Question

【題目】下圖為CaF2、H3BO3(層狀結(jié)構(gòu)，層內(nèi)的H3BO3分子通過氫鍵結(jié)合)、金屬銅三種晶體的結(jié)構(gòu)示意圖，請(qǐng)回答下列問題：

圖Ⅲ　銅晶體中銅原子堆積模型

(1)圖Ⅰ所示的CaF2晶體中與Ca2＋最近且等距離的F－數(shù)為________________，圖Ⅲ中未標(biāo)號(hào)的銅原子形成晶體后周圍最緊鄰的銅原子數(shù)為__________________________________。

(2)圖Ⅱ所示的物質(zhì)結(jié)構(gòu)中最外能層已達(dá)8電子結(jié)構(gòu)的原子是________，H3BO3晶體中B原子個(gè)數(shù)與極性鍵個(gè)數(shù)比為____________。

(3)金屬銅具有很好的延展性、導(dǎo)電性、傳熱性，對(duì)此現(xiàn)象最簡單的解釋是用________理論。

(4)三種晶體中熔點(diǎn)最低的是________(填化學(xué)式)，其晶體受熱熔化時(shí)，克服的微粒之間的相互作用為____________________________________________________________。

(5)已知兩個(gè)距離最近的Ca2＋核間距離為a×10－8cm，結(jié)合CaF2晶體的晶胞示意圖，CaF2晶體的密度為_______________________________________。

Answer 1

【答案】812O1∶6金屬鍵H3BO3分子間作用力g·cm－3

【解析】

(1)根據(jù)CaF2晶胞結(jié)構(gòu)可知，CaF2晶體中Ca2＋的配位數(shù)為8，F(xiàn)－的配位數(shù)為4，Ca2＋和F－個(gè)數(shù)比為1:2，銅晶體中未標(biāo)號(hào)的銅原子周圍最緊鄰的銅原子為上層1、2、3，同層的4、5、6、7、8、9，下層的10、11、12；(2) H3BO3晶體中B原子最外層三個(gè)電子形成三條共價(jià)鍵，最外層共6個(gè)電子，H原子達(dá)到2電子穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，只有氧原子形成兩條鍵達(dá)到8電子穩(wěn)定結(jié)構(gòu)。H3BO3晶體是分子晶體，相互之間通過氫鍵相連，每個(gè)B原子形成三條B—O極性鍵，每個(gè)O原子形成一條O—H極性價(jià)鍵；(3)金屬鍵理論把金屬鍵描述為金屬原子脫落下來的價(jià)電子形成整塊晶體的電子氣，被所有原子所共用，從而把所有的原子聯(lián)系在一起；(4)H3BO3晶體是分子晶體，熔點(diǎn)最低，熔化時(shí)克服了分子間作用力；(5)一個(gè)晶胞中實(shí)際擁有的離子數(shù)：陽離子數(shù)為8×1/8＋6×1/2＝4，而陰離子為8個(gè)，1個(gè)晶胞實(shí)際擁有4個(gè)“CaF2”。

(1)CaF2晶體中Ca2＋的配位數(shù)為8，F(xiàn)－的配位數(shù)為4，Ca2＋和F－個(gè)數(shù)比為1∶2，銅晶體中未標(biāo)號(hào)的銅原子周圍最緊鄰的銅原子為上層1、2、3，同層的4、5、6、7、8、9，下層的10、11、12，共12個(gè)。 (2)圖Ⅱ中B原子最外層三個(gè)電子形成三條共價(jià)鍵，所以最外層共6個(gè)電子，H原子達(dá)到2電子穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，只有氧原子形成兩條鍵達(dá)到8電子穩(wěn)定。H3BO3晶體是分子晶體，相互之間通過氫鍵相連，每個(gè)B原子形成三條B—O極性鍵，每個(gè)O原子形成一條O—H極性價(jià)鍵，共6條極性鍵，B原子個(gè)數(shù)與極性鍵個(gè)數(shù)比為1∶6。 (3)金屬鍵理論把金屬鍵描述為金屬原子脫落下來的價(jià)電子形成整塊晶體的電子氣，被所有原子所共用，從而把所有的原子聯(lián)系在一起，可以用來解釋金屬鍵的本質(zhì)，金屬的延展性、導(dǎo)電性、傳熱性。(4)H3BO3晶體是分子晶體，熔點(diǎn)最低，熔化時(shí)克服了分子間作用力。(5)一個(gè)晶胞中實(shí)際擁有的離子數(shù)：陽離子數(shù)為8×1/8＋6×1/2＝4，而陰離子為8個(gè)，1個(gè)晶胞實(shí)際擁有4個(gè)“CaF2”，則CaF2晶體的密度為4×78 g·mol－1÷[(a×10－8cm)3×6.02×1023mol－1]≈g·cm－3。