Question

如圖是鉈化鈉的晶胞結(jié)構(gòu)：
（1）若忽略T1，則Na離子的空間結(jié)構(gòu)跟哪種常見物質(zhì)的晶體結(jié)構(gòu)一樣？

 

．
（2）該物質(zhì)化學(xué)式為

 

．
（3）（a）T1的原子序數(shù)是81，寫出它在元素周期表中的位置

 

．
（b）寫出Na的核外電子排布

 

．
（4）在該晶體中T1和Na的化合價(jià)分別是：

 

、

 

．
（5）已知該晶體是立方晶系，Na、T1最近距離為a pm，寫出計(jì)算該晶體的密度

 

．（已知阿佛加德羅常數(shù)：N_A?mol^-1）

Answer 1

考點(diǎn)：晶胞的計(jì)算,原子核外電子排布,判斷簡單分子或離子的構(gòu)型

專題：化學(xué)鍵與晶體結(jié)構(gòu)

分析：（1）根據(jù)晶胞結(jié)構(gòu)圖可知，在晶胞的每個(gè)棱邊的中點(diǎn)上各有一個(gè)鈉離子，體心上也有一個(gè)鈉離子，在由三個(gè)相鄰的棱邊中點(diǎn)和體心構(gòu)成的互不相鄰的四個(gè)正四面體的中心也有一個(gè)鈉離子，這樣將所有鈉離子連起來，結(jié)構(gòu)與金剛石的結(jié)構(gòu)相似，據(jù)此答題；
（2）根據(jù)均攤法可算出晶胞中所含有的T1和Na的個(gè)數(shù)，再寫出化學(xué)式；
（3）（a）T1的原子序數(shù)是81，所以它在第六周期，第ⅢA族，據(jù)此答題；
 （b）Na是11號(hào)元素，根據(jù)核外電子排布規(guī)律可以寫出核外電子排布式；
（4）根據(jù)鉈化鈉的化學(xué)式及化合價(jià)代數(shù)和為零，可以確定化合價(jià)；
（5）利用ρ=

m

V

計(jì)算．

解答： 解：（1）根據(jù)晶胞結(jié)構(gòu)圖可知，在晶胞的每個(gè)棱邊的中點(diǎn)上各有一個(gè)鈉離子，體心上也有一個(gè)鈉離子，在由三個(gè)相鄰的棱邊中點(diǎn)和體心構(gòu)成的互不相鄰的四個(gè)正四面體的中心也有一個(gè)鈉離子，這樣將所有鈉離子連起來，結(jié)構(gòu)與金剛石的結(jié)構(gòu)相似，故答案為：金剛石；
（2）根據(jù)均攤法可算出晶胞中含有的T1的原子數(shù)為8×

1

8

+6×

1

2

+4=8和Na的個(gè)數(shù)為12×

1

4

+1+4=8，所以該晶胞中鈉離子和鉈離子個(gè)數(shù)為8：8=1：1，所以其化學(xué)式為NaTl，故答案為：NaTl；
（3）（a）T1的原子序數(shù)是81，所以它在第六周期，第ⅢA族，故答案為：第六周期，第ⅢA族；
 （b）Na是11號(hào)元素，根據(jù)核外電子排布規(guī)律可以寫出核外電子排布式為：1s²2s²2p⁶3s¹，故答案為：1s²2s²2p⁶3s¹；
（4）鉈化鈉的化學(xué)式為NaTl，Na顯+1價(jià)，根據(jù)鉈化鈉的化學(xué)式及化合價(jià)代數(shù)和為零，則T1顯-1價(jià)，故答案為：-1、+1；
（5）體內(nèi)小立方體中黑色球與白色球之間距離最近，小立方體上面處于對(duì)角線的兩個(gè)白色球之間的距離=

2

a pm，1個(gè)白色球與周圍4個(gè)白色球形成正四面體，中心到頂角距離為

2

a pm，中心原子到面的距離等于到頂點(diǎn)距離的

1

3

，所以頂點(diǎn)到面的距離=

2

3

pm，正四面體兩個(gè)頂點(diǎn)上鉈原子的距離=2

( 2 )2-( 2 3 )2

apm=

8

3

apm，晶胞對(duì)角線的距離=

16

3

apm，晶胞的棱長=

8 3

apm，該晶胞的體積=（

8 3

apm）³，ρ=

204+23 NA ×8

( 8 3 a×10-10)3

g/cm³=

681 3

8×10-30NAa3

g/cm³，
故答案為：=

681 3

8×10-30NAa3

g/cm³．

點(diǎn)評(píng)：本題考查了晶胞的結(jié)構(gòu)、均攤法的計(jì)算、元素周期表、化合價(jià)、晶胞密度的計(jì)算，都是一些基礎(chǔ)的問題，難度不大，關(guān)鍵是要掌握牢基礎(chǔ)知識(shí)．