2023年高考化学---晶胞结构的分析与计算(题型课)解析.pdf

2023 年高考化学晶胞结构的分析与计算(题型课)解析 题型一 晶体结构的分析方法 【提素能·归纳】 1 ．晶胞结构的分析 (1)判断某种微粒周围等距且紧邻的微粒数目时，要注意运用三维想象法。如 NaCl 晶 ＋ ＋ ＋ 体中，Na 周围的 Na 数目(Na 用 “”表示) ： 每个面上有 4 个，共计 12 个。 (2)记住常见晶体如干冰、冰、金刚石、SiO 、石墨、CsCl、NaCl、K、Cu 等的空间结 2 构及结构特点。当题中信息给出的某种晶胞空间结构与常见晶胞的空间结构相同时，可以直 接套用该种结构。 2 ．晶胞中微粒数目的计算方法——均摊法 (1)原则：晶胞中任意位置上的一个原子如果是被 n 个晶胞所共有，那么，每个晶胞对 1 这个原子分得的份额就是 。 n (2)方法 长方体(包括立方体)晶胞中不同位置的微粒数的计算方法如图所示： 3 ． “均摊法”在晶胞组成计算中的应用 (1)计算一个晶胞中微粒的数目 非平行六面体形晶胞中微粒数目的计算同样可用 “均摊法” ，其关键仍是确定一个微粒 为几个晶胞所共有。例如，石墨晶胞： 1 每一层内碳原子排成六边形，其顶点(1 个碳原子)对六边形的贡献为 ，那么一个六边 3 1 形实际有 6× ＝2 个碳原子。 3 又如，六棱柱晶胞(MgB 晶胞)中，顶点上的原子为 6 个晶胞(同层 3 2 个，上层或下层 3 个)共有，面上的原子为 2 个晶胞共有，因此镁原子个 1 1 数为 12× ＋2× ＝3 个，硼原子个数为 6。 6 2 (2)计算化学式 角度一 晶胞中微粒数目及晶体化学式的计算 [典题示例 1] (1)(2019·江苏高考)一个 Cu O 晶胞(如图)中，Cu 原子的数目为________。 2 (2)某 Fe N 的晶胞如图 1 所示，Cu 可以完全替代该晶体中 a 位置 Fe 或者 b 位置 Fe ， x y 形成 Cu 替代型产物 Fe Cu N 。Fe N 转化为两种 Cu 替代型产物的能量变化如图 2 所 (x －n) n y x y 示，其中更稳定的 Cu 替代型产物的化学式为________________。 1 [解析] (1)由题图可知，一个晶胞中白球的个数＝8× ＋1 ＝2 ；黑球的个数＝4 ，因此 8 白球代表的是 O 原子，黑球代表的是 Cu 原子，即 Cu 原子的数目为 4。(2)能量越低越稳定， 1 从图 2 知，Cu 替代 a 位置 Fe 型晶胞更稳定，其晶胞中 Cu 位于 8 个顶点，N(Cu) ＝8× ＝