化學晶體練習高二下學期-資料下載頁
2025-06-07 16:56本頁面
【正文】 （1分）103 （2分）(2007年)第11題 （7分）同時具備幾種功能的多功能材料往往具有特殊的用途而成為材料領域的熱點。南京師大結構化學實驗室最近設計合成了一種黃色對硝基苯酚水合物多功能晶體材料：C6H5NO3實驗表明，加熱至94℃時該晶體能由黃色變成鮮亮的紅色，在空氣中溫度降低又變?yōu)辄S色，即具有可逆熱色性；同時實驗還表明它具有使激光倍頻的二階非線性光學性質(zhì)。X射線衍射結果表明該晶體屬于單斜晶系，晶胞參數(shù)a= pm，b= pm，c=，α=γ=176。，β=176。， g cm3，在晶體中水分子通過氫鍵把對硝基酚分子連接起來而形成層狀結構。111 在上述晶體中形成氫鍵的氧原子坐標為（，；，；，），請計算晶體中氫鍵的鍵長。112 預期上述晶體材料可以作為摻雜材料的主體，在層間嵌入某種金屬離子而形成具有特殊功能的摻雜材料，嵌入離子的密度與材料性質(zhì)密切相關。假設在晶體中每個苯環(huán)通過靜電與一個嵌入離子相互作用，試計算每立方厘米上述晶體能嵌入離子的數(shù)目。113 熱分析試驗表明，當溫度升高到94℃時該晶體開始失重，到131℃重量不再變化，%。試給出該晶體完全變色后的化學式；并據(jù)此分析具有可逆熱色性的原因；設計一個簡單的實驗來驗證這種分析。第11題（7分）111 γ氫鍵 = pm （2分）112 晶胞體積V=**(180—)=根據(jù)密度計算公式可得每個晶胞中含苯環(huán)數(shù)：每立方厘米包含的嵌入離子數(shù)： （2分）113 C6H5NO3 ，%，說明從變色開始到完全變色是因為該晶體失去全部結晶水，從而變色后的化學式為C6H5NO3。具有 可逆熱色性的原因是：晶體加熱到某一溫度失去結晶水，晶體結果發(fā)生變化；溫度降低，晶體又可以吸收空氣中的水而是晶體結果幅員從而顏色復原。驗證實驗：把加熱變色后的晶體防入實驗室的干燥器中，會發(fā)現(xiàn)在溫度降低后顏色不能復原，而拿到空氣下晶體顏色很快就能復原，說明吸收了空氣中的水而使晶體結構得到了還原。所以失水和吸水是該晶體呈現(xiàn)可逆熱色性的根本原因 （3分）(2008年)11．(共10分)熱電材料又稱溫差電材料，是一種利用材料本身溫差發(fā)電和制冷的功能材料，在能源與環(huán)境危機加劇和提倡綠色環(huán)保的21世紀，具有體積小、重量輕、無傳動部件和無噪聲運行等優(yōu)點的熱電材料引起了材料研究學者的廣泛重視。近來，美國科學家在國際著名學術期刊Science上報道了一種高效低溫的熱電材料，下圖是其沿某一方向的一維晶體結構。圖1圖2111在上圖中畫出它們的結構基元；結構基元的化學式分別為圖1_________，圖2___________。112現(xiàn)在，熱材料的研究主要集中在金屬晶體上，Ti就是制備熱電材料的重要金屬之一，已知Ti的原子半徑為145pm，作A3型堆積，請計算金屬晶體Ti的晶胞參數(shù)和密度。113電熱晶體NiTiSn是著名的HalfHeusler化合物結構，Sn作A1型堆積，Ti填充Sn的八面體空隙，Ni在Ti的周圍形成四面體，并且相鄰NiTi和 NiSn距離相等，試畫出一個NiTiSn的晶胞結構圖，并用文字說明Ni的位置。114納米粒子的量子尺寸可以顯著提高材料的熱電性能，表面原子占總原子數(shù)的比例是其具有量子尺寸效應的重要影響因素，假設某NiTiSn顆粒形狀為立方體，邊長為NiTiSn晶胞邊長的2倍，試計算表面原子占總原子數(shù)的百分比(保留一位小數(shù))。第11題 （10分）參考答案：111 ?。?分）（1分）注：實線或虛線部分畫一個即可。結構基元的化學式分別是圖1 CdBr3 ，圖2 Bi2Te3 。（各1分）112 晶胞參數(shù)：Ti作A3型堆積，所以為如圖所示六方晶胞。在A3型堆積中取出六方晶胞，平行六面體的底是平行四邊形，則晶胞參數(shù)：a = b = 2r = 2180。145 = 290pm由晶胞可以看出，六方晶胞的邊長c為四面體高的兩倍，即：晶體密度： 平行四邊形的面積：（2分）113 NiTiSn的晶胞結構圖：Ni處在Sn的一半四面體空隙中，（或Ni處在一半小立方體中）。（2分）114 邊長為NiTiSn晶胞邊長2倍的納米顆粒的總原子數(shù)＝53＋48＝157 表面原子數(shù)＝526－82－123＝98 或：表面原子數(shù)＝53－33＝98 表面原子數(shù)/總原子數(shù)＝98/157＝%（2分）12
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