Question

13．1915年諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)授予Henry Bragg和Lawrence Bragg，以表彰他們用X射線對(duì)晶體結(jié)構(gòu)的分析所作的貢獻(xiàn)．
（一）科學(xué)家通過(guò)X射線探明，NaCl、KCl、MgO、CaO晶體結(jié)構(gòu)相似，其中三種晶體的晶格能數(shù)據(jù)如下表：

晶體	NaCl	KCl	CaO
晶格能/（kJ•mol-1）	786	715	3401

四種晶體NaCl、KCl、MgO、CaO熔點(diǎn)由高到低的順序是MgO＞CaO＞NaCl＞KCl
（二）科學(xué)家通過(guò)X射線推測(cè)膽礬中微粒間的作用力，膽礬的結(jié)構(gòu)示意圖1可簡(jiǎn)單表示如下：
（1）膽礬晶體中含有ABC（填字母代號(hào)）
A．配位鍵    B．離子鍵    C．極性共價(jià)鍵
D．金屬鍵    E．氫  鍵    F．非極性共價(jià)鍵
（2）Cu²⁺還能與NH₃、Cl^-等形成配位數(shù)為4的配合物，已知[Cu（NH₃）₄]²⁺具有對(duì)稱的空間構(gòu)型，[Cu（NH₃）₄]²⁺中的兩個(gè)NH₃被兩個(gè)Cl^-取代，能得到兩種不同結(jié)構(gòu)的產(chǎn)物，則[Cu（NH₃）₄]²⁺的空間構(gòu)型為平面正方形．
（3）圖2金屬銅采用下列C（填字母代號(hào)）堆積方式．
（4）圖3是銅的某種氧化物的晶胞結(jié)構(gòu)示意圖，該晶體的密度為a g/cm³，設(shè)阿伏伽德羅常數(shù)的值為N_A，則該晶胞的體積為$\frac{320}{aN{\;}_{A}}$cm³

Answer 1

分析 （一）影響晶體晶格能大小的因素有離子半徑以及離子所帶電荷的多少，晶格能越大熔點(diǎn)越高；
（二）（1）根據(jù)膽礬晶體的結(jié)構(gòu)圖可知，在晶體中水分子與銅離子之間是配位鍵，氫氧之間是極性共價(jià)鍵，硫酸根和銅離子之間為離子鍵，水分子與水分子之間有氫鍵；
（2）根據(jù)[Cu（NH₃）₄]²⁺中的兩個(gè)NH₃被兩個(gè)Cl^-取代，能得到兩種不同結(jié)構(gòu)的產(chǎn)物判斷；
（3）銅是立方最密堆積，據(jù)此判斷；
（4）根據(jù)V=$\frac{m}{ρ}$計(jì)算出體積．

解答 解：（一）離子半徑Mg²⁺＜Na⁺＜O^2-＜Ca²⁺＜Cl^-；離子電荷數(shù)Na⁺=Cl^-＜O^2-=Mg²⁺=Ca²⁺，離子晶體的離子半徑越小，帶電荷數(shù)越多，晶格能越大，則晶體的熔沸點(diǎn)越高，則有NaCl、KCl、MgO、CaO熔點(diǎn)由高到低的順序是MgO＞CaO＞NaCl＞KCl，
故答案為：MgO＞CaO＞NaCl＞KCl；
（二）（1）根據(jù)膽礬晶體的結(jié)構(gòu)圖可知，在晶體中水分子與銅離子之間是配位鍵，氫氧之間是極性共價(jià)鍵，硫酸根和銅離子之間為離子鍵，水分子與水分子之間有氫鍵，
故選ABC；
（2）根據(jù)[Cu（NH₃）₄]²⁺中的兩個(gè)NH₃被兩個(gè)Cl^-取代，能得到兩種不同結(jié)構(gòu)的產(chǎn)物，說(shuō)明為平面結(jié)構(gòu)即平面正方形，故答案為：平面正方形；
（3）銅是立方最密堆積即面心立方堆積，A為體心立方，B為簡(jiǎn)單立方，C為面心立方，D為六方堆積，故選C；
（4）根據(jù)均攤法可知，在每個(gè)晶胞中含有銅原子數(shù)為8×$\frac{1}{8}$+6×$\frac{1}{2}$=4，氧原子數(shù)為4，根據(jù)V=$\frac{m}{ρ}$=$\frac{\frac{4×（16+64）}{N{\;}_{A}}}{a}$cm³=$\frac{320}{aN{\;}_{A}}$cm³，故答案為：$\frac{320}{aN{\;}_{A}}$．

點(diǎn)評(píng) 本題考查的內(nèi)容較雜，涉及到離子晶體的晶格能、金屬晶體結(jié)構(gòu)、配合物的結(jié)構(gòu)及晶胞的計(jì)算等知識(shí)，有一定的綜合性，中等難度．