Question

如图分别为NaCl、CsCl及金刚石的晶体结构模型．

（1）在NaCl晶体中，在每个Na⁺离子的周围与它最接近的且距离相等的Na⁺离子共有

 

个．在一个NaCl晶胞中，Cl^-离子的个数等于

 

，Na⁺离子的个数等于

 

．
（2）在CsCl晶体中，每个Cs⁺离子周围与它最接近的且距离相等的Cs⁺离子共有

 

个．每个Cs⁺离子周围与它最接近的且距离相等的Cl^-离子共有

 

个．
（3）在金刚石晶体中，每个C原子周围有

 

个C-C键，1mol金刚石，含 C-C键

 

mol．
（4）如果将金刚石晶体结构模型中的C原子换成Si原子，并在每个Si-Si键中间插入O原子就成了SiO₂的晶体结构模型．那么在SiO₂晶体中，每个Si原子周围有

 

个O原子，每个O原子

 

个Si原子；每个Si原子周围有

 

个Si-O键，1mol SiO₂中含有

 

mol Si-O键．

Answer 1

考点：晶胞的计算

专题：化学键与晶体结构

分析：（1）以顶点的钠离子为研究对象，与其最近的钠离子为面心的钠离子，则顶点钠离子被横平面、竖平面和侧平面共有，且每个平面与其距离最近的钠离子有4个；利用均摊法计算；
（2）Cs⁺离子位于顶点，被三条棱共有，每条棱有2个Cs⁺离子与它最接近的且距离相等，据此计算；每个顶点的Cs⁺离子被8个小立方体共有，Cl^-离子位于立方体的体心，据此判断；
（3）根据图判断每个C原子可形成的C-C键数目；利用均摊法计算；
（4）根据金刚石中每个碳原子周围有四个碳原子；每个O原子形成两条共价键；金刚石中每个C原子可形成4条C-C键；金刚石中，碳碳键被两个碳原子共有，而每个Si可形成四条Si-O键．

解答： 解：（1）以顶点的钠离子为研究对象，与其最近的钠离子为面心的钠离子，则顶点钠离子被横平面、竖平面和侧平面共有，且每个平面与其距离最近的钠离子有4个，则共有：3×4=12；根据图可知，Cl^-离子位于棱心和体心，数目为：1+12×

1

4

=4，Na⁺离子位于顶点和面心，数目为：8×

1

8

+6×

1

2

=4，
故答案为：12；4；4；
（2）Cs⁺离子位于顶点，被三条棱共有，每条棱有2个Cs⁺离子与它最接近的且距离相等，则有2×3=6个；每个顶点的Cs⁺离子被8个小立方体共有，Cl^-离子位于立方体的体心，则有8个Cl^-离子与Cs⁺离子周围与它最接近的且距离相等，
故答案为：6；8；
（3）根据图判断每个C原子可形成的C-C键数目为4个；每条C-C键被两个C原子共有，每个碳原子可形成：4×

1

2

=2个C-C键，则1mol金刚石，含 C-C键2mol，
故答案为：4；2；
（4）由于金刚石晶体结构模型中的C原子换成Si原子，并在每个Si-Si键中间插入O原子就成了SiO₂的晶体结构模型，根据金刚石中每个碳原子周围有四个碳原子，则每个Si原子周围有4个O原子；每个O原子与2个Si原子相连；金刚石中每个C原子可形成4条C-C键，则每个Si原子周围有4条Si-O键，故答案为：4；2；4；4．

点评：本题考查晶胞结构和配位数的计算，难度不大，要有一定的空间想象能力．