晶体的计算1.NaCl晶胞如图所示。在晶胞中,表示Cl-,表示Na+。已知NaCl晶体的密度为ρg·cm-3,NaCl的摩尔质量为Mg·mol-1,阿伏加德罗常数的值为NA,则在NaCl晶体中每个Na+和与之等距且最近的Na+之间的距离为()A.cmB.cmC.cmD.cm【解析】选B。设该立方体晶胞的边长为acm,依题意可知:=ρ,解得a=,而在晶胞中每个Na+和与之等距且最近的钠离子之间的距离为acm,故B项正确。2.(2020·厦门高二检测)如图是CaF2晶胞的结构图。下列说法正确的是()A.一个CaF2晶胞中含有8个Ca2+B.一个CaF2晶胞中含有8个F-C.在CaF2晶胞中Ca2+的配位数为4D.在CaF2晶胞中F-的配位数为8【解析】选B。根据晶胞结构可知,一个CaF2晶胞中含有的Ca2+和F-的个数分别为4个、8个,所以A不正确、B正确;离子晶体中离子的配位数是指一个离子周围最邻近的异电性离子的数目。根据晶胞的结构可判断Ca2+的配位数是8,F-的配位数是4,即选项C、D都是错误的。3.(2020·常德高二检测)由Al元素和N元素形成的某种化合物的晶胞如图所示,已知N原子位于晶胞体对角线的处。假设该化合物晶体的密度为ρg·cm-3,NA为阿伏加德罗常数的值,则晶胞中相距最近的两个N原子之间的距离为()A.cmB.cmC.cmD.cm【解析】选A。将题图中立方体顶面上的4个顶点从左上角小球开始按逆时针方向依次标为1、2、3、4,将立方体的体心和1、3号球连接起来,则形成1个等腰三角形,晶胞中相距最近的两个N原子之间的距离即为该等腰三角形的中位线的长度,故两个相距最近的N原子之间的距离等于晶胞面对角线的一半。根据晶胞结构可知,1个晶胞中含有4个N原子、4个Al原子,设晶胞棱长为acm,则晶体的密度ρg·cm-3=×g·cm-3,即a=,由此可知相距最近的两个N原子之间的距离为cm。4.氮元素可形成丰富多彩的物质。(1)光化学烟雾易在PM2.5的催化作用下形成,其中含有NOx、O3、CH2CHCHO、HCOOH等二次污染物。下列说法正确的是________(填字母)。A.N2O与CO2互为等电子体B.O3的沸点高于O2的沸点C.CH2CHCHO分子中碳原子采取sp2和sp3杂化D.HCOOH在水中的溶解度大,与氢键有关(2)在配合物中,微粒NH3、N、NH2OH中不能作为配体的是________。(3)图a为六方氮化硼晶体的结构示意图,该晶体中存在的作用力有________。(4)六方氮化硼在高温高压下可转化为立方氮化硼,立方氮化硼的晶胞结构如图b所示,晶胞棱长为dcm,该晶胞中含有________个氮原子、________个硼原子,立方氮化硼晶体的密度为________g·cm-3(设阿伏加德罗常数的值为NA)。【解析】(1)N2O与CO2分子中均含有3个原子,价电子数均为16,二者互为等电子体,A项正确;O3、O2均为分子晶体,O3的相对分子质量较大,分子间作用力更强,所以O3的沸点高于O2的沸点,B项正确;CH2CHCHO分子中每个碳原子均形成3个σ键,没有孤电子对,故碳原子采取sp2杂化,C项错误;HCOOH在水中与水分子之间形成氢键,故HCOOH在水中的溶解度大,D项正确。(2)NH3、NH2OH中N均含有孤电子对,均可作为配体,而N中N没有孤电子对,不能作为配体。(3)层内N原子与B原子之间形成共价键,层间作用力为范德华力。(4)1个晶胞中所含N原子个数为4,B原子个数为8×+6×=4,则1个晶胞的质量为g,晶体的密度为4×g÷(dcm)3=g·cm-3。答案:(1)ABD(2)N(3)共价键、范德华力(4)445.CaF2晶胞结构如图Ⅰ所示,Cu晶体中铜原子堆积方式如图Ⅲ所示,图Ⅱ为H3BO3晶体结构图(层状结构,层内的H3BO3分子通过氢键结合)。(1)图Ⅰ所示的晶胞中离Ca2+最近且等距离的Ca2+数为________,图Ⅲ中未标号的Cu原子形成晶体后周围最紧邻的Cu原子数为________。(2)H3BO3晶体中B原子的杂化方式为________;CNO-的空间构型为________。(3)三种晶体熔点由高到低的顺序为____________________________(填化学式),H3BO3晶体受热熔化时克服的微粒之间的相互作用为__。【解析】(1)题图Ⅰ所示晶胞结构中,离Ca2+最近且等距离的Ca2+数为12;题图Ⅲ中未标号的铜原子形成晶体后周围最紧邻的铜原子数为3+6+3=12。(2)H3BO3中B的价电子对数为3,故硼原子采取sp2杂化;CNO-与CO2互为等电子体,CO2为