晶体结构测试题2

1晶体结构测试题（Ⅱ）姓名___________1、最近发现一种由钛原子和碳原子构成的气态团簇分子，如右图所示，顶角和面心的原子是钛原子，棱的中心和体心的原子是碳原子，它的化学式是什么？（全国初赛试题）2、理想的宏观单一晶体呈规则的多面体外形。多面体的面叫晶面。今有一枚MgO单晶如下图所示。它有6个八角形晶面和8个正三角形晶面。宏观晶体的晶面是与微观晶胞中一定取向的截面对应的。已知MgO的晶体结构属NaCl型。它的单晶的八角形面对应于它的晶胞的面。请指出排列在正三角形晶面上的原子（用表示原子，至少画出6个原子，并用直线把这些原子连起来，以显示它们的几何关系）。（▲注：画出一种原子即可）（全国初赛试题）3、今年3月发现硼化镁在39K呈超导性，可能是人类对超导认识的里程碑。在硼化镁晶体的理想模型中，镁原子和硼原子是分层排布的，像维夫饼干，一层镁一层硼的相间。如左下图是该晶体微观空间中取出的部分原子沿C轴方向的投影，白球是镁原子投影，黑球是硼原子投影，图中硼原子和镁原子投影在同一平面上。⑴由左下图可确定硼化镁的化学式为_______________⑵在右下图的方框里画出硼化镁的一个晶胞的示意图，标出该晶胞内，面，棱，顶角上可能存在的所有硼原子和镁原子。a=bc，c轴向上硼化镁的晶体结构示意图24、(全国初赛试题)超硬材料氮化铂是近年来的一个研究热点。它是在高温，超高压条件下合成的（50GPa，2000K）。由于相对于铂，氮原子的电子太少，衍射强度太弱，单靠X—射线实验难以确定氮化铂晶体中氮原子数和原子坐标，2004年以来，先后提出过氮化铂的晶体结构有闪锌矿型，岩盐型（NaCl）和萤石型，2006年4月11日又有人认为氮化铂的晶胞如下图所示（图中的白球表示氮原子，为便于观察，该图省略了一些氮原子）。结构分析证实，氮是四配位的，而铂是六配位的：Pt—N键长均为209.6pm，N—N键长均为142.0pm（对比：N2分子的键长为110.0pm）（1）氮化铂的上述四种立方晶体在结构上有什么共同点？（2）分别给出上述四种氮化铂结构的化学式。（3）试在本题的附图上排选一个氮原子，不添加原子，用粗线画出所选氮原子的配位多面体。（4）请在本题的备用图上添加六个氮原子（添加的氮尽可能靠前）。5、（全国冬令营试题）石墨晶体由层状石墨“分子”按ABAB方式堆积而成，如图一所示，图中用虚线标出了石墨的一个六方晶胞。（1）试确定该晶胞的碳原子数。（2）写出晶胞内各碳原子的坐标。（3）已知石墨的层间距为334.8pm，C—C键长为142pm，计算石墨晶体的密度。石墨可用作锂离子电池的负极材料，充电时发生如下反应：Li1—XC6+xLi++xe-→LiC6,其结果是，Li+嵌入石墨的A、B层间，导致石墨的层堆积方式发生改变，形成化学式为LiC6的嵌入化合物。（4）图二给出了一个Li+沿C轴投影在A层上的位置，试在图上标出与该离子临近的其它六个Li+的投影位置。（5）在LiC6中，Li+与相邻石墨六元环的作用力属何种键型？（6）某石墨嵌入化合物每个六元环都对应一个Li+，写出它的化学式，画出它的晶胞（C轴向上）。锂离子电池的正极材料为层状结构的LiNiO2，已知LiNiO2中Li+和Ni3+均处于氧离子组成的正八面体体心位置，但处于不同层中。（7）将化学计量的NiO和LiOH在空气中加热到700℃可得LiNiO2，试写出反备用图3应方程式。（8）写出LiNiO2正极的充电反应方程式。（9）锂离子完全脱嵌时LiNiO2的层状结构会变得不稳定，用铝取代部分镍形成LiNi1-yAlyO2可防止Li+完全脱嵌而起稳定结构的作用，为什么？6、下图是碘晶体的晶胞沿X轴的投影。碘属于正交晶系，晶胞参数：a=713.6pm,b=468.6pm,c=978.4pm,碘原子的坐标参数为（0,0.15434,0.11741）。（1）碘晶体的一个晶胞里含有的碘分子数；（2）请写出晶胞内所有碘原子的坐标参数；（3）计算碘晶体的密度；（4）碘原子共价单键半径r1（5）在晶体中，I2分子在垂直于x轴的平面堆积呈层型结构，计算：层内分子间的最短接触距离d1；层间分子间的最短距离d2；已知碘原子的范德华半径r2可由几个数值相近的分子间接触距离平均求得，其值为218pm，比较层内分子间的接触距离d1和范德华半径r2的大小，能得出什么结论？（6）碘分子呈哑铃型，画出其结构，并标出主要参数。Li+图二abABA图一c2’18’77’1’2856’5’643X=0X=1/2yZ