Question

如圖分別為NaCl、CsCl及金剛石的晶體結構模型．

（1）在NaCl晶體中，在每個Na⁺離子的周圍與它最接近的且距離相等的Na⁺離子共有

 

個．在一個NaCl晶胞中，Cl^-離子的個數等于

 

，Na⁺離子的個數等于

 

．
（2）在CsCl晶體中，每個Cs⁺離子周圍與它最接近的且距離相等的Cs⁺離子共有

 

個．每個Cs⁺離子周圍與它最接近的且距離相等的Cl^-離子共有

 

個．
（3）在金剛石晶體中，每個C原子周圍有

 

個C-C鍵，1mol金剛石，含 C-C鍵

 

mol．
（4）如果將金剛石晶體結構模型中的C原子換成Si原子，并在每個Si-Si鍵中間插入O原子就成了SiO₂的晶體結構模型．那么在SiO₂晶體中，每個Si原子周圍有

 

個O原子，每個O原子

 

個Si原子；每個Si原子周圍有

 

個Si-O鍵，1mol SiO₂中含有

 

mol Si-O鍵．

Answer 1

考點：晶胞的計算

專題：化學鍵與晶體結構

分析：（1）以頂點的鈉離子為研究對象，與其最近的鈉離子為面心的鈉離子，則頂點鈉離子被橫平面、豎平面和側平面共有，且每個平面與其距離最近的鈉離子有4個；利用均攤法計算；
（2）Cs⁺離子位于頂點，被三條棱共有，每條棱有2個Cs⁺離子與它最接近的且距離相等，據此計算；每個頂點的Cs⁺離子被8個小立方體共有，Cl^-離子位于立方體的體心，據此判斷；
（3）根據圖判斷每個C原子可形成的C-C鍵數目；利用均攤法計算；
（4）根據金剛石中每個碳原子周圍有四個碳原子；每個O原子形成兩條共價鍵；金剛石中每個C原子可形成4條C-C鍵；金剛石中，碳碳鍵被兩個碳原子共有，而每個Si可形成四條Si-O鍵．

解答： 解：（1）以頂點的鈉離子為研究對象，與其最近的鈉離子為面心的鈉離子，則頂點鈉離子被橫平面、豎平面和側平面共有，且每個平面與其距離最近的鈉離子有4個，則共有：3×4=12；根據圖可知，Cl^-離子位于棱心和體心，數目為：1+12×

1

4

=4，Na⁺離子位于頂點和面心，數目為：8×

1

8

+6×

1

2

=4，
故答案為：12；4；4；
（2）Cs⁺離子位于頂點，被三條棱共有，每條棱有2個Cs⁺離子與它最接近的且距離相等，則有2×3=6個；每個頂點的Cs⁺離子被8個小立方體共有，Cl^-離子位于立方體的體心，則有8個Cl^-離子與Cs⁺離子周圍與它最接近的且距離相等，
故答案為：6；8；
（3）根據圖判斷每個C原子可形成的C-C鍵數目為4個；每條C-C鍵被兩個C原子共有，每個碳原子可形成：4×

1

2

=2個C-C鍵，則1mol金剛石，含 C-C鍵2mol，
故答案為：4；2；
（4）由于金剛石晶體結構模型中的C原子換成Si原子，并在每個Si-Si鍵中間插入O原子就成了SiO₂的晶體結構模型，根據金剛石中每個碳原子周圍有四個碳原子，則每個Si原子周圍有4個O原子；每個O原子與2個Si原子相連；金剛石中每個C原子可形成4條C-C鍵，則每個Si原子周圍有4條Si-O鍵，故答案為：4；2；4；4．

點評：本題考查晶胞結構和配位數的計算，難度不大，要有一定的空間想象能力．