X射线粉末法测定晶体结构

实验17 X射线粉末法测定晶体结构

实验目的

1. 掌握X射线粉末法的基本原理，初步了解X射线衍射仪的构造和使用方法；

2. 根据X射线粉末衍射谱图，分析鉴定多晶样品的物相。

实验原理

通过物质结构课的学习，我们已经知道：晶体具有周期性结构，凡是结晶物质，都具有其特有的晶体结构类型，它的晶胞大小、晶胞中所含原子、离子或分子的数目以及它们在晶胞中所处的位置也各具特征，所以在X射线照射下，呈现出具有衍射特征的物相图，如同人的指纹一样。例如金刚石和石墨，它们的化学成分相同，但由于其碳原子间的结构不同，因此两者物相图上的衍射数据是不同的，这用一般的化学分析方法是无法区别的。此外，几种单质晶体混合在一起时，也能在物相图中定性定量地鉴定出来，这是我们用X射线衍射法进行物相分析的基础。

图17-1 原子在晶体中的周期性排列

由于晶体的周期性结构，一个立体的晶体结构，可以看成是一些完全相同的原子平面网按一定距离d1平行排列而成，也可以看成是另一些原子平面网按另一距离d2排列而成，如图17-1所示。故一个晶体必存在着一组特定的d值(d1, d2, d3, …)，结构不同的晶体其d值组决不相同，这样可以用它来表示晶体的特征。X射线粉末法就是通过测定d值组来确定晶体结构，下面简述其方法。

假定晶体中某一方向上原子面网之间的距离为d，X射线以夹角θ射入晶体，如图17-2所示，从原子面网P1和P2上产生二条衍射线D1、D2，其光程差为Δ=AB+BC=nλ，而

AB=BC=d sinθ，故AB+BC=2d sinθ。我们知道，只有当光程差等于入射光波长λ的整数倍n 时，也就是d和θ之间应满足布拉格(Bragg)方程，

2d sinθ=nλ（17-1）

才能产生加强的衍射线。

图17-2 原子平面网对X射线的衍射

图17-2表示的是与入射的X射线成θ夹角的某一晶面的衍射情况。如果将图17-2中这个晶面以θ为夹角绕入射的X射线为轴旋转一周，则衍射线形成连续的圆锥体表面。这个圆锥面以入射线I方向为轴，其半圆锥角等于2θ。由于不同方向上原子面网之间的距离具有不同的d值，因此对应于不同d值的原子面网组，只要其夹角(θ值)能符合(17-1)式的关系，都能产生圆锥形的衍射线组，其半圆锥角分别为2θ1，2θ2，2θ3…。如图17-3所示。

图17-3 晶面与X射线的夹角为立体角时的衍射情况

在单色X射线照射多晶体时，满足Bragg方程的晶面簇不止一个，而是有多个衍射圆锥对应于不同面间距d的晶面簇和不同的θ角。当X射线衍射仪的计数管绕样品中心轴转动时，就可以把满足Bragg方程的所有衍射线记录下来。衍射峰位置2θ与晶面间距（即晶胞大小与形状）有关，而衍射线的强度（即峰高）与该晶胞内原子（离子、分子）的种类、数目以及它们在晶胞中的位置有关。由于任何两种晶体在晶胞形状、大小和内含物方面总存在差异，所以2θ和相对强度可作为物相分析的依据。对于绝大多数物质而言，其2θ角都大于10°，通常称为广角XRD。

晶胞大小的测定：

以晶胞常数α=β =γ = 90o ,a ≠ b≠ c的正交系为例, 由几何结晶学可推出

22

22221c

l b k a h d ***++= （17-2） 式中h *、k *、l *

为密勒指数 ( 即晶面符号 ) 。

对于四方晶系, 因a = b ≠ c , α=β =γ = 90o，式 (17-2)可简化为 22

2221c

l a k h d ***++= （17-3） 对于立方晶系, 因a = b = c , α=β =γ = 90o，式(17-2)可简化为

22

221a

l k h d ***++= （17- 4） 至于六方，三方 , 单斜和三斜晶系的晶胞常数、面间距与密勒指数间的关系可参阅任何 X 射线结构分析的书籍。

从衍射谱中各衍射峰所对应的 2θ 角 , 通过 Bragg 方程求得的只是相对应的各)sin 2(λ

θ=d n 值。因为我们不知道某一衍射是第几级衍射，为此，如将式(17-2)，(17-3)，(17- 4)的等式两边各乘以 n 。对于正交晶系:

2

22222222222222c l b k a h c l n b k n a h n d n ++=++=*** （17-5） 对于四方晶系

2222222222222c l a k h c l n a k n h n d n ++=++=*** （17-6）

对于立方晶系

22222222222a l k h a l n k n h n d n ++=++=*** （17-7）

式(17-5) (17-6) (17-7)中h 、k 、l 为衍射指数，它与密勒指数的关系为： *=nh h *=nk k *=nl l

这两者的差异: 密勒指数不带有公约数。

因此 , 若己知入射 X 线的波长A, 从衍射谱中直接读出各衍射峰的θ值, 通过 Bragg 方程( 或直接从《 Tables for Conversion of X-ray diffraction Angles to Interplaner Spacing 》的表中查得) 可求得所对应的各d

n 值 , 如又知道各衍射峰所对应的衍射指数 , 则立方(或四方或正交)晶胞的晶胞常数就可定出。这一寻找对应各衍射峰指数的步骤称“指

标化”。

对于立方晶系, 指标化最简单, 由于h 、k 、l 为整数, 所以各衍射峰的2

)(d n

（或θ2sin ），以其中最小的2)(d n 值除之，所得 :::::212521242123212221

21

??? ????? ????? ????? ????? ????? ????? ????? ????? ????? ??d n d n d n d n d n d n d n d n d n d n 的数列应为一整数列。如为1:2:3:4:… 。则按θ角增大的顺序,标出各衍射线的衍射指数( h 、k 、

l ) 为100, 110, 200，…。 在立方晶系中, 有素晶胞 (P), 体心晶胞 (I) 和面心晶胞 (F) 三种形式。在素晶胞中衍射指数无系统消光。但在体心晶胞中, 只有 h +k +l = 偶数的粉末衍射线 , 而在面心晶胞中, 却只 有 h 、k 、l 全为偶数或全为奇数的粉末衍射 , 其它的衍射线因散射线的相互干扰而消失 (称为系统消光)。

对于立方晶系所能出现的)(222l k h ++值:素晶胞1:2:3:4:5:6:8:…(缺7,15,23 等)；体心晶胞 2:4:6:8:10:12:14:16:18:… =1:2:3:4:5:6:7:8:9: …；面心晶胞3:4:8:11:12:16:19: … 。

表17-1 立方点阵衍射指标规律

因此, 可由衍射谱的各衍射峰的2

)(d n

（或θ2sin ）来定出所测物质所属的晶系，晶胞的点阵型式和晶胞常数。

如不符合上述任何一个数值 , 则说明该晶体不属立方晶系 , 需要用对称性较低的四方、六方…由高到低的晶系逐一来分析尝试决定。

知道了晶胞常数 , 就知道晶胞体积, 在立方晶系中, 每个晶胞中的内含物 ( 原子 , 或离子 , 分子)的个数n ，可按下式求得

03

/N M a n ?=ρ （17-8）

式中M 为待测样品的摩尔质量；0N 为阿佛加得罗常数； ρ为该样品的晶体密度。

仪器与试剂

X 射线粉末法 1台

玛瑙研钵 1个

测量样品

实验操作

DX-2700型X 射线衍射仪使用操作规程

1、开机（可由老师操作）

打开仪器后墙壁上的电源总开关；

将循环水制冷装置的开关转到“运行”位置；

按下DX-2700型X 射线衍射仪启动开关“ON ”。

2、开启电脑（可由老师操作）

3、X 射线管开启高压（可由老师操作）

用鼠标左键点击电脑桌面上的“X 射线衍射仪2.1”，出现“DX-2700控制系统2.1”窗口；再点击左上角“测量”下拉菜单中的“样品测量”，出现“DX-2700控制系统2.1-[样品测量]”窗口，同时出现对话框“X 射线管训练”，仪器自动开始升高压自检；待自检结束，对话框自动关闭。

4、制备样品

取适量被测样品，用玛瑙研钵研细，放到玻璃载片的凹槽中，要求被测样品平面比凹槽周围玻璃平面稍高一点儿，最后将被测样品压实并与玻璃表面一平即可。

5、放置样品

向右拉开DX-2700型X 射线衍射仪防护门，将制备好的样品玻璃载片插入样品槽中，向左拉关严DX-2700型X 射线衍射仪防护门。

6、测量样品

在“DX-2700控制系统2.1-[样品测量]”窗口右侧，修改控制参数中的“步进角度”和“步进时间”，查看窗口右下角的剩余时间是否合适；然后用鼠标左键点击“开始测量”，出现对话框，在文件名中输入样品名称，点击“保存”，仪器自动开始测量；测量结束，数据自动保存。

7、拷贝数据

只准用CD 和DVD 光盘刻录拷贝数据，不准插U 盘，以免电脑中毒。

8、关机（可由老师操作）

当天测量全部结束后，先用鼠标左键点击“DX-2700控制系统2.1-[样品测量]”窗口下方的“关闭高压”；再关闭“DX-2700控制系统2.1-[样品测量]”窗口；按下DX-2700型X 射线衍射仪启动开关“OFF”；20分钟后，将循环水制冷装置的开关转到“停止”位置；最后关闭仪器后墙壁上的电源总开关。

数据记录与处理

sin值，用整数连比起来，与上述规律对照，

1.根据实验测得NaCl晶体粉末线的各θ2

即可确定该晶体的点阵型式，从而可按表17-1将各粉末线顺次指标化。

sin值和衍射指标，即可根据公式:

2.根据公式，利用每对粉末线的θ2

计算晶胞常数a。实际在精确测定中，应选取衍射角大的粉末线数据来进行计算，或用最小二乘法求各粉末线所得a值的最佳平均值。

3.NaCl的式量为M=58.5，NaCl晶体的密度为，则每个正当晶胞中NaCl 的“分子”数为

晶体结构练习题答案

晶体结构练习题 一、（2005全国初赛）下图是化学家合成的能实现热电效应的一种晶体的晶胞模型。图中的大原子是稀土原子，如镧；小原子是周期系第五主族元素，如锑；中等大小的原子是周期系VIII 族元素，如铁。按如上结构图写出这种热电晶体的化学式。给出计算过程。提示：晶胞的6个面的原子数相同。设晶体中锑的氧化态为－1，镧的氧化态为+3，问：铁的平均氧化态多大？ 解析：晶胞里有2个La原子（处于晶胞的顶角和体心）； 有8个Fe原子（处于锑形成的八面体的中心）；锑八面体 是共顶角相连的，平均每个八面体有6/2＝3个锑原子，晶 胞中共有8个八面体，8x3=24个锑原子；即：La2Fe8Sb24。 答案：化学式LaFe4Sb12 铁的氧化态9/4 = 2.25 二、(2004年全国初赛)最近发现，只含镁、镍和碳三种元素的晶体竟然也具有超导性。鉴于这三种元素都是常见元素，从而引起广泛关注。该晶体的结构可看作由镁原子和镍原子在一起进行（面心）立方最密堆积（ccp），它们的排列有序，没有相互代换的现象（即没有平均原子或统计原子），它们构成两种八面体空隙，一种由镍原子构成，另一种由镍原子和镁原子一起构成，两种八面体的数量比是1︰3，碳原子只填充在镍原子构成的八面体空隙中。（1）画出该新型超导材料的一个晶胞（碳原子用小球，镍原子用大○球，镁原子用大球）。（2）写出该新型超导材料的化学式。 （1） （在（面心）立方最密堆积－填隙模型中，八面体空隙与堆积球的比例为1︰1，在如图晶胞中，八面体空隙位于体心位置和所有棱的中心位置，它们的比例是1︰3，体心位置的八面体由镍原子构成，可填入碳原子，而棱心位置的八面体由2个镁原子和4个镍原子一起构成，不填碳原子。） （2）MgCNi3（化学式中元素的顺序可不同，但原子数目不能错）。 三、将Nb2O5与苛性钾共熔后，可以生成溶于水的铌酸钾，将其慢慢浓缩可以得到晶体 K p[Nb m O n]·16H2O，同时发现在晶体中存在[Nb m O n]p－离子。该离子结构由6个NbO6正八面体构成的。每个NbO6八面体中的6个氧原子排布如下：4个氧原子分别与4个NbO6八面体共顶点；第5个氧原子与5个八面体共享一个顶点；第6个氧原子单独属于这个八面体的。列式计算并确定该晶体的化学式。计算该离子结构中距离最大的氧原子间的距离是距离最短的铌原子间距离的多少倍？ 解析：这是一个涉及正八面体堆积的问题，我们先根据题意来计算。对一个铌氧八面体，有一个氧原子完全属于这个八面体，有四个氧原子分别与一个八面体共用氧原子，即属于这个八面体的氧原子是1/2个，另一个氧原子是六个八面体共用的，自然是1/6了。故对一个铌而言，氧原子数为1＋4×1/2＋1/6＝19/6。

选修3第三章《晶体结构与性质》单元测试题

黄石二中2011年化学选修3第三章《晶体结构与性质》单元测试题 时间：110分钟满分：120分2011.2.25 命题人：高存勇 选择题（每小题只有一个正确答案。每小题3分，共45分） 1.下列有关金属晶体嘚判断正确嘚是 A．简单立方、配位数6、空间利用率68% B．钾型、配位数6、空间利用率68% C．镁型、配位数8、空间利用率74% D．铜型、配位数12、空间利用率74% 2.有关晶格能嘚叙述正确嘚是 A．晶格能是气态离子形成1摩离子晶体释放嘚能量 B．晶格能通常取正值，但是有时也取负值 C．晶格能越大，形成嘚离子晶体越不稳定 D．晶格能越大，物质嘚硬度反而越小 3.下列排列方式是镁型堆积方式嘚是 A．ABCABCABC B．ABABABABAB C．ABBAABBA D．ABCCBAABCCBA 4.下列关于粒子结构嘚描述不正确嘚是 A．H2S和NH3均是价电子总数为8嘚极性分子 B．HS－和HCl均是含一个极性键嘚18电子粒子 C．CH2Cl2和CCl4均是四面体构型嘚非极性分子 D．1 mol D162O中含中子、质子、电子各10 N A(N A代表阿伏 加德罗常数) 5.现代无机化学对硫－氮化合物嘚研究是最为活跃嘚领域之一。 其 中如图所示是已经合成嘚最著名嘚硫－氮化合物嘚分子结构。 下列说法正确嘚是 A．该物质嘚分子式为SN B．该物质嘚分子中既有极性键又有非极性键 C．该物质具有很高嘚熔沸点 D．该物质与化合物S2N2互为同素异形体 6.某物质嘚实验式为PtCl4·2NH3，其水溶液不导电，加入AgNO3溶液反应也不产生沉淀，以强碱处理并没有NH3放出，则关于此化合物嘚说法中正确嘚是 A．配合物中中心原子嘚电荷数和配位数均为6 B．该配合物可能是平面正方形结构 C．Cl—和NH3分子均与Pt4+配位

晶体结构分析的历史发展

晶体结构分析的历史发展 （一）X射线晶体学的诞生 1895年11月8日德国维尔茨堡大学物理研究所所长伦琴发现了X射线。自X射线发现后，物理学家对X射线进行了一系列重要的实验，探明了它的许多性能。根据狭缝的衍射实验，索末菲（Som-merfeld）教授指出，X射线如是一种电磁波的话，它的波长应当在1埃上下。 在发现X射线的同时，经典结晶学有了很大的进展，230个空间群的推引工作使晶体构造的几何理论全部完成。当时虽没有办法测定晶胞的形状和大小以及原子在晶胞中的分布，但对晶体结构已可臆测。根据当时已知的原子量、分子量、阿伏伽德罗常数和晶体的密度，可以估计晶体中一个原子或一个分子所占的容积，晶体中原子间距离约1—2埃。1912年，劳厄（Laue）是索末菲手下的一个讲师，他对光的干涉现象很感兴趣。刚巧厄瓦耳（P.Ewald）正随索末菲进行结晶光学方面的论文，科学的交流使劳厄产生了一种极为重要的科学思想：晶体可以用作X射线的立体衍射光栅，而X射线又可用作量度晶体中原子位置的工具。刚从伦琴那里取得博士学位的弗里德里克（W.Friedrich）和尼平（P.Knipping）亦在索末菲教授处工作，他们自告奋勇地进行劳厄推测的衍射实验。他们使用了伦琴提供的X射线管和范克罗斯（Von.Groth）提供的晶体，最先对五水合硫酸铜晶体进行了实验，费了很多周折得到了衍射点，初步证实了劳厄的预见。后来他们对辉锌矿、铜、氯化钠、黄铁矿、沸石和氯化亚铜等立方晶体进行实验，都得到了正面的结果，为了解释这些衍射结果，劳厄提出了著名的劳厄方程。劳厄的发现导致了X射线晶体学和X射线光谱学这二门新学科的诞生。 劳厄设计的实验虽取得了正面的结果，但X射线晶体学和X射线光谱学成为新学科是一些得力科学家共同努力的结果。布拉格父子（W.H.Bragg，W.L.Bragg）、莫塞莱（Moseley）、达尔文（Darwin）完成了主要的工作，通过他们的工作认识到X射线具有波粒二重性；X射线中除了连续光谱外，还有波长取决于阴极材料的特征光谱，发现了X射线特征光谱频率和元素在周期表中序数之间的规律；提出了镶嵌和完整晶体的强度公式，热运动使衍射线变弱的效应，发展了X射线衍射理论。W·L·布拉格在衍射实验中发现，晶体中显得有一系列原子面在反射X射线。他从劳厄方程引出了布拉格方程，并从KCl和NaCl的劳厄衍射图引出了晶体中的原子排列方式，W·L·布拉格在劳厄发现的基础上开创了X射线晶体结构分析工作。 伦琴在1901年由于发现X射线成为世界上第一个诺贝尔物理奖获得者，而劳厄由于发现X射线的晶体衍射效应也在1914年获得了诺贝尔物理奖。 （二）X射线晶体结构分析促进了化学发展 W·L·布拉格开创的X射线晶体结构分析工作把X射线衍射效应和化学联系在一起。当NaCl等晶体结构被测定后，使化学家恍然大悟，NaCl的晶体结构中没有用NaCl表示的分子集团，而是等量的Na+离子和Cl-离子棋盘交叉地成为三维结构。当时X射线结构分析中的位相问题是通过强度数据和强度公式用试差法来解决的，只能测定含二三十个参数的结构，这些结构虽简单，但使无机物的结构化学有了真正的开始。 从1934年起，帕特孙（Patterson）法和其他应用付里叶级数的方法相继提出，位相问题可通过帕特孙函数找出重原子的位置来解决，使X射线晶体结构分析摆脱了试差法。1940年后计算机的使用，使X射线晶体结构分析能测定含重原子的复杂的化合物的结构。X射线晶体结构分析不但印证了有机物的经典结构化学，也为有机物积累了丰富的立体化学数据，

浅谈有关晶体结构的分析和计算

浅谈有关晶体结构的分 析和计算 Revised as of 23 November 2020

浅谈有关晶体结构的分析和计算 摘要：晶体结构的分析和计算是历年全国高考化学试卷中三个选做题之一，本文从晶体结构的粒子数和化学式的确定，晶体中化学键数的确定和晶体的空间结构的计算等方面，探讨有关晶体结构的分析和计算的必要性。 关键词：晶体、结构、计算、晶胞 在全国统一高考化学试卷中，有三个题目是现行中学化学教材中选学内容，它们分别《化学与生活》、《有机化学基础》和《物质结构与性质》。虽然三个题目在高考时只需选做一题，由于是选学内容，学生对选学内容往往重视不够，所以在高考时学生对这部分题目得分不够理想。笔者对有关晶体结构的分析和计算进行简单的归纳总结，或许对学生学习有关晶体结构分析和计算有所帮助，若有不妥这处，敬请同仁批评指正。 一、有关晶体结构的粒子数和化学式确定 （一）、常见晶体结构的类型 1、原子晶体 （1）金刚石晶体中微粒分布： ①、每个碳原子与4个碳原子以共价键结合，形成正四面体结构。 ②、键角均为109°28′。 ③、最小碳环由6个碳组成并且六个碳原子不在同一平面内。 ④、每个碳原子参与4条C-C 键的形成，碳原子与C-C 键之比为1:2。 （2）二氧化硅晶体中微粒分布 ①、每个硅原子与4个氧原子以共价键结合，形成正四面体结构。 ②、每个正四面体占有1个Si ，4个“2 1氧”，n(Si)：n(O)=1：2。 ③、最小环上有12个原子，即：6个氧原子和6个硅原子.

2、分子晶体：干冰（CO 2）晶体中微粒分布 ①、8个CO 2分子构成立方体并且在6个面心又各占据1个CO 2分子。 ②、每个CO 2分子周围等距离紧邻的CO 2分子有12个。 3、离子晶体 （1）、NaCl 型晶体中微粒分布 ①、每个Na +（Cl -）周围等距离且紧邻的Cl -(Na +)有6个。每 个Na +周围等距离紧邻的Na +有12个。 ②、每个晶胞中含4个Na +和4个Cl -。 （2）、CsCl 型晶体中微粒分布 ①、每个Cs +周围等距离且紧邻的Cl -有8个，每个Cs +（Cl -) 周围等距离且紧邻的Cs +(Cl -)有6个。 ②、如图为8个晶胞，每个晶胞中含有1个Cs +和1个Cl - 。 3、金属晶体 （1）、简单立方晶胞：典型代表Po ，空间利用率52%，配位数为6 （2）、体心立方晶胞（钾型）：典型代表Na 、K 、Fe ，空间利用率60%，配位数为8。 （3）、六方最密堆积（镁型）：典型代表Mg 、Zn 、Ti ，空间利用率74%，配位数为12。 （4）、面心立方晶胞（铜型）：典型代表Cu 、Ag 、Au ，空间利用率74%，配位数为12。 （二）、晶胞中微粒的计算方法——均摊法 1、概念：均摊法是指每个图形平均拥有的粒子数目，如某个粒子为n 个晶胞所共有，则 该粒子有n 1属于一个晶胞。 2、解题思路：首先应分析晶胞的结构（该晶胞属于那种类型），然后利用“均摊法”解题。

人教选修3第三章 晶体结构和性质选择填空练习试题(含答案).

第三章晶体结构与性质 一、单选题 1.下列有关晶体的叙述中，错误的是（） A．金刚石网状结构中，由共价键形成的碳原子环中，最小的环上有6个碳原子 B．氯化钠晶体中，每个Na+周围距离相等且最近的Na+共有6个 C．金属晶体中，以“…ABCABCABC…”形式的堆积称为面心立方堆积 D．干冰晶体中，每个CO2分子周围距离相等且最近的CO2分子共有12个 2.下列有关金属元素特征的叙述正确的是 ( ) A．易导电 B．易导热 C．有延展性 D．易锈蚀 3.下列关于氯化钠晶体结构的说法中正确的是( ) A．氯化钠晶体中，阴、阳离子的配位数相等 B．氯化钠的晶体结构中，每1个Na＋仅结合1个Cl－ C．氯化钠的晶胞中的质点代表一个NaCl D．氯化钠晶体中存在单个的NaCl分子 4.离子晶体一般不具有的特征是( ) A．熔点较高，硬度较大 B．易溶于水而难溶于有机溶剂 C．固体时不能导电 D．离子间距离较大，其密度较小 5.六氟化硫分子为正八面体构型(分子结构如图)，难溶于水，在高温下仍有良好的绝缘性，在电器工业方面具有广泛用途。下列推测正确的是( ) A． SF6各原子均达8电子稳定结构 B． SF6易燃烧生成SO2 C． SF6分子是含有极性键的非极性分子

D． SF6是原子晶体 6.下列四种有关性质的叙述，可能属于金属晶体的是( ) A．由分子间作用力结合而成，熔点很低 B．固体或熔融后易导电，熔点在1000℃左右 C．由共价键结合成网状晶体，熔点很高 D．固体不导电，熔融状态下亦不导电，但溶于水后能导电 7.下列叙述正确的是( ) A．带相反电荷的离子之间的相互吸引称为离子键 B．金属元素与非金属元素化合时，不一定形成离子键 C．某元素的原子最外层只有一个电子，它跟卤素结合时所形成的化学键一定是离子键 D．非金属原子间不可能形成离子键 8.下列有关晶体的叙述中错误的是（） A．石墨的层状结构中由共价键形成的最小的碳环上有六个碳原子 B．氯化钠晶体中每个Na+周围紧邻的有6个Cl﹣ C． CsCl晶体中每个Cs+周围紧邻的有8个Cl﹣，每个Cs+周围等距离紧邻的有6个Cs+ D．在面心立方最密堆积的金属晶体中，每个金属原子周围紧邻的有4个金属原子 9.金属钠晶体为体心立晶胞，实验测得钠的密度为ρ(g·cm－3)。已知钠的相对原子质量为a，阿伏加德罗常数为N A(mol－1)，假定金属钠原子为等径的刚性小球且处于体对角线上的三个球相切。则钠原子的半径r(cm)为( ) A． B． C． D． 10.下列说法正确的是( ) A．分子晶体中一定存在分子间作用力，不一定存在共价键 B．分子中含两个氢原子的酸一定是二元酸 C．含有共价键的晶体一定是分子晶体 D．元素的非金属性越强，其单质的活泼性一定越强 11.氮氧化铝（AlON）属原子晶体，是一种超强透明材料，下列描述错误的是（）

9.X射线衍射法测定晶体结构

X射线衍射法测定晶体结构 一、实验目的 1．了解X射线衍射的基本原理及仪器装置； 2．理解粉末衍射的XRD分析测试方法，并应用XRD 数据进行物相分析。 二、实验原理 X射线衍射分析（X-ray diffraction，简称XRD），是利用晶体形成的X射线衍射，对物质进行内部原子在空间分布状况的结构分析方法。将具有一定波长的X射线照射到结晶性物质上时，X射线因在结晶内遇到规则排列的原子或离子而发生散射，散射的X射线在某些方向上相位得到加强，从而显示与结晶结构相对应的特有的衍射现象。X射线衍射方法具有不损伤样品、无污染、快捷、测量精度高、能得到有关晶体完整性的大量信息等。晶体对X射线的衍射，归根结底是晶体中原子的电子对X射线的相干散射。当X射线电磁波作用于电子后，电子在其电场力作用下，将随着X射线的电场一起震动，成为一个发射电磁波的波源，其震动频率与X射线频率相同。一个单原子能使一束X射线向空间所有方向散射。但数目很大的原子在三维空间里呈点阵形式排列成晶体时，由于散射波之间的互相干涉，所以只有在某些方向上才产生衍射。衍射方向取决于晶体内部结构周期重复的方式和晶体安置的方位。测定晶体的衍射方向，可以

求得晶胞的大小和形状。联系衍射方向和晶胞大小形状间关系的方程有两个：Laue（劳）方程和Bragg（布拉格）方程。前者以直线点阵为出发点，后者以平面点阵为出发点，这两个方程是等效的，可以互推。 晶体的X射线衍射图像实质上是晶体微观结构的一种精细复杂的变换，每种晶体的结构与其X射线衍射图之间都有着一一对应的关系，其特征X 射线衍射图谱不会因为它种物质混聚在一起而产生变化，这就是X射线衍射物相分析方法的依据。制备各种标准单相物质的衍射花样并使之规范化，将待分析物质的衍射花样与之对照，从而确定物质的组成相，就成为物相定性分析的基本方法。 三、仪器设备 本实验使用的仪器是Rigaku Ultima X射线衍射仪。主要由冷却循环水系统、X射线衍射仪和计算机控制处理系统三部分组成。X射线衍射仪主要由X射线发生器即X射线管、测角仪、X射线探测器等构成。 四、实验操作 1. 开机准备及操作： 打开循环水冷却系统电源，打开XRD仪器主机电源。计算机与仪器联机通讯。电脑开机，Measurement Server自动运行；打开X射线。点击XG Operation，在X-ray control 点击第三种手动模式X-ray on，约20秒后电压、电流升至20KV、2mA，然后右键点击Execute aging 选择X-ray老化程序（一般选择20100729），左

几种常见晶体结构分析

几种常见晶体结构分析文档编制序号：[KK8UY-LL9IO69-TTO6M3-MTOL89-FTT688]

几种常见晶体结构分析 河北省宣化县第一中学 栾春武 邮编 075131 栾春武：中学高级教师，张家口市中级职称评委会委员。河北省化学学会会员。市骨干教师、市优秀班主任、模范教师、优秀共产党员、劳动模范、县十佳班主任。 联系电话： E-mail ： 一、氯化钠、氯化铯晶体——离子晶体 由于离子键无饱和性与方向性，所以离子晶体中无单个分子存在。阴阳离子在晶体中按一定的规则排列，使整个晶体不显电性且能量最低。离子的配位数分析如下： 离子数目的计算：在每一个结构单元（晶胞）中，处于不同位置的微粒在该单元中所占的份额也有所不同，一般的规律是：顶点上的微粒属于该 单元中所占的份额为18，棱上的微粒属于该单元中所占的份额为1 4，面上 的微粒属于该单元中所占的份额为1 2，中心位置上（嚷里边）的微粒才完 全属于该单元，即所占的份额为1。 1.氯化钠晶体中每个Na +周围有6个Cl －，每个Cl －周围有6个Na +，与一个Na +距离最近且相等的Cl －围成的空间构型为正八面体。每个Na +周围与其最近且距离相等的Na +有12个。见图1。 图1 图2 NaCl

晶胞中平均Cl－个数：8×1 8 + 6× 1 2 ＝ 4；晶胞中平均Na+个数：1 + 12×1 4 ＝ 4 因此NaCl的一个晶胞中含有4个NaCl（4个Na+和4个Cl－）。 2.氯化铯晶体中每个Cs+周围有8个Cl－，每个Cl－周围有8个Cs+，与一个Cs+距离最近且相等的Cs+有6个。 晶胞中平均Cs+个数：1；晶胞中平均Cl－个数：8×1 8 ＝ 1。 因此CsCl的一个晶胞中含有1个CsCl（1个Cs+和1个Cl－）。 二、金刚石、二氧化硅——原子晶体 1.金刚石是一种正四面体的空间网状结构。每个C 原子以共价键与4个C原子紧邻，因而整个晶体中无单 个分子存在。由共价键构成的最小环结构中有6个碳原 子，不在同一个平面上，每个C原子被12个六元环共用，每C—C键共6 个环，因此六元环中的平均C原子数为6× 1 12 ＝ 1 2 ，平均C—C键数为 6×1 6 ＝ 1。 C原子数: C—C键键数＝ 1:2； C原子数: 六元环数＝ 1:2。 2.二氧化硅晶体结构与金刚石相似，C被Si代替，C与C之间插 氧，即为SiO 2晶体，则SiO 2 晶体中最小环为12环（6个Si，6个O）， 图3 CsCl 晶 图4 金刚石晶

选修3第3章《晶体结构与性质》单元测试题

化学选修3《晶体结构与性质》单元测试题 选择题（每小题只有一个正确答案。每小题3分，共45分） 1.下列有关金属晶体的判断正确的是 A．简单立方、配位数6、空间利用率68% B．钾型、配位数6、空间利用率68% C．镁型、配位数8、空间利用率74% D．铜型、配位数12、空间利用率74% 2.有关晶格能的叙述正确的是 A．晶格能是气态离子形成1摩离子晶体释放的能量 B．晶格能通常取正值，但是有时也取负值 C．晶格能越大，形成的离子晶体越不稳定 D．晶格能越大，物质的硬度反而越小 3.下列排列方式是镁型堆积方式的是 A．ABCABCABC B．ABABABABAB C．ABBAABBA D．ABCCBAABCCBA 4.下列关于粒子结构的描述不正确的是 A．H2S和NH3均是价电子总数为8的极性分子 B．HS－和HCl均是含一个极性键的18电子粒子 C．CH2Cl2和CCl4均是四面体构型的非极性分子 D．1 mol D162O中含中子、质子、电子各10 N A(N A代表阿伏加德罗常数) 5.现代无机化学对硫－氮化合物的研究是最为活跃的领域 之一。其 中如图所示是已经合成的最著名的硫－氮化合物的分 子结构。 下列说法正确的是 A．该物质的分子式为SN B．该物质的分子中既有极性键又有非极性键 C．该物质具有很高的熔沸点 D．该物质与化合物S2N2互为同素异形体 6.某物质的实验式为PtCl4·2NH3，其水溶液不导电，加入AgNO3溶液反应也不 产生沉淀， 放出，则关于此化合物的 以强碱处理并没有NH 说法中正确的是 A．配合物中中心原子的电荷数和配位数均为6 B．该配合物可能是平面正方形结构 C．Cl—和NH3分子均与Pt4+配位 D．配合物中Cl—与Pt4+配位，而NH3分子不配

人教版(2019)化学选择性必修2《晶体结构与性质》测试题(含答案)

《晶体结构与性质》测试题 一、单选题 1．下列有关晶体的叙述中，不正确的是（） A．氯化钠和氯化铯晶体中，阳离子的配位数均为6 B．金刚石为三维网状结构，由碳原子以sp3杂化轨道形成共价键 C．金属钠的晶体采用体心立方堆积，每个晶胞含2个原子，配位数为8 D．干冰晶体中，每个CO2分子周围紧邻12个CO2分子 2．下列关于晶体性质的叙述中，不正确的是() A．晶体的自范性指的是在适宜条件下晶体能够自发地呈现规则的多面体几何外形B．晶体的各向异性和对称性是矛盾的 C．晶体的对称性是微观粒子按一定规律做周期性有序排列的必然结果 D．晶体的各向异性直接取决于微观粒子的排列具有特定的方向性 3．关于[Cr(H2O)4Cl2]Cl的说法正确的是() A．中心原子的化合价为＋2价 B．配位数是6 C．配体为水分子，外界为Cl－ D．在其水溶液中加入AgNO3溶液，不产生白色沉淀 4．下列晶体性质的比较中，正确的是（） A．熔点：SiI4

⑤MgCl 2的电子式: ⑥用电子式表示HCl 的形成过程： ⑦硫离子的原子结构示意图： ⑧HClO 的结构式: H -Cl -O ⑨用电子式表示CO 2的形成过程： ⑩NH 4Cl 的电子式： A ．3个 B ．4个 C ．5个 D ．6个 6．下列物质中既含有离子键又含共价键的是（ ） A ．NH 3 B ．Na 2O C ．NH 4Cl D ．H 2O 2 7．已知CsCl 晶体的密度为ρg·cm -3，用N A 表示阿伏加德罗常数的值，相邻的两个Cs +的核间距为acm ，CsCl 的晶胞结构如图所示，则CsCl 的摩尔质量可以表示为（ ） A ．3 A N a ρ??g·mol -1 B ．3A N a ρ6??g·mol -1 C ．3A N a ρ4 ??g·mol -1 D ．3A N a ρ8 ??g·mol -1 8．下列说法正确的是（ ）。 A ．离子键就是阴阳离子间的静电引力 B ．所有金属元素与所有非金属元素间都能形成离子键 C ．钠原子与氯原子结合成氯化钠后体系能量降低 D ．在离子化合物CaCl 2中,两个氯离子间也存在离子键 9．几种短周期元素的原子半径及主要化合价如下表：

几种典型晶体结构的特点分析(精)

几种典型晶体结构的特点分析 徐寿坤 有关晶体结构的知识是高中化学中的一个难点，它能很好地考查同学们的观察能力和三维想像能力，而且又很容易与数学、物理特别是立体几何知识相结合，是近年高考的热点之一。熟练掌握NaCl 、CsCl 、CO 2、SiO 2、金刚石、石墨、C 60等晶体结构特点，理解和掌握一些重要的分析方法与原则，就能顺利地解答此类问题。 通常采用均摊法来分析这些晶体的结构特点。均摊法的根本原则是：晶胞任意位置上的原子如果是被n 个晶胞所共有，则每个晶胞只能分得这个原子的1/n 。 1. 氯化钠晶体 由下图氯化钠晶体结构模型可得：每个Na +紧邻6个- Cl ，每个- Cl 紧邻6个+ Na （上、下、左、右、前、后），这6个离子构成一个正八面体。设紧邻的Na +-a ，每个Na +与12个Na +等距离紧邻（同层4个、上层4个、下层4个），距离为a 2。由均摊法可得：该晶胞中所拥有的Na +数为4216818=?+? ，-Cl 数为44 1 121=?+，晶体中Na +数与Cl -数之比为1：1 2. 氯化铯晶体 每个Cs +紧邻8个-Cl -紧邻8个Cs +，这8个离子构成一个正立方体。设紧邻 的Cs +与Cs +间的距离为 a 2 3 ，则每个Cs +与6个Cs +等距离紧邻（上、下、左、右、前、后）。在如下图的晶胞中Cs +数为812 164112818=+?+?+?，- Cl 在晶胞内其数目为8， 晶体中的+Cs 数与- Cl 数之比为1：1，则此晶胞中含有8个CsCl 结构单元。

3. 干冰 每个CO 2分子紧邻12个CO 2分子（同层4个、上层4个、下层4个），则此晶胞中的CO 2分子数为42 1 6818=?+? 。 4. 金刚石晶体 每个C 原子与4个C 原子紧邻成键，由5个C 原子形成正四面体结构单元，C-C 键的夹角为'28109?。晶体中的最小环为六元环，每个C 原子被12个六元环共有，每个C-C 键被6个六元环共有，每个环所拥有的C 原子数为211216=?，拥有的C-C 键数为16 1 6=?，则C 原子数与C-C 键数之比为 2:11:2 1 =。 5. 二氧化硅晶体 每个Si 原子与4个O 原子紧邻成键，每个O 原子与2个Si 原子紧邻成键。晶体中的

2020-2021学年人教版化学选修3第三章《 晶体结构与性质》测试题(含答案)

第三章《 晶体结构与性质》测试题 一、单选题 1．下列物质中，化学式能准确表示该物质分子组成的是（ ） A ．SiO 2 B ．MgO C ．Ar D ．C 2．下列关于晶体的说法中错误的是 A ．固态不导电而熔融状态导电的晶体一定是离子晶体 B ．具有正四面体结构的晶体，可能是共价晶体或分子晶体，其键角都是109°28′ C ．熔点是10.31），液态不导电，水溶液能导电的晶体一定是分子晶体 D ．金属晶体中一定含有金属键，金属键没有方向性和饱和性 3．下列关于金属键、离子键的叙述中不． 正确的是( ) A ．金属键与离子键类似，也是一种电性作用，其没有方向性和饱和性 B ．在化学键中，有阳离子必有阴离子 C ．金属的导电性、延展性、导热性均与金属键有关 D ．构成金属键的自由电子在整个金属内部的三维空间中做自由运动 4．下列说法正确的是 A ．BF 3和NCl 3中，每个原子的最外层都具有8电子稳定结构 B ．金刚石和石英晶体的熔点差别大的主要原因是共价键键长不同 C ．NaOH 熔化的过程中，既破坏了离子键又破坏了共价键 D ．常温常压下，H 2O 是液态，H 2S 是气态，说明H 2O 的热稳定性更好 5．下列各组物质中，按熔点由低到高顺序排列正确的是 （ ） A ．O 2、I 2、Hg B ．Na 、K 、Rb C ．CO 2、KCl 、NaCl D ．HF 、HCl 、HBr 6．萤石（CaF 2）晶体属于立方晶系，萤石中每个Ca 2+被8个F -所包围，则每个F -周围最近距离的Ca 2+数目为（ ） A ．2 B ．4 C ．6 D ．8 7．下列解释中，不正确的是（ ） A ．水很稳定(1000℃以上才会部分分解)是因为水中含有大量的氢键所致 B ．由于NaCl 晶体和CsCl 晶体中正负离子半径比不相等，所以两晶体中离子的配位数不相等 C ．碘易溶于四氯化碳，甲烷难溶于水都可用相似相溶原理解释 D ．MgO 的熔点比2MgCl 高主要是因为MgO 的晶格能比2MgCl 大

几种常见晶体结构分析.

几种常见晶体结构分析 河北省宣化县第一中学 栾春武 邮编 075131 栾春武：中学高级教师，张家口市中级职称评委会委员。河北省化学学会会员。市骨干教师、市优秀班主任、模范教师、优秀共产党员、劳动模范、县十佳班主任。 联系电话：：： 一、氯化钠、氯化铯晶体——离子晶体 由于离子键无饱和性与方向性，所以离子晶体中无单个分子存在。阴阳离子在晶体中按一定的规则排列，使整个晶体不显电性且能量最低。离子的配位数分析如下： 离子数目的计算：在每一个结构单元（晶胞） 中，处于不同位置的微粒在该单元中所占的份额也有 所不同，一般的规律是：顶点上的微粒属于该单元中 所占的份额为18 ，棱上的微粒属于该单元中所占的份额为14，面上的微粒属于该单元中所占的份额为12 ，中心位置上（嚷里边）的微粒才完全属于该单元，即所占的份额为1。 1.氯化钠晶体中每个Na +周围有6个C l －，每个Cl －周围有6个Na +，与一个Na +距离最近且相等的 Cl －围成的空间构型为正八面体。每个N a +周围与其最近且距离相等的Na + 有12个。见图1。 晶胞中平均Cl －个数：8×18 + 6×12 ＝ 4；晶胞中平均Na +个数：1 + 12×14 ＝ 4 因此NaCl 的一个晶胞中含有4个NaCl （4个Na +和4个Cl －）。 2.氯化铯晶体中每个Cs +周围有8个Cl －，每个Cl －周围有8个Cs +，与 一个Cs +距离最近且相等的Cs +有6个。晶胞中平均Cs +个数：1；晶胞中平 均Cl －个数：8×18 ＝ 1。 因此CsCl 的一个晶胞中含有1个CsCl （1个Cs +和1个Cl －）。 二、金刚石、二氧化硅——原子晶体 1.金刚石是一种正四面体的空间网状结构。每个C 原子以共价键与4 个C 原子紧邻，因而整个晶体中无单个分子存在。由共价键构成的最小 环结构中有6个碳原子，不在同一个平面上，每个C 原子被12个六元环 共用，每C —C 键共6个环，因此六元环中的平均C 原子数为6× 112 ＝ 12 ，平均C —C 键数为6×16 ＝ 1。 C 原子数: C —C 键键数 ＝ 1:2； C 原子数: 六元环数 ＝ 1:2。 2.二氧化硅晶体结构与金刚石相似，C 被Si 代替，C 与C 之间插氧，即为SiO 2晶体，则SiO 2晶体中最小环为12环（6个Si ，6个O ）， 最小环的平均Si 原子个数：6×112 ＝ 12；平均O 原子个数：6×16 ＝ 1。 即Si : O ＝ 1 : 2，用SiO 2表示。 在SiO 2晶体中每个Si 原子周围有4个氧原子，同时每个氧原子结合2个硅原子。一个Si 原子可形 图 1 图 2 NaCl 晶体 图3 CsCl 晶体 图4 金刚石晶体

晶体结构与性质测试题附详解

化学选修3第三章《晶体结构与性质》测试题 姓名 一、选择题（每小题只有一个正确答案。每小题3分，共60分） 1.下列化学式既能表示物质的组成，又能表示物质分子式的是( )。 A ．NH 4NO 3 B ．SiO 2 C ．CO 2 D ．Cu 2.支持固态氨是分子晶体的事实是( ) A.氮原子不能形成阳离子 B.铵离子不能单独存在 C.常温下，氨是气态物质 D.氨极易溶于水 3.下列分子晶体：①HCl ②HBr ③HI ④CO ⑤N 2 ⑥H 2熔沸点由高到低的顺序是( ) A.①②③④⑤⑥ B.③②①⑤④⑥ C.③②①④⑤⑥ D.⑥⑤④③②① 4.下列的晶体中，化学键种类相同，晶体类型也相同的是( ) A.SO 2与Si02 B.C02与H 20 C.NaCl 与HCl https://www.wendangku.net/doc/e011404603.html,l 4与KCl 5.固体熔化时，必须破坏非极性共价键的是( ) A.冰 B.晶体硅 C.溴 D.二氧化硅 6.科学家最近又发现了一种新能源——“可燃冰”它的主要成分是甲烷与水分子的结晶水合物(CH 4·nH 20)。其形成：埋于海底地层深处的大量有机质在缺氧环境中，厌氧性细菌把有机质分解，最后形成石油和天然气(石油气)，其中许多天然气被包进水分子中，在海底的低温与高压下形成了类似冰的透明晶体，这就是“可燃冰”。又知甲烷同C02一样也是温室气体。这种可燃冰的晶体类型是( ) A ．离子晶体 B ．分子晶体 C ．原子晶体 D ．金属晶体 7.在x mol 石英晶体中，含有Si-O 键数是( ) A.x mol B.2x mol C.3 x mol D.4x mol 8.某化合物是 钙、钛、氧三种元素组成的晶体，其晶胞结构如图 ，该物质化学式为( ) A 、Ca 4TiO 3 B 、Ca 4TiO 6 C 、Ca TiO 3 D 、Ca 8TiO 12 9．已知NaCl 的摩尔质量为58．5 g ·mol -1，食盐晶体的密度为ρg ·cm -3，若右图中Na + 与最邻近的Cl -的核间距离为a cm ，那么阿伏加德罗常数的值可表示为( ) A.3 117a ρ B.3 A M N a C. 3234a ρ D. 358.52a ρ 10.碳化硅SiC 的一种晶体具有类似金刚石的结构，其中C 原子和Si 原子的位置是交替的。 在下列三种晶体①金刚石 ②晶体硅 ③碳化硅中，它们的熔点从高到低的顺序是( ) A.①③② B.②③① C.③①② D.②①③ 11.下列性质适合于分子晶体的是( ) A.熔点1 070℃，易溶于水，水溶液导电 B.熔点10.31 ℃，液态不导电、水溶液能导电 C 、熔点112.8 ℃，沸点444.6℃，熔融和溶液均导电 D.熔点97.81℃，质软、导电、密度0.97 g ／cm 3 12.在40GPa 高压下，用激光器加热到1 800 K 时，人们成功制得了原子晶体干冰，下列推断正确的是( ) A 、原子晶体干冰的熔、沸点低，硬度小 B ．原子晶体干冰易气化，可用作致冷剂 C ．原子晶体干冰硬度大，可用于耐磨材料 D ．每摩原子晶体干冰中含2mol C —O 键 13.最近科学家发现了一种新分子，它具有空心的类似足球的结构，分子式为C 60，下列说法正确的是( ) A.C 60是一种新型的化合物 B.C 60和石墨都是碳的同素异形体 C.C 60中虽然没有离子键，但固体为离子晶体 D 、C 60相对分子质量为12 14．科学家最近发现一种由钛原子和碳原子构成的气态团簇分子，如图1所示：图中顶角和面心的原子都是钛原子，棱的中心和体心的原子都是碳原子该分子的化学式( ) A ．Ti l3C 14 B ．Ti 14C 13 C ．Ti 4C 5 D ．TiC 15、水的沸点是100℃，硫化氢的分子结构跟水相似，但它的沸点却很低，是－60．7℃，引起这种差异的主要原因是( ) A ．范德华力 B ．共价键 C ．氢键 D ．相对分子质量

晶体学软件简介

晶体学软件简介 作者：liguowu 文章来源：本站原创点击数：21085 更新时间：2007-03-20 DISK1 绘图类 raswin94.zip绘晶体结构图的原代码，晶体结构绘图，分子3D微观立体结构的软件，可以旋转，以多个模式观看，并可以存成普通图形文件。 晶体绘制F35.ZIP 绘制晶体图(f35_eng.exe f35_doc.exe) icmlited.exe 3维分子浏览工具，是MolSoft公司出品的软件ICM的简化版，免费推出，但功能十分强大。 cosmoplayer21.zip 用WEB 显示3D 图的插件 3D-CRYSTALS.ZIP 3D图形库及说明 shdem60.exe 晶体绘图 crysconI.exe 用原子坐标画粉末图 vmd16.exe 分子绘图(原代码vmd16sr.zip vmd-16src.tar.gz) acdcs10.exe 二维分子结构绘图程序。… PWCgraph.exe Crystallographica根据原子坐标绘晶体图、粉末图等，并对其间的关系进行分析( PASCL方式输入)(Crystallographica v1.6 : Name: Team UCF s/n: 1234567890 Licenses: 9999 Normal: TRWAAHYHHJIR Student: MWYATPPUHJIR Opal: ABWWKBUVHJIR Lite: CG ZNLWITHJIR Teaching: TJSEMVVBHJIR) PWExPack.exe Crystallographica 服务包 STRUPLO for Windows (version 1.0)晶体结构绘图 Ortep-3 绘热振动椭圆图 DTMM40 是一个简单易用的(有机)3维分子模型显示、编辑与构建程序，可以以各种模式显示3维分子。 dm2demo.exe绘晶体结构图的DEMO crystal96.zip 用晶体结构数据生成POV和VRML文件 DRAWv24.zip用晶体结构数据(ATOM文件)生产POV和VRML文件的原代码 ch20w32.exe IE与NetScape浏览器插件，安装后，可以直接用浏览器观看PDB格式的文件，直接在浏览器中观看3D分子。 WLViewerLite35.exe 3维分子浏览工具，是分子模拟公司出品的软件Weblab ViewPro的简化版，免费推出，但功能也十分强大。可读取PDB 格式及其他数种格式的分子文件 ATOMWIN40 atoms中文汉化版 结构分析与解析 晶体结构测定软件包(zaoscail.exe)—套包含了以下全部解结构程序的程序包，ABSEN, GETSPG, GENINS, SHELXS-86, SHELXS-97, SHELXL- 97-2, ORTEX, CIFTAB, RASTEP and RENDER, FORMATS, Powdis, Powutl Ciftab and Psicalc.非常超值。 zaoscail.exe晶体结构测定软件包 wcromer.zip 计算散射因子

第八章 多晶法测定聚合物晶体结构

第八章 多晶法测定聚合物晶体结构 §8.1 聚合物晶体衍射特点 1957年Keller 等人发现许多聚合物可从溶液中生长出高聚物单晶体(0.1微米～数微米).直到今天, 由合成聚合物获取单晶体仍在这个数量级范围. 但这个尺寸及其形态, 结构, 只能用电子显微镜和电子衍射法研究, 不适于X 射线衍射用. 聚合物晶体X —射线衍射, 至少有下列几个特点: (1) 至今尚未能培养出0.1mm 以上聚合物单晶(蛋白质高分子情况例外), 一般采用多晶或单轴、双轴取向聚合物材料. (2) 衍射角)2(θ增加, 衍射斑点增宽, 强度下降. 聚合物晶体共存有晶区及非晶区, 微晶尺寸(Crystallite size)一般(<30nm). (3) 取向后衍射点(环)成为分立的弧. (4) 独立反射点少(十～几十个), 无低分子解晶体结构的成熟方法可循. 一般只能使用尝试法 (trial and error method). §8.2 聚合物晶体结构分析方法 目前获得有关聚合物链堆砌,链排列, 分子间相互作用本质, 以及晶体结构测定等, 都是使用聚合物多晶材料(纤维, 薄板等), 基本是使用尝试法, 测定步骤如图8.1所示. 对于低分子单晶体的结构测定, 由于重原子法, 直接法, 以及其它统计方法的应用, 这种尝试法已大有不必要趋势. 图8.1中箭头向上、下数目,暗示了过程的复杂情况. 结晶聚合物样品 ↓ X-射线衍射图 ↓ I(obs)实验衍射强度 ↑↑↑ I(calc)｜计算强度 ↑↑↑ 晶体结构模型 ↑↑↑ 分子结构模型 图 8.1 聚合物晶体结构分析步骤. 目前, 聚合物晶体结构分析基本理论及实验方法, 虽不能遵循使用低分子单晶体结构分析成熟理论及方法, 但大有可借鉴之处, 从下面简介, 便可见一斑. X 射线单晶体结构分析的理论是以晶体的衍射结构因子hkl F 和晶体电子云密度分布的如下函数关系为基础的 )( 2exp )()(c lz b ky a hx i f z y x F j j j j n j j j j hkl + + ∑==πφρ (8.1)

人教版化学选修3第三章《 晶体结构与性质》测试试题(含答案)

第三章《晶体结构与性质》测试题 一、单选题（每小题只有一个正确答案） 1．共价键、离子键和范德华力都是微粒之间的作用力，下列含有上述两种结合力的是①Na2O2②SiO2 ③干冰④金刚石⑤NaCl ⑥白磷 A．①②④B．①③⑥C．②④⑥D．③④⑤ 2．下列关于物质用途的说法，错误的是 C测定一些文物的年代 A．考古时利用14 6 B．最轻的金属Li是制备新一代可充电绿色电池的理想物质 C．金刚砂的成分为SiC，硬度大，用作砂轮的磨料 D．SO2可使食品增白，可大量使用于所有食品的漂白 3．下列关于原子晶体的叙述不正确的是 A．硬度一定很大 B．熔沸点一定很高 C．一定只含共价键 D．可能含有离子键 4．A12O3在一定条件下可转化为硬度、熔点都很高的氮化铝晶体，氮化铝的晶胞如图所示。下列说法正确的是 A．氮化铝属于离子晶体 B．氮化铝可用于制造切割金属的刀具 C．一个氮化铝晶胞中含有9个A1原子 D．氮化铝晶体中A1的配位数为2 5．铁有δ、γ、α三种同素异形体，其晶胞结构如图所示，下列判断正确的是 A．δ、γ、α铁晶体中存在金属阳离子和阴离子 B．γ—铁晶体晶胞中所含有的铁原子数为14

C．δ、α两种晶胞中铁原子的配位数之比为4∶3 D．若α-Fe晶胞边长为a cm，γ-Fe晶胞边长为b cm，则两种晶体的密度比为b3∶a3 6．下列有关晶体的叙述中，错误的是 A．氯化钠晶体中，每个Na+周围距离相等且最近的Na+共有6个 B．金属晶体中，以“…ABCABCABC…”形式的堆积称为面心立方堆积 C．干冰晶体中，每个CO2分子周围距离相等且最近的CO2分子共有12个 D．金刚石网状结构中，由共价键形成的碳原子环中，最小的环上有6个碳原子 7．区分晶体和非晶体最可靠的科学方法是（） A．观察外观是否规则B．测定是否有固定的熔点 C．进行X射线衍射实验D．验证是否有各向异性 8．下列各项叙述中，正确的是 A．分子晶体中不一定存在分子间作用力 B．价电子排布为4s24p1的元素位于第四周期第ⅠA族，是S区元素 C．已知金属钛的晶胞是面心立方结构（如图），则钛晶体1个晶胞中钛原子数为4个 D．水是一种非常稳定的化合物，这是由于氢键所导致 9．下列各组晶体中，化学键类型相同，熔化时所克服的作用力也完全相同的是( ）A．CO2和SiO2 B．Na和I2 C．蔗糖和干冰 D．金刚石和石墨10．下列说法中正确的是( ) A．金刚石晶体中的最小碳环由6个碳原子构成 B．Na2O2晶体中阴离子与阳离子数目之比为1：1 C．1 mol SiO2晶体中含2 mol Si—O键 D．金刚石化学性质稳定，在高温下也不会和O2反应 11．石墨晶体是层状结构，在每一层内，每一个碳原子都跟其他3个碳原子相结合。据图分析，石墨晶体中碳原子数与共价键数之比为( ) A．2∶3 B．2∶1 C．1∶3 D．3∶2 12．下表是A、B、C、D、E、F六种短周期元素的部分化合价、电负性和原子半径数据。下列说法正确的是( )