结构化学习题集

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9-5 已知MgS和MnS立方晶胞参数为520pm,是负-负离子接触、正负离子不接触类型,CaS(a=567pm),

CaO(a=480pm), MgO(a=420pm)为正负粒子接触、负-负离子不接触类型,请问这些体系中离子半径各是多少?

9-6,某金属氧化物属立方晶系,晶体密度为3.581g·cm3,用X射线衍射(Cu Kα线)测得各衍射角分

别为:18.5°,21.5°,31.2°,37.4°,39.4°,47.1°,52.9°,54.9°,根据计算说明: (1)金属氧化物晶体的点阵形式; (2)计算晶胞参数;

(3)计算金属离子M的相对原子质量;

(4)若正负离子半径比为0.404,试确定离子在晶胞中的分数坐标。

9-7,已知BeO晶体结构属六方ZnS型,而Be2+,O2离子半径分别为31pm,140pm,试从离子半径比推

测BeO晶体的结构型式,并与实际情况比较,说明原因。

9-8,FeSO4单晶属正交晶系,其晶胞参数为a=482pm,b=684pm,c=867pm,试用Te Kα的X射线(λ=45.5pm),

计算在(100),(010),(111)面各自的衍射角。

9-9,氟化钾晶体属立方晶系,用Mo Kα线(λ=70.8pm)拍摄衍射图(相机半径为57.4mm),各衍射线sin2θ

值如下:0.0132,0.0256,0.0391,0.0514,0.0644,0.0769,0.102,0.115,0.127,0.139…… (1)先对各条衍射线指标化,然后推测KF的点阵形式,计算晶胞参数;

(2)已知KF晶体中,负离子作简单立方堆砌,正离子填在八面体空隙,K+,F离子半径分别为133

和136pm,计算晶胞参数;

9-10,金红石(TiO2)为四方晶体,晶胞参数为:a=458pm, c=295pm,原子分数坐标为:

Ti:0, 0, 0; 1/2, 1/2, 1/2;

O:u, u, 0; u, u, 0; 1/2+u, 1/2-u, 1/2; 1/2-u, 1/2+u, 1/2;其中u=0.31 (1)说明Ti,O原子各自的配位情况; (2)计算z值相同的Ti-O最短间距。

9-11,β-SiC为立方晶体,晶胞参数α=435.8pm,晶胞内原子分数坐标如下:

C:0, 0, 0; 1/2, 1/2, 0; 1/2, 0, 1/2; 0, 1/2, 1/2;

Si:1/4, 1/4, 1/4; 1/4, 3/4, 3/4; 3/4, 1/4, 3/4; 3/4, 3/4, 1/4; (1)确定该晶体点阵型式; (2)计算晶体密度;

(3)计算晶体中C-Si键长和Si原子的共价半径(C原子共价半径为77pm)。 9-12,Na2O为反CaF2型结构,晶胞参数a=555pm,

(1)计算Na+的半径(已知O2半径为140pm);

(2)计算晶体密度。

9-13,氯化铯晶体属立方晶系,密度为3.97g·cm3,晶胞参数a=411pm,晶体衍射强度特点是:h+k+l

为偶数时强度很大,而h+k+l为奇数时强度很小,根据CsCl结构用结构因子分析以上现象。 9-14,用粉末法可测定KBr,LiBr,KF,LiF均属NaCl型结构,晶胞参数分别为658pm,550pm,534pm,

402pm,试由这些数据推出Br,K+,F,Li+的离子半径。

9-15,请根据六方ZnS和NiAs晶体的结构图,写出晶胞中各离子的原子分数坐标。 9-16 试分析AB2型共价晶体白硅石(SiO2)的结构,并指出晶胞中的结构单元数。

9-17,某个三元晶体属立方晶系,晶胞顶点位置为A元素占据,棱心位置为B元素占据,体心位置为C

元素占据,

(1)写出此晶体的化学组成; (2)写出晶胞中原子分数坐标;

(3)A原子与C原子周围各有几个B原子配位。 9-18,已知KIO3为立方晶系,a=446pm,原子分数坐标为:

K(0, 0, 0),I(1/2, 1/2, 1/2),O(0, 1/2, 1/2)(1/2, 0, 1/2)(1/2, 1/2, 0) (1)晶体属何种点阵型式; (2)计算I-O,K-O最近距离;

(3)画出(100),(110),(111)晶面上原子的排布;

(4)检验晶体是否符合电价规则,判断该晶体中是否存在分离的配位离子基团。

9-19,冰的某种晶型为六方晶系,晶胞参数a=452.27pm,c=736.71pm,晶胞含4个分子,其中氧原子的原

子分数坐标为:0, 0, 0;0, 0, 3/8;2/3, 1/3, 1/2;2/3, 1/3, 5/8。 (1)画出冰的晶胞示意图; (2)计算冰的密度;

(3)计算氢键O-H…O长度。

9-20,高温超导晶体YBa2Cu4O8属正交晶系,空间群为Ammn,晶胞参数为a=b=390pm,c=2720pm,晶胞

中原子分数坐标为:

Y: 1/2, 1/2, 0; Ba:1/2, 1/2, 0.13; Cu:0, 0, 0.21; 0, 0, 0.06;

O: 0, 1/2, 0.05; 1/2, 0, 0.05; 0, 1/2, 0.22; 0, 0, 0.15; 试画出晶胞的示意图。

9-21,某尖晶石组成为:Al 37.9%,Mg 17.1%,O 45%,密度为3.57g·cm3,立方晶胞参数为a=809pm,

求晶胞中各种原子的式量数。

9-22,MgO和NaF是等电子分子,并与NaCl为同样的晶体结构。试解释MgO晶体硬度是NaF晶体的2

倍,熔点也高很多(前者2800℃,后者993℃)。

9-23,C60构成立方最密堆积,晶胞参数为a=1420pm,C60构成六方最密堆积,晶胞参数为 a=b=1002pm,

c=1639pm

(1)ccp, hcp结构中,各种多面体孔隙能容多大半径的小球?

(2)C60和碱金属形成的K3C60晶体具有超导性。试问在C60形式的立方面心堆砌中,K占据哪些多面体空隙,百分数为多少?请写出K在晶胞中的原子分数坐标。

9-24,尖晶石化学组成为AB2O4,氧离子作立方最密堆积,当金属离子A占据四面体空隙时,称正常尖晶

石,而A占据八面体空隙时,称反式尖晶石,试用配位场稳定化能预测NiAl2O4是何种尖晶石。 9-25, 绿柱石[ Be3Al2(SiO3)6]属六方晶系,空间群为P6/mcc

(1) [(SiO3)6]12- 基团由6个共享顶点的SiO4四面体组成, 它们排列成一个环, 对称性为6/m, 画出它的

结构.

(2) 讨论Be, Al 可能的配位模式.

9-26, 二氟化氙XeF2晶体结构已由中子衍射测定.晶体属四方晶系 a=431.5pm, c=699pm, 空间群为I4/mmm,

晶胞中有2个分子, 原子分数坐标为 Xe: 0,0,0; 1/2,1/2,1/2;

F : 0,0,z; 0,0,-z; 1/2,1/2,1/2+z; 1/2,1/2,1/2-z (1)给出系统消光条件; (2) 画出晶胞简图;

(3) 假定Xe-F键长200pm, 计算非键F…F, Xe…F 最短距离。

9-27 霰石类碳酸钙晶体属正交晶系,晶胞参数为 a=574.1pm, b=796.8pm, c=495.9pm , 计算 用波长

83.42pm 铝X射线(100)、(010)、(111)衍射角。

9-28 橄榄石(Mg2SiO4)晶体属正交晶系,O2-作假六方堆积,Si4+位于四面体空隙,Mg2+位于八面体空隙 (1)试画出晶胞图

(2)用 Pauling规则说明是SiO44-是单独存在。 9-29 试用电价规则解释下列几种酸的酸性大小次序

HClO4 > H2SO4 > H3PO4 > H4SiO4

9-30 SiP2O7 晶体结构测定表明 P2O74-结构如图所示,外侧O离子还与一个Si4+连接,Si4+周围的6个O配

位成八面体

(1) 用电价规则计算,说明是否为稳定离子 (2) 解释两种P-O键不等长的原因。

9-31 KMgF3 晶体属立方晶系,粉末衍射各衍射线sin2θ 值如下:0.0080, 0.0157, 0.0238, 0.0317, 0.0394, 0.0472, 0..0632, 0.0719… (1)试确定晶体点阵形式

(2)X射线波长为154pm,试确定晶胞参数

(3)若三种离子半径为 rK+=133pm, rF-=136pm, rMg2+=78pm, 判断晶胞中分子个数。

(4)已知(100)衍射线未出现,试用结构因子判断K+、Mg2+离子在晶胞中的位置。 9-32 联苯属单斜晶系,晶胞参数为 a=824pm, b=573pm, c=951pm, β=94.5° (1) 若晶胞密度为1.16gcm-1, 确定晶胞中分子个数。

(2)当h 为奇数时,h0l 发生系统消光;当k为奇数时,0k0发生系统消光。确定晶体点阵形式。 (3)推测分子对称性及其在晶胞中的位置。

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