) 7115 在一晶體中，原子B以簡單立方堆積，A原子均勻地占據(jù)其一半的立方體空隙，請給出該晶體的： (1) 化學(xué)式； (2) 所屬晶系； (3) 所屬點(diǎn)陣類型； (4) 結(jié)構(gòu)基元； (5) 晶胞中原子A，B的個(gè)數(shù)和分?jǐn)?shù)坐標(biāo)。 (1) AB2 (2) 立方 (3) 立方F (4) AB2 (5) A:4個(gè) (0,0,0)(1/2,1/2,0),(0,1/2,1/2),(1/2,0,1/2) B:8個(gè) (1/4,1/4,1/4)(1/4,3/4,3/4),(3/4,1/4,3/4),(3/4,3/4,1/4) (3/4,3/4,3/4)(3/4,1/4,1/4),(1/4,3

15、/4,1/4),(1/4,1/4,3/4) 7139 六方晶體可按六方柱(八面體)結(jié)合而成，但為什么不將六方柱作為一個(gè)晶胞？晶胞必須是與三個(gè)基本向量,對應(yīng)的一個(gè)平行六面體單位。八個(gè)晶胞共用一個(gè)頂點(diǎn),才能將晶胞前、后、上、下、左、右并置起來構(gòu)成整個(gè)晶體。7151 晶體衍射指標(biāo)hkl的物理意義是什么？為什么說一組hkl代表一個(gè)衍射方向？ 7156 二水合氯化亞錳六次甲基四胺絡(luò)合物晶體屬正交晶系，晶胞參數(shù)a=1180pm， b=2200pm，c=721pm，晶體的密度為1.57g·cm-3，元素分析結(jié)果(質(zhì)量百分?jǐn)?shù))為Mn：12.3%； Cl：16.1%； C：32.8%； N：25.1%

16、； O：7.4%； H：6.3%。結(jié)構(gòu)分析結(jié)果表明，晶體由結(jié)構(gòu)為 的分子組成，該分子即為結(jié)構(gòu)基元。 (1)計(jì)算一個(gè)晶胞中各種原子的數(shù)目； (2)推算一個(gè)晶胞中所含絡(luò)合物分子的數(shù)目； (3)確定該晶體的點(diǎn)陣型式。 (1) Mn Cl C N O H 4 8 48 32 8 112 (2) 4 (3) 面心正交 8025 有一黃銅合金含 Cu？75%， Zn？25%(質(zhì)量分?jǐn)?shù))，晶體的密度為 8.5 g·cm-3， 晶體屬立方面心點(diǎn)陣結(jié)構(gòu)，晶胞中含4個(gè)原子，相對原子質(zhì)量分別為：Cu 63.5， Zn 65.4。 (1)求算 Cu 和 Zn 所占原子百分?jǐn)?shù)； (2)每個(gè)晶胞中含合金的質(zhì)量；

17、 (3)晶胞體積多大？ (4)統(tǒng)計(jì)原子的原子半徑多大？ (1) Cu的摩爾分?jǐn)?shù)為x,Zn為1-x; 63.5x:65.4(1-x)=75%:25%x=0.755,即Cu的原子百分?jǐn)?shù)為75.5 1-x=0.245, 即Zn的原子百分?jǐn)?shù)為24.5 (2) 4.25×10-22g (3) V=0.5×10-22cm3 (4) a= 368 pm; r= 130 pm . 8039 從能帶分布看，半導(dǎo)體和絕緣體的差別在于_禁帶寬度不同 (半導(dǎo)體 Eg 74.05% _。 8050 試用能帶理論說明為什么固體可以是導(dǎo)體、半導(dǎo)體和絕緣體？ 參看周公度結(jié)構(gòu)化學(xué)基礎(chǔ)p.367 8052 試

18、比較A1和A3這兩種結(jié)構(gòu)的異同(試從密置層的結(jié)構(gòu)、堆積型式、晶胞、密置層方向、配位數(shù)、堆積系數(shù)、空隙形式和數(shù)目等加以比較)。 異: (1)A1: ABC|ABC|.堆積 A3: AB|ABC|.堆積 (2)A1: 可取出面心立方晶胞 A3: 可取出六方晶胞 (3)A1: 密置層為(111) A3: 密置層為(001) 同: (1)每一層都是密置層,由密置層作最密堆積 (2)配位數(shù)都為12 (3)堆積系數(shù)都為74.05% (4)晶胞中球數(shù),八面體空隙數(shù),四面體空隙數(shù)的比值都為1:1:28059a-Fe為立方晶系，用CuOKa射線(l=154.18？pm)作粉末衍射，在hkl類型衍射中，h+k+l

19、=奇數(shù)的系統(tǒng)消光。衍射線經(jīng)指標(biāo)化后，選取 222 衍射線，q=68.69°，試計(jì)算晶胞參數(shù)。已知a-Fe的密度為7.87？g·cm-3， Fe的相對原子質(zhì)量為55.85，問a-Fe晶胞中有幾個(gè)Fe 原子。請畫出a-Fe 晶胞的結(jié)構(gòu)示意圖，寫出Fe 原子的分?jǐn)?shù)坐標(biāo)。 a=286.64pm Z=2 根據(jù)消光條件,-Fe屬體心立方點(diǎn)陣,Fe原子的分?jǐn)?shù)坐標(biāo)應(yīng)為: (0, 0, 0), (,) 9001 某二元離子晶體AB具有立方硫化鋅型結(jié)構(gòu)，試填寫： (1) 該離子晶體的點(diǎn)陣型式：_； (2) 正離子A2+的分?jǐn)?shù)坐標(biāo)：_； (3) 負(fù)離子B2-的分?jǐn)?shù)坐標(biāo)：_； (4) 晶胞中結(jié)構(gòu)基

20、元數(shù)目：_； (5) 每個(gè)結(jié)構(gòu)基元由多少個(gè)A2+和B2-組成：_； (6) 負(fù)離子B2-的堆積方式：_； (7) 正離子所占空隙類型：_； (8) 正離子所占空隙分?jǐn)?shù)：_； (9) 正離子至負(fù)離子間的靜電鍵強(qiáng)度為：_ ； (10) 和負(fù)離子直接鄰接的正離子與該負(fù)離子間的靜電鍵強(qiáng)度總和：_。 (1) 立方面心 (2) A2+(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) B2-(0,0,0); (1/2,0,1/2); (0,1/2,1/2); (1/2,1/2,0) (4) 4 (5) 1個(gè)A2+, 1個(gè)B2- (6

21、) A1堆積 (7) 正四面體空隙 (8) 1/2 (9) 2/4 (10) 2 9004 CaF2屬立方晶系，正當(dāng)晶胞中含有4個(gè)鈣原子， 其分?jǐn)?shù)坐標(biāo)為(0,0,0)，(0,1/2,1/2)， (1/2,0, 1/2)， (1/2,1/2,0)；八個(gè)氟原子，其分?jǐn)?shù)坐標(biāo)為(1/4,1/4,1/4)，(1/4,3/4,1/4)，(3/4,1/4,1/4)， (1/4,1/4,3/4)，(3/4,3/4,3/4)，(3/4,3/4,1/4)，(3/4,1/4,3/4)，(1/4,3/4,3/4)。 (1) 請繪出(110)晶面上原子的排布； (2) 經(jīng)測定晶胞參數(shù)a=545pm，請計(jì)算CaF2的密度

22、； (相對原子質(zhì)量 Ca：40， F：19) (3) 從(110)晶面上可以抽出何種平面正當(dāng)單位格子？ 一個(gè)單位格子中有幾個(gè)點(diǎn)陣點(diǎn)？ 一個(gè)點(diǎn)陣點(diǎn)代表的實(shí)際原子的種類與數(shù)目？ 正當(dāng)單位格子的邊長？ (4) 若用l=154.2？pm的X-射線做光源，請計(jì)算(100)晶面的一級、二級衍射的sinq值。 a ··· (1) * * a * * ·為Ca *為F ··· (2) d = g·cm-3= 3.20 g·cm-3 (3) b'=a · · * a ' * ·

23、 · 從(110)晶面可以抽出矩形平面格子, 一個(gè)單位格子中含一個(gè)點(diǎn)陣點(diǎn),一個(gè)點(diǎn)陣點(diǎn)代表1個(gè)Ca, 2個(gè)F, 單位格子邊長如圖: a'=a=545pm, b'=a=385.4pm (4)由布拉格公式 sinq=(12+02+02)1/2=0.1414n 當(dāng)n=1時(shí) sinq=0.1414 n=2時(shí) sinq=0.2828 9005 求典型CaF2型晶體的空間利用率。(正，負(fù)；負(fù)，負(fù)接觸) 9006 有一AB2型立方晶系晶體，晶胞中有2個(gè)A，4個(gè)B。2個(gè)A的坐標(biāo)是(1/4,1/4,1/4)， (3/4,3/4,3/4)；4個(gè)B的坐標(biāo)是(0,0,0)，(0,1/2,/2)

24、，(1/2,0,1/2)，(1/2,1/2,0)。請回答： (1) 就相對位置而言， B按何種方式堆積？ (2) A占據(jù)其何種空隙？ (3) A占據(jù)這一空隙的占有率是多少？ (4) 該晶體屬于何種點(diǎn)陣類型？ (5) 結(jié)構(gòu)基元是什么？ (2) 正四面體空隙 (3) 1/4 (4) 立方P (5) A2B4 9007 寫出用實(shí)驗(yàn)方法測定NaCl晶體點(diǎn)陣能(U)的Born-Haber循環(huán)，及所需數(shù)據(jù)的名稱。 測定NaCl晶體的點(diǎn)陣能U,需要金屬Na的升華熱S; Na原子的電離能I; 氯氣的解離能D; Cl原子的電子親和能E; NaCl晶體的生成熱DHf。 9015 已知Ca2+和O2-的離子半徑分別

25、為99？pm和140？pm， CaO晶體中O2-按立方最密堆積排列，晶體結(jié)構(gòu)完全符合離子晶體的結(jié)構(gòu)規(guī)律。Ca2+填入_空隙中，晶體所屬的點(diǎn)群為_， 晶胞參數(shù)為_， 晶體密度為_。(Ca的相對原子質(zhì)量40.0) (a) 八面體 (b) Oh (c) 2×(100+140) pm =480pm (d) 3.36 g·cm-39016 實(shí)驗(yàn)測得鈣離子的半徑=99？pm，硫離子的半徑=184？pm。根據(jù)Pauling規(guī)則推測CaS晶體中Ca2+離子周圍由S2-離子構(gòu)成_配位多面體， Ca2+離子周圍S2-離子的配位數(shù)是_。 八面體型; 6.9056 NaCl 晶體的空間點(diǎn)陣型式為_立方面心 _。 9057 CsCl 晶體的空間點(diǎn)陣型式為_簡單立方 _。 9060 CuI晶體屬六方ZnS 型結(jié)構(gòu)，I-的堆積方式為_，Cu+占_空隙，I-的配位數(shù)為_，一個(gè)點(diǎn)陣點(diǎn)代表_， I-的分?jǐn)?shù)坐標(biāo)為_，Cu+的分?jǐn)?shù)坐標(biāo)