Question

【题目】下图为几种晶体或晶胞的示意图：

请回答下列问题：

（1）冰、金刚石、MgO、CaCl2、干冰5种晶体的熔点由高到低的顺序为_____。

（2）MgO晶体中，距每个O2-最近且距离相等的O2-有_____个。

（3）每个Cu晶胞中实际占有_____个Cu原子；CaCl2晶体中Ca2＋的配位数为_____。

（4）冰的熔点远高于干冰，除 H2O 是极性分子、CO2 是非极性分子外， 还有一个重要的原因是____。

（5）金刚石晶胞含有_________个碳原子；若碳原子半径为 r，根据硬球接触模型，列式表示碳原子在晶胞中的空间占有率_____（计算结果为含π的分数，不要化为小数或百分数）。

Answer 1

【答案】金刚石＞MgO＞CaCl2＞冰＞干冰 12 4 8 水分子之间形成氢键 8 π

【解析】

(1)熔点的一般规律：原子晶体＞离子晶体＞分子晶体，同种晶体根据微粒间的作用力大小比较；

(2)MgO的晶体结构与NaCl的晶体结构相似；

(3)Cu原子占据面心和顶点，根据均摊法计算；根据图可知，每个Ca2+周围有8个Cl-，而每个Cl-周围有4个Ca2+；

(4)分子间含有氢键时，其熔沸点较高；

(5)利用均摊法计算。

(1)熔点的一般规律：原子晶体＞离子晶体＞分子晶体，冰和干冰属于分子晶体，熔点：冰＞干冰，MgO和CaCl2属于离子晶体，熔点：MgO＞CaCl2，金刚石是原子晶体，则熔点由高到低的顺序为：金刚石、MgO、CaCl2、冰、干冰；

(2)MgO的晶体结构与NaCl的晶体结构相似，以顶点为O2-离子研究，与之最近的O2-离子位于面心，每个顶点为12个面共用，故MgO晶体中一个O2-周围和它最邻近且距离相等的O2-有12个；

(3)Cu原子占据面心和顶点，则每个Cu晶胞中实际占有的原子数为×8+×6=4；根据氯化钙的晶胞图可知，每个Ca2+周围有8个Cl-，而每个Cl-周围有4个Ca2+，所以CaCl2晶体中Ca2+的配位数为8；

(4)冰的熔点远高于干冰，除H2O是极性分子、CO2是非极性分子外，水分子间含有氢键，氢键的作用力大于范德华力，所以其熔沸点较高；

(5)晶胞中顶点微粒数为：8×=1，面心微粒数为：6×=3，体内微粒数为4，共含有8个碳原子；碳原子的体积为：8××π×r3，设金刚石晶胞的边长为a，晶胞体积为：a3，晶胞内含有四个碳原子，则晶胞体对角线长度与四个碳原子直径相同，即a=8r，r=a；碳原子的空间利用率为：==π。