具有规则的几何外形的固体被称为晶体，因而晶体结构往往具有完美的对称性。这是自然界赠送给我们的一份美的享受。如图，直线交点处的圆圈为NaCl晶体中Na+和Cl-所处的位置。

Question

具有规则的几何外形的固体被称为晶体，因而晶体结构往往具有完美的对称性。这是自然界赠送给我们的一份美的享受。

如图，直线交点处的圆圈为NaCl晶体中Na ⁺ 和Cl ^- 所处的位置。这两种离子在空间三个互相垂直的方向上都是等距离排列的。

 

(1)请将其中代表Na ⁺ 的圆圈涂黑（不考虑体积大小），以完成NaCl晶体结构示意图。

(2)晶体中，在每个Na ⁺ 周围与它最接近的且距离相等的Na ⁺ 共有（    ）

A.4个              B.6个               C.8个              D.12个

(3)晶体中，与每个Na ⁺ 距离相等且距离最近的n个Cl ^- 所围成的空间几何构型为（    ）

A.正四面体                              B.正六面体

C.正八面体                              D.正二十面体

(4)晶体中每一个重复的结构单元叫晶胞。在NaCl晶胞中正六面体的顶点上、面上、棱上的Na ⁺ 或Cl ^- 为该晶胞与其相邻的晶胞所共有，一个晶胞中Cl ^- 的个数等于________个，即________（填计算式），Na ⁺ 的个数等于___________，即________________________________（填计算式）。

(5)设NaCl的摩尔质量为M g·mol ^-1 ，食盐晶体的密度为ρ g·cm ^-3 ，阿伏加德罗常数为N _A 。食盐晶体中两个距离最近的Na ⁺ 中心的距离为___________cm。

Answer 1

解析：
本题需要有一定的空间想象能力，并且通过题目给予了高新科技的纳米材料信息，应用了数学的几何知识，是一道具有一定综合性的化学题。 （1）已知在NaCl晶体中，1个Na+周围有6个Cl-，一个Cl-周围有6个Na+，假设体心为Na+，涂黑，即可完成NaCl晶胞结构示意图。（2）根据题目在NaCl晶胞中，围绕中心的Na+沿水平方向切下一个面，在一个面上等距离最近的Na+有4个，在三维图上三个面有3×4=12个Na+。故选择D项。（3）在晶胞中可看出与中心Na+等距离最近的Cl-有6个（即立方体6个面的中心各有1个），用连线连接即为一个正八面体结构。故选择C项。（4）一个晶胞中Cl-的个数等于4，即8×+6×，Na+的个数等于4，即12×+1。（5）一个晶胞的大立方体包括着8个完全相同的小立方体，每个小立方体各含4×=0.5个Na+和0.5个Cl-。设小立方体的边长（即Na+与Cl-的中心距离）为a cm，则ρ= a= 两个最近的Na+中心距离为a=。答案：（1）（2）D  （3）C  （4）4  8×+6×  4  12×+1  （5）