化學(xué)晶體練習(xí)高二下學(xué)期(編輯修改稿)
2025-07-04 16:56 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 領(lǐng)域都有重要的應(yīng)用價值，因而是一種重要的國防、工業(yè)、科研和民用晶體材料。鈮酸鋰的優(yōu)異性能與它的晶體結(jié)構(gòu)是密不可分的，單晶X－射線衍射測試表明，鈮酸鋰屬三方晶系，晶胞參數(shù)a=b=，c=；，其中Li和Nb原子投影重合，它們處于氧原子投影的六邊形中心。⑴ 請在下圖表示的二維晶體結(jié)構(gòu)上畫出一個結(jié)構(gòu)基元。⑵ 假設(shè)下圖是某新型晶體材料LiNbA2沿c軸的投影圖(A原子取代氧的位置)，在這種晶體中，沿a方向兩層Nb原子之間夾著兩層A原子和一層Li原子。請寫出這種新型晶體材料的晶胞類型，并畫出它的一個三維晶胞的透視圖。 6．(共4分)⑴ （2分）⑵ 簡單六方晶胞（2分）(2005年)第12題 (共11分)2005年1月美國科學(xué)家在Science上發(fā)表論文，宣布發(fā)現(xiàn)了Al的超原子結(jié)構(gòu)，并預(yù)言其他金屬原子也可能存在類似的結(jié)構(gòu)，這是一項將對化學(xué)、物理以及材料領(lǐng)域產(chǎn)生重大影響的發(fā)現(xiàn)，引起了科學(xué)界的廣泛關(guān)注。這種超原子是在Al的碘化物中發(fā)現(xiàn)的，以13個Al原子或14個Al原子形成Al13或Al14超原子結(jié)構(gòu)，量子化學(xué)計算結(jié)果表明，Al13形成12個Al在表面，1個Al在中心的三角二十面體結(jié)構(gòu)，Al14可以看作是一個Al原子跟Al13面上的一個三角形的3個Al形成Al—Al鍵而獲得的。文章還指出，All3和All4超原子都是具有40個價電子時最穩(wěn)定。⑴ 根據(jù)以上信息可預(yù)測Al13和Al14的穩(wěn)定化合價態(tài)分別為 和 。A114應(yīng)具有元素周期表中 類化學(xué)元素的性質(zhì)，理由是： 。⑵ 對Al13和A114的Al—Al鍵長的測定十分困難，而理論計算表明，Al13，和Al14中的Al—Al鍵長與金屬鋁的Al—Al鍵長相當(dāng)，已知金屬鋁的晶體結(jié)構(gòu)采取面心立方最密堆積，請估算Al13和Al14：中Al—Al的鍵長。 。⑶ Al13三角二十面體中有多少個四面體空隙，假設(shè)為正四面體空隙，如果在其中攙雜其他原子，請通過計算估計可攙雜原子的半徑最大為多少?12．(共11分) ⑴－1 +2 (Al13 Al142+) (2分，各1分) 堿土金屬 因?yàn)锳l14容易失去2個電子而呈現(xiàn)+2價 (1分) ⑵ 根據(jù)晶體密度公式可得： 故晶胞參數(shù)α=405pm 因?yàn)榻饘黉X形成面心立方晶胞，所以原子半徑與晶胞參數(shù)之間的關(guān)系為： 所以估計AlAl鍵長約為：2r=2143pm=286pm (3分) ⑶ 有20個四面體空隙 (2分) 設(shè)Al的半徑為R，正四面體空隙可以填充的內(nèi)切球半徑為r，則正四面體邊長b=2R，立方體邊長，立方體對角線為：所以 (3分)(2006年)第9題(7分) 1987年，研究者制出一種高溫超導(dǎo)材料釓鋇銅氧，其近似化學(xué)式為YBa2Cu3O7(根據(jù)正負(fù)價平衡，實(shí)際上O的個數(shù)在7之間。故寫為7或6+)，其臨界溫度(Tc)達(dá)到92K。20多年來，此類研究不斷深入，2006年5月，有研究者稱制得了Tc達(dá)150K的氧化物超導(dǎo)材料，圖A為該超導(dǎo)材料的一個晶胞，其中四方錐和四邊形的元素組成如圖B所示，且四方錐的頂點(diǎn)和四邊形的中心均落在晶胞的棱上。仔細(xì)觀察圖，回答下列問題：91 研究表明這類超導(dǎo)體中都有金屬氧層，即晶胞中在c軸幾乎同一高度上排列著金屬原子和氧原子。此晶胞中有 個CuO層，在CuO層中Cu的配位數(shù)是 ，O的配位數(shù)是 。92 除了CuO層以外，此晶體中還有的金屬氧層是 。93 該晶體的近似化學(xué)式為 。94 研究還發(fā)現(xiàn)(1)當(dāng)該晶體中金屬氧層完全對稱排列時，其臨界溫度只有87K。(2)高溫超導(dǎo)材料YBa2Cu3O7中也有CuO層。請據(jù)此提出研制新的高溫超導(dǎo)材料的一個建議： 第9題(7分)91 6 (1分) 4 2 (,共1分)92 BaO層, (In,Sn)O層 (2分)93 (In,Sn)Ba4Tm4Cu6O18+ [(In,Sn) Ba4Tm4Cu6O18也算對。In,Sn個數(shù)可用其他方式表達(dá),之和為2即可](2分)94 改變金屬氧層的排列方式或用其他元素替換Y或In (1分)(2006年)第10題(9分) 鋰離
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