7/26/2019 CHUYÊN ĐỀ DUYÊN HẢI BẮC BỘ NĂM 2015 - HÓA HỌC TINH THỂ http://slidepdf.com/reader/full/chuyen-de-duyen-hai-bac-bo-nam-2015-hoa-hoc-tinh-the 1/54 đề ề CHUYÊN ĐỀ DUYÊN HẢI BẮC BỘ NĂM 2015 HÓA HỌC TINH THỂA. MỞ ĐẦU Mọi ch ất đều có thể t ồn t ại ở ba trạng thái: khí, lỏng, rắn. Ở tr ạng thái rắn vật ch ất có thể tồn tại ở trạng thái tinh thể hoặc trạng thái vô định hình. Trạng thái tinh thể khác trạng thái vô định hình ở các đặc điểm sau: - Tinh thể là những đa di ện l ồi, đượ c gi ớ i h ạn bở i các mặt phẳng và các cạnh thẳng; - Tinh thể có tính đồng nhất và tính dị hướ ng; - Chất tinh thể có nhiệt độ nóng chảy xác định. Ởđiều ki ện thườ ng h ầu hết các chất rắn đều có cấu tạo tinh thể. Ví dụ: cacbon tồn tại dướ i dạng các tinh thể kim cươ ng hay than chì (grafit); lưu huỳnh tồn t ại dướ i dạng các tinh thểđơ n tà hay mặt thoi; muối ăn (NaCl) dướ i dạng các tinh thể lập phươ ng… Tất cả các kim loại, trừ thủy ngân là chất tinh thể v.v…. L ĩ nh vực khoa học nghiên cứu thành phần, cấu tạo và tính chất của tinh thể là “Tinh thểh ọ c”. Tinh th ể h ọ c là l ĩ nh v ự c khoa h ọ c ra đờ i t ừ r ấ t s ớ m, phát tri ể n m ạ nh m ẽ và đạ t đượ c những thành tựu r ất to lớ n. Ngày nay, nhờ những thành tựu c ủa Tinh thể h ọc ngườ i ta đã xác định đượ c cấu tạo tinh thể và phân tử của hàng triệu chất khác nhau, trong đó có những chất quan trọng như silicat tự nhiên, các protit, lipit, axit nucleic… t ừđó đã giải thích đượ c nhiều tính chất v ật lí, hóa học và sinh học c ủa các chất, đồng thờ i phát hiện ra nhiều ứng dụng quan trọng của chúng. Trong chươ ng trình hoá học phổ thông, phần trạng thái rắn của chất và cụ thể về tinh thể là một phần khá lí thú và tr ừu tượ ng. Sách giáo khoa đã nêu đượ c một số ý t ưở ng cơ bản giáo viên cần tham khảo thêm tài liệu mớ i giúp học sinh hình dung đượ c và áp d ụ ng các ki ế n th ứ c vào gi ả i các bài toán liên quan. Đề tài này nh ằ m cung c ấ p các kiến thức cụ thể về cấu trúc tinh thể và vận dụng cho các bài tập liên quan. Trong những năm qua, đề thi học sinh giỏi Quốc gia, Quốc tế thườ ng đề cập tớ i phần hoá học tinh thể dướ i nhiều góc độ khác nhau. Tuy nhiên, trong sách giáo khoa phổ thông, do điều kiện giớ i hạn về th ờ i gian nên những kiến thức trên chỉđượ c đề cập đến một cách sơ l ượ c. Qua thực tiễn giảng dạy đội tuyển học sinh gi ỏi Quốc gia, tôi đă nghiên cứu, lựa chọn và hệthống những kiến thức lí thuyết cơ bản, trọng tâm; sưu tầm những bài tập điển hình để soạn chuyên đề “Hóa học tinh thể” đề c ập v ề v ấn đề c ấu trúc mạng tinh thể giúp cho học sinh hi ể u sâu và v ậ n d ụ ng đượ c t ố t nh ữ ng ki ế n th ứ c đ ã h ọ c vào vi ệ c gi ả i các bài t ậ p, góp ph ầ n nâng cao chất lượ ng giảng dạy và học tập môn Hóa học. WWW.FACEBOOK.COM/DAYKEM.QUY WWW.BOIDUONGHOAHOCQUYNHON.BLOGSPO WW.DAYKEMQUYNHON.UCOZ.COM ng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú
54
Embed
CHUYÊN ĐỀ DUYÊN HẢI BẮC BỘ NĂM 2015 - HÓA HỌC TINH THỂ
This document is posted to help you gain knowledge. Please leave a comment to let me know what you think about it! Share it to your friends and learn new things together.
Transcript
7262019 CHUYEcircN ĐỀ DUYEcircN HẢI BẮC BỘ NĂM 2015 - HOacuteA HỌC TINH THỂ
983107983144983157983161983274983150 đề 983108983112983106983106 983090983088983089983093 983085 983124983145983150983144 983156983144ề 983124983154983137983150983143 983089983087983093983092
CHUYEcircN ĐỀ DUYEcircN HẢI BẮC BỘ NĂM 2015
HOacuteA HỌC TINH THỂ
A MỞ ĐẦU
Mọi chất đều coacute thể tồn tại ở ba trạng thaacutei khiacute lỏng rắn Ở trạng thaacutei rắn vật chất
coacute thể tồn tại ở trạng thaacutei tinh thể hoặc trạng thaacutei vocirc định higravenh Trạng thaacutei tinh thể khaacutec
trạng thaacutei vocirc định higravenh ở caacutec đặc điểm sau - Tinh thể lagrave những đa diện lồi đượ c giớ i hạn
bở i caacutec mặt phẳng vagrave caacutec cạnh thẳng - Tinh thể coacute tiacutenh đồng nhất vagrave tiacutenh dị hướ ng - Chất
tinh thể coacute nhiệt độ noacuteng chảy xaacutec định Ở điều kiện thườ ng hầu hết caacutec chất rắn đều coacute
cấu tạo tinh thể Viacute dụ cacbon tồn tại dướ i dạng caacutec tinh thể kim cươ ng hay than chigrave
(grafit) lưu huỳnh tồn tại dướ i dạng caacutec tinh thể đơ n tagrave hay mặt thoi muối ăn (NaCl) dướ i
dạng caacutec tinh thể lập phươ nghellip Tất cả caacutec kim loại trừ thủy ngacircn lagrave chất tinh thể vvhellip
L ĩ nh vực khoa học nghiecircn cứu thagravenh phần cấu tạo vagrave tiacutenh chất của tinh thể lagrave ldquoTinh thể
họcrdquo Tinh thể học lagrave l ĩ nh vực khoa học ra đờ i từ rất sớ m phaacutet triển mạnh mẽ vagrave đạt đượ cnhững thagravenh tựu rất to lớ n Ngagravey nay nhờ những thagravenh tựu của Tinh thể học ngườ i ta đatilde
xaacutec định đượ c cấu tạo tinh thể vagrave phacircn tử của hagraveng triệu chất khaacutec nhau trong đoacute coacute những
chất quan trọng như silicat tự nhiecircn caacutec protit lipit axit nucleichellip từ đoacute đatilde giải thiacutech đượ c
nhiều tiacutenh chất vật liacute hoacutea học vagrave sinh học của caacutec chất đồng thờ i phaacutet hiện ra nhiều ứng
dụng quan trọng của chuacuteng Trong chươ ng trigravenh hoaacute học phổ thocircng phần trạng thaacutei rắn của
chất vagrave cụ thể về tinh thể lagrave một phần khaacute liacute thuacute vagrave trừu tượ ng Saacutech giaacuteo khoa đatilde necircu đượ c
một số yacute tưở ng cơ bản giaacuteo viecircn cần tham khảo thecircm tagravei liệu mớ i giuacutep học sinh higravenh dung
đượ c vagrave aacutep dụng caacutec kiến thức vagraveo giải caacutec bagravei toaacuten liecircn quan Đề tagravei nagravey nhằm cung cấpcaacutec kiến thức cụ thể về cấu truacutec tinh thể vagrave vận dụng cho caacutec bagravei tập liecircn quan Trong
những năm qua đề thi học sinh giỏi Quốc gia Quốc tế thườ ng đề cập tớ i phần hoaacute học tinh
thể dướ i nhiều goacutec độ khaacutec nhau Tuy nhiecircn trong saacutech giaacuteo khoa phổ thocircng do điều kiện
giớ i hạn về thờ i gian necircn những kiến thức trecircn chỉ đượ c đề cập đến một caacutech sơ lượ c Qua
thực tiễn giảng dạy đội tuyển học sinh giỏi Quốc gia tocirci đă nghiecircn cứu lựa chọn vagrave hệ
thống những kiến thức liacute thuyết cơ bản trọng tacircm sưu tầm những bagravei tập điển higravenh để soạn
chuyecircn đề ldquoHoacutea học tinh thểrdquo đề cập về vấn đề cấu truacutec mạng tinh thể giuacutep cho học sinh
hiểu sacircu vagrave vận dụng đượ c tốt những kiến thức đatilde học vagraveo việc giải caacutec bagravei tập goacutep phầnnacircng cao chất lượ ng giảng dạy vagrave học tập mocircn Hoacutea học
WWWFACEBOOKCOMDAYKEMQUY
WWWBOIDUONGHOAHOCQUYNHONBLOGSPO
WWDAYKEMQUYNHONUCOZCOM
ng goacutep PDF bởi GV Nguyễn Thanh Tuacute
7262019 CHUYEcircN ĐỀ DUYEcircN HẢI BẮC BỘ NĂM 2015 - HOacuteA HỌC TINH THỂ
983107983144983157983161983274983150 đề 983108983112983106983106 983090983088983089983093 983085 983124983145983150983144 983156983144ề 983124983154983137983150983143 983089983088983087983093983092
Hoặc Độ đặc khiacutet P = N c cc c
tb tb tb tb
V VV V
V VV V = 4
3 33 3
3 33 3
4 44 4 R R R R
3 33 3
a aa a
π
vớ i R =a 2 a 2 a 2 a 2
4 44 4
necircn P =
3 33 3
3 33 3
4 a 2 4 a 2 4 a 2 4 a 2 4 4 4 4
3 4 3 4 3 4 3 4
a aa a
π = 074
II53 M ạ ng tinh thể l ụ c phươ ng
Xeacutet 1 đơ n vị mạng lướ i tinh thể lục phươ ng coacute cạnh đaacutey = a vagrave chiều cao = c
rarr Mặt đaacutey của 1 ocirc mạng lagrave higravenh lục giaacutec tạo bở i 6 tam giaacutec đều cạnh a chiều cao
32
a necircn diện tiacutech mặt đaacutey =1 3
62 2
a atimes times times
rarr V mạng tt =1 3
62 2
a a ctimes times times times
Tiacutenh độ đặc khiacutet ρ
Higravenh 1 cho thấy cấu truacutec compac của mặt đaacutey mạng lục phương necircn 2a = 4rHigravenh 2 cho thấy sự xếp chồng khocircng compac giữa caacutec lớp ta coacute
2 2 2 2 2 62
3 4 3 4 3a c a c
r a c a= + rArr = + rArr =
3 3
2
46 100 16 ( ) 100 1003 2 74
1 3 2 6 3 26 3 3
2 2 3
ar
aa c a a
π π π
ρ
times times times times= = = =
times times times times times
III Một số kiểu cấu truacutec tiecircu biểu
III1 Cấu truacutec kim cươ ng
Ocirc mạng cơ sở của kim cươ ng lagrave lập phươ ng tacircm mặt ngoagravei ra caacutec nguyecircn tử
cacbon cograven chiếm một nửa số lỗ trống bốn mặt trong ocirc mạng một caacutech coacute trật tự Cấu truacutec
kim cươ ng đượ c higravenh dung gồm caacutec tứ diện đều nối vớ i nhau bở i caacutec đỉnh chung
WWWFACEBOOKCOMDAYKEMQUY
WWWBOIDUONGHOAHOCQUYNHONBLOGSPO
WWDAYKEMQUYNHONUCOZCOM
ng goacutep PDF bởi GV Nguyễn Thanh Tuacute
7262019 CHUYEcircN ĐỀ DUYEcircN HẢI BẮC BỘ NĂM 2015 - HOacuteA HỌC TINH THỂ
983107983144983157983161983274983150 đề 983108983112983106983106 983090983088983089983093 983085 983124983145983150983144 983156983144ề 983124983154983137983150983143 983089983089983087983093983092
Higravenh 5 Mocirc higravenh tinh thể kim cương
Vậy Số mắt Z = 4 + 612 + 818 = 8
Số phối triacute = 4 do mỗi nguyecircn tử cacbon đượ c đặt trong hốc tứ diện
Cấu truacutec kim cươ ng khocircng compac do khi caacutec nguyecircn tử cacbon xếp vagraveo caacutec lỗ tứ
diện đatilde đẩy caacutec nguyecircn tử chiếm caacutec vị triacute thocircng thườ ng của mạng lập phươ ng tacircm diện
lagravem chuacuteng khocircng cograven tiếp xuacutec nhau nữa Khoảng caacutech ngắn nhất giữa caacutec nguyecircn tử
cacbon (dC-C = 2R) nằm trecircn đườ ng cheacuteo của higravenh lập phươ ng con vagrave bằng 14 độ dagravei
đườ ng cheacuteo của ocirc mạng cơ sở Do đoacute1
2 34
R a= hay thocircng số mạng3
83
a R=
Độ compac
3 3
33
4 48
3 3 0343
(8 )3
Z R R
C a
R
π π times times= = asymp
Liecircn kết trong kim cươ ng lagrave thuần tuacutey cộng hoacutea trị Tinh thể kim cươ ng lagrave một đại
phacircn tử cộng hoacutea trị ba chiều necircn rất cứng Vigrave mọi electron đều cặp đocirci necircn kim cươ ngcaacutech điện vagrave nghịch từ Tiacutenh trong suốt của noacute đượ c giải thiacutech lagrave do năng lượ ng tia khả
kiến khocircng đủ mạnh để phaacute liecircn kết CndashC để kiacutech thiacutech electron đi chuyển trong tinh thể
III2 Cấu truacutec Xesi clorua CsCl
Higravenh 6 Mocirc higravenh tinh thể CsCl
WWWFACEBOOKCOMDAYKEMQUY
WWWBOIDUONGHOAHOCQUYNHONBLOGSPO
WWDAYKEMQUYNHONUCOZCOM
ng goacutep PDF bởi GV Nguyễn Thanh Tuacute
7262019 CHUYEcircN ĐỀ DUYEcircN HẢI BẮC BỘ NĂM 2015 - HOacuteA HỌC TINH THỂ
983107983144983157983161983274983150 đề 983108983112983106983106 983090983088983089983093 983085 983124983145983150983144 983156983144ề 983124983154983137983150983143 983089983091983087983093983092
Vigrave caacutec ion Na+ vagrave Cl minus
tiếp xuacutec nhau dọc theo cạnh của higravenh lập phươ ng necircn thocircng
số mạng a = 2(R + r) = 2(0181 + 097) = 0556 nm
Độ compac
3 33 3
3 3
4 44
16 0181 0973 33 0556
R r
C a
π π
π
times + + = = times = 0667
Cấu truacutec nagravey lagrave cấu truacutec của caacutec halogenua MX kim loại kiềm đầu tiecircn (M = Li NaK) của mọi hiđrua kiềm (M = Li hellipCs) cũng như cấu truacutec của nhiều oxit kim loại hoacutea trị
hai MO (M = Mg hellip Ba Ti hellipNi hellip) hay cấu truacutec cổ điển của cacbua hay caacutec nitrua xen
kẽ của caacutec ki loại chuyển tiếp
III4 Cấu truacutec sphalerit (blende)
Higravenh 8 Mocirc higravenh tinh thể ZnS
Tinh thể sphalerit ZnS coacute cấu truacutec kiểu kim cươ ng Mặc dugrave độ acircm điện giữa kẽm vagrave
lưu huỳnh checircnh nhau iacutet nhưng vẫn coacute thể dugraveng caacutec ion Zn2+ vagrave S2- để mocirc tả Caacutec ion S2-
(coacute baacuten kiacutenh lớ n hơ n R = 0184 nm) tạo thagravenh mạng lập phươ ng tacircm mặt ngh ĩ a lagrave coacute bốn
ion S2- thuộc về một ocirc mạng cơ sở Caacutec ion Zn2+ (coacute baacuten kiacutenh nhỏ hơ n r = 074 nm) chiếm
bốn trong số taacutem lỗ trống bốn mặt trong ocirc mạng hay coacute bốn ion Zn2+
trong một ocirc mạngVậy số mắt Z = 4 số phối triacute của Zn2+ vagrave S2- đều lagrave 4
Cấu truacutec kiểu sphalerit thường lagrave của hợp chất AB magrave nguyecircn tố electron np Trong
caacutec hợp chất nagravey tổng caacutec electron hoacutea trị của A B luocircn bằng 8 Noacute đặc trưng cho rất
nhiều hợp chất như SiC hellip SnSi GaP hellipInSb ZnS hellipCdTe CuF hellip AgI Quan trọng nhất
lagrave cacborundum hay cacbua silic SiC
III5 Cấu truacutec florin
Higravenh a Higravenh b
WWWFACEBOOKCOMDAYKEMQUY
WWWBOIDUONGHOAHOCQUYNHONBLOGSPO
WWDAYKEMQUYNHONUCOZCOM
ng goacutep PDF bởi GV Nguyễn Thanh Tuacute
7262019 CHUYEcircN ĐỀ DUYEcircN HẢI BẮC BỘ NĂM 2015 - HOacuteA HỌC TINH THỂ
983107983144983157983161983274983150 đề 983108983112983106983106 983090983088983089983093 983085 983124983145983150983144 983156983144ề 983124983154983137983150983143 983091983090983087983093983092
Magrave D=m
V = (2times M)(6023times 10
23times a
3)
Thay D=795 a= 2864 Ao
=gt M= 2679 gmol
Vậy M lagrave kim loại Fe
Bagravei 23 Một nguyecircn tố A coacute baacuten kiacutenh nguyecircn tử R = 136 pm vagrave đơ n chất kết tinh theo cấu
truacutec lập phươ ng tacircm diện tỷ khối d = 224 Xaacutec định A
H ướ ng d ẫ n giải
2R2a = = 385 pm 1A3
molg192Z
NaM minus=
ρ=
Đoacute lagrave Ir
Bagravei 24
Kim loại X đượ c tigravem thấy vagraveo năm 1737 Tecircn của noacute coacute nguồn gốc tiếng Đức lagraveldquokoboldrdquo coacute ngh ĩ a lagrave ldquolinh hồn của quỷrdquo Một mẫu kim loại X đượ c ngacircm trong nướ c cacircn
nặng 13315g trong khi đoacute đem ngacircm cugraveng khối lượ ng mẫu kim loại vagraveo CCl4 chỉ nặng
12331g Biết khối lượ ng riecircng của CCl4 lagrave 15842 gcm3Để xaacutec định nguyecircn tố X thigrave
ngườ i ta phải dugraveng đến nhiễu xạ neutron Phươ ng phaacutep nhiễu xạ nagravey chỉ đặc trưng cho cấu
truacutec lập phươ ng tacircm mặt (fcc) vagrave đo đượ c thocircng số mạng a= 35302pm
Hướng dẫn giải
3
3 3 7 3 23 1 1
4
890 (3530210 ) 60210 ( ) 5893( )4 4
A A
A
Z M M d
V N a N
d a N g cm cm mol M g mol
minus minus minus
= =
rArr = = =
Vậy X lagrave Co
Bagravei 25
Khi nhuacuteng chigravem một vật hoagraven vagraveo trong một chất lỏng thigrave noacute sẽ coacute khối lượ ng biểu
kiến vigrave noacute chịu lực đẩy Acsimet Nếu coi kim loại X coacute khối lượ ng m vagrave thể tiacutech V thigrave ta
coacute
4 4
2 2
33
1500012331 15842890
13315 10000 1685
X CCl CCl
X
X H O H O
m m d V m gm V d g cm
m m d V m V V cm
= minus == minusrArr rArr rArr =
= minus = minus =
Ocirc mạng fcc gồm 4 nguyecircn tử coacute
WWWFACEBOOKCOMDAYKEMQUY
WWWBOIDUONGHOAHOCQUYNHONBLOGSPO
WWDAYKEMQUYNHONUCOZCOM
ng goacutep PDF bởi GV Nguyễn Thanh Tuacute
7262019 CHUYEcircN ĐỀ DUYEcircN HẢI BẮC BỘ NĂM 2015 - HOacuteA HỌC TINH THỂ
1 Phacircn loại caacutec chất sau đacircy theo bản chất của lực tương taacutec giữa caacutec đơn vị cấu truacutec trong
mạng tinh thể của chuacuteng Cu kim cươ ng MgO C6H12O6 I2 Pb BN NaH
2 Maacuteu trong cơ thể ngườ i coacute magraveu đỏ vigrave chứa hemoglobin (chất vậnchuyển oxi chứa sắt) Maacuteu của một số động vật nhuyễn thể khocircng coacute
magraveu đỏ magrave coacute magraveu khaacutec vigrave chứa một kim loại khaacutec (X) Tế bagraveo đơ n vị (ocirc
mạng cơ sở ) lập phươ ng tacircm diện của tinh thể X (higravenh becircn) coacute cạnh
bằng 36210-8 cm Khối lượ ng riecircng của nguyecircn tố nagravey lagrave 8920 kgm3
WWWFACEBOOKCOMDAYKEMQUY
WWWBOIDUONGHOAHOCQUYNHONBLOGSPO
WWDAYKEMQUYNHONUCOZCOM
ng goacutep PDF bởi GV Nguyễn Thanh Tuacute
7262019 CHUYEcircN ĐỀ DUYEcircN HẢI BẮC BỘ NĂM 2015 - HOacuteA HỌC TINH THỂ
983107983144983157983161983274983150 đề 983108983112983106983106 983090983088983089983093 983085 983124983145983150983144 983156983144ề 983124983154983137983150983143 983091983097983087983093983092
Trong mỗi ocirc cơ sở coacute 4 phacircn tử BaO2 rarr thể tiacutech của mỗi ocirc V = 4mD
Vớ i m =100236
99915232713723
+= 2811310-22 gam
rarr V = 1979810-22 (cm3) = 197979342 (pm3)
(2x134 + 2a)2( 2x134 + 2a+149) = 197979342
(134 + a)2(134 + a+745) = 24747418
(134 + a)3+ (134 + a)2 745 - 24747418 = 0
rarr a = 2686-134 = 135 pm
Bagravei 33
Niken (II) oxit coacute cấu truacutec tinh thể giống mạng tinh thể natri clorua Caacutec ion O2- tạo
thagravenh mạng lập phươ ng tacircm mặt caacutec hốc baacutet diện coacute caacutec ion Ni2+ Khối lượ ng riecircng của
Niken (II) oxit lagrave 667 gcm3 Nếu cho Niken (II) oxit taacutec dụng vớ i Liti oxit vagrave oxi thigrave đượ c
caacutec tinh thể trắng coacute thagravenh phần LixNi1-xO
2x
Li2O + (1-x) NiO +4x
O2 rarr LixNi1-xO
Cấu truacutec mạng tinh thể của LixNi1-xO giống cấu truacutec mạng tinh thể của NiO nhưng
một số ion Ni2+ đượ c thay thế bằng caacutec ion Liti vagrave một số ion Ni2+ bị oxi hoacutea để đảm bảo
tiacutenh trung hogravea điện của phacircn tử Khối lượ ng riecircng của tinh thể LixNi1-xO lagrave 621 gcm3
Tiacutenh x (chấp nhận thể tiacutech của ocirc mạng cơ sở khocircng thay đổi khi chuyển từ NiO
thagravenh LixNi1-xO)
Cho NA= 60231023 mol-1 Ni = 5871 Li = 694 O = 16
H ướ ng d ẫ n giải
Trong một tinh thể sự sắp xếp của caacutec anion vagrave caacutec cation theo cấu truacutec mạng lậpphươ ng tacircm mặt Caacutec cation vagrave anion nằm xen kẽ nhau Một ocirc mạng cơ sở chứa 4 cation
vagrave 4 anion
3A
NiONiO aN
nMD =
Tiacutenh cạnh a của ocirc mạng cơ sở của NiO
WWWFACEBOOKCOMDAYKEMQUY
WWWBOIDUONGHOAHOCQUYNHONBLOGSPO
WWDAYKEMQUYNHONUCOZCOM
ng goacutep PDF bởi GV Nguyễn Thanh Tuacute
7262019 CHUYEcircN ĐỀ DUYEcircN HẢI BẮC BỘ NĂM 2015 - HOacuteA HỌC TINH THỂ
983107983144983157983161983274983150 đề 983108983112983106983106 983090983088983089983093 983085 983124983145983150983144 983156983144ề 983124983154983137983150983143 983092983088983087983093983092
323 667602310
74714a
timestimes
= = 400610-8 cm
Vậy[ ]
( )3823 420610602310
16x)5871(1694x4621
minustimes
+minus+times= =gt x = 01
Bagravei 34 (Đề thi chọn đội tuyển quốc tế 2013)
Hiện tượ ng caacutec ion khaacutech xacircm nhập vagraveo mạng lướ i tinh thể chủ vagrave chiếm caacutec vị triacute
hốc trống trong mạng lướ i tinh thể chủ xảy ra khaacute phổ biến Quaacute trigravenh nagravey thườ ng diễn ra
chậm vagrave ở nhiệt độ cao Tuy nhiecircn quaacute trigravenh xacircm nhập của cation Li+ vagraveo mạng lướ i tinh
thể ReO3 lại đặc biệt bở i chuacuteng xảy ra khaacute nhanh ngay ở nhiệt độ phograveng Trong tinh thể
ReO3 mỗi nguyecircn tử Re đượ c bao quanh bở i 6 nguyecircn tử oxi tạo necircn những baacutet diện đều
giống nhau Biết rằng tinh thể ReO3 thuộc hệ lập phươ ng (chiều dagravei mỗi cạnh lagrave 0374 nm)
trong đoacute nguyecircn tử Re chiếm caacutec vị triacute đỉnh của higravenh lập phươ ng
1 Hatildey chứng minh rằng nguyecircn tử oxi chỉ coacute thể chiếm vị triacute trung điểm tất cả caacutec cạnh
của ocirc mạng vagrave vẽ một ocirc mạng cơ sở của tinh thể ReO3
2 Giả sử tinh thể ReO3 coacute bản chất ion Cho biết baacuten kiacutenh của ion O2- lagrave 0126 nm
a) Tiacutenh baacuten kiacutenh của ion Re6+
b) Cation khaacutech coacute kiacutech thướ c lớ n nhất bằng bao nhiecircu để khi xacircm nhập vagraveo mạng lướ i
tinh thể ReO3 khocircng lagravem thay đổi kiacutech thướ c của ocirc mạng tinh thể (bỏ qua mọi tươ ng taacutec
giữa ion nagravey vagrave tinh thể ReO3)
Hướng dẫn giải
1 Biện luận vị triacute của O
- Do số phối triacute của Re = 6 vagrave tỉ lệ ReO = 13 necircn số phối triacute của O = 63 = 2
- Như vậy một O phối triacute vớ i 2 Re vagrave caacutech đều hai Re vigrave caacutec nguyecircn tử Re lagrave tươ ng đươ ng- Giả sử nguyecircn tử O1 (khocircng nằm trecircn cạnh a) phối triacute vớ i 2 Re thuộc cạnh a thigrave trong ocirc
mạng phiacutea trecircn (hoặc phiacutea dướ i) cũng sẽ coacute nguyecircn tử O1rsquo tươ ng đươ ng vớ i O1 cugraveng phối
triacute vớ i nguyecircn tử Re chung nagravey Goacutec liecircn kết O1ReO1rsquo ne 180 o vagrave ne 90 o (= 90o thigrave O1
phải ở tacircm của higravenh lập phươ ng SPT = 8) như vậy khocircng thỏa matilden điều kiện phối triacute baacutet
WWWFACEBOOKCOMDAYKEMQUY
WWWBOIDUONGHOAHOCQUYNHONBLOGSPO
WWDAYKEMQUYNHONUCOZCOM
ng goacutep PDF bởi GV Nguyễn Thanh Tuacute
7262019 CHUYEcircN ĐỀ DUYEcircN HẢI BẮC BỘ NĂM 2015 - HOacuteA HỌC TINH THỂ
983107983144983157983161983274983150 đề 983108983112983106983106 983090983088983089983093 983085 983124983145983150983144 983156983144ề 983124983154983137983150983143 983092983089983087983093983092
diện đều của Re Vậy O1 phải nằm trecircn cạnh a Vagrave đươ ng nhiecircn phải nằm ở trung điểm vigrave
noacute caacutech đều hai Re ở hai đỉnh
Kết luận Caacutec nguyecircn tử O nằm ở trung điểm của mỗi cạnh Kiểm tra tỉ lệ ReO
trong một ocirc mạng = (818) (1214) = 13
2 Tiacutenh baacuten kiacutenh Re6+
2r minus2O + 2r +6Re = a = 0374 nm vậy r +6Re = (0374 ndash 20126)2 = 0061 nm
Tiacutenh baacuten kiacutenh cự c đại của ion lạ
Ion lạ xacircm nhập sẽ chiếm vị triacute trung tacircm của ocirc mạng cơ sở Do vậy khoảng caacutech từ
tacircm đến trung điểm mỗi cạnh tươ ng ứng bằng r minus2O+ rion lạ = a 2 = 0374 141= 0265 nm
vậy baacuten kiacutenh cực đại của ion lạ = 0265 ndash 0126 = 0139 nm
Bagravei 35
Bạc baacuten kiacutenh nguyecircn tử R = 144pm kết tinh dạng ocirc mạng cfc Tugravey theo kiacutech thướ c
magrave caacutec nguyecircn tử lạ E coacute thể đi vagraveo trong mạng bạc tạo ra một dung dịch rắn coacute tecircn gọikhaacutec nhau dung dịch rắn xen kẽ ( bằng caacutech chiếm caacutec lỗ xen kẽ) hoặc dung dịch rắn
thay thế (bằng caacutech thay thế caacutec nguyecircn tử bạc)
1) Tiacutenh khối lượ ng thể tiacutech của bạc nguyecircn chất
2) Xaacutec định số phối triacute vagrave độ compac của mạng cfc
3) Xen kẽ lỗ tinh thể học khaacutec nhau khi tạo thagravenh
a) Cho biết bản chất vagrave số mắt của mỗi chất chứa trong một ocirc mạng
b) Xaacutec định baacuten kiacutenh cực đại ri của một nguyecircn tử lạ E higravenh cầu nằm trong mạng ở mỗi
kiểu lỗ magrave khocircng lagravem biến dạng mạng4) Vagraveng baacuten kiacutenh nguyecircn tử Rrsquo = 147pm tạo dung dịch rắn a vớ i bạc
a) Suy ra bản chất của dung dịch a nagravey
b) Biểu thị cấu truacutec hoacutea học của a theo phần mol x của vagraveng
5) Một hợ p kim bạc-vagraveng tươ ng ứng vớ i một thagravenh phần đặc biệt của dung dịch rắn a đặc
trưng bở i phần khối lượ ng vagraveng w = 01
a) Tiacutenh giaacute trị của x
b) Xaacutec định khối lượ ng thể tiacutech của hợ p kim nagravey
(Theo ENSIETA Ban Vật lyacute1992) H ướ ng d ẫ n giải
1) Sơ đồ ocirc mạng cfc
Số nguyecircn tử bạc trong một ocirc mạng
WWWFACEBOOKCOMDAYKEMQUY
WWWBOIDUONGHOAHOCQUYNHONBLOGSPO
WWDAYKEMQUYNHONUCOZCOM
ng goacutep PDF bởi GV Nguyễn Thanh Tuacute
7262019 CHUYEcircN ĐỀ DUYEcircN HẢI BẮC BỘ NĂM 2015 - HOacuteA HỌC TINH THỂ
983107983144983157983161983274983150 đề 983108983112983106983106 983090983088983089983093 983085 983124983145983150983144 983156983144ề 983124983154983137983150983143 983092983095983087983093983092
b) Baacuten kiacutenh gaacuten cho nguyecircn tử hidro lagrave r = 37 pm Suy ra kiểu lỗ tươ ng thiacutech vớ i sự
lấp đầy
c) Trong thực tế caacutec nguyecircn tử hidro nằm trong mọi lỗ kiểu khaacutec hatildey lập cocircng thức
nguyecircn của hiđrua vagrave necircu một viacute dụ về tinh thể ion đẳng cấu truacutec
2 ) Hợ p kim của titan vagrave sắt thagravenh phần TiFe lagrave hợ p chất magrave caacutec nguyecircn tử titan chiếm caacutec
lỗ mạng lập phươ ng đơ n giản của sắt thocircng số = 298 pm
a ) Necircu ra hợ p chất ion kiểu tươ ng ứng cấu truacutec nagravey
b ) Trong hợ p chất TiFe caacutec nguyecircn tử hiđro chiếm mọi lỗ tạo ra từ bốn nguyecircn tử titan
vagrave hai nguyecircn tử sắt ( xem higravenh vẽ )
Xaacutec định higravenh học của một lỗ như vậy Xaacutec định cocircng thức của hiđrua thu đượ c khi batildeo
hogravea caacutec lỗ nagravey
3 ) Khả năng trữ hiđro của một vật liệu M i biểu thị bằng dung lượ ng thể tiacutech hấp phụ C va ( M i ) đượ c định ngh ĩ a lagrave tỷ số khối lượ ng hiđro bị hấp phụ trecircn thể tiacutech đơ n vị của vật liệu
nguyecircn chất
a ) Biểu thị C va ( M i ) theo thể tiacutech V i của ocirc mạng vagrave theo lượ ng hiđro ni bị hấp phụ
b ) So saacutenh dung lượ ng thể tiacutech hấp phụ lyacute thuyết của hai vật liệu xeacutet ở mục 1 vagrave 2
c ) Tiacutenh khối lượ ng cực tiểu của vật liệu rắn cần để tạo ra cugraveng lượ ng hiđro magrave bigravenh chứa
đựng 700 kg khiacute hoacutea lỏng Kết luận
H ướ ng d ẫ n giải
1 a)Lỗ O R + r 0 =2 R =gt r 0 =662 pm
b)Lỗ T R + r t = 2 R =gt r t = 36 pm
c) Lỗ chiếm tươ ng thiacutech đượ c dự kiến lagrave O
WWWFACEBOOKCOMDAYKEMQUY
WWWBOIDUONGHOAHOCQUYNHONBLOGSPO
WWDAYKEMQUYNHONUCOZCOM
ng goacutep PDF bởi GV Nguyễn Thanh Tuacute
7262019 CHUYEcircN ĐỀ DUYEcircN HẢI BẮC BỘ NĂM 2015 - HOacuteA HỌC TINH THỂ
983107983144983157983161983274983150 đề 983108983112983106983106 983090983088983089983093 983085 983124983145983150983144 983156983144ề 983124983154983137983150983143 983092983097983087983093983092
VI Ứng dụng kiến thức tinh thể vagraveo cuộc sống
(Bagravei được triacutech từ ldquoBagravei chuẩn bị Icho 39rdquo)
HOA QUẢ RAU CỎ VAgrave CAacuteC NGUYEcircN TỬ
Khi giải quyế t vấ n đề nagraveychư a coacute loại rau quả nagraveo bị phaacute hủ y
Năm 1611 nhagrave toaacuten học vagrave thiecircn văn học người Đức Johannes Kepler nghiecircn cứu
sự sắp xếp caacutec viecircn đạn của suacuteng thần cocircng trong một kim tự thaacutep Ocircng khẳng định rằngchỉ coacute một caacutech duy nhất để sắp xếp caacutec quả cầu cứng giống hệt nhau vagraveo một thể tiacutech sao
cho khiacutet nhất coacute thể ldquohellipkhocircng thể coacute thếm bất cứ một caacutech sắp xếp nagraveo khaacutec để chegraven thecircm
dugrave một viecircn đạn nữa vagraveo hogravem đoacuterdquo Ocircng lagrave ngườ i đầu tiecircn phaacutet biểu về một vấn đề như vậy
vagrave sau nagravey noacute đượ c gọi lagrave ldquosự phỏng đoaacuten Keplerrdquo Năm 1998 Giaacuteo sư Thomas Hales1 đatilde
đưa ra giải phaacutep cho ldquosự phỏng đoaacuten Keplerrdquo Nội dung của giải phaacutep nagravey đatilde đượ c trigravenh
bagravey trong loạt bagravei baacuteo trecircn tờ ldquoHigravenh học rờ i rạc vagrave điện toaacutenrdquo ra đờ i từ năm 1997 Ocircng
nghiecircn cứu hơ n 150 caacutech sắp xếp khaacutec nhau khaacutec vớ i caacutech magrave Kepler đatilde đưa ra Giải phaacutep
của Hales đogravei hỏi khoảng 250 trang giấy in vagrave dung lượ ng 3 GB caacutec file trong maacutey tiacutenh
Qua caacutec chứng minh toaacuten học chặt chẽ thuật ngữ ldquosự sắp xếp đặc khiacutet caacutec quả cầurdquo (cps)
đatilde đượ c chấp nhận rộng ratildei trong l ĩ nh vực hoacutea học chất rắn vagrave cho đến nay noacute vẫn cograven giaacute
trị
WWWFACEBOOKCOMDAYKEMQUY
WWWBOIDUONGHOAHOCQUYNHONBLOGSPO
WWDAYKEMQUYNHONUCOZCOM
ng goacutep PDF bởi GV Nguyễn Thanh Tuacute
7262019 CHUYEcircN ĐỀ DUYEcircN HẢI BẮC BỘ NĂM 2015 - HOacuteA HỌC TINH THỂ
983107983144983157983161983274983150 đề 983108983112983106983106 983090983088983089983093 983085 983124983145983150983144 983156983144ề 983124983154983137983150983143 983093983089983087983093983092
thứ 3 đượ c xếp lecircn trecircn khoảng trống của lớ p thứ nhất (xem trườ ng hợ p B higravenh 2) Hatildey
tiacutenh độ chặt khiacutet cho caacutech sắp xếp thứ 2 đượ c gọi lagrave sắp xếp lập phươ ng tacircm diện fbc
d) Coacute một ngườ i nocircng dacircn đatilde xếp lớ p thứ ba theo kiểu fcc vagrave bacircy giờ khocircng xaacutec định
đượ c đacircu lagrave khoảng trống đacircu lagrave rau củ đatilde xếp ở lớ p thứ nhất Giaacute trị sẽ thay đổi như thế
nagraveo do sự sai lệch khi sắp xếp caacutec lớ p chặt khiacutet tiếp theo
3 Giả sử ngườ i nocircng dacircn nảy ra yacute định muốn xếp chung đagraveo vagrave dưa hấu vagraveo xe bằng caacutech
xếp đagraveo vagraveo khoảng trống giữa caacutec quả dưa hấu
a) Hatildey tiacutenh tỉ lệ baacuten kiacutenh giữa quả đagraveo vagrave dưa hấu lớ n nhất coacute thể để traacutenh bị dập caacutec quả
đagraveo trong caacutec trườ ng hợ p xếp đagraveo vagraveo
iLỗ trống lập phươ ng trong kiếu lập phươ ng đơ n giản
ii Lỗ trống baacutet diện trong kiếu lập phươ ng tacircm khối
iii Lỗ trống baacutet diện trong kiếu lập phươ ng tacircm diện
b) Trong caacutec kiếu sắp xếp sc hcp bcc vagrave fcc trung bigravenh vớ i một quả dưa hấu coacute thể
xếp tối đa bao nhiecircu quả đagraveo
c) Tiacutenh giaacute trị lớ n nhất cho caacutec kiếu sắp xếp sc bcc vagrave fcc coacute xếp đagraveo ở caacutec khoảng
trống
4 Hoa quả coacute thể bị hỏng do xe khocircng thoaacuteng gioacute
a) Để giữ caacutec khoảng trống trong kiểu sắp xếp bcc vagrave fcc ngườ i nocircng dacircn quyết định
chỉ xếp caacutec quả đagraveo vagraveo caacutec lỗ trống baacutet diện khocircng nối vớ i nhau qua mặt hay tacircm Trong
trườ ng hợ p nagravey vớ i một quả dưa coacute thể xếp đượ c bao nhiecircu quả đagraveo
b) Ngườ i nocircng dacircn ngh ĩ ra một caacutech khaacutec trong caacutech sắp xếp fcc ocircng xếp đagraveo vagraveo tất cả
caacutec lỗ trống baacutet diện (như trecircn) vagrave vớ i caacutec lỗ trống tứ diện ocircng xếp taacuteo vagraveo Theo caacutech
nagravey vớ i một quả dưa ocircng coacute thể xếp đượ c bao nhiecircu quả taacuteo
Tạo hoacutea cũng lagravem nảy sinh những vấn đề liacute thuacute như ldquosự phỏng đoaacuten Keplerrdquo Ngọc
opal lagrave một loại đaacute tự nhiecircn đượ c cấu tạo từ caacutec quả cầu beacute xiacuteu SiO2
(cỡ micro) sắp xếp đặc
khiacutet vớ i nhau Đặc tiacutenh của opal lagrave coacute thể phaacutet ra caacutec aacutenh saacuteng khaacutec nhau (phaacutet ngũ sắc) khi
đượ c chiếu saacuteng Hiện tượ ng nagravey đượ c giải thiacutech bằng sự nhiễu xạ aacutenh saacuteng nhigraven thấy tuacircn
theo định luật Bragg λ = 2d sinθ
Trong đoacute λ lagrave độ dagravei soacuteng của tia saacuteng d lagrave khoảng caacutech giữa caacutec lớ p sắp xếp chặtkhiacutet trong opal 2θ lagrave goacutec giữa tia tớ i vagrave tia nhiễu xạ (noacutei caacutech khaacutec θ lagrave goacutec nghiecircng giữa
tia sang vớ i bề mặt của đaacute opal)
Opal lagrave loại đaacute coacute cấu truacutec tinh thể đầu tiecircn đượ c biết lagrave coacute khả năng khuacutec xạ loại
vật chất đượ c cấu tạo từ caacutec quả cầu cỡ micro vớ i chỉ số khuacutec xạ cao Quang phổ của noacute đatilde
WWWFACEBOOKCOMDAYKEMQUY
WWWBOIDUONGHOAHOCQUYNHONBLOGSPO
WWDAYKEMQUYNHONUCOZCOM
ng goacutep PDF bởi GV Nguyễn Thanh Tuacute
7262019 CHUYEcircN ĐỀ DUYEcircN HẢI BẮC BỘ NĂM 2015 - HOacuteA HỌC TINH THỂ
983107983144983157983161983274983150 đề 983108983112983106983106 983090983088983089983093 983085 983124983145983150983144 983156983144ề 983124983154983137983150983143 983089983088983087983093983092
Hoặc Độ đặc khiacutet P = N c cc c
tb tb tb tb
V VV V
V VV V = 4
3 33 3
3 33 3
4 44 4 R R R R
3 33 3
a aa a
π
vớ i R =a 2 a 2 a 2 a 2
4 44 4
necircn P =
3 33 3
3 33 3
4 a 2 4 a 2 4 a 2 4 a 2 4 4 4 4
3 4 3 4 3 4 3 4
a aa a
π = 074
II53 M ạ ng tinh thể l ụ c phươ ng
Xeacutet 1 đơ n vị mạng lướ i tinh thể lục phươ ng coacute cạnh đaacutey = a vagrave chiều cao = c
rarr Mặt đaacutey của 1 ocirc mạng lagrave higravenh lục giaacutec tạo bở i 6 tam giaacutec đều cạnh a chiều cao
32
a necircn diện tiacutech mặt đaacutey =1 3
62 2
a atimes times times
rarr V mạng tt =1 3
62 2
a a ctimes times times times
Tiacutenh độ đặc khiacutet ρ
Higravenh 1 cho thấy cấu truacutec compac của mặt đaacutey mạng lục phương necircn 2a = 4rHigravenh 2 cho thấy sự xếp chồng khocircng compac giữa caacutec lớp ta coacute
2 2 2 2 2 62
3 4 3 4 3a c a c
r a c a= + rArr = + rArr =
3 3
2
46 100 16 ( ) 100 1003 2 74
1 3 2 6 3 26 3 3
2 2 3
ar
aa c a a
π π π
ρ
times times times times= = = =
times times times times times
III Một số kiểu cấu truacutec tiecircu biểu
III1 Cấu truacutec kim cươ ng
Ocirc mạng cơ sở của kim cươ ng lagrave lập phươ ng tacircm mặt ngoagravei ra caacutec nguyecircn tử
cacbon cograven chiếm một nửa số lỗ trống bốn mặt trong ocirc mạng một caacutech coacute trật tự Cấu truacutec
kim cươ ng đượ c higravenh dung gồm caacutec tứ diện đều nối vớ i nhau bở i caacutec đỉnh chung
WWWFACEBOOKCOMDAYKEMQUY
WWWBOIDUONGHOAHOCQUYNHONBLOGSPO
WWDAYKEMQUYNHONUCOZCOM
ng goacutep PDF bởi GV Nguyễn Thanh Tuacute
7262019 CHUYEcircN ĐỀ DUYEcircN HẢI BẮC BỘ NĂM 2015 - HOacuteA HỌC TINH THỂ
983107983144983157983161983274983150 đề 983108983112983106983106 983090983088983089983093 983085 983124983145983150983144 983156983144ề 983124983154983137983150983143 983089983089983087983093983092
Higravenh 5 Mocirc higravenh tinh thể kim cương
Vậy Số mắt Z = 4 + 612 + 818 = 8
Số phối triacute = 4 do mỗi nguyecircn tử cacbon đượ c đặt trong hốc tứ diện
Cấu truacutec kim cươ ng khocircng compac do khi caacutec nguyecircn tử cacbon xếp vagraveo caacutec lỗ tứ
diện đatilde đẩy caacutec nguyecircn tử chiếm caacutec vị triacute thocircng thườ ng của mạng lập phươ ng tacircm diện
lagravem chuacuteng khocircng cograven tiếp xuacutec nhau nữa Khoảng caacutech ngắn nhất giữa caacutec nguyecircn tử
cacbon (dC-C = 2R) nằm trecircn đườ ng cheacuteo của higravenh lập phươ ng con vagrave bằng 14 độ dagravei
đườ ng cheacuteo của ocirc mạng cơ sở Do đoacute1
2 34
R a= hay thocircng số mạng3
83
a R=
Độ compac
3 3
33
4 48
3 3 0343
(8 )3
Z R R
C a
R
π π times times= = asymp
Liecircn kết trong kim cươ ng lagrave thuần tuacutey cộng hoacutea trị Tinh thể kim cươ ng lagrave một đại
phacircn tử cộng hoacutea trị ba chiều necircn rất cứng Vigrave mọi electron đều cặp đocirci necircn kim cươ ngcaacutech điện vagrave nghịch từ Tiacutenh trong suốt của noacute đượ c giải thiacutech lagrave do năng lượ ng tia khả
kiến khocircng đủ mạnh để phaacute liecircn kết CndashC để kiacutech thiacutech electron đi chuyển trong tinh thể
III2 Cấu truacutec Xesi clorua CsCl
Higravenh 6 Mocirc higravenh tinh thể CsCl
WWWFACEBOOKCOMDAYKEMQUY
WWWBOIDUONGHOAHOCQUYNHONBLOGSPO
WWDAYKEMQUYNHONUCOZCOM
ng goacutep PDF bởi GV Nguyễn Thanh Tuacute
7262019 CHUYEcircN ĐỀ DUYEcircN HẢI BẮC BỘ NĂM 2015 - HOacuteA HỌC TINH THỂ
983107983144983157983161983274983150 đề 983108983112983106983106 983090983088983089983093 983085 983124983145983150983144 983156983144ề 983124983154983137983150983143 983089983091983087983093983092
Vigrave caacutec ion Na+ vagrave Cl minus
tiếp xuacutec nhau dọc theo cạnh của higravenh lập phươ ng necircn thocircng
số mạng a = 2(R + r) = 2(0181 + 097) = 0556 nm
Độ compac
3 33 3
3 3
4 44
16 0181 0973 33 0556
R r
C a
π π
π
times + + = = times = 0667
Cấu truacutec nagravey lagrave cấu truacutec của caacutec halogenua MX kim loại kiềm đầu tiecircn (M = Li NaK) của mọi hiđrua kiềm (M = Li hellipCs) cũng như cấu truacutec của nhiều oxit kim loại hoacutea trị
hai MO (M = Mg hellip Ba Ti hellipNi hellip) hay cấu truacutec cổ điển của cacbua hay caacutec nitrua xen
kẽ của caacutec ki loại chuyển tiếp
III4 Cấu truacutec sphalerit (blende)
Higravenh 8 Mocirc higravenh tinh thể ZnS
Tinh thể sphalerit ZnS coacute cấu truacutec kiểu kim cươ ng Mặc dugrave độ acircm điện giữa kẽm vagrave
lưu huỳnh checircnh nhau iacutet nhưng vẫn coacute thể dugraveng caacutec ion Zn2+ vagrave S2- để mocirc tả Caacutec ion S2-
(coacute baacuten kiacutenh lớ n hơ n R = 0184 nm) tạo thagravenh mạng lập phươ ng tacircm mặt ngh ĩ a lagrave coacute bốn
ion S2- thuộc về một ocirc mạng cơ sở Caacutec ion Zn2+ (coacute baacuten kiacutenh nhỏ hơ n r = 074 nm) chiếm
bốn trong số taacutem lỗ trống bốn mặt trong ocirc mạng hay coacute bốn ion Zn2+
trong một ocirc mạngVậy số mắt Z = 4 số phối triacute của Zn2+ vagrave S2- đều lagrave 4
Cấu truacutec kiểu sphalerit thường lagrave của hợp chất AB magrave nguyecircn tố electron np Trong
caacutec hợp chất nagravey tổng caacutec electron hoacutea trị của A B luocircn bằng 8 Noacute đặc trưng cho rất
nhiều hợp chất như SiC hellip SnSi GaP hellipInSb ZnS hellipCdTe CuF hellip AgI Quan trọng nhất
lagrave cacborundum hay cacbua silic SiC
III5 Cấu truacutec florin
Higravenh a Higravenh b
WWWFACEBOOKCOMDAYKEMQUY
WWWBOIDUONGHOAHOCQUYNHONBLOGSPO
WWDAYKEMQUYNHONUCOZCOM
ng goacutep PDF bởi GV Nguyễn Thanh Tuacute
7262019 CHUYEcircN ĐỀ DUYEcircN HẢI BẮC BỘ NĂM 2015 - HOacuteA HỌC TINH THỂ
983107983144983157983161983274983150 đề 983108983112983106983106 983090983088983089983093 983085 983124983145983150983144 983156983144ề 983124983154983137983150983143 983091983090983087983093983092
Magrave D=m
V = (2times M)(6023times 10
23times a
3)
Thay D=795 a= 2864 Ao
=gt M= 2679 gmol
Vậy M lagrave kim loại Fe
Bagravei 23 Một nguyecircn tố A coacute baacuten kiacutenh nguyecircn tử R = 136 pm vagrave đơ n chất kết tinh theo cấu
truacutec lập phươ ng tacircm diện tỷ khối d = 224 Xaacutec định A
H ướ ng d ẫ n giải
2R2a = = 385 pm 1A3
molg192Z
NaM minus=
ρ=
Đoacute lagrave Ir
Bagravei 24
Kim loại X đượ c tigravem thấy vagraveo năm 1737 Tecircn của noacute coacute nguồn gốc tiếng Đức lagraveldquokoboldrdquo coacute ngh ĩ a lagrave ldquolinh hồn của quỷrdquo Một mẫu kim loại X đượ c ngacircm trong nướ c cacircn
nặng 13315g trong khi đoacute đem ngacircm cugraveng khối lượ ng mẫu kim loại vagraveo CCl4 chỉ nặng
12331g Biết khối lượ ng riecircng của CCl4 lagrave 15842 gcm3Để xaacutec định nguyecircn tố X thigrave
ngườ i ta phải dugraveng đến nhiễu xạ neutron Phươ ng phaacutep nhiễu xạ nagravey chỉ đặc trưng cho cấu
truacutec lập phươ ng tacircm mặt (fcc) vagrave đo đượ c thocircng số mạng a= 35302pm
Hướng dẫn giải
3
3 3 7 3 23 1 1
4
890 (3530210 ) 60210 ( ) 5893( )4 4
A A
A
Z M M d
V N a N
d a N g cm cm mol M g mol
minus minus minus
= =
rArr = = =
Vậy X lagrave Co
Bagravei 25
Khi nhuacuteng chigravem một vật hoagraven vagraveo trong một chất lỏng thigrave noacute sẽ coacute khối lượ ng biểu
kiến vigrave noacute chịu lực đẩy Acsimet Nếu coi kim loại X coacute khối lượ ng m vagrave thể tiacutech V thigrave ta
coacute
4 4
2 2
33
1500012331 15842890
13315 10000 1685
X CCl CCl
X
X H O H O
m m d V m gm V d g cm
m m d V m V V cm
= minus == minusrArr rArr rArr =
= minus = minus =
Ocirc mạng fcc gồm 4 nguyecircn tử coacute
WWWFACEBOOKCOMDAYKEMQUY
WWWBOIDUONGHOAHOCQUYNHONBLOGSPO
WWDAYKEMQUYNHONUCOZCOM
ng goacutep PDF bởi GV Nguyễn Thanh Tuacute
7262019 CHUYEcircN ĐỀ DUYEcircN HẢI BẮC BỘ NĂM 2015 - HOacuteA HỌC TINH THỂ
1 Phacircn loại caacutec chất sau đacircy theo bản chất của lực tương taacutec giữa caacutec đơn vị cấu truacutec trong
mạng tinh thể của chuacuteng Cu kim cươ ng MgO C6H12O6 I2 Pb BN NaH
2 Maacuteu trong cơ thể ngườ i coacute magraveu đỏ vigrave chứa hemoglobin (chất vậnchuyển oxi chứa sắt) Maacuteu của một số động vật nhuyễn thể khocircng coacute
magraveu đỏ magrave coacute magraveu khaacutec vigrave chứa một kim loại khaacutec (X) Tế bagraveo đơ n vị (ocirc
mạng cơ sở ) lập phươ ng tacircm diện của tinh thể X (higravenh becircn) coacute cạnh
bằng 36210-8 cm Khối lượ ng riecircng của nguyecircn tố nagravey lagrave 8920 kgm3
WWWFACEBOOKCOMDAYKEMQUY
WWWBOIDUONGHOAHOCQUYNHONBLOGSPO
WWDAYKEMQUYNHONUCOZCOM
ng goacutep PDF bởi GV Nguyễn Thanh Tuacute
7262019 CHUYEcircN ĐỀ DUYEcircN HẢI BẮC BỘ NĂM 2015 - HOacuteA HỌC TINH THỂ
983107983144983157983161983274983150 đề 983108983112983106983106 983090983088983089983093 983085 983124983145983150983144 983156983144ề 983124983154983137983150983143 983091983097983087983093983092
Trong mỗi ocirc cơ sở coacute 4 phacircn tử BaO2 rarr thể tiacutech của mỗi ocirc V = 4mD
Vớ i m =100236
99915232713723
+= 2811310-22 gam
rarr V = 1979810-22 (cm3) = 197979342 (pm3)
(2x134 + 2a)2( 2x134 + 2a+149) = 197979342
(134 + a)2(134 + a+745) = 24747418
(134 + a)3+ (134 + a)2 745 - 24747418 = 0
rarr a = 2686-134 = 135 pm
Bagravei 33
Niken (II) oxit coacute cấu truacutec tinh thể giống mạng tinh thể natri clorua Caacutec ion O2- tạo
thagravenh mạng lập phươ ng tacircm mặt caacutec hốc baacutet diện coacute caacutec ion Ni2+ Khối lượ ng riecircng của
Niken (II) oxit lagrave 667 gcm3 Nếu cho Niken (II) oxit taacutec dụng vớ i Liti oxit vagrave oxi thigrave đượ c
caacutec tinh thể trắng coacute thagravenh phần LixNi1-xO
2x
Li2O + (1-x) NiO +4x
O2 rarr LixNi1-xO
Cấu truacutec mạng tinh thể của LixNi1-xO giống cấu truacutec mạng tinh thể của NiO nhưng
một số ion Ni2+ đượ c thay thế bằng caacutec ion Liti vagrave một số ion Ni2+ bị oxi hoacutea để đảm bảo
tiacutenh trung hogravea điện của phacircn tử Khối lượ ng riecircng của tinh thể LixNi1-xO lagrave 621 gcm3
Tiacutenh x (chấp nhận thể tiacutech của ocirc mạng cơ sở khocircng thay đổi khi chuyển từ NiO
thagravenh LixNi1-xO)
Cho NA= 60231023 mol-1 Ni = 5871 Li = 694 O = 16
H ướ ng d ẫ n giải
Trong một tinh thể sự sắp xếp của caacutec anion vagrave caacutec cation theo cấu truacutec mạng lậpphươ ng tacircm mặt Caacutec cation vagrave anion nằm xen kẽ nhau Một ocirc mạng cơ sở chứa 4 cation
vagrave 4 anion
3A
NiONiO aN
nMD =
Tiacutenh cạnh a của ocirc mạng cơ sở của NiO
WWWFACEBOOKCOMDAYKEMQUY
WWWBOIDUONGHOAHOCQUYNHONBLOGSPO
WWDAYKEMQUYNHONUCOZCOM
ng goacutep PDF bởi GV Nguyễn Thanh Tuacute
7262019 CHUYEcircN ĐỀ DUYEcircN HẢI BẮC BỘ NĂM 2015 - HOacuteA HỌC TINH THỂ
983107983144983157983161983274983150 đề 983108983112983106983106 983090983088983089983093 983085 983124983145983150983144 983156983144ề 983124983154983137983150983143 983092983088983087983093983092
323 667602310
74714a
timestimes
= = 400610-8 cm
Vậy[ ]
( )3823 420610602310
16x)5871(1694x4621
minustimes
+minus+times= =gt x = 01
Bagravei 34 (Đề thi chọn đội tuyển quốc tế 2013)
Hiện tượ ng caacutec ion khaacutech xacircm nhập vagraveo mạng lướ i tinh thể chủ vagrave chiếm caacutec vị triacute
hốc trống trong mạng lướ i tinh thể chủ xảy ra khaacute phổ biến Quaacute trigravenh nagravey thườ ng diễn ra
chậm vagrave ở nhiệt độ cao Tuy nhiecircn quaacute trigravenh xacircm nhập của cation Li+ vagraveo mạng lướ i tinh
thể ReO3 lại đặc biệt bở i chuacuteng xảy ra khaacute nhanh ngay ở nhiệt độ phograveng Trong tinh thể
ReO3 mỗi nguyecircn tử Re đượ c bao quanh bở i 6 nguyecircn tử oxi tạo necircn những baacutet diện đều
giống nhau Biết rằng tinh thể ReO3 thuộc hệ lập phươ ng (chiều dagravei mỗi cạnh lagrave 0374 nm)
trong đoacute nguyecircn tử Re chiếm caacutec vị triacute đỉnh của higravenh lập phươ ng
1 Hatildey chứng minh rằng nguyecircn tử oxi chỉ coacute thể chiếm vị triacute trung điểm tất cả caacutec cạnh
của ocirc mạng vagrave vẽ một ocirc mạng cơ sở của tinh thể ReO3
2 Giả sử tinh thể ReO3 coacute bản chất ion Cho biết baacuten kiacutenh của ion O2- lagrave 0126 nm
a) Tiacutenh baacuten kiacutenh của ion Re6+
b) Cation khaacutech coacute kiacutech thướ c lớ n nhất bằng bao nhiecircu để khi xacircm nhập vagraveo mạng lướ i
tinh thể ReO3 khocircng lagravem thay đổi kiacutech thướ c của ocirc mạng tinh thể (bỏ qua mọi tươ ng taacutec
giữa ion nagravey vagrave tinh thể ReO3)
Hướng dẫn giải
1 Biện luận vị triacute của O
- Do số phối triacute của Re = 6 vagrave tỉ lệ ReO = 13 necircn số phối triacute của O = 63 = 2
- Như vậy một O phối triacute vớ i 2 Re vagrave caacutech đều hai Re vigrave caacutec nguyecircn tử Re lagrave tươ ng đươ ng- Giả sử nguyecircn tử O1 (khocircng nằm trecircn cạnh a) phối triacute vớ i 2 Re thuộc cạnh a thigrave trong ocirc
mạng phiacutea trecircn (hoặc phiacutea dướ i) cũng sẽ coacute nguyecircn tử O1rsquo tươ ng đươ ng vớ i O1 cugraveng phối
triacute vớ i nguyecircn tử Re chung nagravey Goacutec liecircn kết O1ReO1rsquo ne 180 o vagrave ne 90 o (= 90o thigrave O1
phải ở tacircm của higravenh lập phươ ng SPT = 8) như vậy khocircng thỏa matilden điều kiện phối triacute baacutet
WWWFACEBOOKCOMDAYKEMQUY
WWWBOIDUONGHOAHOCQUYNHONBLOGSPO
WWDAYKEMQUYNHONUCOZCOM
ng goacutep PDF bởi GV Nguyễn Thanh Tuacute
7262019 CHUYEcircN ĐỀ DUYEcircN HẢI BẮC BỘ NĂM 2015 - HOacuteA HỌC TINH THỂ
983107983144983157983161983274983150 đề 983108983112983106983106 983090983088983089983093 983085 983124983145983150983144 983156983144ề 983124983154983137983150983143 983092983089983087983093983092
diện đều của Re Vậy O1 phải nằm trecircn cạnh a Vagrave đươ ng nhiecircn phải nằm ở trung điểm vigrave
noacute caacutech đều hai Re ở hai đỉnh
Kết luận Caacutec nguyecircn tử O nằm ở trung điểm của mỗi cạnh Kiểm tra tỉ lệ ReO
trong một ocirc mạng = (818) (1214) = 13
2 Tiacutenh baacuten kiacutenh Re6+
2r minus2O + 2r +6Re = a = 0374 nm vậy r +6Re = (0374 ndash 20126)2 = 0061 nm
Tiacutenh baacuten kiacutenh cự c đại của ion lạ
Ion lạ xacircm nhập sẽ chiếm vị triacute trung tacircm của ocirc mạng cơ sở Do vậy khoảng caacutech từ
tacircm đến trung điểm mỗi cạnh tươ ng ứng bằng r minus2O+ rion lạ = a 2 = 0374 141= 0265 nm
vậy baacuten kiacutenh cực đại của ion lạ = 0265 ndash 0126 = 0139 nm
Bagravei 35
Bạc baacuten kiacutenh nguyecircn tử R = 144pm kết tinh dạng ocirc mạng cfc Tugravey theo kiacutech thướ c
magrave caacutec nguyecircn tử lạ E coacute thể đi vagraveo trong mạng bạc tạo ra một dung dịch rắn coacute tecircn gọikhaacutec nhau dung dịch rắn xen kẽ ( bằng caacutech chiếm caacutec lỗ xen kẽ) hoặc dung dịch rắn
thay thế (bằng caacutech thay thế caacutec nguyecircn tử bạc)
1) Tiacutenh khối lượ ng thể tiacutech của bạc nguyecircn chất
2) Xaacutec định số phối triacute vagrave độ compac của mạng cfc
3) Xen kẽ lỗ tinh thể học khaacutec nhau khi tạo thagravenh
a) Cho biết bản chất vagrave số mắt của mỗi chất chứa trong một ocirc mạng
b) Xaacutec định baacuten kiacutenh cực đại ri của một nguyecircn tử lạ E higravenh cầu nằm trong mạng ở mỗi
kiểu lỗ magrave khocircng lagravem biến dạng mạng4) Vagraveng baacuten kiacutenh nguyecircn tử Rrsquo = 147pm tạo dung dịch rắn a vớ i bạc
a) Suy ra bản chất của dung dịch a nagravey
b) Biểu thị cấu truacutec hoacutea học của a theo phần mol x của vagraveng
5) Một hợ p kim bạc-vagraveng tươ ng ứng vớ i một thagravenh phần đặc biệt của dung dịch rắn a đặc
trưng bở i phần khối lượ ng vagraveng w = 01
a) Tiacutenh giaacute trị của x
b) Xaacutec định khối lượ ng thể tiacutech của hợ p kim nagravey
(Theo ENSIETA Ban Vật lyacute1992) H ướ ng d ẫ n giải
1) Sơ đồ ocirc mạng cfc
Số nguyecircn tử bạc trong một ocirc mạng
WWWFACEBOOKCOMDAYKEMQUY
WWWBOIDUONGHOAHOCQUYNHONBLOGSPO
WWDAYKEMQUYNHONUCOZCOM
ng goacutep PDF bởi GV Nguyễn Thanh Tuacute
7262019 CHUYEcircN ĐỀ DUYEcircN HẢI BẮC BỘ NĂM 2015 - HOacuteA HỌC TINH THỂ
983107983144983157983161983274983150 đề 983108983112983106983106 983090983088983089983093 983085 983124983145983150983144 983156983144ề 983124983154983137983150983143 983092983095983087983093983092
b) Baacuten kiacutenh gaacuten cho nguyecircn tử hidro lagrave r = 37 pm Suy ra kiểu lỗ tươ ng thiacutech vớ i sự
lấp đầy
c) Trong thực tế caacutec nguyecircn tử hidro nằm trong mọi lỗ kiểu khaacutec hatildey lập cocircng thức
nguyecircn của hiđrua vagrave necircu một viacute dụ về tinh thể ion đẳng cấu truacutec
2 ) Hợ p kim của titan vagrave sắt thagravenh phần TiFe lagrave hợ p chất magrave caacutec nguyecircn tử titan chiếm caacutec
lỗ mạng lập phươ ng đơ n giản của sắt thocircng số = 298 pm
a ) Necircu ra hợ p chất ion kiểu tươ ng ứng cấu truacutec nagravey
b ) Trong hợ p chất TiFe caacutec nguyecircn tử hiđro chiếm mọi lỗ tạo ra từ bốn nguyecircn tử titan
vagrave hai nguyecircn tử sắt ( xem higravenh vẽ )
Xaacutec định higravenh học của một lỗ như vậy Xaacutec định cocircng thức của hiđrua thu đượ c khi batildeo
hogravea caacutec lỗ nagravey
3 ) Khả năng trữ hiđro của một vật liệu M i biểu thị bằng dung lượ ng thể tiacutech hấp phụ C va ( M i ) đượ c định ngh ĩ a lagrave tỷ số khối lượ ng hiđro bị hấp phụ trecircn thể tiacutech đơ n vị của vật liệu
nguyecircn chất
a ) Biểu thị C va ( M i ) theo thể tiacutech V i của ocirc mạng vagrave theo lượ ng hiđro ni bị hấp phụ
b ) So saacutenh dung lượ ng thể tiacutech hấp phụ lyacute thuyết của hai vật liệu xeacutet ở mục 1 vagrave 2
c ) Tiacutenh khối lượ ng cực tiểu của vật liệu rắn cần để tạo ra cugraveng lượ ng hiđro magrave bigravenh chứa
đựng 700 kg khiacute hoacutea lỏng Kết luận
H ướ ng d ẫ n giải
1 a)Lỗ O R + r 0 =2 R =gt r 0 =662 pm
b)Lỗ T R + r t = 2 R =gt r t = 36 pm
c) Lỗ chiếm tươ ng thiacutech đượ c dự kiến lagrave O
WWWFACEBOOKCOMDAYKEMQUY
WWWBOIDUONGHOAHOCQUYNHONBLOGSPO
WWDAYKEMQUYNHONUCOZCOM
ng goacutep PDF bởi GV Nguyễn Thanh Tuacute
7262019 CHUYEcircN ĐỀ DUYEcircN HẢI BẮC BỘ NĂM 2015 - HOacuteA HỌC TINH THỂ
983107983144983157983161983274983150 đề 983108983112983106983106 983090983088983089983093 983085 983124983145983150983144 983156983144ề 983124983154983137983150983143 983092983097983087983093983092
VI Ứng dụng kiến thức tinh thể vagraveo cuộc sống
(Bagravei được triacutech từ ldquoBagravei chuẩn bị Icho 39rdquo)
HOA QUẢ RAU CỎ VAgrave CAacuteC NGUYEcircN TỬ
Khi giải quyế t vấ n đề nagraveychư a coacute loại rau quả nagraveo bị phaacute hủ y
Năm 1611 nhagrave toaacuten học vagrave thiecircn văn học người Đức Johannes Kepler nghiecircn cứu
sự sắp xếp caacutec viecircn đạn của suacuteng thần cocircng trong một kim tự thaacutep Ocircng khẳng định rằngchỉ coacute một caacutech duy nhất để sắp xếp caacutec quả cầu cứng giống hệt nhau vagraveo một thể tiacutech sao
cho khiacutet nhất coacute thể ldquohellipkhocircng thể coacute thếm bất cứ một caacutech sắp xếp nagraveo khaacutec để chegraven thecircm
dugrave một viecircn đạn nữa vagraveo hogravem đoacuterdquo Ocircng lagrave ngườ i đầu tiecircn phaacutet biểu về một vấn đề như vậy
vagrave sau nagravey noacute đượ c gọi lagrave ldquosự phỏng đoaacuten Keplerrdquo Năm 1998 Giaacuteo sư Thomas Hales1 đatilde
đưa ra giải phaacutep cho ldquosự phỏng đoaacuten Keplerrdquo Nội dung của giải phaacutep nagravey đatilde đượ c trigravenh
bagravey trong loạt bagravei baacuteo trecircn tờ ldquoHigravenh học rờ i rạc vagrave điện toaacutenrdquo ra đờ i từ năm 1997 Ocircng
nghiecircn cứu hơ n 150 caacutech sắp xếp khaacutec nhau khaacutec vớ i caacutech magrave Kepler đatilde đưa ra Giải phaacutep
của Hales đogravei hỏi khoảng 250 trang giấy in vagrave dung lượ ng 3 GB caacutec file trong maacutey tiacutenh
Qua caacutec chứng minh toaacuten học chặt chẽ thuật ngữ ldquosự sắp xếp đặc khiacutet caacutec quả cầurdquo (cps)
đatilde đượ c chấp nhận rộng ratildei trong l ĩ nh vực hoacutea học chất rắn vagrave cho đến nay noacute vẫn cograven giaacute
trị
WWWFACEBOOKCOMDAYKEMQUY
WWWBOIDUONGHOAHOCQUYNHONBLOGSPO
WWDAYKEMQUYNHONUCOZCOM
ng goacutep PDF bởi GV Nguyễn Thanh Tuacute
7262019 CHUYEcircN ĐỀ DUYEcircN HẢI BẮC BỘ NĂM 2015 - HOacuteA HỌC TINH THỂ
983107983144983157983161983274983150 đề 983108983112983106983106 983090983088983089983093 983085 983124983145983150983144 983156983144ề 983124983154983137983150983143 983093983089983087983093983092
thứ 3 đượ c xếp lecircn trecircn khoảng trống của lớ p thứ nhất (xem trườ ng hợ p B higravenh 2) Hatildey
tiacutenh độ chặt khiacutet cho caacutech sắp xếp thứ 2 đượ c gọi lagrave sắp xếp lập phươ ng tacircm diện fbc
d) Coacute một ngườ i nocircng dacircn đatilde xếp lớ p thứ ba theo kiểu fcc vagrave bacircy giờ khocircng xaacutec định
đượ c đacircu lagrave khoảng trống đacircu lagrave rau củ đatilde xếp ở lớ p thứ nhất Giaacute trị sẽ thay đổi như thế
nagraveo do sự sai lệch khi sắp xếp caacutec lớ p chặt khiacutet tiếp theo
3 Giả sử ngườ i nocircng dacircn nảy ra yacute định muốn xếp chung đagraveo vagrave dưa hấu vagraveo xe bằng caacutech
xếp đagraveo vagraveo khoảng trống giữa caacutec quả dưa hấu
a) Hatildey tiacutenh tỉ lệ baacuten kiacutenh giữa quả đagraveo vagrave dưa hấu lớ n nhất coacute thể để traacutenh bị dập caacutec quả
đagraveo trong caacutec trườ ng hợ p xếp đagraveo vagraveo
iLỗ trống lập phươ ng trong kiếu lập phươ ng đơ n giản
ii Lỗ trống baacutet diện trong kiếu lập phươ ng tacircm khối
iii Lỗ trống baacutet diện trong kiếu lập phươ ng tacircm diện
b) Trong caacutec kiếu sắp xếp sc hcp bcc vagrave fcc trung bigravenh vớ i một quả dưa hấu coacute thể
xếp tối đa bao nhiecircu quả đagraveo
c) Tiacutenh giaacute trị lớ n nhất cho caacutec kiếu sắp xếp sc bcc vagrave fcc coacute xếp đagraveo ở caacutec khoảng
trống
4 Hoa quả coacute thể bị hỏng do xe khocircng thoaacuteng gioacute
a) Để giữ caacutec khoảng trống trong kiểu sắp xếp bcc vagrave fcc ngườ i nocircng dacircn quyết định
chỉ xếp caacutec quả đagraveo vagraveo caacutec lỗ trống baacutet diện khocircng nối vớ i nhau qua mặt hay tacircm Trong
trườ ng hợ p nagravey vớ i một quả dưa coacute thể xếp đượ c bao nhiecircu quả đagraveo
b) Ngườ i nocircng dacircn ngh ĩ ra một caacutech khaacutec trong caacutech sắp xếp fcc ocircng xếp đagraveo vagraveo tất cả
caacutec lỗ trống baacutet diện (như trecircn) vagrave vớ i caacutec lỗ trống tứ diện ocircng xếp taacuteo vagraveo Theo caacutech
nagravey vớ i một quả dưa ocircng coacute thể xếp đượ c bao nhiecircu quả taacuteo
Tạo hoacutea cũng lagravem nảy sinh những vấn đề liacute thuacute như ldquosự phỏng đoaacuten Keplerrdquo Ngọc
opal lagrave một loại đaacute tự nhiecircn đượ c cấu tạo từ caacutec quả cầu beacute xiacuteu SiO2
(cỡ micro) sắp xếp đặc
khiacutet vớ i nhau Đặc tiacutenh của opal lagrave coacute thể phaacutet ra caacutec aacutenh saacuteng khaacutec nhau (phaacutet ngũ sắc) khi
đượ c chiếu saacuteng Hiện tượ ng nagravey đượ c giải thiacutech bằng sự nhiễu xạ aacutenh saacuteng nhigraven thấy tuacircn
theo định luật Bragg λ = 2d sinθ
Trong đoacute λ lagrave độ dagravei soacuteng của tia saacuteng d lagrave khoảng caacutech giữa caacutec lớ p sắp xếp chặtkhiacutet trong opal 2θ lagrave goacutec giữa tia tớ i vagrave tia nhiễu xạ (noacutei caacutech khaacutec θ lagrave goacutec nghiecircng giữa
tia sang vớ i bề mặt của đaacute opal)
Opal lagrave loại đaacute coacute cấu truacutec tinh thể đầu tiecircn đượ c biết lagrave coacute khả năng khuacutec xạ loại
vật chất đượ c cấu tạo từ caacutec quả cầu cỡ micro vớ i chỉ số khuacutec xạ cao Quang phổ của noacute đatilde
WWWFACEBOOKCOMDAYKEMQUY
WWWBOIDUONGHOAHOCQUYNHONBLOGSPO
WWDAYKEMQUYNHONUCOZCOM
ng goacutep PDF bởi GV Nguyễn Thanh Tuacute
7262019 CHUYEcircN ĐỀ DUYEcircN HẢI BẮC BỘ NĂM 2015 - HOacuteA HỌC TINH THỂ
983107983144983157983161983274983150 đề 983108983112983106983106 983090983088983089983093 983085 983124983145983150983144 983156983144ề 983124983154983137983150983143 983089983088983087983093983092
Hoặc Độ đặc khiacutet P = N c cc c
tb tb tb tb
V VV V
V VV V = 4
3 33 3
3 33 3
4 44 4 R R R R
3 33 3
a aa a
π
vớ i R =a 2 a 2 a 2 a 2
4 44 4
necircn P =
3 33 3
3 33 3
4 a 2 4 a 2 4 a 2 4 a 2 4 4 4 4
3 4 3 4 3 4 3 4
a aa a
π = 074
II53 M ạ ng tinh thể l ụ c phươ ng
Xeacutet 1 đơ n vị mạng lướ i tinh thể lục phươ ng coacute cạnh đaacutey = a vagrave chiều cao = c
rarr Mặt đaacutey của 1 ocirc mạng lagrave higravenh lục giaacutec tạo bở i 6 tam giaacutec đều cạnh a chiều cao
32
a necircn diện tiacutech mặt đaacutey =1 3
62 2
a atimes times times
rarr V mạng tt =1 3
62 2
a a ctimes times times times
Tiacutenh độ đặc khiacutet ρ
Higravenh 1 cho thấy cấu truacutec compac của mặt đaacutey mạng lục phương necircn 2a = 4rHigravenh 2 cho thấy sự xếp chồng khocircng compac giữa caacutec lớp ta coacute
2 2 2 2 2 62
3 4 3 4 3a c a c
r a c a= + rArr = + rArr =
3 3
2
46 100 16 ( ) 100 1003 2 74
1 3 2 6 3 26 3 3
2 2 3
ar
aa c a a
π π π
ρ
times times times times= = = =
times times times times times
III Một số kiểu cấu truacutec tiecircu biểu
III1 Cấu truacutec kim cươ ng
Ocirc mạng cơ sở của kim cươ ng lagrave lập phươ ng tacircm mặt ngoagravei ra caacutec nguyecircn tử
cacbon cograven chiếm một nửa số lỗ trống bốn mặt trong ocirc mạng một caacutech coacute trật tự Cấu truacutec
kim cươ ng đượ c higravenh dung gồm caacutec tứ diện đều nối vớ i nhau bở i caacutec đỉnh chung
WWWFACEBOOKCOMDAYKEMQUY
WWWBOIDUONGHOAHOCQUYNHONBLOGSPO
WWDAYKEMQUYNHONUCOZCOM
ng goacutep PDF bởi GV Nguyễn Thanh Tuacute
7262019 CHUYEcircN ĐỀ DUYEcircN HẢI BẮC BỘ NĂM 2015 - HOacuteA HỌC TINH THỂ
983107983144983157983161983274983150 đề 983108983112983106983106 983090983088983089983093 983085 983124983145983150983144 983156983144ề 983124983154983137983150983143 983089983089983087983093983092
Higravenh 5 Mocirc higravenh tinh thể kim cương
Vậy Số mắt Z = 4 + 612 + 818 = 8
Số phối triacute = 4 do mỗi nguyecircn tử cacbon đượ c đặt trong hốc tứ diện
Cấu truacutec kim cươ ng khocircng compac do khi caacutec nguyecircn tử cacbon xếp vagraveo caacutec lỗ tứ
diện đatilde đẩy caacutec nguyecircn tử chiếm caacutec vị triacute thocircng thườ ng của mạng lập phươ ng tacircm diện
lagravem chuacuteng khocircng cograven tiếp xuacutec nhau nữa Khoảng caacutech ngắn nhất giữa caacutec nguyecircn tử
cacbon (dC-C = 2R) nằm trecircn đườ ng cheacuteo của higravenh lập phươ ng con vagrave bằng 14 độ dagravei
đườ ng cheacuteo của ocirc mạng cơ sở Do đoacute1
2 34
R a= hay thocircng số mạng3
83
a R=
Độ compac
3 3
33
4 48
3 3 0343
(8 )3
Z R R
C a
R
π π times times= = asymp
Liecircn kết trong kim cươ ng lagrave thuần tuacutey cộng hoacutea trị Tinh thể kim cươ ng lagrave một đại
phacircn tử cộng hoacutea trị ba chiều necircn rất cứng Vigrave mọi electron đều cặp đocirci necircn kim cươ ngcaacutech điện vagrave nghịch từ Tiacutenh trong suốt của noacute đượ c giải thiacutech lagrave do năng lượ ng tia khả
kiến khocircng đủ mạnh để phaacute liecircn kết CndashC để kiacutech thiacutech electron đi chuyển trong tinh thể
III2 Cấu truacutec Xesi clorua CsCl
Higravenh 6 Mocirc higravenh tinh thể CsCl
WWWFACEBOOKCOMDAYKEMQUY
WWWBOIDUONGHOAHOCQUYNHONBLOGSPO
WWDAYKEMQUYNHONUCOZCOM
ng goacutep PDF bởi GV Nguyễn Thanh Tuacute
7262019 CHUYEcircN ĐỀ DUYEcircN HẢI BẮC BỘ NĂM 2015 - HOacuteA HỌC TINH THỂ
983107983144983157983161983274983150 đề 983108983112983106983106 983090983088983089983093 983085 983124983145983150983144 983156983144ề 983124983154983137983150983143 983089983091983087983093983092
Vigrave caacutec ion Na+ vagrave Cl minus
tiếp xuacutec nhau dọc theo cạnh của higravenh lập phươ ng necircn thocircng
số mạng a = 2(R + r) = 2(0181 + 097) = 0556 nm
Độ compac
3 33 3
3 3
4 44
16 0181 0973 33 0556
R r
C a
π π
π
times + + = = times = 0667
Cấu truacutec nagravey lagrave cấu truacutec của caacutec halogenua MX kim loại kiềm đầu tiecircn (M = Li NaK) của mọi hiđrua kiềm (M = Li hellipCs) cũng như cấu truacutec của nhiều oxit kim loại hoacutea trị
hai MO (M = Mg hellip Ba Ti hellipNi hellip) hay cấu truacutec cổ điển của cacbua hay caacutec nitrua xen
kẽ của caacutec ki loại chuyển tiếp
III4 Cấu truacutec sphalerit (blende)
Higravenh 8 Mocirc higravenh tinh thể ZnS
Tinh thể sphalerit ZnS coacute cấu truacutec kiểu kim cươ ng Mặc dugrave độ acircm điện giữa kẽm vagrave
lưu huỳnh checircnh nhau iacutet nhưng vẫn coacute thể dugraveng caacutec ion Zn2+ vagrave S2- để mocirc tả Caacutec ion S2-
(coacute baacuten kiacutenh lớ n hơ n R = 0184 nm) tạo thagravenh mạng lập phươ ng tacircm mặt ngh ĩ a lagrave coacute bốn
ion S2- thuộc về một ocirc mạng cơ sở Caacutec ion Zn2+ (coacute baacuten kiacutenh nhỏ hơ n r = 074 nm) chiếm
bốn trong số taacutem lỗ trống bốn mặt trong ocirc mạng hay coacute bốn ion Zn2+
trong một ocirc mạngVậy số mắt Z = 4 số phối triacute của Zn2+ vagrave S2- đều lagrave 4
Cấu truacutec kiểu sphalerit thường lagrave của hợp chất AB magrave nguyecircn tố electron np Trong
caacutec hợp chất nagravey tổng caacutec electron hoacutea trị của A B luocircn bằng 8 Noacute đặc trưng cho rất
nhiều hợp chất như SiC hellip SnSi GaP hellipInSb ZnS hellipCdTe CuF hellip AgI Quan trọng nhất
lagrave cacborundum hay cacbua silic SiC
III5 Cấu truacutec florin
Higravenh a Higravenh b
WWWFACEBOOKCOMDAYKEMQUY
WWWBOIDUONGHOAHOCQUYNHONBLOGSPO
WWDAYKEMQUYNHONUCOZCOM
ng goacutep PDF bởi GV Nguyễn Thanh Tuacute
7262019 CHUYEcircN ĐỀ DUYEcircN HẢI BẮC BỘ NĂM 2015 - HOacuteA HỌC TINH THỂ
983107983144983157983161983274983150 đề 983108983112983106983106 983090983088983089983093 983085 983124983145983150983144 983156983144ề 983124983154983137983150983143 983091983090983087983093983092
Magrave D=m
V = (2times M)(6023times 10
23times a
3)
Thay D=795 a= 2864 Ao
=gt M= 2679 gmol
Vậy M lagrave kim loại Fe
Bagravei 23 Một nguyecircn tố A coacute baacuten kiacutenh nguyecircn tử R = 136 pm vagrave đơ n chất kết tinh theo cấu
truacutec lập phươ ng tacircm diện tỷ khối d = 224 Xaacutec định A
H ướ ng d ẫ n giải
2R2a = = 385 pm 1A3
molg192Z
NaM minus=
ρ=
Đoacute lagrave Ir
Bagravei 24
Kim loại X đượ c tigravem thấy vagraveo năm 1737 Tecircn của noacute coacute nguồn gốc tiếng Đức lagraveldquokoboldrdquo coacute ngh ĩ a lagrave ldquolinh hồn của quỷrdquo Một mẫu kim loại X đượ c ngacircm trong nướ c cacircn
nặng 13315g trong khi đoacute đem ngacircm cugraveng khối lượ ng mẫu kim loại vagraveo CCl4 chỉ nặng
12331g Biết khối lượ ng riecircng của CCl4 lagrave 15842 gcm3Để xaacutec định nguyecircn tố X thigrave
ngườ i ta phải dugraveng đến nhiễu xạ neutron Phươ ng phaacutep nhiễu xạ nagravey chỉ đặc trưng cho cấu
truacutec lập phươ ng tacircm mặt (fcc) vagrave đo đượ c thocircng số mạng a= 35302pm
Hướng dẫn giải
3
3 3 7 3 23 1 1
4
890 (3530210 ) 60210 ( ) 5893( )4 4
A A
A
Z M M d
V N a N
d a N g cm cm mol M g mol
minus minus minus
= =
rArr = = =
Vậy X lagrave Co
Bagravei 25
Khi nhuacuteng chigravem một vật hoagraven vagraveo trong một chất lỏng thigrave noacute sẽ coacute khối lượ ng biểu
kiến vigrave noacute chịu lực đẩy Acsimet Nếu coi kim loại X coacute khối lượ ng m vagrave thể tiacutech V thigrave ta
coacute
4 4
2 2
33
1500012331 15842890
13315 10000 1685
X CCl CCl
X
X H O H O
m m d V m gm V d g cm
m m d V m V V cm
= minus == minusrArr rArr rArr =
= minus = minus =
Ocirc mạng fcc gồm 4 nguyecircn tử coacute
WWWFACEBOOKCOMDAYKEMQUY
WWWBOIDUONGHOAHOCQUYNHONBLOGSPO
WWDAYKEMQUYNHONUCOZCOM
ng goacutep PDF bởi GV Nguyễn Thanh Tuacute
7262019 CHUYEcircN ĐỀ DUYEcircN HẢI BẮC BỘ NĂM 2015 - HOacuteA HỌC TINH THỂ
1 Phacircn loại caacutec chất sau đacircy theo bản chất của lực tương taacutec giữa caacutec đơn vị cấu truacutec trong
mạng tinh thể của chuacuteng Cu kim cươ ng MgO C6H12O6 I2 Pb BN NaH
2 Maacuteu trong cơ thể ngườ i coacute magraveu đỏ vigrave chứa hemoglobin (chất vậnchuyển oxi chứa sắt) Maacuteu của một số động vật nhuyễn thể khocircng coacute
magraveu đỏ magrave coacute magraveu khaacutec vigrave chứa một kim loại khaacutec (X) Tế bagraveo đơ n vị (ocirc
mạng cơ sở ) lập phươ ng tacircm diện của tinh thể X (higravenh becircn) coacute cạnh
bằng 36210-8 cm Khối lượ ng riecircng của nguyecircn tố nagravey lagrave 8920 kgm3
WWWFACEBOOKCOMDAYKEMQUY
WWWBOIDUONGHOAHOCQUYNHONBLOGSPO
WWDAYKEMQUYNHONUCOZCOM
ng goacutep PDF bởi GV Nguyễn Thanh Tuacute
7262019 CHUYEcircN ĐỀ DUYEcircN HẢI BẮC BỘ NĂM 2015 - HOacuteA HỌC TINH THỂ
983107983144983157983161983274983150 đề 983108983112983106983106 983090983088983089983093 983085 983124983145983150983144 983156983144ề 983124983154983137983150983143 983091983097983087983093983092
Trong mỗi ocirc cơ sở coacute 4 phacircn tử BaO2 rarr thể tiacutech của mỗi ocirc V = 4mD
Vớ i m =100236
99915232713723
+= 2811310-22 gam
rarr V = 1979810-22 (cm3) = 197979342 (pm3)
(2x134 + 2a)2( 2x134 + 2a+149) = 197979342
(134 + a)2(134 + a+745) = 24747418
(134 + a)3+ (134 + a)2 745 - 24747418 = 0
rarr a = 2686-134 = 135 pm
Bagravei 33
Niken (II) oxit coacute cấu truacutec tinh thể giống mạng tinh thể natri clorua Caacutec ion O2- tạo
thagravenh mạng lập phươ ng tacircm mặt caacutec hốc baacutet diện coacute caacutec ion Ni2+ Khối lượ ng riecircng của
Niken (II) oxit lagrave 667 gcm3 Nếu cho Niken (II) oxit taacutec dụng vớ i Liti oxit vagrave oxi thigrave đượ c
caacutec tinh thể trắng coacute thagravenh phần LixNi1-xO
2x
Li2O + (1-x) NiO +4x
O2 rarr LixNi1-xO
Cấu truacutec mạng tinh thể của LixNi1-xO giống cấu truacutec mạng tinh thể của NiO nhưng
một số ion Ni2+ đượ c thay thế bằng caacutec ion Liti vagrave một số ion Ni2+ bị oxi hoacutea để đảm bảo
tiacutenh trung hogravea điện của phacircn tử Khối lượ ng riecircng của tinh thể LixNi1-xO lagrave 621 gcm3
Tiacutenh x (chấp nhận thể tiacutech của ocirc mạng cơ sở khocircng thay đổi khi chuyển từ NiO
thagravenh LixNi1-xO)
Cho NA= 60231023 mol-1 Ni = 5871 Li = 694 O = 16
H ướ ng d ẫ n giải
Trong một tinh thể sự sắp xếp của caacutec anion vagrave caacutec cation theo cấu truacutec mạng lậpphươ ng tacircm mặt Caacutec cation vagrave anion nằm xen kẽ nhau Một ocirc mạng cơ sở chứa 4 cation
vagrave 4 anion
3A
NiONiO aN
nMD =
Tiacutenh cạnh a của ocirc mạng cơ sở của NiO
WWWFACEBOOKCOMDAYKEMQUY
WWWBOIDUONGHOAHOCQUYNHONBLOGSPO
WWDAYKEMQUYNHONUCOZCOM
ng goacutep PDF bởi GV Nguyễn Thanh Tuacute
7262019 CHUYEcircN ĐỀ DUYEcircN HẢI BẮC BỘ NĂM 2015 - HOacuteA HỌC TINH THỂ
983107983144983157983161983274983150 đề 983108983112983106983106 983090983088983089983093 983085 983124983145983150983144 983156983144ề 983124983154983137983150983143 983092983088983087983093983092
323 667602310
74714a
timestimes
= = 400610-8 cm
Vậy[ ]
( )3823 420610602310
16x)5871(1694x4621
minustimes
+minus+times= =gt x = 01
Bagravei 34 (Đề thi chọn đội tuyển quốc tế 2013)
Hiện tượ ng caacutec ion khaacutech xacircm nhập vagraveo mạng lướ i tinh thể chủ vagrave chiếm caacutec vị triacute
hốc trống trong mạng lướ i tinh thể chủ xảy ra khaacute phổ biến Quaacute trigravenh nagravey thườ ng diễn ra
chậm vagrave ở nhiệt độ cao Tuy nhiecircn quaacute trigravenh xacircm nhập của cation Li+ vagraveo mạng lướ i tinh
thể ReO3 lại đặc biệt bở i chuacuteng xảy ra khaacute nhanh ngay ở nhiệt độ phograveng Trong tinh thể
ReO3 mỗi nguyecircn tử Re đượ c bao quanh bở i 6 nguyecircn tử oxi tạo necircn những baacutet diện đều
giống nhau Biết rằng tinh thể ReO3 thuộc hệ lập phươ ng (chiều dagravei mỗi cạnh lagrave 0374 nm)
trong đoacute nguyecircn tử Re chiếm caacutec vị triacute đỉnh của higravenh lập phươ ng
1 Hatildey chứng minh rằng nguyecircn tử oxi chỉ coacute thể chiếm vị triacute trung điểm tất cả caacutec cạnh
của ocirc mạng vagrave vẽ một ocirc mạng cơ sở của tinh thể ReO3
2 Giả sử tinh thể ReO3 coacute bản chất ion Cho biết baacuten kiacutenh của ion O2- lagrave 0126 nm
a) Tiacutenh baacuten kiacutenh của ion Re6+
b) Cation khaacutech coacute kiacutech thướ c lớ n nhất bằng bao nhiecircu để khi xacircm nhập vagraveo mạng lướ i
tinh thể ReO3 khocircng lagravem thay đổi kiacutech thướ c của ocirc mạng tinh thể (bỏ qua mọi tươ ng taacutec
giữa ion nagravey vagrave tinh thể ReO3)
Hướng dẫn giải
1 Biện luận vị triacute của O
- Do số phối triacute của Re = 6 vagrave tỉ lệ ReO = 13 necircn số phối triacute của O = 63 = 2
- Như vậy một O phối triacute vớ i 2 Re vagrave caacutech đều hai Re vigrave caacutec nguyecircn tử Re lagrave tươ ng đươ ng- Giả sử nguyecircn tử O1 (khocircng nằm trecircn cạnh a) phối triacute vớ i 2 Re thuộc cạnh a thigrave trong ocirc
mạng phiacutea trecircn (hoặc phiacutea dướ i) cũng sẽ coacute nguyecircn tử O1rsquo tươ ng đươ ng vớ i O1 cugraveng phối
triacute vớ i nguyecircn tử Re chung nagravey Goacutec liecircn kết O1ReO1rsquo ne 180 o vagrave ne 90 o (= 90o thigrave O1
phải ở tacircm của higravenh lập phươ ng SPT = 8) như vậy khocircng thỏa matilden điều kiện phối triacute baacutet
WWWFACEBOOKCOMDAYKEMQUY
WWWBOIDUONGHOAHOCQUYNHONBLOGSPO
WWDAYKEMQUYNHONUCOZCOM
ng goacutep PDF bởi GV Nguyễn Thanh Tuacute
7262019 CHUYEcircN ĐỀ DUYEcircN HẢI BẮC BỘ NĂM 2015 - HOacuteA HỌC TINH THỂ
983107983144983157983161983274983150 đề 983108983112983106983106 983090983088983089983093 983085 983124983145983150983144 983156983144ề 983124983154983137983150983143 983092983089983087983093983092
diện đều của Re Vậy O1 phải nằm trecircn cạnh a Vagrave đươ ng nhiecircn phải nằm ở trung điểm vigrave
noacute caacutech đều hai Re ở hai đỉnh
Kết luận Caacutec nguyecircn tử O nằm ở trung điểm của mỗi cạnh Kiểm tra tỉ lệ ReO
trong một ocirc mạng = (818) (1214) = 13
2 Tiacutenh baacuten kiacutenh Re6+
2r minus2O + 2r +6Re = a = 0374 nm vậy r +6Re = (0374 ndash 20126)2 = 0061 nm
Tiacutenh baacuten kiacutenh cự c đại của ion lạ
Ion lạ xacircm nhập sẽ chiếm vị triacute trung tacircm của ocirc mạng cơ sở Do vậy khoảng caacutech từ
tacircm đến trung điểm mỗi cạnh tươ ng ứng bằng r minus2O+ rion lạ = a 2 = 0374 141= 0265 nm
vậy baacuten kiacutenh cực đại của ion lạ = 0265 ndash 0126 = 0139 nm
Bagravei 35
Bạc baacuten kiacutenh nguyecircn tử R = 144pm kết tinh dạng ocirc mạng cfc Tugravey theo kiacutech thướ c
magrave caacutec nguyecircn tử lạ E coacute thể đi vagraveo trong mạng bạc tạo ra một dung dịch rắn coacute tecircn gọikhaacutec nhau dung dịch rắn xen kẽ ( bằng caacutech chiếm caacutec lỗ xen kẽ) hoặc dung dịch rắn
thay thế (bằng caacutech thay thế caacutec nguyecircn tử bạc)
1) Tiacutenh khối lượ ng thể tiacutech của bạc nguyecircn chất
2) Xaacutec định số phối triacute vagrave độ compac của mạng cfc
3) Xen kẽ lỗ tinh thể học khaacutec nhau khi tạo thagravenh
a) Cho biết bản chất vagrave số mắt của mỗi chất chứa trong một ocirc mạng
b) Xaacutec định baacuten kiacutenh cực đại ri của một nguyecircn tử lạ E higravenh cầu nằm trong mạng ở mỗi
kiểu lỗ magrave khocircng lagravem biến dạng mạng4) Vagraveng baacuten kiacutenh nguyecircn tử Rrsquo = 147pm tạo dung dịch rắn a vớ i bạc
a) Suy ra bản chất của dung dịch a nagravey
b) Biểu thị cấu truacutec hoacutea học của a theo phần mol x của vagraveng
5) Một hợ p kim bạc-vagraveng tươ ng ứng vớ i một thagravenh phần đặc biệt của dung dịch rắn a đặc
trưng bở i phần khối lượ ng vagraveng w = 01
a) Tiacutenh giaacute trị của x
b) Xaacutec định khối lượ ng thể tiacutech của hợ p kim nagravey
(Theo ENSIETA Ban Vật lyacute1992) H ướ ng d ẫ n giải
1) Sơ đồ ocirc mạng cfc
Số nguyecircn tử bạc trong một ocirc mạng
WWWFACEBOOKCOMDAYKEMQUY
WWWBOIDUONGHOAHOCQUYNHONBLOGSPO
WWDAYKEMQUYNHONUCOZCOM
ng goacutep PDF bởi GV Nguyễn Thanh Tuacute
7262019 CHUYEcircN ĐỀ DUYEcircN HẢI BẮC BỘ NĂM 2015 - HOacuteA HỌC TINH THỂ
983107983144983157983161983274983150 đề 983108983112983106983106 983090983088983089983093 983085 983124983145983150983144 983156983144ề 983124983154983137983150983143 983092983095983087983093983092
b) Baacuten kiacutenh gaacuten cho nguyecircn tử hidro lagrave r = 37 pm Suy ra kiểu lỗ tươ ng thiacutech vớ i sự
lấp đầy
c) Trong thực tế caacutec nguyecircn tử hidro nằm trong mọi lỗ kiểu khaacutec hatildey lập cocircng thức
nguyecircn của hiđrua vagrave necircu một viacute dụ về tinh thể ion đẳng cấu truacutec
2 ) Hợ p kim của titan vagrave sắt thagravenh phần TiFe lagrave hợ p chất magrave caacutec nguyecircn tử titan chiếm caacutec
lỗ mạng lập phươ ng đơ n giản của sắt thocircng số = 298 pm
a ) Necircu ra hợ p chất ion kiểu tươ ng ứng cấu truacutec nagravey
b ) Trong hợ p chất TiFe caacutec nguyecircn tử hiđro chiếm mọi lỗ tạo ra từ bốn nguyecircn tử titan
vagrave hai nguyecircn tử sắt ( xem higravenh vẽ )
Xaacutec định higravenh học của một lỗ như vậy Xaacutec định cocircng thức của hiđrua thu đượ c khi batildeo
hogravea caacutec lỗ nagravey
3 ) Khả năng trữ hiđro của một vật liệu M i biểu thị bằng dung lượ ng thể tiacutech hấp phụ C va ( M i ) đượ c định ngh ĩ a lagrave tỷ số khối lượ ng hiđro bị hấp phụ trecircn thể tiacutech đơ n vị của vật liệu
nguyecircn chất
a ) Biểu thị C va ( M i ) theo thể tiacutech V i của ocirc mạng vagrave theo lượ ng hiđro ni bị hấp phụ
b ) So saacutenh dung lượ ng thể tiacutech hấp phụ lyacute thuyết của hai vật liệu xeacutet ở mục 1 vagrave 2
c ) Tiacutenh khối lượ ng cực tiểu của vật liệu rắn cần để tạo ra cugraveng lượ ng hiđro magrave bigravenh chứa
đựng 700 kg khiacute hoacutea lỏng Kết luận
H ướ ng d ẫ n giải
1 a)Lỗ O R + r 0 =2 R =gt r 0 =662 pm
b)Lỗ T R + r t = 2 R =gt r t = 36 pm
c) Lỗ chiếm tươ ng thiacutech đượ c dự kiến lagrave O
WWWFACEBOOKCOMDAYKEMQUY
WWWBOIDUONGHOAHOCQUYNHONBLOGSPO
WWDAYKEMQUYNHONUCOZCOM
ng goacutep PDF bởi GV Nguyễn Thanh Tuacute
7262019 CHUYEcircN ĐỀ DUYEcircN HẢI BẮC BỘ NĂM 2015 - HOacuteA HỌC TINH THỂ
983107983144983157983161983274983150 đề 983108983112983106983106 983090983088983089983093 983085 983124983145983150983144 983156983144ề 983124983154983137983150983143 983092983097983087983093983092
VI Ứng dụng kiến thức tinh thể vagraveo cuộc sống
(Bagravei được triacutech từ ldquoBagravei chuẩn bị Icho 39rdquo)
HOA QUẢ RAU CỎ VAgrave CAacuteC NGUYEcircN TỬ
Khi giải quyế t vấ n đề nagraveychư a coacute loại rau quả nagraveo bị phaacute hủ y
Năm 1611 nhagrave toaacuten học vagrave thiecircn văn học người Đức Johannes Kepler nghiecircn cứu
sự sắp xếp caacutec viecircn đạn của suacuteng thần cocircng trong một kim tự thaacutep Ocircng khẳng định rằngchỉ coacute một caacutech duy nhất để sắp xếp caacutec quả cầu cứng giống hệt nhau vagraveo một thể tiacutech sao
cho khiacutet nhất coacute thể ldquohellipkhocircng thể coacute thếm bất cứ một caacutech sắp xếp nagraveo khaacutec để chegraven thecircm
dugrave một viecircn đạn nữa vagraveo hogravem đoacuterdquo Ocircng lagrave ngườ i đầu tiecircn phaacutet biểu về một vấn đề như vậy
vagrave sau nagravey noacute đượ c gọi lagrave ldquosự phỏng đoaacuten Keplerrdquo Năm 1998 Giaacuteo sư Thomas Hales1 đatilde
đưa ra giải phaacutep cho ldquosự phỏng đoaacuten Keplerrdquo Nội dung của giải phaacutep nagravey đatilde đượ c trigravenh
bagravey trong loạt bagravei baacuteo trecircn tờ ldquoHigravenh học rờ i rạc vagrave điện toaacutenrdquo ra đờ i từ năm 1997 Ocircng
nghiecircn cứu hơ n 150 caacutech sắp xếp khaacutec nhau khaacutec vớ i caacutech magrave Kepler đatilde đưa ra Giải phaacutep
của Hales đogravei hỏi khoảng 250 trang giấy in vagrave dung lượ ng 3 GB caacutec file trong maacutey tiacutenh
Qua caacutec chứng minh toaacuten học chặt chẽ thuật ngữ ldquosự sắp xếp đặc khiacutet caacutec quả cầurdquo (cps)
đatilde đượ c chấp nhận rộng ratildei trong l ĩ nh vực hoacutea học chất rắn vagrave cho đến nay noacute vẫn cograven giaacute
trị
WWWFACEBOOKCOMDAYKEMQUY
WWWBOIDUONGHOAHOCQUYNHONBLOGSPO
WWDAYKEMQUYNHONUCOZCOM
ng goacutep PDF bởi GV Nguyễn Thanh Tuacute
7262019 CHUYEcircN ĐỀ DUYEcircN HẢI BẮC BỘ NĂM 2015 - HOacuteA HỌC TINH THỂ
983107983144983157983161983274983150 đề 983108983112983106983106 983090983088983089983093 983085 983124983145983150983144 983156983144ề 983124983154983137983150983143 983093983089983087983093983092
thứ 3 đượ c xếp lecircn trecircn khoảng trống của lớ p thứ nhất (xem trườ ng hợ p B higravenh 2) Hatildey
tiacutenh độ chặt khiacutet cho caacutech sắp xếp thứ 2 đượ c gọi lagrave sắp xếp lập phươ ng tacircm diện fbc
d) Coacute một ngườ i nocircng dacircn đatilde xếp lớ p thứ ba theo kiểu fcc vagrave bacircy giờ khocircng xaacutec định
đượ c đacircu lagrave khoảng trống đacircu lagrave rau củ đatilde xếp ở lớ p thứ nhất Giaacute trị sẽ thay đổi như thế
nagraveo do sự sai lệch khi sắp xếp caacutec lớ p chặt khiacutet tiếp theo
3 Giả sử ngườ i nocircng dacircn nảy ra yacute định muốn xếp chung đagraveo vagrave dưa hấu vagraveo xe bằng caacutech
xếp đagraveo vagraveo khoảng trống giữa caacutec quả dưa hấu
a) Hatildey tiacutenh tỉ lệ baacuten kiacutenh giữa quả đagraveo vagrave dưa hấu lớ n nhất coacute thể để traacutenh bị dập caacutec quả
đagraveo trong caacutec trườ ng hợ p xếp đagraveo vagraveo
iLỗ trống lập phươ ng trong kiếu lập phươ ng đơ n giản
ii Lỗ trống baacutet diện trong kiếu lập phươ ng tacircm khối
iii Lỗ trống baacutet diện trong kiếu lập phươ ng tacircm diện
b) Trong caacutec kiếu sắp xếp sc hcp bcc vagrave fcc trung bigravenh vớ i một quả dưa hấu coacute thể
xếp tối đa bao nhiecircu quả đagraveo
c) Tiacutenh giaacute trị lớ n nhất cho caacutec kiếu sắp xếp sc bcc vagrave fcc coacute xếp đagraveo ở caacutec khoảng
trống
4 Hoa quả coacute thể bị hỏng do xe khocircng thoaacuteng gioacute
a) Để giữ caacutec khoảng trống trong kiểu sắp xếp bcc vagrave fcc ngườ i nocircng dacircn quyết định
chỉ xếp caacutec quả đagraveo vagraveo caacutec lỗ trống baacutet diện khocircng nối vớ i nhau qua mặt hay tacircm Trong
trườ ng hợ p nagravey vớ i một quả dưa coacute thể xếp đượ c bao nhiecircu quả đagraveo
b) Ngườ i nocircng dacircn ngh ĩ ra một caacutech khaacutec trong caacutech sắp xếp fcc ocircng xếp đagraveo vagraveo tất cả
caacutec lỗ trống baacutet diện (như trecircn) vagrave vớ i caacutec lỗ trống tứ diện ocircng xếp taacuteo vagraveo Theo caacutech
nagravey vớ i một quả dưa ocircng coacute thể xếp đượ c bao nhiecircu quả taacuteo
Tạo hoacutea cũng lagravem nảy sinh những vấn đề liacute thuacute như ldquosự phỏng đoaacuten Keplerrdquo Ngọc
opal lagrave một loại đaacute tự nhiecircn đượ c cấu tạo từ caacutec quả cầu beacute xiacuteu SiO2
(cỡ micro) sắp xếp đặc
khiacutet vớ i nhau Đặc tiacutenh của opal lagrave coacute thể phaacutet ra caacutec aacutenh saacuteng khaacutec nhau (phaacutet ngũ sắc) khi
đượ c chiếu saacuteng Hiện tượ ng nagravey đượ c giải thiacutech bằng sự nhiễu xạ aacutenh saacuteng nhigraven thấy tuacircn
theo định luật Bragg λ = 2d sinθ
Trong đoacute λ lagrave độ dagravei soacuteng của tia saacuteng d lagrave khoảng caacutech giữa caacutec lớ p sắp xếp chặtkhiacutet trong opal 2θ lagrave goacutec giữa tia tớ i vagrave tia nhiễu xạ (noacutei caacutech khaacutec θ lagrave goacutec nghiecircng giữa
tia sang vớ i bề mặt của đaacute opal)
Opal lagrave loại đaacute coacute cấu truacutec tinh thể đầu tiecircn đượ c biết lagrave coacute khả năng khuacutec xạ loại
vật chất đượ c cấu tạo từ caacutec quả cầu cỡ micro vớ i chỉ số khuacutec xạ cao Quang phổ của noacute đatilde
WWWFACEBOOKCOMDAYKEMQUY
WWWBOIDUONGHOAHOCQUYNHONBLOGSPO
WWDAYKEMQUYNHONUCOZCOM
ng goacutep PDF bởi GV Nguyễn Thanh Tuacute
7262019 CHUYEcircN ĐỀ DUYEcircN HẢI BẮC BỘ NĂM 2015 - HOacuteA HỌC TINH THỂ
983107983144983157983161983274983150 đề 983108983112983106983106 983090983088983089983093 983085 983124983145983150983144 983156983144ề 983124983154983137983150983143 983089983088983087983093983092
Hoặc Độ đặc khiacutet P = N c cc c
tb tb tb tb
V VV V
V VV V = 4
3 33 3
3 33 3
4 44 4 R R R R
3 33 3
a aa a
π
vớ i R =a 2 a 2 a 2 a 2
4 44 4
necircn P =
3 33 3
3 33 3
4 a 2 4 a 2 4 a 2 4 a 2 4 4 4 4
3 4 3 4 3 4 3 4
a aa a
π = 074
II53 M ạ ng tinh thể l ụ c phươ ng
Xeacutet 1 đơ n vị mạng lướ i tinh thể lục phươ ng coacute cạnh đaacutey = a vagrave chiều cao = c
rarr Mặt đaacutey của 1 ocirc mạng lagrave higravenh lục giaacutec tạo bở i 6 tam giaacutec đều cạnh a chiều cao
32
a necircn diện tiacutech mặt đaacutey =1 3
62 2
a atimes times times
rarr V mạng tt =1 3
62 2
a a ctimes times times times
Tiacutenh độ đặc khiacutet ρ
Higravenh 1 cho thấy cấu truacutec compac của mặt đaacutey mạng lục phương necircn 2a = 4rHigravenh 2 cho thấy sự xếp chồng khocircng compac giữa caacutec lớp ta coacute
2 2 2 2 2 62
3 4 3 4 3a c a c
r a c a= + rArr = + rArr =
3 3
2
46 100 16 ( ) 100 1003 2 74
1 3 2 6 3 26 3 3
2 2 3
ar
aa c a a
π π π
ρ
times times times times= = = =
times times times times times
III Một số kiểu cấu truacutec tiecircu biểu
III1 Cấu truacutec kim cươ ng
Ocirc mạng cơ sở của kim cươ ng lagrave lập phươ ng tacircm mặt ngoagravei ra caacutec nguyecircn tử
cacbon cograven chiếm một nửa số lỗ trống bốn mặt trong ocirc mạng một caacutech coacute trật tự Cấu truacutec
kim cươ ng đượ c higravenh dung gồm caacutec tứ diện đều nối vớ i nhau bở i caacutec đỉnh chung
WWWFACEBOOKCOMDAYKEMQUY
WWWBOIDUONGHOAHOCQUYNHONBLOGSPO
WWDAYKEMQUYNHONUCOZCOM
ng goacutep PDF bởi GV Nguyễn Thanh Tuacute
7262019 CHUYEcircN ĐỀ DUYEcircN HẢI BẮC BỘ NĂM 2015 - HOacuteA HỌC TINH THỂ
983107983144983157983161983274983150 đề 983108983112983106983106 983090983088983089983093 983085 983124983145983150983144 983156983144ề 983124983154983137983150983143 983089983089983087983093983092
Higravenh 5 Mocirc higravenh tinh thể kim cương
Vậy Số mắt Z = 4 + 612 + 818 = 8
Số phối triacute = 4 do mỗi nguyecircn tử cacbon đượ c đặt trong hốc tứ diện
Cấu truacutec kim cươ ng khocircng compac do khi caacutec nguyecircn tử cacbon xếp vagraveo caacutec lỗ tứ
diện đatilde đẩy caacutec nguyecircn tử chiếm caacutec vị triacute thocircng thườ ng của mạng lập phươ ng tacircm diện
lagravem chuacuteng khocircng cograven tiếp xuacutec nhau nữa Khoảng caacutech ngắn nhất giữa caacutec nguyecircn tử
cacbon (dC-C = 2R) nằm trecircn đườ ng cheacuteo của higravenh lập phươ ng con vagrave bằng 14 độ dagravei
đườ ng cheacuteo của ocirc mạng cơ sở Do đoacute1
2 34
R a= hay thocircng số mạng3
83
a R=
Độ compac
3 3
33
4 48
3 3 0343
(8 )3
Z R R
C a
R
π π times times= = asymp
Liecircn kết trong kim cươ ng lagrave thuần tuacutey cộng hoacutea trị Tinh thể kim cươ ng lagrave một đại
phacircn tử cộng hoacutea trị ba chiều necircn rất cứng Vigrave mọi electron đều cặp đocirci necircn kim cươ ngcaacutech điện vagrave nghịch từ Tiacutenh trong suốt của noacute đượ c giải thiacutech lagrave do năng lượ ng tia khả
kiến khocircng đủ mạnh để phaacute liecircn kết CndashC để kiacutech thiacutech electron đi chuyển trong tinh thể
III2 Cấu truacutec Xesi clorua CsCl
Higravenh 6 Mocirc higravenh tinh thể CsCl
WWWFACEBOOKCOMDAYKEMQUY
WWWBOIDUONGHOAHOCQUYNHONBLOGSPO
WWDAYKEMQUYNHONUCOZCOM
ng goacutep PDF bởi GV Nguyễn Thanh Tuacute
7262019 CHUYEcircN ĐỀ DUYEcircN HẢI BẮC BỘ NĂM 2015 - HOacuteA HỌC TINH THỂ
983107983144983157983161983274983150 đề 983108983112983106983106 983090983088983089983093 983085 983124983145983150983144 983156983144ề 983124983154983137983150983143 983089983091983087983093983092
Vigrave caacutec ion Na+ vagrave Cl minus
tiếp xuacutec nhau dọc theo cạnh của higravenh lập phươ ng necircn thocircng
số mạng a = 2(R + r) = 2(0181 + 097) = 0556 nm
Độ compac
3 33 3
3 3
4 44
16 0181 0973 33 0556
R r
C a
π π
π
times + + = = times = 0667
Cấu truacutec nagravey lagrave cấu truacutec của caacutec halogenua MX kim loại kiềm đầu tiecircn (M = Li NaK) của mọi hiđrua kiềm (M = Li hellipCs) cũng như cấu truacutec của nhiều oxit kim loại hoacutea trị
hai MO (M = Mg hellip Ba Ti hellipNi hellip) hay cấu truacutec cổ điển của cacbua hay caacutec nitrua xen
kẽ của caacutec ki loại chuyển tiếp
III4 Cấu truacutec sphalerit (blende)
Higravenh 8 Mocirc higravenh tinh thể ZnS
Tinh thể sphalerit ZnS coacute cấu truacutec kiểu kim cươ ng Mặc dugrave độ acircm điện giữa kẽm vagrave
lưu huỳnh checircnh nhau iacutet nhưng vẫn coacute thể dugraveng caacutec ion Zn2+ vagrave S2- để mocirc tả Caacutec ion S2-
(coacute baacuten kiacutenh lớ n hơ n R = 0184 nm) tạo thagravenh mạng lập phươ ng tacircm mặt ngh ĩ a lagrave coacute bốn
ion S2- thuộc về một ocirc mạng cơ sở Caacutec ion Zn2+ (coacute baacuten kiacutenh nhỏ hơ n r = 074 nm) chiếm
bốn trong số taacutem lỗ trống bốn mặt trong ocirc mạng hay coacute bốn ion Zn2+
trong một ocirc mạngVậy số mắt Z = 4 số phối triacute của Zn2+ vagrave S2- đều lagrave 4
Cấu truacutec kiểu sphalerit thường lagrave của hợp chất AB magrave nguyecircn tố electron np Trong
caacutec hợp chất nagravey tổng caacutec electron hoacutea trị của A B luocircn bằng 8 Noacute đặc trưng cho rất
nhiều hợp chất như SiC hellip SnSi GaP hellipInSb ZnS hellipCdTe CuF hellip AgI Quan trọng nhất
lagrave cacborundum hay cacbua silic SiC
III5 Cấu truacutec florin
Higravenh a Higravenh b
WWWFACEBOOKCOMDAYKEMQUY
WWWBOIDUONGHOAHOCQUYNHONBLOGSPO
WWDAYKEMQUYNHONUCOZCOM
ng goacutep PDF bởi GV Nguyễn Thanh Tuacute
7262019 CHUYEcircN ĐỀ DUYEcircN HẢI BẮC BỘ NĂM 2015 - HOacuteA HỌC TINH THỂ
983107983144983157983161983274983150 đề 983108983112983106983106 983090983088983089983093 983085 983124983145983150983144 983156983144ề 983124983154983137983150983143 983091983090983087983093983092
Magrave D=m
V = (2times M)(6023times 10
23times a
3)
Thay D=795 a= 2864 Ao
=gt M= 2679 gmol
Vậy M lagrave kim loại Fe
Bagravei 23 Một nguyecircn tố A coacute baacuten kiacutenh nguyecircn tử R = 136 pm vagrave đơ n chất kết tinh theo cấu
truacutec lập phươ ng tacircm diện tỷ khối d = 224 Xaacutec định A
H ướ ng d ẫ n giải
2R2a = = 385 pm 1A3
molg192Z
NaM minus=
ρ=
Đoacute lagrave Ir
Bagravei 24
Kim loại X đượ c tigravem thấy vagraveo năm 1737 Tecircn của noacute coacute nguồn gốc tiếng Đức lagraveldquokoboldrdquo coacute ngh ĩ a lagrave ldquolinh hồn của quỷrdquo Một mẫu kim loại X đượ c ngacircm trong nướ c cacircn
nặng 13315g trong khi đoacute đem ngacircm cugraveng khối lượ ng mẫu kim loại vagraveo CCl4 chỉ nặng
12331g Biết khối lượ ng riecircng của CCl4 lagrave 15842 gcm3Để xaacutec định nguyecircn tố X thigrave
ngườ i ta phải dugraveng đến nhiễu xạ neutron Phươ ng phaacutep nhiễu xạ nagravey chỉ đặc trưng cho cấu
truacutec lập phươ ng tacircm mặt (fcc) vagrave đo đượ c thocircng số mạng a= 35302pm
Hướng dẫn giải
3
3 3 7 3 23 1 1
4
890 (3530210 ) 60210 ( ) 5893( )4 4
A A
A
Z M M d
V N a N
d a N g cm cm mol M g mol
minus minus minus
= =
rArr = = =
Vậy X lagrave Co
Bagravei 25
Khi nhuacuteng chigravem một vật hoagraven vagraveo trong một chất lỏng thigrave noacute sẽ coacute khối lượ ng biểu
kiến vigrave noacute chịu lực đẩy Acsimet Nếu coi kim loại X coacute khối lượ ng m vagrave thể tiacutech V thigrave ta
coacute
4 4
2 2
33
1500012331 15842890
13315 10000 1685
X CCl CCl
X
X H O H O
m m d V m gm V d g cm
m m d V m V V cm
= minus == minusrArr rArr rArr =
= minus = minus =
Ocirc mạng fcc gồm 4 nguyecircn tử coacute
WWWFACEBOOKCOMDAYKEMQUY
WWWBOIDUONGHOAHOCQUYNHONBLOGSPO
WWDAYKEMQUYNHONUCOZCOM
ng goacutep PDF bởi GV Nguyễn Thanh Tuacute
7262019 CHUYEcircN ĐỀ DUYEcircN HẢI BẮC BỘ NĂM 2015 - HOacuteA HỌC TINH THỂ
1 Phacircn loại caacutec chất sau đacircy theo bản chất của lực tương taacutec giữa caacutec đơn vị cấu truacutec trong
mạng tinh thể của chuacuteng Cu kim cươ ng MgO C6H12O6 I2 Pb BN NaH
2 Maacuteu trong cơ thể ngườ i coacute magraveu đỏ vigrave chứa hemoglobin (chất vậnchuyển oxi chứa sắt) Maacuteu của một số động vật nhuyễn thể khocircng coacute
magraveu đỏ magrave coacute magraveu khaacutec vigrave chứa một kim loại khaacutec (X) Tế bagraveo đơ n vị (ocirc
mạng cơ sở ) lập phươ ng tacircm diện của tinh thể X (higravenh becircn) coacute cạnh
bằng 36210-8 cm Khối lượ ng riecircng của nguyecircn tố nagravey lagrave 8920 kgm3
WWWFACEBOOKCOMDAYKEMQUY
WWWBOIDUONGHOAHOCQUYNHONBLOGSPO
WWDAYKEMQUYNHONUCOZCOM
ng goacutep PDF bởi GV Nguyễn Thanh Tuacute
7262019 CHUYEcircN ĐỀ DUYEcircN HẢI BẮC BỘ NĂM 2015 - HOacuteA HỌC TINH THỂ
983107983144983157983161983274983150 đề 983108983112983106983106 983090983088983089983093 983085 983124983145983150983144 983156983144ề 983124983154983137983150983143 983091983097983087983093983092
Trong mỗi ocirc cơ sở coacute 4 phacircn tử BaO2 rarr thể tiacutech của mỗi ocirc V = 4mD
Vớ i m =100236
99915232713723
+= 2811310-22 gam
rarr V = 1979810-22 (cm3) = 197979342 (pm3)
(2x134 + 2a)2( 2x134 + 2a+149) = 197979342
(134 + a)2(134 + a+745) = 24747418
(134 + a)3+ (134 + a)2 745 - 24747418 = 0
rarr a = 2686-134 = 135 pm
Bagravei 33
Niken (II) oxit coacute cấu truacutec tinh thể giống mạng tinh thể natri clorua Caacutec ion O2- tạo
thagravenh mạng lập phươ ng tacircm mặt caacutec hốc baacutet diện coacute caacutec ion Ni2+ Khối lượ ng riecircng của
Niken (II) oxit lagrave 667 gcm3 Nếu cho Niken (II) oxit taacutec dụng vớ i Liti oxit vagrave oxi thigrave đượ c
caacutec tinh thể trắng coacute thagravenh phần LixNi1-xO
2x
Li2O + (1-x) NiO +4x
O2 rarr LixNi1-xO
Cấu truacutec mạng tinh thể của LixNi1-xO giống cấu truacutec mạng tinh thể của NiO nhưng
một số ion Ni2+ đượ c thay thế bằng caacutec ion Liti vagrave một số ion Ni2+ bị oxi hoacutea để đảm bảo
tiacutenh trung hogravea điện của phacircn tử Khối lượ ng riecircng của tinh thể LixNi1-xO lagrave 621 gcm3
Tiacutenh x (chấp nhận thể tiacutech của ocirc mạng cơ sở khocircng thay đổi khi chuyển từ NiO
thagravenh LixNi1-xO)
Cho NA= 60231023 mol-1 Ni = 5871 Li = 694 O = 16
H ướ ng d ẫ n giải
Trong một tinh thể sự sắp xếp của caacutec anion vagrave caacutec cation theo cấu truacutec mạng lậpphươ ng tacircm mặt Caacutec cation vagrave anion nằm xen kẽ nhau Một ocirc mạng cơ sở chứa 4 cation
vagrave 4 anion
3A
NiONiO aN
nMD =
Tiacutenh cạnh a của ocirc mạng cơ sở của NiO
WWWFACEBOOKCOMDAYKEMQUY
WWWBOIDUONGHOAHOCQUYNHONBLOGSPO
WWDAYKEMQUYNHONUCOZCOM
ng goacutep PDF bởi GV Nguyễn Thanh Tuacute
7262019 CHUYEcircN ĐỀ DUYEcircN HẢI BẮC BỘ NĂM 2015 - HOacuteA HỌC TINH THỂ
983107983144983157983161983274983150 đề 983108983112983106983106 983090983088983089983093 983085 983124983145983150983144 983156983144ề 983124983154983137983150983143 983092983088983087983093983092
323 667602310
74714a
timestimes
= = 400610-8 cm
Vậy[ ]
( )3823 420610602310
16x)5871(1694x4621
minustimes
+minus+times= =gt x = 01
Bagravei 34 (Đề thi chọn đội tuyển quốc tế 2013)
Hiện tượ ng caacutec ion khaacutech xacircm nhập vagraveo mạng lướ i tinh thể chủ vagrave chiếm caacutec vị triacute
hốc trống trong mạng lướ i tinh thể chủ xảy ra khaacute phổ biến Quaacute trigravenh nagravey thườ ng diễn ra
chậm vagrave ở nhiệt độ cao Tuy nhiecircn quaacute trigravenh xacircm nhập của cation Li+ vagraveo mạng lướ i tinh
thể ReO3 lại đặc biệt bở i chuacuteng xảy ra khaacute nhanh ngay ở nhiệt độ phograveng Trong tinh thể
ReO3 mỗi nguyecircn tử Re đượ c bao quanh bở i 6 nguyecircn tử oxi tạo necircn những baacutet diện đều
giống nhau Biết rằng tinh thể ReO3 thuộc hệ lập phươ ng (chiều dagravei mỗi cạnh lagrave 0374 nm)
trong đoacute nguyecircn tử Re chiếm caacutec vị triacute đỉnh của higravenh lập phươ ng
1 Hatildey chứng minh rằng nguyecircn tử oxi chỉ coacute thể chiếm vị triacute trung điểm tất cả caacutec cạnh
của ocirc mạng vagrave vẽ một ocirc mạng cơ sở của tinh thể ReO3
2 Giả sử tinh thể ReO3 coacute bản chất ion Cho biết baacuten kiacutenh của ion O2- lagrave 0126 nm
a) Tiacutenh baacuten kiacutenh của ion Re6+
b) Cation khaacutech coacute kiacutech thướ c lớ n nhất bằng bao nhiecircu để khi xacircm nhập vagraveo mạng lướ i
tinh thể ReO3 khocircng lagravem thay đổi kiacutech thướ c của ocirc mạng tinh thể (bỏ qua mọi tươ ng taacutec
giữa ion nagravey vagrave tinh thể ReO3)
Hướng dẫn giải
1 Biện luận vị triacute của O
- Do số phối triacute của Re = 6 vagrave tỉ lệ ReO = 13 necircn số phối triacute của O = 63 = 2
- Như vậy một O phối triacute vớ i 2 Re vagrave caacutech đều hai Re vigrave caacutec nguyecircn tử Re lagrave tươ ng đươ ng- Giả sử nguyecircn tử O1 (khocircng nằm trecircn cạnh a) phối triacute vớ i 2 Re thuộc cạnh a thigrave trong ocirc
mạng phiacutea trecircn (hoặc phiacutea dướ i) cũng sẽ coacute nguyecircn tử O1rsquo tươ ng đươ ng vớ i O1 cugraveng phối
triacute vớ i nguyecircn tử Re chung nagravey Goacutec liecircn kết O1ReO1rsquo ne 180 o vagrave ne 90 o (= 90o thigrave O1
phải ở tacircm của higravenh lập phươ ng SPT = 8) như vậy khocircng thỏa matilden điều kiện phối triacute baacutet
WWWFACEBOOKCOMDAYKEMQUY
WWWBOIDUONGHOAHOCQUYNHONBLOGSPO
WWDAYKEMQUYNHONUCOZCOM
ng goacutep PDF bởi GV Nguyễn Thanh Tuacute
7262019 CHUYEcircN ĐỀ DUYEcircN HẢI BẮC BỘ NĂM 2015 - HOacuteA HỌC TINH THỂ
983107983144983157983161983274983150 đề 983108983112983106983106 983090983088983089983093 983085 983124983145983150983144 983156983144ề 983124983154983137983150983143 983092983089983087983093983092
diện đều của Re Vậy O1 phải nằm trecircn cạnh a Vagrave đươ ng nhiecircn phải nằm ở trung điểm vigrave
noacute caacutech đều hai Re ở hai đỉnh
Kết luận Caacutec nguyecircn tử O nằm ở trung điểm của mỗi cạnh Kiểm tra tỉ lệ ReO
trong một ocirc mạng = (818) (1214) = 13
2 Tiacutenh baacuten kiacutenh Re6+
2r minus2O + 2r +6Re = a = 0374 nm vậy r +6Re = (0374 ndash 20126)2 = 0061 nm
Tiacutenh baacuten kiacutenh cự c đại của ion lạ
Ion lạ xacircm nhập sẽ chiếm vị triacute trung tacircm của ocirc mạng cơ sở Do vậy khoảng caacutech từ
tacircm đến trung điểm mỗi cạnh tươ ng ứng bằng r minus2O+ rion lạ = a 2 = 0374 141= 0265 nm
vậy baacuten kiacutenh cực đại của ion lạ = 0265 ndash 0126 = 0139 nm
Bagravei 35
Bạc baacuten kiacutenh nguyecircn tử R = 144pm kết tinh dạng ocirc mạng cfc Tugravey theo kiacutech thướ c
magrave caacutec nguyecircn tử lạ E coacute thể đi vagraveo trong mạng bạc tạo ra một dung dịch rắn coacute tecircn gọikhaacutec nhau dung dịch rắn xen kẽ ( bằng caacutech chiếm caacutec lỗ xen kẽ) hoặc dung dịch rắn
thay thế (bằng caacutech thay thế caacutec nguyecircn tử bạc)
1) Tiacutenh khối lượ ng thể tiacutech của bạc nguyecircn chất
2) Xaacutec định số phối triacute vagrave độ compac của mạng cfc
3) Xen kẽ lỗ tinh thể học khaacutec nhau khi tạo thagravenh
a) Cho biết bản chất vagrave số mắt của mỗi chất chứa trong một ocirc mạng
b) Xaacutec định baacuten kiacutenh cực đại ri của một nguyecircn tử lạ E higravenh cầu nằm trong mạng ở mỗi
kiểu lỗ magrave khocircng lagravem biến dạng mạng4) Vagraveng baacuten kiacutenh nguyecircn tử Rrsquo = 147pm tạo dung dịch rắn a vớ i bạc
a) Suy ra bản chất của dung dịch a nagravey
b) Biểu thị cấu truacutec hoacutea học của a theo phần mol x của vagraveng
5) Một hợ p kim bạc-vagraveng tươ ng ứng vớ i một thagravenh phần đặc biệt của dung dịch rắn a đặc
trưng bở i phần khối lượ ng vagraveng w = 01
a) Tiacutenh giaacute trị của x
b) Xaacutec định khối lượ ng thể tiacutech của hợ p kim nagravey
(Theo ENSIETA Ban Vật lyacute1992) H ướ ng d ẫ n giải
1) Sơ đồ ocirc mạng cfc
Số nguyecircn tử bạc trong một ocirc mạng
WWWFACEBOOKCOMDAYKEMQUY
WWWBOIDUONGHOAHOCQUYNHONBLOGSPO
WWDAYKEMQUYNHONUCOZCOM
ng goacutep PDF bởi GV Nguyễn Thanh Tuacute
7262019 CHUYEcircN ĐỀ DUYEcircN HẢI BẮC BỘ NĂM 2015 - HOacuteA HỌC TINH THỂ
983107983144983157983161983274983150 đề 983108983112983106983106 983090983088983089983093 983085 983124983145983150983144 983156983144ề 983124983154983137983150983143 983092983095983087983093983092
b) Baacuten kiacutenh gaacuten cho nguyecircn tử hidro lagrave r = 37 pm Suy ra kiểu lỗ tươ ng thiacutech vớ i sự
lấp đầy
c) Trong thực tế caacutec nguyecircn tử hidro nằm trong mọi lỗ kiểu khaacutec hatildey lập cocircng thức
nguyecircn của hiđrua vagrave necircu một viacute dụ về tinh thể ion đẳng cấu truacutec
2 ) Hợ p kim của titan vagrave sắt thagravenh phần TiFe lagrave hợ p chất magrave caacutec nguyecircn tử titan chiếm caacutec
lỗ mạng lập phươ ng đơ n giản của sắt thocircng số = 298 pm
a ) Necircu ra hợ p chất ion kiểu tươ ng ứng cấu truacutec nagravey
b ) Trong hợ p chất TiFe caacutec nguyecircn tử hiđro chiếm mọi lỗ tạo ra từ bốn nguyecircn tử titan
vagrave hai nguyecircn tử sắt ( xem higravenh vẽ )
Xaacutec định higravenh học của một lỗ như vậy Xaacutec định cocircng thức của hiđrua thu đượ c khi batildeo
hogravea caacutec lỗ nagravey
3 ) Khả năng trữ hiđro của một vật liệu M i biểu thị bằng dung lượ ng thể tiacutech hấp phụ C va ( M i ) đượ c định ngh ĩ a lagrave tỷ số khối lượ ng hiđro bị hấp phụ trecircn thể tiacutech đơ n vị của vật liệu
nguyecircn chất
a ) Biểu thị C va ( M i ) theo thể tiacutech V i của ocirc mạng vagrave theo lượ ng hiđro ni bị hấp phụ
b ) So saacutenh dung lượ ng thể tiacutech hấp phụ lyacute thuyết của hai vật liệu xeacutet ở mục 1 vagrave 2
c ) Tiacutenh khối lượ ng cực tiểu của vật liệu rắn cần để tạo ra cugraveng lượ ng hiđro magrave bigravenh chứa
đựng 700 kg khiacute hoacutea lỏng Kết luận
H ướ ng d ẫ n giải
1 a)Lỗ O R + r 0 =2 R =gt r 0 =662 pm
b)Lỗ T R + r t = 2 R =gt r t = 36 pm
c) Lỗ chiếm tươ ng thiacutech đượ c dự kiến lagrave O
WWWFACEBOOKCOMDAYKEMQUY
WWWBOIDUONGHOAHOCQUYNHONBLOGSPO
WWDAYKEMQUYNHONUCOZCOM
ng goacutep PDF bởi GV Nguyễn Thanh Tuacute
7262019 CHUYEcircN ĐỀ DUYEcircN HẢI BẮC BỘ NĂM 2015 - HOacuteA HỌC TINH THỂ
983107983144983157983161983274983150 đề 983108983112983106983106 983090983088983089983093 983085 983124983145983150983144 983156983144ề 983124983154983137983150983143 983092983097983087983093983092
VI Ứng dụng kiến thức tinh thể vagraveo cuộc sống
(Bagravei được triacutech từ ldquoBagravei chuẩn bị Icho 39rdquo)
HOA QUẢ RAU CỎ VAgrave CAacuteC NGUYEcircN TỬ
Khi giải quyế t vấ n đề nagraveychư a coacute loại rau quả nagraveo bị phaacute hủ y
Năm 1611 nhagrave toaacuten học vagrave thiecircn văn học người Đức Johannes Kepler nghiecircn cứu
sự sắp xếp caacutec viecircn đạn của suacuteng thần cocircng trong một kim tự thaacutep Ocircng khẳng định rằngchỉ coacute một caacutech duy nhất để sắp xếp caacutec quả cầu cứng giống hệt nhau vagraveo một thể tiacutech sao
cho khiacutet nhất coacute thể ldquohellipkhocircng thể coacute thếm bất cứ một caacutech sắp xếp nagraveo khaacutec để chegraven thecircm
dugrave một viecircn đạn nữa vagraveo hogravem đoacuterdquo Ocircng lagrave ngườ i đầu tiecircn phaacutet biểu về một vấn đề như vậy
vagrave sau nagravey noacute đượ c gọi lagrave ldquosự phỏng đoaacuten Keplerrdquo Năm 1998 Giaacuteo sư Thomas Hales1 đatilde
đưa ra giải phaacutep cho ldquosự phỏng đoaacuten Keplerrdquo Nội dung của giải phaacutep nagravey đatilde đượ c trigravenh
bagravey trong loạt bagravei baacuteo trecircn tờ ldquoHigravenh học rờ i rạc vagrave điện toaacutenrdquo ra đờ i từ năm 1997 Ocircng
nghiecircn cứu hơ n 150 caacutech sắp xếp khaacutec nhau khaacutec vớ i caacutech magrave Kepler đatilde đưa ra Giải phaacutep
của Hales đogravei hỏi khoảng 250 trang giấy in vagrave dung lượ ng 3 GB caacutec file trong maacutey tiacutenh
Qua caacutec chứng minh toaacuten học chặt chẽ thuật ngữ ldquosự sắp xếp đặc khiacutet caacutec quả cầurdquo (cps)
đatilde đượ c chấp nhận rộng ratildei trong l ĩ nh vực hoacutea học chất rắn vagrave cho đến nay noacute vẫn cograven giaacute
trị
WWWFACEBOOKCOMDAYKEMQUY
WWWBOIDUONGHOAHOCQUYNHONBLOGSPO
WWDAYKEMQUYNHONUCOZCOM
ng goacutep PDF bởi GV Nguyễn Thanh Tuacute
7262019 CHUYEcircN ĐỀ DUYEcircN HẢI BẮC BỘ NĂM 2015 - HOacuteA HỌC TINH THỂ
983107983144983157983161983274983150 đề 983108983112983106983106 983090983088983089983093 983085 983124983145983150983144 983156983144ề 983124983154983137983150983143 983093983089983087983093983092
thứ 3 đượ c xếp lecircn trecircn khoảng trống của lớ p thứ nhất (xem trườ ng hợ p B higravenh 2) Hatildey
tiacutenh độ chặt khiacutet cho caacutech sắp xếp thứ 2 đượ c gọi lagrave sắp xếp lập phươ ng tacircm diện fbc
d) Coacute một ngườ i nocircng dacircn đatilde xếp lớ p thứ ba theo kiểu fcc vagrave bacircy giờ khocircng xaacutec định
đượ c đacircu lagrave khoảng trống đacircu lagrave rau củ đatilde xếp ở lớ p thứ nhất Giaacute trị sẽ thay đổi như thế
nagraveo do sự sai lệch khi sắp xếp caacutec lớ p chặt khiacutet tiếp theo
3 Giả sử ngườ i nocircng dacircn nảy ra yacute định muốn xếp chung đagraveo vagrave dưa hấu vagraveo xe bằng caacutech
xếp đagraveo vagraveo khoảng trống giữa caacutec quả dưa hấu
a) Hatildey tiacutenh tỉ lệ baacuten kiacutenh giữa quả đagraveo vagrave dưa hấu lớ n nhất coacute thể để traacutenh bị dập caacutec quả
đagraveo trong caacutec trườ ng hợ p xếp đagraveo vagraveo
iLỗ trống lập phươ ng trong kiếu lập phươ ng đơ n giản
ii Lỗ trống baacutet diện trong kiếu lập phươ ng tacircm khối
iii Lỗ trống baacutet diện trong kiếu lập phươ ng tacircm diện
b) Trong caacutec kiếu sắp xếp sc hcp bcc vagrave fcc trung bigravenh vớ i một quả dưa hấu coacute thể
xếp tối đa bao nhiecircu quả đagraveo
c) Tiacutenh giaacute trị lớ n nhất cho caacutec kiếu sắp xếp sc bcc vagrave fcc coacute xếp đagraveo ở caacutec khoảng
trống
4 Hoa quả coacute thể bị hỏng do xe khocircng thoaacuteng gioacute
a) Để giữ caacutec khoảng trống trong kiểu sắp xếp bcc vagrave fcc ngườ i nocircng dacircn quyết định
chỉ xếp caacutec quả đagraveo vagraveo caacutec lỗ trống baacutet diện khocircng nối vớ i nhau qua mặt hay tacircm Trong
trườ ng hợ p nagravey vớ i một quả dưa coacute thể xếp đượ c bao nhiecircu quả đagraveo
b) Ngườ i nocircng dacircn ngh ĩ ra một caacutech khaacutec trong caacutech sắp xếp fcc ocircng xếp đagraveo vagraveo tất cả
caacutec lỗ trống baacutet diện (như trecircn) vagrave vớ i caacutec lỗ trống tứ diện ocircng xếp taacuteo vagraveo Theo caacutech
nagravey vớ i một quả dưa ocircng coacute thể xếp đượ c bao nhiecircu quả taacuteo
Tạo hoacutea cũng lagravem nảy sinh những vấn đề liacute thuacute như ldquosự phỏng đoaacuten Keplerrdquo Ngọc
opal lagrave một loại đaacute tự nhiecircn đượ c cấu tạo từ caacutec quả cầu beacute xiacuteu SiO2
(cỡ micro) sắp xếp đặc
khiacutet vớ i nhau Đặc tiacutenh của opal lagrave coacute thể phaacutet ra caacutec aacutenh saacuteng khaacutec nhau (phaacutet ngũ sắc) khi
đượ c chiếu saacuteng Hiện tượ ng nagravey đượ c giải thiacutech bằng sự nhiễu xạ aacutenh saacuteng nhigraven thấy tuacircn
theo định luật Bragg λ = 2d sinθ
Trong đoacute λ lagrave độ dagravei soacuteng của tia saacuteng d lagrave khoảng caacutech giữa caacutec lớ p sắp xếp chặtkhiacutet trong opal 2θ lagrave goacutec giữa tia tớ i vagrave tia nhiễu xạ (noacutei caacutech khaacutec θ lagrave goacutec nghiecircng giữa
tia sang vớ i bề mặt của đaacute opal)
Opal lagrave loại đaacute coacute cấu truacutec tinh thể đầu tiecircn đượ c biết lagrave coacute khả năng khuacutec xạ loại
vật chất đượ c cấu tạo từ caacutec quả cầu cỡ micro vớ i chỉ số khuacutec xạ cao Quang phổ của noacute đatilde
WWWFACEBOOKCOMDAYKEMQUY
WWWBOIDUONGHOAHOCQUYNHONBLOGSPO
WWDAYKEMQUYNHONUCOZCOM
ng goacutep PDF bởi GV Nguyễn Thanh Tuacute
7262019 CHUYEcircN ĐỀ DUYEcircN HẢI BẮC BỘ NĂM 2015 - HOacuteA HỌC TINH THỂ
983107983144983157983161983274983150 đề 983108983112983106983106 983090983088983089983093 983085 983124983145983150983144 983156983144ề 983124983154983137983150983143 983089983088983087983093983092
Hoặc Độ đặc khiacutet P = N c cc c
tb tb tb tb
V VV V
V VV V = 4
3 33 3
3 33 3
4 44 4 R R R R
3 33 3
a aa a
π
vớ i R =a 2 a 2 a 2 a 2
4 44 4
necircn P =
3 33 3
3 33 3
4 a 2 4 a 2 4 a 2 4 a 2 4 4 4 4
3 4 3 4 3 4 3 4
a aa a
π = 074
II53 M ạ ng tinh thể l ụ c phươ ng
Xeacutet 1 đơ n vị mạng lướ i tinh thể lục phươ ng coacute cạnh đaacutey = a vagrave chiều cao = c
rarr Mặt đaacutey của 1 ocirc mạng lagrave higravenh lục giaacutec tạo bở i 6 tam giaacutec đều cạnh a chiều cao
32
a necircn diện tiacutech mặt đaacutey =1 3
62 2
a atimes times times
rarr V mạng tt =1 3
62 2
a a ctimes times times times
Tiacutenh độ đặc khiacutet ρ
Higravenh 1 cho thấy cấu truacutec compac của mặt đaacutey mạng lục phương necircn 2a = 4rHigravenh 2 cho thấy sự xếp chồng khocircng compac giữa caacutec lớp ta coacute
2 2 2 2 2 62
3 4 3 4 3a c a c
r a c a= + rArr = + rArr =
3 3
2
46 100 16 ( ) 100 1003 2 74
1 3 2 6 3 26 3 3
2 2 3
ar
aa c a a
π π π
ρ
times times times times= = = =
times times times times times
III Một số kiểu cấu truacutec tiecircu biểu
III1 Cấu truacutec kim cươ ng
Ocirc mạng cơ sở của kim cươ ng lagrave lập phươ ng tacircm mặt ngoagravei ra caacutec nguyecircn tử
cacbon cograven chiếm một nửa số lỗ trống bốn mặt trong ocirc mạng một caacutech coacute trật tự Cấu truacutec
kim cươ ng đượ c higravenh dung gồm caacutec tứ diện đều nối vớ i nhau bở i caacutec đỉnh chung
WWWFACEBOOKCOMDAYKEMQUY
WWWBOIDUONGHOAHOCQUYNHONBLOGSPO
WWDAYKEMQUYNHONUCOZCOM
ng goacutep PDF bởi GV Nguyễn Thanh Tuacute
7262019 CHUYEcircN ĐỀ DUYEcircN HẢI BẮC BỘ NĂM 2015 - HOacuteA HỌC TINH THỂ
983107983144983157983161983274983150 đề 983108983112983106983106 983090983088983089983093 983085 983124983145983150983144 983156983144ề 983124983154983137983150983143 983089983089983087983093983092
Higravenh 5 Mocirc higravenh tinh thể kim cương
Vậy Số mắt Z = 4 + 612 + 818 = 8
Số phối triacute = 4 do mỗi nguyecircn tử cacbon đượ c đặt trong hốc tứ diện
Cấu truacutec kim cươ ng khocircng compac do khi caacutec nguyecircn tử cacbon xếp vagraveo caacutec lỗ tứ
diện đatilde đẩy caacutec nguyecircn tử chiếm caacutec vị triacute thocircng thườ ng của mạng lập phươ ng tacircm diện
lagravem chuacuteng khocircng cograven tiếp xuacutec nhau nữa Khoảng caacutech ngắn nhất giữa caacutec nguyecircn tử
cacbon (dC-C = 2R) nằm trecircn đườ ng cheacuteo của higravenh lập phươ ng con vagrave bằng 14 độ dagravei
đườ ng cheacuteo của ocirc mạng cơ sở Do đoacute1
2 34
R a= hay thocircng số mạng3
83
a R=
Độ compac
3 3
33
4 48
3 3 0343
(8 )3
Z R R
C a
R
π π times times= = asymp
Liecircn kết trong kim cươ ng lagrave thuần tuacutey cộng hoacutea trị Tinh thể kim cươ ng lagrave một đại
phacircn tử cộng hoacutea trị ba chiều necircn rất cứng Vigrave mọi electron đều cặp đocirci necircn kim cươ ngcaacutech điện vagrave nghịch từ Tiacutenh trong suốt của noacute đượ c giải thiacutech lagrave do năng lượ ng tia khả
kiến khocircng đủ mạnh để phaacute liecircn kết CndashC để kiacutech thiacutech electron đi chuyển trong tinh thể
III2 Cấu truacutec Xesi clorua CsCl
Higravenh 6 Mocirc higravenh tinh thể CsCl
WWWFACEBOOKCOMDAYKEMQUY
WWWBOIDUONGHOAHOCQUYNHONBLOGSPO
WWDAYKEMQUYNHONUCOZCOM
ng goacutep PDF bởi GV Nguyễn Thanh Tuacute
7262019 CHUYEcircN ĐỀ DUYEcircN HẢI BẮC BỘ NĂM 2015 - HOacuteA HỌC TINH THỂ
983107983144983157983161983274983150 đề 983108983112983106983106 983090983088983089983093 983085 983124983145983150983144 983156983144ề 983124983154983137983150983143 983089983091983087983093983092
Vigrave caacutec ion Na+ vagrave Cl minus
tiếp xuacutec nhau dọc theo cạnh của higravenh lập phươ ng necircn thocircng
số mạng a = 2(R + r) = 2(0181 + 097) = 0556 nm
Độ compac
3 33 3
3 3
4 44
16 0181 0973 33 0556
R r
C a
π π
π
times + + = = times = 0667
Cấu truacutec nagravey lagrave cấu truacutec của caacutec halogenua MX kim loại kiềm đầu tiecircn (M = Li NaK) của mọi hiđrua kiềm (M = Li hellipCs) cũng như cấu truacutec của nhiều oxit kim loại hoacutea trị
hai MO (M = Mg hellip Ba Ti hellipNi hellip) hay cấu truacutec cổ điển của cacbua hay caacutec nitrua xen
kẽ của caacutec ki loại chuyển tiếp
III4 Cấu truacutec sphalerit (blende)
Higravenh 8 Mocirc higravenh tinh thể ZnS
Tinh thể sphalerit ZnS coacute cấu truacutec kiểu kim cươ ng Mặc dugrave độ acircm điện giữa kẽm vagrave
lưu huỳnh checircnh nhau iacutet nhưng vẫn coacute thể dugraveng caacutec ion Zn2+ vagrave S2- để mocirc tả Caacutec ion S2-
(coacute baacuten kiacutenh lớ n hơ n R = 0184 nm) tạo thagravenh mạng lập phươ ng tacircm mặt ngh ĩ a lagrave coacute bốn
ion S2- thuộc về một ocirc mạng cơ sở Caacutec ion Zn2+ (coacute baacuten kiacutenh nhỏ hơ n r = 074 nm) chiếm
bốn trong số taacutem lỗ trống bốn mặt trong ocirc mạng hay coacute bốn ion Zn2+
trong một ocirc mạngVậy số mắt Z = 4 số phối triacute của Zn2+ vagrave S2- đều lagrave 4
Cấu truacutec kiểu sphalerit thường lagrave của hợp chất AB magrave nguyecircn tố electron np Trong
caacutec hợp chất nagravey tổng caacutec electron hoacutea trị của A B luocircn bằng 8 Noacute đặc trưng cho rất
nhiều hợp chất như SiC hellip SnSi GaP hellipInSb ZnS hellipCdTe CuF hellip AgI Quan trọng nhất
lagrave cacborundum hay cacbua silic SiC
III5 Cấu truacutec florin
Higravenh a Higravenh b
WWWFACEBOOKCOMDAYKEMQUY
WWWBOIDUONGHOAHOCQUYNHONBLOGSPO
WWDAYKEMQUYNHONUCOZCOM
ng goacutep PDF bởi GV Nguyễn Thanh Tuacute
7262019 CHUYEcircN ĐỀ DUYEcircN HẢI BẮC BỘ NĂM 2015 - HOacuteA HỌC TINH THỂ
983107983144983157983161983274983150 đề 983108983112983106983106 983090983088983089983093 983085 983124983145983150983144 983156983144ề 983124983154983137983150983143 983091983090983087983093983092
Magrave D=m
V = (2times M)(6023times 10
23times a
3)
Thay D=795 a= 2864 Ao
=gt M= 2679 gmol
Vậy M lagrave kim loại Fe
Bagravei 23 Một nguyecircn tố A coacute baacuten kiacutenh nguyecircn tử R = 136 pm vagrave đơ n chất kết tinh theo cấu
truacutec lập phươ ng tacircm diện tỷ khối d = 224 Xaacutec định A
H ướ ng d ẫ n giải
2R2a = = 385 pm 1A3
molg192Z
NaM minus=
ρ=
Đoacute lagrave Ir
Bagravei 24
Kim loại X đượ c tigravem thấy vagraveo năm 1737 Tecircn của noacute coacute nguồn gốc tiếng Đức lagraveldquokoboldrdquo coacute ngh ĩ a lagrave ldquolinh hồn của quỷrdquo Một mẫu kim loại X đượ c ngacircm trong nướ c cacircn
nặng 13315g trong khi đoacute đem ngacircm cugraveng khối lượ ng mẫu kim loại vagraveo CCl4 chỉ nặng
12331g Biết khối lượ ng riecircng của CCl4 lagrave 15842 gcm3Để xaacutec định nguyecircn tố X thigrave
ngườ i ta phải dugraveng đến nhiễu xạ neutron Phươ ng phaacutep nhiễu xạ nagravey chỉ đặc trưng cho cấu
truacutec lập phươ ng tacircm mặt (fcc) vagrave đo đượ c thocircng số mạng a= 35302pm
Hướng dẫn giải
3
3 3 7 3 23 1 1
4
890 (3530210 ) 60210 ( ) 5893( )4 4
A A
A
Z M M d
V N a N
d a N g cm cm mol M g mol
minus minus minus
= =
rArr = = =
Vậy X lagrave Co
Bagravei 25
Khi nhuacuteng chigravem một vật hoagraven vagraveo trong một chất lỏng thigrave noacute sẽ coacute khối lượ ng biểu
kiến vigrave noacute chịu lực đẩy Acsimet Nếu coi kim loại X coacute khối lượ ng m vagrave thể tiacutech V thigrave ta
coacute
4 4
2 2
33
1500012331 15842890
13315 10000 1685
X CCl CCl
X
X H O H O
m m d V m gm V d g cm
m m d V m V V cm
= minus == minusrArr rArr rArr =
= minus = minus =
Ocirc mạng fcc gồm 4 nguyecircn tử coacute
WWWFACEBOOKCOMDAYKEMQUY
WWWBOIDUONGHOAHOCQUYNHONBLOGSPO
WWDAYKEMQUYNHONUCOZCOM
ng goacutep PDF bởi GV Nguyễn Thanh Tuacute
7262019 CHUYEcircN ĐỀ DUYEcircN HẢI BẮC BỘ NĂM 2015 - HOacuteA HỌC TINH THỂ
1 Phacircn loại caacutec chất sau đacircy theo bản chất của lực tương taacutec giữa caacutec đơn vị cấu truacutec trong
mạng tinh thể của chuacuteng Cu kim cươ ng MgO C6H12O6 I2 Pb BN NaH
2 Maacuteu trong cơ thể ngườ i coacute magraveu đỏ vigrave chứa hemoglobin (chất vậnchuyển oxi chứa sắt) Maacuteu của một số động vật nhuyễn thể khocircng coacute
magraveu đỏ magrave coacute magraveu khaacutec vigrave chứa một kim loại khaacutec (X) Tế bagraveo đơ n vị (ocirc
mạng cơ sở ) lập phươ ng tacircm diện của tinh thể X (higravenh becircn) coacute cạnh
bằng 36210-8 cm Khối lượ ng riecircng của nguyecircn tố nagravey lagrave 8920 kgm3
WWWFACEBOOKCOMDAYKEMQUY
WWWBOIDUONGHOAHOCQUYNHONBLOGSPO
WWDAYKEMQUYNHONUCOZCOM
ng goacutep PDF bởi GV Nguyễn Thanh Tuacute
7262019 CHUYEcircN ĐỀ DUYEcircN HẢI BẮC BỘ NĂM 2015 - HOacuteA HỌC TINH THỂ
983107983144983157983161983274983150 đề 983108983112983106983106 983090983088983089983093 983085 983124983145983150983144 983156983144ề 983124983154983137983150983143 983091983097983087983093983092
Trong mỗi ocirc cơ sở coacute 4 phacircn tử BaO2 rarr thể tiacutech của mỗi ocirc V = 4mD
Vớ i m =100236
99915232713723
+= 2811310-22 gam
rarr V = 1979810-22 (cm3) = 197979342 (pm3)
(2x134 + 2a)2( 2x134 + 2a+149) = 197979342
(134 + a)2(134 + a+745) = 24747418
(134 + a)3+ (134 + a)2 745 - 24747418 = 0
rarr a = 2686-134 = 135 pm
Bagravei 33
Niken (II) oxit coacute cấu truacutec tinh thể giống mạng tinh thể natri clorua Caacutec ion O2- tạo
thagravenh mạng lập phươ ng tacircm mặt caacutec hốc baacutet diện coacute caacutec ion Ni2+ Khối lượ ng riecircng của
Niken (II) oxit lagrave 667 gcm3 Nếu cho Niken (II) oxit taacutec dụng vớ i Liti oxit vagrave oxi thigrave đượ c
caacutec tinh thể trắng coacute thagravenh phần LixNi1-xO
2x
Li2O + (1-x) NiO +4x
O2 rarr LixNi1-xO
Cấu truacutec mạng tinh thể của LixNi1-xO giống cấu truacutec mạng tinh thể của NiO nhưng
một số ion Ni2+ đượ c thay thế bằng caacutec ion Liti vagrave một số ion Ni2+ bị oxi hoacutea để đảm bảo
tiacutenh trung hogravea điện của phacircn tử Khối lượ ng riecircng của tinh thể LixNi1-xO lagrave 621 gcm3
Tiacutenh x (chấp nhận thể tiacutech của ocirc mạng cơ sở khocircng thay đổi khi chuyển từ NiO
thagravenh LixNi1-xO)
Cho NA= 60231023 mol-1 Ni = 5871 Li = 694 O = 16
H ướ ng d ẫ n giải
Trong một tinh thể sự sắp xếp của caacutec anion vagrave caacutec cation theo cấu truacutec mạng lậpphươ ng tacircm mặt Caacutec cation vagrave anion nằm xen kẽ nhau Một ocirc mạng cơ sở chứa 4 cation
vagrave 4 anion
3A
NiONiO aN
nMD =
Tiacutenh cạnh a của ocirc mạng cơ sở của NiO
WWWFACEBOOKCOMDAYKEMQUY
WWWBOIDUONGHOAHOCQUYNHONBLOGSPO
WWDAYKEMQUYNHONUCOZCOM
ng goacutep PDF bởi GV Nguyễn Thanh Tuacute
7262019 CHUYEcircN ĐỀ DUYEcircN HẢI BẮC BỘ NĂM 2015 - HOacuteA HỌC TINH THỂ
983107983144983157983161983274983150 đề 983108983112983106983106 983090983088983089983093 983085 983124983145983150983144 983156983144ề 983124983154983137983150983143 983092983088983087983093983092
323 667602310
74714a
timestimes
= = 400610-8 cm
Vậy[ ]
( )3823 420610602310
16x)5871(1694x4621
minustimes
+minus+times= =gt x = 01
Bagravei 34 (Đề thi chọn đội tuyển quốc tế 2013)
Hiện tượ ng caacutec ion khaacutech xacircm nhập vagraveo mạng lướ i tinh thể chủ vagrave chiếm caacutec vị triacute
hốc trống trong mạng lướ i tinh thể chủ xảy ra khaacute phổ biến Quaacute trigravenh nagravey thườ ng diễn ra
chậm vagrave ở nhiệt độ cao Tuy nhiecircn quaacute trigravenh xacircm nhập của cation Li+ vagraveo mạng lướ i tinh
thể ReO3 lại đặc biệt bở i chuacuteng xảy ra khaacute nhanh ngay ở nhiệt độ phograveng Trong tinh thể
ReO3 mỗi nguyecircn tử Re đượ c bao quanh bở i 6 nguyecircn tử oxi tạo necircn những baacutet diện đều
giống nhau Biết rằng tinh thể ReO3 thuộc hệ lập phươ ng (chiều dagravei mỗi cạnh lagrave 0374 nm)
trong đoacute nguyecircn tử Re chiếm caacutec vị triacute đỉnh của higravenh lập phươ ng
1 Hatildey chứng minh rằng nguyecircn tử oxi chỉ coacute thể chiếm vị triacute trung điểm tất cả caacutec cạnh
của ocirc mạng vagrave vẽ một ocirc mạng cơ sở của tinh thể ReO3
2 Giả sử tinh thể ReO3 coacute bản chất ion Cho biết baacuten kiacutenh của ion O2- lagrave 0126 nm
a) Tiacutenh baacuten kiacutenh của ion Re6+
b) Cation khaacutech coacute kiacutech thướ c lớ n nhất bằng bao nhiecircu để khi xacircm nhập vagraveo mạng lướ i
tinh thể ReO3 khocircng lagravem thay đổi kiacutech thướ c của ocirc mạng tinh thể (bỏ qua mọi tươ ng taacutec
giữa ion nagravey vagrave tinh thể ReO3)
Hướng dẫn giải
1 Biện luận vị triacute của O
- Do số phối triacute của Re = 6 vagrave tỉ lệ ReO = 13 necircn số phối triacute của O = 63 = 2
- Như vậy một O phối triacute vớ i 2 Re vagrave caacutech đều hai Re vigrave caacutec nguyecircn tử Re lagrave tươ ng đươ ng- Giả sử nguyecircn tử O1 (khocircng nằm trecircn cạnh a) phối triacute vớ i 2 Re thuộc cạnh a thigrave trong ocirc
mạng phiacutea trecircn (hoặc phiacutea dướ i) cũng sẽ coacute nguyecircn tử O1rsquo tươ ng đươ ng vớ i O1 cugraveng phối
triacute vớ i nguyecircn tử Re chung nagravey Goacutec liecircn kết O1ReO1rsquo ne 180 o vagrave ne 90 o (= 90o thigrave O1
phải ở tacircm của higravenh lập phươ ng SPT = 8) như vậy khocircng thỏa matilden điều kiện phối triacute baacutet
WWWFACEBOOKCOMDAYKEMQUY
WWWBOIDUONGHOAHOCQUYNHONBLOGSPO
WWDAYKEMQUYNHONUCOZCOM
ng goacutep PDF bởi GV Nguyễn Thanh Tuacute
7262019 CHUYEcircN ĐỀ DUYEcircN HẢI BẮC BỘ NĂM 2015 - HOacuteA HỌC TINH THỂ
983107983144983157983161983274983150 đề 983108983112983106983106 983090983088983089983093 983085 983124983145983150983144 983156983144ề 983124983154983137983150983143 983092983089983087983093983092
diện đều của Re Vậy O1 phải nằm trecircn cạnh a Vagrave đươ ng nhiecircn phải nằm ở trung điểm vigrave
noacute caacutech đều hai Re ở hai đỉnh
Kết luận Caacutec nguyecircn tử O nằm ở trung điểm của mỗi cạnh Kiểm tra tỉ lệ ReO
trong một ocirc mạng = (818) (1214) = 13
2 Tiacutenh baacuten kiacutenh Re6+
2r minus2O + 2r +6Re = a = 0374 nm vậy r +6Re = (0374 ndash 20126)2 = 0061 nm
Tiacutenh baacuten kiacutenh cự c đại của ion lạ
Ion lạ xacircm nhập sẽ chiếm vị triacute trung tacircm của ocirc mạng cơ sở Do vậy khoảng caacutech từ
tacircm đến trung điểm mỗi cạnh tươ ng ứng bằng r minus2O+ rion lạ = a 2 = 0374 141= 0265 nm
vậy baacuten kiacutenh cực đại của ion lạ = 0265 ndash 0126 = 0139 nm
Bagravei 35
Bạc baacuten kiacutenh nguyecircn tử R = 144pm kết tinh dạng ocirc mạng cfc Tugravey theo kiacutech thướ c
magrave caacutec nguyecircn tử lạ E coacute thể đi vagraveo trong mạng bạc tạo ra một dung dịch rắn coacute tecircn gọikhaacutec nhau dung dịch rắn xen kẽ ( bằng caacutech chiếm caacutec lỗ xen kẽ) hoặc dung dịch rắn
thay thế (bằng caacutech thay thế caacutec nguyecircn tử bạc)
1) Tiacutenh khối lượ ng thể tiacutech của bạc nguyecircn chất
2) Xaacutec định số phối triacute vagrave độ compac của mạng cfc
3) Xen kẽ lỗ tinh thể học khaacutec nhau khi tạo thagravenh
a) Cho biết bản chất vagrave số mắt của mỗi chất chứa trong một ocirc mạng
b) Xaacutec định baacuten kiacutenh cực đại ri của một nguyecircn tử lạ E higravenh cầu nằm trong mạng ở mỗi
kiểu lỗ magrave khocircng lagravem biến dạng mạng4) Vagraveng baacuten kiacutenh nguyecircn tử Rrsquo = 147pm tạo dung dịch rắn a vớ i bạc
a) Suy ra bản chất của dung dịch a nagravey
b) Biểu thị cấu truacutec hoacutea học của a theo phần mol x của vagraveng
5) Một hợ p kim bạc-vagraveng tươ ng ứng vớ i một thagravenh phần đặc biệt của dung dịch rắn a đặc
trưng bở i phần khối lượ ng vagraveng w = 01
a) Tiacutenh giaacute trị của x
b) Xaacutec định khối lượ ng thể tiacutech của hợ p kim nagravey
(Theo ENSIETA Ban Vật lyacute1992) H ướ ng d ẫ n giải
1) Sơ đồ ocirc mạng cfc
Số nguyecircn tử bạc trong một ocirc mạng
WWWFACEBOOKCOMDAYKEMQUY
WWWBOIDUONGHOAHOCQUYNHONBLOGSPO
WWDAYKEMQUYNHONUCOZCOM
ng goacutep PDF bởi GV Nguyễn Thanh Tuacute
7262019 CHUYEcircN ĐỀ DUYEcircN HẢI BẮC BỘ NĂM 2015 - HOacuteA HỌC TINH THỂ
983107983144983157983161983274983150 đề 983108983112983106983106 983090983088983089983093 983085 983124983145983150983144 983156983144ề 983124983154983137983150983143 983092983095983087983093983092
b) Baacuten kiacutenh gaacuten cho nguyecircn tử hidro lagrave r = 37 pm Suy ra kiểu lỗ tươ ng thiacutech vớ i sự
lấp đầy
c) Trong thực tế caacutec nguyecircn tử hidro nằm trong mọi lỗ kiểu khaacutec hatildey lập cocircng thức
nguyecircn của hiđrua vagrave necircu một viacute dụ về tinh thể ion đẳng cấu truacutec
2 ) Hợ p kim của titan vagrave sắt thagravenh phần TiFe lagrave hợ p chất magrave caacutec nguyecircn tử titan chiếm caacutec
lỗ mạng lập phươ ng đơ n giản của sắt thocircng số = 298 pm
a ) Necircu ra hợ p chất ion kiểu tươ ng ứng cấu truacutec nagravey
b ) Trong hợ p chất TiFe caacutec nguyecircn tử hiđro chiếm mọi lỗ tạo ra từ bốn nguyecircn tử titan
vagrave hai nguyecircn tử sắt ( xem higravenh vẽ )
Xaacutec định higravenh học của một lỗ như vậy Xaacutec định cocircng thức của hiđrua thu đượ c khi batildeo
hogravea caacutec lỗ nagravey
3 ) Khả năng trữ hiđro của một vật liệu M i biểu thị bằng dung lượ ng thể tiacutech hấp phụ C va ( M i ) đượ c định ngh ĩ a lagrave tỷ số khối lượ ng hiđro bị hấp phụ trecircn thể tiacutech đơ n vị của vật liệu
nguyecircn chất
a ) Biểu thị C va ( M i ) theo thể tiacutech V i của ocirc mạng vagrave theo lượ ng hiđro ni bị hấp phụ
b ) So saacutenh dung lượ ng thể tiacutech hấp phụ lyacute thuyết của hai vật liệu xeacutet ở mục 1 vagrave 2
c ) Tiacutenh khối lượ ng cực tiểu của vật liệu rắn cần để tạo ra cugraveng lượ ng hiđro magrave bigravenh chứa
đựng 700 kg khiacute hoacutea lỏng Kết luận
H ướ ng d ẫ n giải
1 a)Lỗ O R + r 0 =2 R =gt r 0 =662 pm
b)Lỗ T R + r t = 2 R =gt r t = 36 pm
c) Lỗ chiếm tươ ng thiacutech đượ c dự kiến lagrave O
WWWFACEBOOKCOMDAYKEMQUY
WWWBOIDUONGHOAHOCQUYNHONBLOGSPO
WWDAYKEMQUYNHONUCOZCOM
ng goacutep PDF bởi GV Nguyễn Thanh Tuacute
7262019 CHUYEcircN ĐỀ DUYEcircN HẢI BẮC BỘ NĂM 2015 - HOacuteA HỌC TINH THỂ
983107983144983157983161983274983150 đề 983108983112983106983106 983090983088983089983093 983085 983124983145983150983144 983156983144ề 983124983154983137983150983143 983092983097983087983093983092
VI Ứng dụng kiến thức tinh thể vagraveo cuộc sống
(Bagravei được triacutech từ ldquoBagravei chuẩn bị Icho 39rdquo)
HOA QUẢ RAU CỎ VAgrave CAacuteC NGUYEcircN TỬ
Khi giải quyế t vấ n đề nagraveychư a coacute loại rau quả nagraveo bị phaacute hủ y
Năm 1611 nhagrave toaacuten học vagrave thiecircn văn học người Đức Johannes Kepler nghiecircn cứu
sự sắp xếp caacutec viecircn đạn của suacuteng thần cocircng trong một kim tự thaacutep Ocircng khẳng định rằngchỉ coacute một caacutech duy nhất để sắp xếp caacutec quả cầu cứng giống hệt nhau vagraveo một thể tiacutech sao
cho khiacutet nhất coacute thể ldquohellipkhocircng thể coacute thếm bất cứ một caacutech sắp xếp nagraveo khaacutec để chegraven thecircm
dugrave một viecircn đạn nữa vagraveo hogravem đoacuterdquo Ocircng lagrave ngườ i đầu tiecircn phaacutet biểu về một vấn đề như vậy
vagrave sau nagravey noacute đượ c gọi lagrave ldquosự phỏng đoaacuten Keplerrdquo Năm 1998 Giaacuteo sư Thomas Hales1 đatilde
đưa ra giải phaacutep cho ldquosự phỏng đoaacuten Keplerrdquo Nội dung của giải phaacutep nagravey đatilde đượ c trigravenh
bagravey trong loạt bagravei baacuteo trecircn tờ ldquoHigravenh học rờ i rạc vagrave điện toaacutenrdquo ra đờ i từ năm 1997 Ocircng
nghiecircn cứu hơ n 150 caacutech sắp xếp khaacutec nhau khaacutec vớ i caacutech magrave Kepler đatilde đưa ra Giải phaacutep
của Hales đogravei hỏi khoảng 250 trang giấy in vagrave dung lượ ng 3 GB caacutec file trong maacutey tiacutenh
Qua caacutec chứng minh toaacuten học chặt chẽ thuật ngữ ldquosự sắp xếp đặc khiacutet caacutec quả cầurdquo (cps)
đatilde đượ c chấp nhận rộng ratildei trong l ĩ nh vực hoacutea học chất rắn vagrave cho đến nay noacute vẫn cograven giaacute
trị
WWWFACEBOOKCOMDAYKEMQUY
WWWBOIDUONGHOAHOCQUYNHONBLOGSPO
WWDAYKEMQUYNHONUCOZCOM
ng goacutep PDF bởi GV Nguyễn Thanh Tuacute
7262019 CHUYEcircN ĐỀ DUYEcircN HẢI BẮC BỘ NĂM 2015 - HOacuteA HỌC TINH THỂ
983107983144983157983161983274983150 đề 983108983112983106983106 983090983088983089983093 983085 983124983145983150983144 983156983144ề 983124983154983137983150983143 983093983089983087983093983092
thứ 3 đượ c xếp lecircn trecircn khoảng trống của lớ p thứ nhất (xem trườ ng hợ p B higravenh 2) Hatildey
tiacutenh độ chặt khiacutet cho caacutech sắp xếp thứ 2 đượ c gọi lagrave sắp xếp lập phươ ng tacircm diện fbc
d) Coacute một ngườ i nocircng dacircn đatilde xếp lớ p thứ ba theo kiểu fcc vagrave bacircy giờ khocircng xaacutec định
đượ c đacircu lagrave khoảng trống đacircu lagrave rau củ đatilde xếp ở lớ p thứ nhất Giaacute trị sẽ thay đổi như thế
nagraveo do sự sai lệch khi sắp xếp caacutec lớ p chặt khiacutet tiếp theo
3 Giả sử ngườ i nocircng dacircn nảy ra yacute định muốn xếp chung đagraveo vagrave dưa hấu vagraveo xe bằng caacutech
xếp đagraveo vagraveo khoảng trống giữa caacutec quả dưa hấu
a) Hatildey tiacutenh tỉ lệ baacuten kiacutenh giữa quả đagraveo vagrave dưa hấu lớ n nhất coacute thể để traacutenh bị dập caacutec quả
đagraveo trong caacutec trườ ng hợ p xếp đagraveo vagraveo
iLỗ trống lập phươ ng trong kiếu lập phươ ng đơ n giản
ii Lỗ trống baacutet diện trong kiếu lập phươ ng tacircm khối
iii Lỗ trống baacutet diện trong kiếu lập phươ ng tacircm diện
b) Trong caacutec kiếu sắp xếp sc hcp bcc vagrave fcc trung bigravenh vớ i một quả dưa hấu coacute thể
xếp tối đa bao nhiecircu quả đagraveo
c) Tiacutenh giaacute trị lớ n nhất cho caacutec kiếu sắp xếp sc bcc vagrave fcc coacute xếp đagraveo ở caacutec khoảng
trống
4 Hoa quả coacute thể bị hỏng do xe khocircng thoaacuteng gioacute
a) Để giữ caacutec khoảng trống trong kiểu sắp xếp bcc vagrave fcc ngườ i nocircng dacircn quyết định
chỉ xếp caacutec quả đagraveo vagraveo caacutec lỗ trống baacutet diện khocircng nối vớ i nhau qua mặt hay tacircm Trong
trườ ng hợ p nagravey vớ i một quả dưa coacute thể xếp đượ c bao nhiecircu quả đagraveo
b) Ngườ i nocircng dacircn ngh ĩ ra một caacutech khaacutec trong caacutech sắp xếp fcc ocircng xếp đagraveo vagraveo tất cả
caacutec lỗ trống baacutet diện (như trecircn) vagrave vớ i caacutec lỗ trống tứ diện ocircng xếp taacuteo vagraveo Theo caacutech
nagravey vớ i một quả dưa ocircng coacute thể xếp đượ c bao nhiecircu quả taacuteo
Tạo hoacutea cũng lagravem nảy sinh những vấn đề liacute thuacute như ldquosự phỏng đoaacuten Keplerrdquo Ngọc
opal lagrave một loại đaacute tự nhiecircn đượ c cấu tạo từ caacutec quả cầu beacute xiacuteu SiO2
(cỡ micro) sắp xếp đặc
khiacutet vớ i nhau Đặc tiacutenh của opal lagrave coacute thể phaacutet ra caacutec aacutenh saacuteng khaacutec nhau (phaacutet ngũ sắc) khi
đượ c chiếu saacuteng Hiện tượ ng nagravey đượ c giải thiacutech bằng sự nhiễu xạ aacutenh saacuteng nhigraven thấy tuacircn
theo định luật Bragg λ = 2d sinθ
Trong đoacute λ lagrave độ dagravei soacuteng của tia saacuteng d lagrave khoảng caacutech giữa caacutec lớ p sắp xếp chặtkhiacutet trong opal 2θ lagrave goacutec giữa tia tớ i vagrave tia nhiễu xạ (noacutei caacutech khaacutec θ lagrave goacutec nghiecircng giữa
tia sang vớ i bề mặt của đaacute opal)
Opal lagrave loại đaacute coacute cấu truacutec tinh thể đầu tiecircn đượ c biết lagrave coacute khả năng khuacutec xạ loại
vật chất đượ c cấu tạo từ caacutec quả cầu cỡ micro vớ i chỉ số khuacutec xạ cao Quang phổ của noacute đatilde
WWWFACEBOOKCOMDAYKEMQUY
WWWBOIDUONGHOAHOCQUYNHONBLOGSPO
WWDAYKEMQUYNHONUCOZCOM
ng goacutep PDF bởi GV Nguyễn Thanh Tuacute
7262019 CHUYEcircN ĐỀ DUYEcircN HẢI BẮC BỘ NĂM 2015 - HOacuteA HỌC TINH THỂ
983107983144983157983161983274983150 đề 983108983112983106983106 983090983088983089983093 983085 983124983145983150983144 983156983144ề 983124983154983137983150983143 983089983088983087983093983092
Hoặc Độ đặc khiacutet P = N c cc c
tb tb tb tb
V VV V
V VV V = 4
3 33 3
3 33 3
4 44 4 R R R R
3 33 3
a aa a
π
vớ i R =a 2 a 2 a 2 a 2
4 44 4
necircn P =
3 33 3
3 33 3
4 a 2 4 a 2 4 a 2 4 a 2 4 4 4 4
3 4 3 4 3 4 3 4
a aa a
π = 074
II53 M ạ ng tinh thể l ụ c phươ ng
Xeacutet 1 đơ n vị mạng lướ i tinh thể lục phươ ng coacute cạnh đaacutey = a vagrave chiều cao = c
rarr Mặt đaacutey của 1 ocirc mạng lagrave higravenh lục giaacutec tạo bở i 6 tam giaacutec đều cạnh a chiều cao
32
a necircn diện tiacutech mặt đaacutey =1 3
62 2
a atimes times times
rarr V mạng tt =1 3
62 2
a a ctimes times times times
Tiacutenh độ đặc khiacutet ρ
Higravenh 1 cho thấy cấu truacutec compac của mặt đaacutey mạng lục phương necircn 2a = 4rHigravenh 2 cho thấy sự xếp chồng khocircng compac giữa caacutec lớp ta coacute
2 2 2 2 2 62
3 4 3 4 3a c a c
r a c a= + rArr = + rArr =
3 3
2
46 100 16 ( ) 100 1003 2 74
1 3 2 6 3 26 3 3
2 2 3
ar
aa c a a
π π π
ρ
times times times times= = = =
times times times times times
III Một số kiểu cấu truacutec tiecircu biểu
III1 Cấu truacutec kim cươ ng
Ocirc mạng cơ sở của kim cươ ng lagrave lập phươ ng tacircm mặt ngoagravei ra caacutec nguyecircn tử
cacbon cograven chiếm một nửa số lỗ trống bốn mặt trong ocirc mạng một caacutech coacute trật tự Cấu truacutec
kim cươ ng đượ c higravenh dung gồm caacutec tứ diện đều nối vớ i nhau bở i caacutec đỉnh chung
WWWFACEBOOKCOMDAYKEMQUY
WWWBOIDUONGHOAHOCQUYNHONBLOGSPO
WWDAYKEMQUYNHONUCOZCOM
ng goacutep PDF bởi GV Nguyễn Thanh Tuacute
7262019 CHUYEcircN ĐỀ DUYEcircN HẢI BẮC BỘ NĂM 2015 - HOacuteA HỌC TINH THỂ
983107983144983157983161983274983150 đề 983108983112983106983106 983090983088983089983093 983085 983124983145983150983144 983156983144ề 983124983154983137983150983143 983089983089983087983093983092
Higravenh 5 Mocirc higravenh tinh thể kim cương
Vậy Số mắt Z = 4 + 612 + 818 = 8
Số phối triacute = 4 do mỗi nguyecircn tử cacbon đượ c đặt trong hốc tứ diện
Cấu truacutec kim cươ ng khocircng compac do khi caacutec nguyecircn tử cacbon xếp vagraveo caacutec lỗ tứ
diện đatilde đẩy caacutec nguyecircn tử chiếm caacutec vị triacute thocircng thườ ng của mạng lập phươ ng tacircm diện
lagravem chuacuteng khocircng cograven tiếp xuacutec nhau nữa Khoảng caacutech ngắn nhất giữa caacutec nguyecircn tử
cacbon (dC-C = 2R) nằm trecircn đườ ng cheacuteo của higravenh lập phươ ng con vagrave bằng 14 độ dagravei
đườ ng cheacuteo của ocirc mạng cơ sở Do đoacute1
2 34
R a= hay thocircng số mạng3
83
a R=
Độ compac
3 3
33
4 48
3 3 0343
(8 )3
Z R R
C a
R
π π times times= = asymp
Liecircn kết trong kim cươ ng lagrave thuần tuacutey cộng hoacutea trị Tinh thể kim cươ ng lagrave một đại
phacircn tử cộng hoacutea trị ba chiều necircn rất cứng Vigrave mọi electron đều cặp đocirci necircn kim cươ ngcaacutech điện vagrave nghịch từ Tiacutenh trong suốt của noacute đượ c giải thiacutech lagrave do năng lượ ng tia khả
kiến khocircng đủ mạnh để phaacute liecircn kết CndashC để kiacutech thiacutech electron đi chuyển trong tinh thể
III2 Cấu truacutec Xesi clorua CsCl
Higravenh 6 Mocirc higravenh tinh thể CsCl
WWWFACEBOOKCOMDAYKEMQUY
WWWBOIDUONGHOAHOCQUYNHONBLOGSPO
WWDAYKEMQUYNHONUCOZCOM
ng goacutep PDF bởi GV Nguyễn Thanh Tuacute
7262019 CHUYEcircN ĐỀ DUYEcircN HẢI BẮC BỘ NĂM 2015 - HOacuteA HỌC TINH THỂ
983107983144983157983161983274983150 đề 983108983112983106983106 983090983088983089983093 983085 983124983145983150983144 983156983144ề 983124983154983137983150983143 983089983091983087983093983092
Vigrave caacutec ion Na+ vagrave Cl minus
tiếp xuacutec nhau dọc theo cạnh của higravenh lập phươ ng necircn thocircng
số mạng a = 2(R + r) = 2(0181 + 097) = 0556 nm
Độ compac
3 33 3
3 3
4 44
16 0181 0973 33 0556
R r
C a
π π
π
times + + = = times = 0667
Cấu truacutec nagravey lagrave cấu truacutec của caacutec halogenua MX kim loại kiềm đầu tiecircn (M = Li NaK) của mọi hiđrua kiềm (M = Li hellipCs) cũng như cấu truacutec của nhiều oxit kim loại hoacutea trị
hai MO (M = Mg hellip Ba Ti hellipNi hellip) hay cấu truacutec cổ điển của cacbua hay caacutec nitrua xen
kẽ của caacutec ki loại chuyển tiếp
III4 Cấu truacutec sphalerit (blende)
Higravenh 8 Mocirc higravenh tinh thể ZnS
Tinh thể sphalerit ZnS coacute cấu truacutec kiểu kim cươ ng Mặc dugrave độ acircm điện giữa kẽm vagrave
lưu huỳnh checircnh nhau iacutet nhưng vẫn coacute thể dugraveng caacutec ion Zn2+ vagrave S2- để mocirc tả Caacutec ion S2-
(coacute baacuten kiacutenh lớ n hơ n R = 0184 nm) tạo thagravenh mạng lập phươ ng tacircm mặt ngh ĩ a lagrave coacute bốn
ion S2- thuộc về một ocirc mạng cơ sở Caacutec ion Zn2+ (coacute baacuten kiacutenh nhỏ hơ n r = 074 nm) chiếm
bốn trong số taacutem lỗ trống bốn mặt trong ocirc mạng hay coacute bốn ion Zn2+
trong một ocirc mạngVậy số mắt Z = 4 số phối triacute của Zn2+ vagrave S2- đều lagrave 4
Cấu truacutec kiểu sphalerit thường lagrave của hợp chất AB magrave nguyecircn tố electron np Trong
caacutec hợp chất nagravey tổng caacutec electron hoacutea trị của A B luocircn bằng 8 Noacute đặc trưng cho rất
nhiều hợp chất như SiC hellip SnSi GaP hellipInSb ZnS hellipCdTe CuF hellip AgI Quan trọng nhất
lagrave cacborundum hay cacbua silic SiC
III5 Cấu truacutec florin
Higravenh a Higravenh b
WWWFACEBOOKCOMDAYKEMQUY
WWWBOIDUONGHOAHOCQUYNHONBLOGSPO
WWDAYKEMQUYNHONUCOZCOM
ng goacutep PDF bởi GV Nguyễn Thanh Tuacute
7262019 CHUYEcircN ĐỀ DUYEcircN HẢI BẮC BỘ NĂM 2015 - HOacuteA HỌC TINH THỂ
983107983144983157983161983274983150 đề 983108983112983106983106 983090983088983089983093 983085 983124983145983150983144 983156983144ề 983124983154983137983150983143 983091983090983087983093983092
Magrave D=m
V = (2times M)(6023times 10
23times a
3)
Thay D=795 a= 2864 Ao
=gt M= 2679 gmol
Vậy M lagrave kim loại Fe
Bagravei 23 Một nguyecircn tố A coacute baacuten kiacutenh nguyecircn tử R = 136 pm vagrave đơ n chất kết tinh theo cấu
truacutec lập phươ ng tacircm diện tỷ khối d = 224 Xaacutec định A
H ướ ng d ẫ n giải
2R2a = = 385 pm 1A3
molg192Z
NaM minus=
ρ=
Đoacute lagrave Ir
Bagravei 24
Kim loại X đượ c tigravem thấy vagraveo năm 1737 Tecircn của noacute coacute nguồn gốc tiếng Đức lagraveldquokoboldrdquo coacute ngh ĩ a lagrave ldquolinh hồn của quỷrdquo Một mẫu kim loại X đượ c ngacircm trong nướ c cacircn
nặng 13315g trong khi đoacute đem ngacircm cugraveng khối lượ ng mẫu kim loại vagraveo CCl4 chỉ nặng
12331g Biết khối lượ ng riecircng của CCl4 lagrave 15842 gcm3Để xaacutec định nguyecircn tố X thigrave
ngườ i ta phải dugraveng đến nhiễu xạ neutron Phươ ng phaacutep nhiễu xạ nagravey chỉ đặc trưng cho cấu
truacutec lập phươ ng tacircm mặt (fcc) vagrave đo đượ c thocircng số mạng a= 35302pm
Hướng dẫn giải
3
3 3 7 3 23 1 1
4
890 (3530210 ) 60210 ( ) 5893( )4 4
A A
A
Z M M d
V N a N
d a N g cm cm mol M g mol
minus minus minus
= =
rArr = = =
Vậy X lagrave Co
Bagravei 25
Khi nhuacuteng chigravem một vật hoagraven vagraveo trong một chất lỏng thigrave noacute sẽ coacute khối lượ ng biểu
kiến vigrave noacute chịu lực đẩy Acsimet Nếu coi kim loại X coacute khối lượ ng m vagrave thể tiacutech V thigrave ta
coacute
4 4
2 2
33
1500012331 15842890
13315 10000 1685
X CCl CCl
X
X H O H O
m m d V m gm V d g cm
m m d V m V V cm
= minus == minusrArr rArr rArr =
= minus = minus =
Ocirc mạng fcc gồm 4 nguyecircn tử coacute
WWWFACEBOOKCOMDAYKEMQUY
WWWBOIDUONGHOAHOCQUYNHONBLOGSPO
WWDAYKEMQUYNHONUCOZCOM
ng goacutep PDF bởi GV Nguyễn Thanh Tuacute
7262019 CHUYEcircN ĐỀ DUYEcircN HẢI BẮC BỘ NĂM 2015 - HOacuteA HỌC TINH THỂ
1 Phacircn loại caacutec chất sau đacircy theo bản chất của lực tương taacutec giữa caacutec đơn vị cấu truacutec trong
mạng tinh thể của chuacuteng Cu kim cươ ng MgO C6H12O6 I2 Pb BN NaH
2 Maacuteu trong cơ thể ngườ i coacute magraveu đỏ vigrave chứa hemoglobin (chất vậnchuyển oxi chứa sắt) Maacuteu của một số động vật nhuyễn thể khocircng coacute
magraveu đỏ magrave coacute magraveu khaacutec vigrave chứa một kim loại khaacutec (X) Tế bagraveo đơ n vị (ocirc
mạng cơ sở ) lập phươ ng tacircm diện của tinh thể X (higravenh becircn) coacute cạnh
bằng 36210-8 cm Khối lượ ng riecircng của nguyecircn tố nagravey lagrave 8920 kgm3
WWWFACEBOOKCOMDAYKEMQUY
WWWBOIDUONGHOAHOCQUYNHONBLOGSPO
WWDAYKEMQUYNHONUCOZCOM
ng goacutep PDF bởi GV Nguyễn Thanh Tuacute
7262019 CHUYEcircN ĐỀ DUYEcircN HẢI BẮC BỘ NĂM 2015 - HOacuteA HỌC TINH THỂ
983107983144983157983161983274983150 đề 983108983112983106983106 983090983088983089983093 983085 983124983145983150983144 983156983144ề 983124983154983137983150983143 983091983097983087983093983092
Trong mỗi ocirc cơ sở coacute 4 phacircn tử BaO2 rarr thể tiacutech của mỗi ocirc V = 4mD
Vớ i m =100236
99915232713723
+= 2811310-22 gam
rarr V = 1979810-22 (cm3) = 197979342 (pm3)
(2x134 + 2a)2( 2x134 + 2a+149) = 197979342
(134 + a)2(134 + a+745) = 24747418
(134 + a)3+ (134 + a)2 745 - 24747418 = 0
rarr a = 2686-134 = 135 pm
Bagravei 33
Niken (II) oxit coacute cấu truacutec tinh thể giống mạng tinh thể natri clorua Caacutec ion O2- tạo
thagravenh mạng lập phươ ng tacircm mặt caacutec hốc baacutet diện coacute caacutec ion Ni2+ Khối lượ ng riecircng của
Niken (II) oxit lagrave 667 gcm3 Nếu cho Niken (II) oxit taacutec dụng vớ i Liti oxit vagrave oxi thigrave đượ c
caacutec tinh thể trắng coacute thagravenh phần LixNi1-xO
2x
Li2O + (1-x) NiO +4x
O2 rarr LixNi1-xO
Cấu truacutec mạng tinh thể của LixNi1-xO giống cấu truacutec mạng tinh thể của NiO nhưng
một số ion Ni2+ đượ c thay thế bằng caacutec ion Liti vagrave một số ion Ni2+ bị oxi hoacutea để đảm bảo
tiacutenh trung hogravea điện của phacircn tử Khối lượ ng riecircng của tinh thể LixNi1-xO lagrave 621 gcm3
Tiacutenh x (chấp nhận thể tiacutech của ocirc mạng cơ sở khocircng thay đổi khi chuyển từ NiO
thagravenh LixNi1-xO)
Cho NA= 60231023 mol-1 Ni = 5871 Li = 694 O = 16
H ướ ng d ẫ n giải
Trong một tinh thể sự sắp xếp của caacutec anion vagrave caacutec cation theo cấu truacutec mạng lậpphươ ng tacircm mặt Caacutec cation vagrave anion nằm xen kẽ nhau Một ocirc mạng cơ sở chứa 4 cation
vagrave 4 anion
3A
NiONiO aN
nMD =
Tiacutenh cạnh a của ocirc mạng cơ sở của NiO
WWWFACEBOOKCOMDAYKEMQUY
WWWBOIDUONGHOAHOCQUYNHONBLOGSPO
WWDAYKEMQUYNHONUCOZCOM
ng goacutep PDF bởi GV Nguyễn Thanh Tuacute
7262019 CHUYEcircN ĐỀ DUYEcircN HẢI BẮC BỘ NĂM 2015 - HOacuteA HỌC TINH THỂ
983107983144983157983161983274983150 đề 983108983112983106983106 983090983088983089983093 983085 983124983145983150983144 983156983144ề 983124983154983137983150983143 983092983088983087983093983092
323 667602310
74714a
timestimes
= = 400610-8 cm
Vậy[ ]
( )3823 420610602310
16x)5871(1694x4621
minustimes
+minus+times= =gt x = 01
Bagravei 34 (Đề thi chọn đội tuyển quốc tế 2013)
Hiện tượ ng caacutec ion khaacutech xacircm nhập vagraveo mạng lướ i tinh thể chủ vagrave chiếm caacutec vị triacute
hốc trống trong mạng lướ i tinh thể chủ xảy ra khaacute phổ biến Quaacute trigravenh nagravey thườ ng diễn ra
chậm vagrave ở nhiệt độ cao Tuy nhiecircn quaacute trigravenh xacircm nhập của cation Li+ vagraveo mạng lướ i tinh
thể ReO3 lại đặc biệt bở i chuacuteng xảy ra khaacute nhanh ngay ở nhiệt độ phograveng Trong tinh thể
ReO3 mỗi nguyecircn tử Re đượ c bao quanh bở i 6 nguyecircn tử oxi tạo necircn những baacutet diện đều
giống nhau Biết rằng tinh thể ReO3 thuộc hệ lập phươ ng (chiều dagravei mỗi cạnh lagrave 0374 nm)
trong đoacute nguyecircn tử Re chiếm caacutec vị triacute đỉnh của higravenh lập phươ ng
1 Hatildey chứng minh rằng nguyecircn tử oxi chỉ coacute thể chiếm vị triacute trung điểm tất cả caacutec cạnh
của ocirc mạng vagrave vẽ một ocirc mạng cơ sở của tinh thể ReO3
2 Giả sử tinh thể ReO3 coacute bản chất ion Cho biết baacuten kiacutenh của ion O2- lagrave 0126 nm
a) Tiacutenh baacuten kiacutenh của ion Re6+
b) Cation khaacutech coacute kiacutech thướ c lớ n nhất bằng bao nhiecircu để khi xacircm nhập vagraveo mạng lướ i
tinh thể ReO3 khocircng lagravem thay đổi kiacutech thướ c của ocirc mạng tinh thể (bỏ qua mọi tươ ng taacutec
giữa ion nagravey vagrave tinh thể ReO3)
Hướng dẫn giải
1 Biện luận vị triacute của O
- Do số phối triacute của Re = 6 vagrave tỉ lệ ReO = 13 necircn số phối triacute của O = 63 = 2
- Như vậy một O phối triacute vớ i 2 Re vagrave caacutech đều hai Re vigrave caacutec nguyecircn tử Re lagrave tươ ng đươ ng- Giả sử nguyecircn tử O1 (khocircng nằm trecircn cạnh a) phối triacute vớ i 2 Re thuộc cạnh a thigrave trong ocirc
mạng phiacutea trecircn (hoặc phiacutea dướ i) cũng sẽ coacute nguyecircn tử O1rsquo tươ ng đươ ng vớ i O1 cugraveng phối
triacute vớ i nguyecircn tử Re chung nagravey Goacutec liecircn kết O1ReO1rsquo ne 180 o vagrave ne 90 o (= 90o thigrave O1
phải ở tacircm của higravenh lập phươ ng SPT = 8) như vậy khocircng thỏa matilden điều kiện phối triacute baacutet
WWWFACEBOOKCOMDAYKEMQUY
WWWBOIDUONGHOAHOCQUYNHONBLOGSPO
WWDAYKEMQUYNHONUCOZCOM
ng goacutep PDF bởi GV Nguyễn Thanh Tuacute
7262019 CHUYEcircN ĐỀ DUYEcircN HẢI BẮC BỘ NĂM 2015 - HOacuteA HỌC TINH THỂ
983107983144983157983161983274983150 đề 983108983112983106983106 983090983088983089983093 983085 983124983145983150983144 983156983144ề 983124983154983137983150983143 983092983089983087983093983092
diện đều của Re Vậy O1 phải nằm trecircn cạnh a Vagrave đươ ng nhiecircn phải nằm ở trung điểm vigrave
noacute caacutech đều hai Re ở hai đỉnh
Kết luận Caacutec nguyecircn tử O nằm ở trung điểm của mỗi cạnh Kiểm tra tỉ lệ ReO
trong một ocirc mạng = (818) (1214) = 13
2 Tiacutenh baacuten kiacutenh Re6+
2r minus2O + 2r +6Re = a = 0374 nm vậy r +6Re = (0374 ndash 20126)2 = 0061 nm
Tiacutenh baacuten kiacutenh cự c đại của ion lạ
Ion lạ xacircm nhập sẽ chiếm vị triacute trung tacircm của ocirc mạng cơ sở Do vậy khoảng caacutech từ
tacircm đến trung điểm mỗi cạnh tươ ng ứng bằng r minus2O+ rion lạ = a 2 = 0374 141= 0265 nm
vậy baacuten kiacutenh cực đại của ion lạ = 0265 ndash 0126 = 0139 nm
Bagravei 35
Bạc baacuten kiacutenh nguyecircn tử R = 144pm kết tinh dạng ocirc mạng cfc Tugravey theo kiacutech thướ c
magrave caacutec nguyecircn tử lạ E coacute thể đi vagraveo trong mạng bạc tạo ra một dung dịch rắn coacute tecircn gọikhaacutec nhau dung dịch rắn xen kẽ ( bằng caacutech chiếm caacutec lỗ xen kẽ) hoặc dung dịch rắn
thay thế (bằng caacutech thay thế caacutec nguyecircn tử bạc)
1) Tiacutenh khối lượ ng thể tiacutech của bạc nguyecircn chất
2) Xaacutec định số phối triacute vagrave độ compac của mạng cfc
3) Xen kẽ lỗ tinh thể học khaacutec nhau khi tạo thagravenh
a) Cho biết bản chất vagrave số mắt của mỗi chất chứa trong một ocirc mạng
b) Xaacutec định baacuten kiacutenh cực đại ri của một nguyecircn tử lạ E higravenh cầu nằm trong mạng ở mỗi
kiểu lỗ magrave khocircng lagravem biến dạng mạng4) Vagraveng baacuten kiacutenh nguyecircn tử Rrsquo = 147pm tạo dung dịch rắn a vớ i bạc
a) Suy ra bản chất của dung dịch a nagravey
b) Biểu thị cấu truacutec hoacutea học của a theo phần mol x của vagraveng
5) Một hợ p kim bạc-vagraveng tươ ng ứng vớ i một thagravenh phần đặc biệt của dung dịch rắn a đặc
trưng bở i phần khối lượ ng vagraveng w = 01
a) Tiacutenh giaacute trị của x
b) Xaacutec định khối lượ ng thể tiacutech của hợ p kim nagravey
(Theo ENSIETA Ban Vật lyacute1992) H ướ ng d ẫ n giải
1) Sơ đồ ocirc mạng cfc
Số nguyecircn tử bạc trong một ocirc mạng
WWWFACEBOOKCOMDAYKEMQUY
WWWBOIDUONGHOAHOCQUYNHONBLOGSPO
WWDAYKEMQUYNHONUCOZCOM
ng goacutep PDF bởi GV Nguyễn Thanh Tuacute
7262019 CHUYEcircN ĐỀ DUYEcircN HẢI BẮC BỘ NĂM 2015 - HOacuteA HỌC TINH THỂ
983107983144983157983161983274983150 đề 983108983112983106983106 983090983088983089983093 983085 983124983145983150983144 983156983144ề 983124983154983137983150983143 983092983095983087983093983092
b) Baacuten kiacutenh gaacuten cho nguyecircn tử hidro lagrave r = 37 pm Suy ra kiểu lỗ tươ ng thiacutech vớ i sự
lấp đầy
c) Trong thực tế caacutec nguyecircn tử hidro nằm trong mọi lỗ kiểu khaacutec hatildey lập cocircng thức
nguyecircn của hiđrua vagrave necircu một viacute dụ về tinh thể ion đẳng cấu truacutec
2 ) Hợ p kim của titan vagrave sắt thagravenh phần TiFe lagrave hợ p chất magrave caacutec nguyecircn tử titan chiếm caacutec
lỗ mạng lập phươ ng đơ n giản của sắt thocircng số = 298 pm
a ) Necircu ra hợ p chất ion kiểu tươ ng ứng cấu truacutec nagravey
b ) Trong hợ p chất TiFe caacutec nguyecircn tử hiđro chiếm mọi lỗ tạo ra từ bốn nguyecircn tử titan
vagrave hai nguyecircn tử sắt ( xem higravenh vẽ )
Xaacutec định higravenh học của một lỗ như vậy Xaacutec định cocircng thức của hiđrua thu đượ c khi batildeo
hogravea caacutec lỗ nagravey
3 ) Khả năng trữ hiđro của một vật liệu M i biểu thị bằng dung lượ ng thể tiacutech hấp phụ C va ( M i ) đượ c định ngh ĩ a lagrave tỷ số khối lượ ng hiđro bị hấp phụ trecircn thể tiacutech đơ n vị của vật liệu
nguyecircn chất
a ) Biểu thị C va ( M i ) theo thể tiacutech V i của ocirc mạng vagrave theo lượ ng hiđro ni bị hấp phụ
b ) So saacutenh dung lượ ng thể tiacutech hấp phụ lyacute thuyết của hai vật liệu xeacutet ở mục 1 vagrave 2
c ) Tiacutenh khối lượ ng cực tiểu của vật liệu rắn cần để tạo ra cugraveng lượ ng hiđro magrave bigravenh chứa
đựng 700 kg khiacute hoacutea lỏng Kết luận
H ướ ng d ẫ n giải
1 a)Lỗ O R + r 0 =2 R =gt r 0 =662 pm
b)Lỗ T R + r t = 2 R =gt r t = 36 pm
c) Lỗ chiếm tươ ng thiacutech đượ c dự kiến lagrave O
WWWFACEBOOKCOMDAYKEMQUY
WWWBOIDUONGHOAHOCQUYNHONBLOGSPO
WWDAYKEMQUYNHONUCOZCOM
ng goacutep PDF bởi GV Nguyễn Thanh Tuacute
7262019 CHUYEcircN ĐỀ DUYEcircN HẢI BẮC BỘ NĂM 2015 - HOacuteA HỌC TINH THỂ
983107983144983157983161983274983150 đề 983108983112983106983106 983090983088983089983093 983085 983124983145983150983144 983156983144ề 983124983154983137983150983143 983092983097983087983093983092
VI Ứng dụng kiến thức tinh thể vagraveo cuộc sống
(Bagravei được triacutech từ ldquoBagravei chuẩn bị Icho 39rdquo)
HOA QUẢ RAU CỎ VAgrave CAacuteC NGUYEcircN TỬ
Khi giải quyế t vấ n đề nagraveychư a coacute loại rau quả nagraveo bị phaacute hủ y
Năm 1611 nhagrave toaacuten học vagrave thiecircn văn học người Đức Johannes Kepler nghiecircn cứu
sự sắp xếp caacutec viecircn đạn của suacuteng thần cocircng trong một kim tự thaacutep Ocircng khẳng định rằngchỉ coacute một caacutech duy nhất để sắp xếp caacutec quả cầu cứng giống hệt nhau vagraveo một thể tiacutech sao
cho khiacutet nhất coacute thể ldquohellipkhocircng thể coacute thếm bất cứ một caacutech sắp xếp nagraveo khaacutec để chegraven thecircm
dugrave một viecircn đạn nữa vagraveo hogravem đoacuterdquo Ocircng lagrave ngườ i đầu tiecircn phaacutet biểu về một vấn đề như vậy
vagrave sau nagravey noacute đượ c gọi lagrave ldquosự phỏng đoaacuten Keplerrdquo Năm 1998 Giaacuteo sư Thomas Hales1 đatilde
đưa ra giải phaacutep cho ldquosự phỏng đoaacuten Keplerrdquo Nội dung của giải phaacutep nagravey đatilde đượ c trigravenh
bagravey trong loạt bagravei baacuteo trecircn tờ ldquoHigravenh học rờ i rạc vagrave điện toaacutenrdquo ra đờ i từ năm 1997 Ocircng
nghiecircn cứu hơ n 150 caacutech sắp xếp khaacutec nhau khaacutec vớ i caacutech magrave Kepler đatilde đưa ra Giải phaacutep
của Hales đogravei hỏi khoảng 250 trang giấy in vagrave dung lượ ng 3 GB caacutec file trong maacutey tiacutenh
Qua caacutec chứng minh toaacuten học chặt chẽ thuật ngữ ldquosự sắp xếp đặc khiacutet caacutec quả cầurdquo (cps)
đatilde đượ c chấp nhận rộng ratildei trong l ĩ nh vực hoacutea học chất rắn vagrave cho đến nay noacute vẫn cograven giaacute
trị
WWWFACEBOOKCOMDAYKEMQUY
WWWBOIDUONGHOAHOCQUYNHONBLOGSPO
WWDAYKEMQUYNHONUCOZCOM
ng goacutep PDF bởi GV Nguyễn Thanh Tuacute
7262019 CHUYEcircN ĐỀ DUYEcircN HẢI BẮC BỘ NĂM 2015 - HOacuteA HỌC TINH THỂ
983107983144983157983161983274983150 đề 983108983112983106983106 983090983088983089983093 983085 983124983145983150983144 983156983144ề 983124983154983137983150983143 983093983089983087983093983092
thứ 3 đượ c xếp lecircn trecircn khoảng trống của lớ p thứ nhất (xem trườ ng hợ p B higravenh 2) Hatildey
tiacutenh độ chặt khiacutet cho caacutech sắp xếp thứ 2 đượ c gọi lagrave sắp xếp lập phươ ng tacircm diện fbc
d) Coacute một ngườ i nocircng dacircn đatilde xếp lớ p thứ ba theo kiểu fcc vagrave bacircy giờ khocircng xaacutec định
đượ c đacircu lagrave khoảng trống đacircu lagrave rau củ đatilde xếp ở lớ p thứ nhất Giaacute trị sẽ thay đổi như thế
nagraveo do sự sai lệch khi sắp xếp caacutec lớ p chặt khiacutet tiếp theo
3 Giả sử ngườ i nocircng dacircn nảy ra yacute định muốn xếp chung đagraveo vagrave dưa hấu vagraveo xe bằng caacutech
xếp đagraveo vagraveo khoảng trống giữa caacutec quả dưa hấu
a) Hatildey tiacutenh tỉ lệ baacuten kiacutenh giữa quả đagraveo vagrave dưa hấu lớ n nhất coacute thể để traacutenh bị dập caacutec quả
đagraveo trong caacutec trườ ng hợ p xếp đagraveo vagraveo
iLỗ trống lập phươ ng trong kiếu lập phươ ng đơ n giản
ii Lỗ trống baacutet diện trong kiếu lập phươ ng tacircm khối
iii Lỗ trống baacutet diện trong kiếu lập phươ ng tacircm diện
b) Trong caacutec kiếu sắp xếp sc hcp bcc vagrave fcc trung bigravenh vớ i một quả dưa hấu coacute thể
xếp tối đa bao nhiecircu quả đagraveo
c) Tiacutenh giaacute trị lớ n nhất cho caacutec kiếu sắp xếp sc bcc vagrave fcc coacute xếp đagraveo ở caacutec khoảng
trống
4 Hoa quả coacute thể bị hỏng do xe khocircng thoaacuteng gioacute
a) Để giữ caacutec khoảng trống trong kiểu sắp xếp bcc vagrave fcc ngườ i nocircng dacircn quyết định
chỉ xếp caacutec quả đagraveo vagraveo caacutec lỗ trống baacutet diện khocircng nối vớ i nhau qua mặt hay tacircm Trong
trườ ng hợ p nagravey vớ i một quả dưa coacute thể xếp đượ c bao nhiecircu quả đagraveo
b) Ngườ i nocircng dacircn ngh ĩ ra một caacutech khaacutec trong caacutech sắp xếp fcc ocircng xếp đagraveo vagraveo tất cả
caacutec lỗ trống baacutet diện (như trecircn) vagrave vớ i caacutec lỗ trống tứ diện ocircng xếp taacuteo vagraveo Theo caacutech
nagravey vớ i một quả dưa ocircng coacute thể xếp đượ c bao nhiecircu quả taacuteo
Tạo hoacutea cũng lagravem nảy sinh những vấn đề liacute thuacute như ldquosự phỏng đoaacuten Keplerrdquo Ngọc
opal lagrave một loại đaacute tự nhiecircn đượ c cấu tạo từ caacutec quả cầu beacute xiacuteu SiO2
(cỡ micro) sắp xếp đặc
khiacutet vớ i nhau Đặc tiacutenh của opal lagrave coacute thể phaacutet ra caacutec aacutenh saacuteng khaacutec nhau (phaacutet ngũ sắc) khi
đượ c chiếu saacuteng Hiện tượ ng nagravey đượ c giải thiacutech bằng sự nhiễu xạ aacutenh saacuteng nhigraven thấy tuacircn
theo định luật Bragg λ = 2d sinθ
Trong đoacute λ lagrave độ dagravei soacuteng của tia saacuteng d lagrave khoảng caacutech giữa caacutec lớ p sắp xếp chặtkhiacutet trong opal 2θ lagrave goacutec giữa tia tớ i vagrave tia nhiễu xạ (noacutei caacutech khaacutec θ lagrave goacutec nghiecircng giữa
tia sang vớ i bề mặt của đaacute opal)
Opal lagrave loại đaacute coacute cấu truacutec tinh thể đầu tiecircn đượ c biết lagrave coacute khả năng khuacutec xạ loại
vật chất đượ c cấu tạo từ caacutec quả cầu cỡ micro vớ i chỉ số khuacutec xạ cao Quang phổ của noacute đatilde
WWWFACEBOOKCOMDAYKEMQUY
WWWBOIDUONGHOAHOCQUYNHONBLOGSPO
WWDAYKEMQUYNHONUCOZCOM
ng goacutep PDF bởi GV Nguyễn Thanh Tuacute
7262019 CHUYEcircN ĐỀ DUYEcircN HẢI BẮC BỘ NĂM 2015 - HOacuteA HỌC TINH THỂ
983107983144983157983161983274983150 đề 983108983112983106983106 983090983088983089983093 983085 983124983145983150983144 983156983144ề 983124983154983137983150983143 983089983088983087983093983092
Hoặc Độ đặc khiacutet P = N c cc c
tb tb tb tb
V VV V
V VV V = 4
3 33 3
3 33 3
4 44 4 R R R R
3 33 3
a aa a
π
vớ i R =a 2 a 2 a 2 a 2
4 44 4
necircn P =
3 33 3
3 33 3
4 a 2 4 a 2 4 a 2 4 a 2 4 4 4 4
3 4 3 4 3 4 3 4
a aa a
π = 074
II53 M ạ ng tinh thể l ụ c phươ ng
Xeacutet 1 đơ n vị mạng lướ i tinh thể lục phươ ng coacute cạnh đaacutey = a vagrave chiều cao = c
rarr Mặt đaacutey của 1 ocirc mạng lagrave higravenh lục giaacutec tạo bở i 6 tam giaacutec đều cạnh a chiều cao
32
a necircn diện tiacutech mặt đaacutey =1 3
62 2
a atimes times times
rarr V mạng tt =1 3
62 2
a a ctimes times times times
Tiacutenh độ đặc khiacutet ρ
Higravenh 1 cho thấy cấu truacutec compac của mặt đaacutey mạng lục phương necircn 2a = 4rHigravenh 2 cho thấy sự xếp chồng khocircng compac giữa caacutec lớp ta coacute
2 2 2 2 2 62
3 4 3 4 3a c a c
r a c a= + rArr = + rArr =
3 3
2
46 100 16 ( ) 100 1003 2 74
1 3 2 6 3 26 3 3
2 2 3
ar
aa c a a
π π π
ρ
times times times times= = = =
times times times times times
III Một số kiểu cấu truacutec tiecircu biểu
III1 Cấu truacutec kim cươ ng
Ocirc mạng cơ sở của kim cươ ng lagrave lập phươ ng tacircm mặt ngoagravei ra caacutec nguyecircn tử
cacbon cograven chiếm một nửa số lỗ trống bốn mặt trong ocirc mạng một caacutech coacute trật tự Cấu truacutec
kim cươ ng đượ c higravenh dung gồm caacutec tứ diện đều nối vớ i nhau bở i caacutec đỉnh chung
WWWFACEBOOKCOMDAYKEMQUY
WWWBOIDUONGHOAHOCQUYNHONBLOGSPO
WWDAYKEMQUYNHONUCOZCOM
ng goacutep PDF bởi GV Nguyễn Thanh Tuacute
7262019 CHUYEcircN ĐỀ DUYEcircN HẢI BẮC BỘ NĂM 2015 - HOacuteA HỌC TINH THỂ
983107983144983157983161983274983150 đề 983108983112983106983106 983090983088983089983093 983085 983124983145983150983144 983156983144ề 983124983154983137983150983143 983089983089983087983093983092
Higravenh 5 Mocirc higravenh tinh thể kim cương
Vậy Số mắt Z = 4 + 612 + 818 = 8
Số phối triacute = 4 do mỗi nguyecircn tử cacbon đượ c đặt trong hốc tứ diện
Cấu truacutec kim cươ ng khocircng compac do khi caacutec nguyecircn tử cacbon xếp vagraveo caacutec lỗ tứ
diện đatilde đẩy caacutec nguyecircn tử chiếm caacutec vị triacute thocircng thườ ng của mạng lập phươ ng tacircm diện
lagravem chuacuteng khocircng cograven tiếp xuacutec nhau nữa Khoảng caacutech ngắn nhất giữa caacutec nguyecircn tử
cacbon (dC-C = 2R) nằm trecircn đườ ng cheacuteo của higravenh lập phươ ng con vagrave bằng 14 độ dagravei
đườ ng cheacuteo của ocirc mạng cơ sở Do đoacute1
2 34
R a= hay thocircng số mạng3
83
a R=
Độ compac
3 3
33
4 48
3 3 0343
(8 )3
Z R R
C a
R
π π times times= = asymp
Liecircn kết trong kim cươ ng lagrave thuần tuacutey cộng hoacutea trị Tinh thể kim cươ ng lagrave một đại
phacircn tử cộng hoacutea trị ba chiều necircn rất cứng Vigrave mọi electron đều cặp đocirci necircn kim cươ ngcaacutech điện vagrave nghịch từ Tiacutenh trong suốt của noacute đượ c giải thiacutech lagrave do năng lượ ng tia khả
kiến khocircng đủ mạnh để phaacute liecircn kết CndashC để kiacutech thiacutech electron đi chuyển trong tinh thể
III2 Cấu truacutec Xesi clorua CsCl
Higravenh 6 Mocirc higravenh tinh thể CsCl
WWWFACEBOOKCOMDAYKEMQUY
WWWBOIDUONGHOAHOCQUYNHONBLOGSPO
WWDAYKEMQUYNHONUCOZCOM
ng goacutep PDF bởi GV Nguyễn Thanh Tuacute
7262019 CHUYEcircN ĐỀ DUYEcircN HẢI BẮC BỘ NĂM 2015 - HOacuteA HỌC TINH THỂ
983107983144983157983161983274983150 đề 983108983112983106983106 983090983088983089983093 983085 983124983145983150983144 983156983144ề 983124983154983137983150983143 983089983091983087983093983092
Vigrave caacutec ion Na+ vagrave Cl minus
tiếp xuacutec nhau dọc theo cạnh của higravenh lập phươ ng necircn thocircng
số mạng a = 2(R + r) = 2(0181 + 097) = 0556 nm
Độ compac
3 33 3
3 3
4 44
16 0181 0973 33 0556
R r
C a
π π
π
times + + = = times = 0667
Cấu truacutec nagravey lagrave cấu truacutec của caacutec halogenua MX kim loại kiềm đầu tiecircn (M = Li NaK) của mọi hiđrua kiềm (M = Li hellipCs) cũng như cấu truacutec của nhiều oxit kim loại hoacutea trị
hai MO (M = Mg hellip Ba Ti hellipNi hellip) hay cấu truacutec cổ điển của cacbua hay caacutec nitrua xen
kẽ của caacutec ki loại chuyển tiếp
III4 Cấu truacutec sphalerit (blende)
Higravenh 8 Mocirc higravenh tinh thể ZnS
Tinh thể sphalerit ZnS coacute cấu truacutec kiểu kim cươ ng Mặc dugrave độ acircm điện giữa kẽm vagrave
lưu huỳnh checircnh nhau iacutet nhưng vẫn coacute thể dugraveng caacutec ion Zn2+ vagrave S2- để mocirc tả Caacutec ion S2-
(coacute baacuten kiacutenh lớ n hơ n R = 0184 nm) tạo thagravenh mạng lập phươ ng tacircm mặt ngh ĩ a lagrave coacute bốn
ion S2- thuộc về một ocirc mạng cơ sở Caacutec ion Zn2+ (coacute baacuten kiacutenh nhỏ hơ n r = 074 nm) chiếm
bốn trong số taacutem lỗ trống bốn mặt trong ocirc mạng hay coacute bốn ion Zn2+
trong một ocirc mạngVậy số mắt Z = 4 số phối triacute của Zn2+ vagrave S2- đều lagrave 4
Cấu truacutec kiểu sphalerit thường lagrave của hợp chất AB magrave nguyecircn tố electron np Trong
caacutec hợp chất nagravey tổng caacutec electron hoacutea trị của A B luocircn bằng 8 Noacute đặc trưng cho rất
nhiều hợp chất như SiC hellip SnSi GaP hellipInSb ZnS hellipCdTe CuF hellip AgI Quan trọng nhất
lagrave cacborundum hay cacbua silic SiC
III5 Cấu truacutec florin
Higravenh a Higravenh b
WWWFACEBOOKCOMDAYKEMQUY
WWWBOIDUONGHOAHOCQUYNHONBLOGSPO
WWDAYKEMQUYNHONUCOZCOM
ng goacutep PDF bởi GV Nguyễn Thanh Tuacute
7262019 CHUYEcircN ĐỀ DUYEcircN HẢI BẮC BỘ NĂM 2015 - HOacuteA HỌC TINH THỂ
983107983144983157983161983274983150 đề 983108983112983106983106 983090983088983089983093 983085 983124983145983150983144 983156983144ề 983124983154983137983150983143 983091983090983087983093983092
Magrave D=m
V = (2times M)(6023times 10
23times a
3)
Thay D=795 a= 2864 Ao
=gt M= 2679 gmol
Vậy M lagrave kim loại Fe
Bagravei 23 Một nguyecircn tố A coacute baacuten kiacutenh nguyecircn tử R = 136 pm vagrave đơ n chất kết tinh theo cấu
truacutec lập phươ ng tacircm diện tỷ khối d = 224 Xaacutec định A
H ướ ng d ẫ n giải
2R2a = = 385 pm 1A3
molg192Z
NaM minus=
ρ=
Đoacute lagrave Ir
Bagravei 24
Kim loại X đượ c tigravem thấy vagraveo năm 1737 Tecircn của noacute coacute nguồn gốc tiếng Đức lagraveldquokoboldrdquo coacute ngh ĩ a lagrave ldquolinh hồn của quỷrdquo Một mẫu kim loại X đượ c ngacircm trong nướ c cacircn
nặng 13315g trong khi đoacute đem ngacircm cugraveng khối lượ ng mẫu kim loại vagraveo CCl4 chỉ nặng
12331g Biết khối lượ ng riecircng của CCl4 lagrave 15842 gcm3Để xaacutec định nguyecircn tố X thigrave
ngườ i ta phải dugraveng đến nhiễu xạ neutron Phươ ng phaacutep nhiễu xạ nagravey chỉ đặc trưng cho cấu
truacutec lập phươ ng tacircm mặt (fcc) vagrave đo đượ c thocircng số mạng a= 35302pm
Hướng dẫn giải
3
3 3 7 3 23 1 1
4
890 (3530210 ) 60210 ( ) 5893( )4 4
A A
A
Z M M d
V N a N
d a N g cm cm mol M g mol
minus minus minus
= =
rArr = = =
Vậy X lagrave Co
Bagravei 25
Khi nhuacuteng chigravem một vật hoagraven vagraveo trong một chất lỏng thigrave noacute sẽ coacute khối lượ ng biểu
kiến vigrave noacute chịu lực đẩy Acsimet Nếu coi kim loại X coacute khối lượ ng m vagrave thể tiacutech V thigrave ta
coacute
4 4
2 2
33
1500012331 15842890
13315 10000 1685
X CCl CCl
X
X H O H O
m m d V m gm V d g cm
m m d V m V V cm
= minus == minusrArr rArr rArr =
= minus = minus =
Ocirc mạng fcc gồm 4 nguyecircn tử coacute
WWWFACEBOOKCOMDAYKEMQUY
WWWBOIDUONGHOAHOCQUYNHONBLOGSPO
WWDAYKEMQUYNHONUCOZCOM
ng goacutep PDF bởi GV Nguyễn Thanh Tuacute
7262019 CHUYEcircN ĐỀ DUYEcircN HẢI BẮC BỘ NĂM 2015 - HOacuteA HỌC TINH THỂ
1 Phacircn loại caacutec chất sau đacircy theo bản chất của lực tương taacutec giữa caacutec đơn vị cấu truacutec trong
mạng tinh thể của chuacuteng Cu kim cươ ng MgO C6H12O6 I2 Pb BN NaH
2 Maacuteu trong cơ thể ngườ i coacute magraveu đỏ vigrave chứa hemoglobin (chất vậnchuyển oxi chứa sắt) Maacuteu của một số động vật nhuyễn thể khocircng coacute
magraveu đỏ magrave coacute magraveu khaacutec vigrave chứa một kim loại khaacutec (X) Tế bagraveo đơ n vị (ocirc
mạng cơ sở ) lập phươ ng tacircm diện của tinh thể X (higravenh becircn) coacute cạnh
bằng 36210-8 cm Khối lượ ng riecircng của nguyecircn tố nagravey lagrave 8920 kgm3
WWWFACEBOOKCOMDAYKEMQUY
WWWBOIDUONGHOAHOCQUYNHONBLOGSPO
WWDAYKEMQUYNHONUCOZCOM
ng goacutep PDF bởi GV Nguyễn Thanh Tuacute
7262019 CHUYEcircN ĐỀ DUYEcircN HẢI BẮC BỘ NĂM 2015 - HOacuteA HỌC TINH THỂ
983107983144983157983161983274983150 đề 983108983112983106983106 983090983088983089983093 983085 983124983145983150983144 983156983144ề 983124983154983137983150983143 983091983097983087983093983092
Trong mỗi ocirc cơ sở coacute 4 phacircn tử BaO2 rarr thể tiacutech của mỗi ocirc V = 4mD
Vớ i m =100236
99915232713723
+= 2811310-22 gam
rarr V = 1979810-22 (cm3) = 197979342 (pm3)
(2x134 + 2a)2( 2x134 + 2a+149) = 197979342
(134 + a)2(134 + a+745) = 24747418
(134 + a)3+ (134 + a)2 745 - 24747418 = 0
rarr a = 2686-134 = 135 pm
Bagravei 33
Niken (II) oxit coacute cấu truacutec tinh thể giống mạng tinh thể natri clorua Caacutec ion O2- tạo
thagravenh mạng lập phươ ng tacircm mặt caacutec hốc baacutet diện coacute caacutec ion Ni2+ Khối lượ ng riecircng của
Niken (II) oxit lagrave 667 gcm3 Nếu cho Niken (II) oxit taacutec dụng vớ i Liti oxit vagrave oxi thigrave đượ c
caacutec tinh thể trắng coacute thagravenh phần LixNi1-xO
2x
Li2O + (1-x) NiO +4x
O2 rarr LixNi1-xO
Cấu truacutec mạng tinh thể của LixNi1-xO giống cấu truacutec mạng tinh thể của NiO nhưng
một số ion Ni2+ đượ c thay thế bằng caacutec ion Liti vagrave một số ion Ni2+ bị oxi hoacutea để đảm bảo
tiacutenh trung hogravea điện của phacircn tử Khối lượ ng riecircng của tinh thể LixNi1-xO lagrave 621 gcm3
Tiacutenh x (chấp nhận thể tiacutech của ocirc mạng cơ sở khocircng thay đổi khi chuyển từ NiO
thagravenh LixNi1-xO)
Cho NA= 60231023 mol-1 Ni = 5871 Li = 694 O = 16
H ướ ng d ẫ n giải
Trong một tinh thể sự sắp xếp của caacutec anion vagrave caacutec cation theo cấu truacutec mạng lậpphươ ng tacircm mặt Caacutec cation vagrave anion nằm xen kẽ nhau Một ocirc mạng cơ sở chứa 4 cation
vagrave 4 anion
3A
NiONiO aN
nMD =
Tiacutenh cạnh a của ocirc mạng cơ sở của NiO
WWWFACEBOOKCOMDAYKEMQUY
WWWBOIDUONGHOAHOCQUYNHONBLOGSPO
WWDAYKEMQUYNHONUCOZCOM
ng goacutep PDF bởi GV Nguyễn Thanh Tuacute
7262019 CHUYEcircN ĐỀ DUYEcircN HẢI BẮC BỘ NĂM 2015 - HOacuteA HỌC TINH THỂ
983107983144983157983161983274983150 đề 983108983112983106983106 983090983088983089983093 983085 983124983145983150983144 983156983144ề 983124983154983137983150983143 983092983088983087983093983092
323 667602310
74714a
timestimes
= = 400610-8 cm
Vậy[ ]
( )3823 420610602310
16x)5871(1694x4621
minustimes
+minus+times= =gt x = 01
Bagravei 34 (Đề thi chọn đội tuyển quốc tế 2013)
Hiện tượ ng caacutec ion khaacutech xacircm nhập vagraveo mạng lướ i tinh thể chủ vagrave chiếm caacutec vị triacute
hốc trống trong mạng lướ i tinh thể chủ xảy ra khaacute phổ biến Quaacute trigravenh nagravey thườ ng diễn ra
chậm vagrave ở nhiệt độ cao Tuy nhiecircn quaacute trigravenh xacircm nhập của cation Li+ vagraveo mạng lướ i tinh
thể ReO3 lại đặc biệt bở i chuacuteng xảy ra khaacute nhanh ngay ở nhiệt độ phograveng Trong tinh thể
ReO3 mỗi nguyecircn tử Re đượ c bao quanh bở i 6 nguyecircn tử oxi tạo necircn những baacutet diện đều
giống nhau Biết rằng tinh thể ReO3 thuộc hệ lập phươ ng (chiều dagravei mỗi cạnh lagrave 0374 nm)
trong đoacute nguyecircn tử Re chiếm caacutec vị triacute đỉnh của higravenh lập phươ ng
1 Hatildey chứng minh rằng nguyecircn tử oxi chỉ coacute thể chiếm vị triacute trung điểm tất cả caacutec cạnh
của ocirc mạng vagrave vẽ một ocirc mạng cơ sở của tinh thể ReO3
2 Giả sử tinh thể ReO3 coacute bản chất ion Cho biết baacuten kiacutenh của ion O2- lagrave 0126 nm
a) Tiacutenh baacuten kiacutenh của ion Re6+
b) Cation khaacutech coacute kiacutech thướ c lớ n nhất bằng bao nhiecircu để khi xacircm nhập vagraveo mạng lướ i
tinh thể ReO3 khocircng lagravem thay đổi kiacutech thướ c của ocirc mạng tinh thể (bỏ qua mọi tươ ng taacutec
giữa ion nagravey vagrave tinh thể ReO3)
Hướng dẫn giải
1 Biện luận vị triacute của O
- Do số phối triacute của Re = 6 vagrave tỉ lệ ReO = 13 necircn số phối triacute của O = 63 = 2
- Như vậy một O phối triacute vớ i 2 Re vagrave caacutech đều hai Re vigrave caacutec nguyecircn tử Re lagrave tươ ng đươ ng- Giả sử nguyecircn tử O1 (khocircng nằm trecircn cạnh a) phối triacute vớ i 2 Re thuộc cạnh a thigrave trong ocirc
mạng phiacutea trecircn (hoặc phiacutea dướ i) cũng sẽ coacute nguyecircn tử O1rsquo tươ ng đươ ng vớ i O1 cugraveng phối
triacute vớ i nguyecircn tử Re chung nagravey Goacutec liecircn kết O1ReO1rsquo ne 180 o vagrave ne 90 o (= 90o thigrave O1
phải ở tacircm của higravenh lập phươ ng SPT = 8) như vậy khocircng thỏa matilden điều kiện phối triacute baacutet
WWWFACEBOOKCOMDAYKEMQUY
WWWBOIDUONGHOAHOCQUYNHONBLOGSPO
WWDAYKEMQUYNHONUCOZCOM
ng goacutep PDF bởi GV Nguyễn Thanh Tuacute
7262019 CHUYEcircN ĐỀ DUYEcircN HẢI BẮC BỘ NĂM 2015 - HOacuteA HỌC TINH THỂ
983107983144983157983161983274983150 đề 983108983112983106983106 983090983088983089983093 983085 983124983145983150983144 983156983144ề 983124983154983137983150983143 983092983089983087983093983092
diện đều của Re Vậy O1 phải nằm trecircn cạnh a Vagrave đươ ng nhiecircn phải nằm ở trung điểm vigrave
noacute caacutech đều hai Re ở hai đỉnh
Kết luận Caacutec nguyecircn tử O nằm ở trung điểm của mỗi cạnh Kiểm tra tỉ lệ ReO
trong một ocirc mạng = (818) (1214) = 13
2 Tiacutenh baacuten kiacutenh Re6+
2r minus2O + 2r +6Re = a = 0374 nm vậy r +6Re = (0374 ndash 20126)2 = 0061 nm
Tiacutenh baacuten kiacutenh cự c đại của ion lạ
Ion lạ xacircm nhập sẽ chiếm vị triacute trung tacircm của ocirc mạng cơ sở Do vậy khoảng caacutech từ
tacircm đến trung điểm mỗi cạnh tươ ng ứng bằng r minus2O+ rion lạ = a 2 = 0374 141= 0265 nm
vậy baacuten kiacutenh cực đại của ion lạ = 0265 ndash 0126 = 0139 nm
Bagravei 35
Bạc baacuten kiacutenh nguyecircn tử R = 144pm kết tinh dạng ocirc mạng cfc Tugravey theo kiacutech thướ c
magrave caacutec nguyecircn tử lạ E coacute thể đi vagraveo trong mạng bạc tạo ra một dung dịch rắn coacute tecircn gọikhaacutec nhau dung dịch rắn xen kẽ ( bằng caacutech chiếm caacutec lỗ xen kẽ) hoặc dung dịch rắn
thay thế (bằng caacutech thay thế caacutec nguyecircn tử bạc)
1) Tiacutenh khối lượ ng thể tiacutech của bạc nguyecircn chất
2) Xaacutec định số phối triacute vagrave độ compac của mạng cfc
3) Xen kẽ lỗ tinh thể học khaacutec nhau khi tạo thagravenh
a) Cho biết bản chất vagrave số mắt của mỗi chất chứa trong một ocirc mạng
b) Xaacutec định baacuten kiacutenh cực đại ri của một nguyecircn tử lạ E higravenh cầu nằm trong mạng ở mỗi
kiểu lỗ magrave khocircng lagravem biến dạng mạng4) Vagraveng baacuten kiacutenh nguyecircn tử Rrsquo = 147pm tạo dung dịch rắn a vớ i bạc
a) Suy ra bản chất của dung dịch a nagravey
b) Biểu thị cấu truacutec hoacutea học của a theo phần mol x của vagraveng
5) Một hợ p kim bạc-vagraveng tươ ng ứng vớ i một thagravenh phần đặc biệt của dung dịch rắn a đặc
trưng bở i phần khối lượ ng vagraveng w = 01
a) Tiacutenh giaacute trị của x
b) Xaacutec định khối lượ ng thể tiacutech của hợ p kim nagravey
(Theo ENSIETA Ban Vật lyacute1992) H ướ ng d ẫ n giải
1) Sơ đồ ocirc mạng cfc
Số nguyecircn tử bạc trong một ocirc mạng
WWWFACEBOOKCOMDAYKEMQUY
WWWBOIDUONGHOAHOCQUYNHONBLOGSPO
WWDAYKEMQUYNHONUCOZCOM
ng goacutep PDF bởi GV Nguyễn Thanh Tuacute
7262019 CHUYEcircN ĐỀ DUYEcircN HẢI BẮC BỘ NĂM 2015 - HOacuteA HỌC TINH THỂ
983107983144983157983161983274983150 đề 983108983112983106983106 983090983088983089983093 983085 983124983145983150983144 983156983144ề 983124983154983137983150983143 983092983095983087983093983092
b) Baacuten kiacutenh gaacuten cho nguyecircn tử hidro lagrave r = 37 pm Suy ra kiểu lỗ tươ ng thiacutech vớ i sự
lấp đầy
c) Trong thực tế caacutec nguyecircn tử hidro nằm trong mọi lỗ kiểu khaacutec hatildey lập cocircng thức
nguyecircn của hiđrua vagrave necircu một viacute dụ về tinh thể ion đẳng cấu truacutec
2 ) Hợ p kim của titan vagrave sắt thagravenh phần TiFe lagrave hợ p chất magrave caacutec nguyecircn tử titan chiếm caacutec
lỗ mạng lập phươ ng đơ n giản của sắt thocircng số = 298 pm
a ) Necircu ra hợ p chất ion kiểu tươ ng ứng cấu truacutec nagravey
b ) Trong hợ p chất TiFe caacutec nguyecircn tử hiđro chiếm mọi lỗ tạo ra từ bốn nguyecircn tử titan
vagrave hai nguyecircn tử sắt ( xem higravenh vẽ )
Xaacutec định higravenh học của một lỗ như vậy Xaacutec định cocircng thức của hiđrua thu đượ c khi batildeo
hogravea caacutec lỗ nagravey
3 ) Khả năng trữ hiđro của một vật liệu M i biểu thị bằng dung lượ ng thể tiacutech hấp phụ C va ( M i ) đượ c định ngh ĩ a lagrave tỷ số khối lượ ng hiđro bị hấp phụ trecircn thể tiacutech đơ n vị của vật liệu
nguyecircn chất
a ) Biểu thị C va ( M i ) theo thể tiacutech V i của ocirc mạng vagrave theo lượ ng hiđro ni bị hấp phụ
b ) So saacutenh dung lượ ng thể tiacutech hấp phụ lyacute thuyết của hai vật liệu xeacutet ở mục 1 vagrave 2
c ) Tiacutenh khối lượ ng cực tiểu của vật liệu rắn cần để tạo ra cugraveng lượ ng hiđro magrave bigravenh chứa
đựng 700 kg khiacute hoacutea lỏng Kết luận
H ướ ng d ẫ n giải
1 a)Lỗ O R + r 0 =2 R =gt r 0 =662 pm
b)Lỗ T R + r t = 2 R =gt r t = 36 pm
c) Lỗ chiếm tươ ng thiacutech đượ c dự kiến lagrave O
WWWFACEBOOKCOMDAYKEMQUY
WWWBOIDUONGHOAHOCQUYNHONBLOGSPO
WWDAYKEMQUYNHONUCOZCOM
ng goacutep PDF bởi GV Nguyễn Thanh Tuacute
7262019 CHUYEcircN ĐỀ DUYEcircN HẢI BẮC BỘ NĂM 2015 - HOacuteA HỌC TINH THỂ
983107983144983157983161983274983150 đề 983108983112983106983106 983090983088983089983093 983085 983124983145983150983144 983156983144ề 983124983154983137983150983143 983092983097983087983093983092
VI Ứng dụng kiến thức tinh thể vagraveo cuộc sống
(Bagravei được triacutech từ ldquoBagravei chuẩn bị Icho 39rdquo)
HOA QUẢ RAU CỎ VAgrave CAacuteC NGUYEcircN TỬ
Khi giải quyế t vấ n đề nagraveychư a coacute loại rau quả nagraveo bị phaacute hủ y
Năm 1611 nhagrave toaacuten học vagrave thiecircn văn học người Đức Johannes Kepler nghiecircn cứu
sự sắp xếp caacutec viecircn đạn của suacuteng thần cocircng trong một kim tự thaacutep Ocircng khẳng định rằngchỉ coacute một caacutech duy nhất để sắp xếp caacutec quả cầu cứng giống hệt nhau vagraveo một thể tiacutech sao
cho khiacutet nhất coacute thể ldquohellipkhocircng thể coacute thếm bất cứ một caacutech sắp xếp nagraveo khaacutec để chegraven thecircm
dugrave một viecircn đạn nữa vagraveo hogravem đoacuterdquo Ocircng lagrave ngườ i đầu tiecircn phaacutet biểu về một vấn đề như vậy
vagrave sau nagravey noacute đượ c gọi lagrave ldquosự phỏng đoaacuten Keplerrdquo Năm 1998 Giaacuteo sư Thomas Hales1 đatilde
đưa ra giải phaacutep cho ldquosự phỏng đoaacuten Keplerrdquo Nội dung của giải phaacutep nagravey đatilde đượ c trigravenh
bagravey trong loạt bagravei baacuteo trecircn tờ ldquoHigravenh học rờ i rạc vagrave điện toaacutenrdquo ra đờ i từ năm 1997 Ocircng
nghiecircn cứu hơ n 150 caacutech sắp xếp khaacutec nhau khaacutec vớ i caacutech magrave Kepler đatilde đưa ra Giải phaacutep
của Hales đogravei hỏi khoảng 250 trang giấy in vagrave dung lượ ng 3 GB caacutec file trong maacutey tiacutenh
Qua caacutec chứng minh toaacuten học chặt chẽ thuật ngữ ldquosự sắp xếp đặc khiacutet caacutec quả cầurdquo (cps)
đatilde đượ c chấp nhận rộng ratildei trong l ĩ nh vực hoacutea học chất rắn vagrave cho đến nay noacute vẫn cograven giaacute
trị
WWWFACEBOOKCOMDAYKEMQUY
WWWBOIDUONGHOAHOCQUYNHONBLOGSPO
WWDAYKEMQUYNHONUCOZCOM
ng goacutep PDF bởi GV Nguyễn Thanh Tuacute
7262019 CHUYEcircN ĐỀ DUYEcircN HẢI BẮC BỘ NĂM 2015 - HOacuteA HỌC TINH THỂ
983107983144983157983161983274983150 đề 983108983112983106983106 983090983088983089983093 983085 983124983145983150983144 983156983144ề 983124983154983137983150983143 983093983089983087983093983092
thứ 3 đượ c xếp lecircn trecircn khoảng trống của lớ p thứ nhất (xem trườ ng hợ p B higravenh 2) Hatildey
tiacutenh độ chặt khiacutet cho caacutech sắp xếp thứ 2 đượ c gọi lagrave sắp xếp lập phươ ng tacircm diện fbc
d) Coacute một ngườ i nocircng dacircn đatilde xếp lớ p thứ ba theo kiểu fcc vagrave bacircy giờ khocircng xaacutec định
đượ c đacircu lagrave khoảng trống đacircu lagrave rau củ đatilde xếp ở lớ p thứ nhất Giaacute trị sẽ thay đổi như thế
nagraveo do sự sai lệch khi sắp xếp caacutec lớ p chặt khiacutet tiếp theo
3 Giả sử ngườ i nocircng dacircn nảy ra yacute định muốn xếp chung đagraveo vagrave dưa hấu vagraveo xe bằng caacutech
xếp đagraveo vagraveo khoảng trống giữa caacutec quả dưa hấu
a) Hatildey tiacutenh tỉ lệ baacuten kiacutenh giữa quả đagraveo vagrave dưa hấu lớ n nhất coacute thể để traacutenh bị dập caacutec quả
đagraveo trong caacutec trườ ng hợ p xếp đagraveo vagraveo
iLỗ trống lập phươ ng trong kiếu lập phươ ng đơ n giản
ii Lỗ trống baacutet diện trong kiếu lập phươ ng tacircm khối
iii Lỗ trống baacutet diện trong kiếu lập phươ ng tacircm diện
b) Trong caacutec kiếu sắp xếp sc hcp bcc vagrave fcc trung bigravenh vớ i một quả dưa hấu coacute thể
xếp tối đa bao nhiecircu quả đagraveo
c) Tiacutenh giaacute trị lớ n nhất cho caacutec kiếu sắp xếp sc bcc vagrave fcc coacute xếp đagraveo ở caacutec khoảng
trống
4 Hoa quả coacute thể bị hỏng do xe khocircng thoaacuteng gioacute
a) Để giữ caacutec khoảng trống trong kiểu sắp xếp bcc vagrave fcc ngườ i nocircng dacircn quyết định
chỉ xếp caacutec quả đagraveo vagraveo caacutec lỗ trống baacutet diện khocircng nối vớ i nhau qua mặt hay tacircm Trong
trườ ng hợ p nagravey vớ i một quả dưa coacute thể xếp đượ c bao nhiecircu quả đagraveo
b) Ngườ i nocircng dacircn ngh ĩ ra một caacutech khaacutec trong caacutech sắp xếp fcc ocircng xếp đagraveo vagraveo tất cả
caacutec lỗ trống baacutet diện (như trecircn) vagrave vớ i caacutec lỗ trống tứ diện ocircng xếp taacuteo vagraveo Theo caacutech
nagravey vớ i một quả dưa ocircng coacute thể xếp đượ c bao nhiecircu quả taacuteo
Tạo hoacutea cũng lagravem nảy sinh những vấn đề liacute thuacute như ldquosự phỏng đoaacuten Keplerrdquo Ngọc
opal lagrave một loại đaacute tự nhiecircn đượ c cấu tạo từ caacutec quả cầu beacute xiacuteu SiO2
(cỡ micro) sắp xếp đặc
khiacutet vớ i nhau Đặc tiacutenh của opal lagrave coacute thể phaacutet ra caacutec aacutenh saacuteng khaacutec nhau (phaacutet ngũ sắc) khi
đượ c chiếu saacuteng Hiện tượ ng nagravey đượ c giải thiacutech bằng sự nhiễu xạ aacutenh saacuteng nhigraven thấy tuacircn
theo định luật Bragg λ = 2d sinθ
Trong đoacute λ lagrave độ dagravei soacuteng của tia saacuteng d lagrave khoảng caacutech giữa caacutec lớ p sắp xếp chặtkhiacutet trong opal 2θ lagrave goacutec giữa tia tớ i vagrave tia nhiễu xạ (noacutei caacutech khaacutec θ lagrave goacutec nghiecircng giữa
tia sang vớ i bề mặt của đaacute opal)
Opal lagrave loại đaacute coacute cấu truacutec tinh thể đầu tiecircn đượ c biết lagrave coacute khả năng khuacutec xạ loại
vật chất đượ c cấu tạo từ caacutec quả cầu cỡ micro vớ i chỉ số khuacutec xạ cao Quang phổ của noacute đatilde
WWWFACEBOOKCOMDAYKEMQUY
WWWBOIDUONGHOAHOCQUYNHONBLOGSPO
WWDAYKEMQUYNHONUCOZCOM
ng goacutep PDF bởi GV Nguyễn Thanh Tuacute
7262019 CHUYEcircN ĐỀ DUYEcircN HẢI BẮC BỘ NĂM 2015 - HOacuteA HỌC TINH THỂ
983107983144983157983161983274983150 đề 983108983112983106983106 983090983088983089983093 983085 983124983145983150983144 983156983144ề 983124983154983137983150983143 983089983088983087983093983092
Hoặc Độ đặc khiacutet P = N c cc c
tb tb tb tb
V VV V
V VV V = 4
3 33 3
3 33 3
4 44 4 R R R R
3 33 3
a aa a
π
vớ i R =a 2 a 2 a 2 a 2
4 44 4
necircn P =
3 33 3
3 33 3
4 a 2 4 a 2 4 a 2 4 a 2 4 4 4 4
3 4 3 4 3 4 3 4
a aa a
π = 074
II53 M ạ ng tinh thể l ụ c phươ ng
Xeacutet 1 đơ n vị mạng lướ i tinh thể lục phươ ng coacute cạnh đaacutey = a vagrave chiều cao = c
rarr Mặt đaacutey của 1 ocirc mạng lagrave higravenh lục giaacutec tạo bở i 6 tam giaacutec đều cạnh a chiều cao
32
a necircn diện tiacutech mặt đaacutey =1 3
62 2
a atimes times times
rarr V mạng tt =1 3
62 2
a a ctimes times times times
Tiacutenh độ đặc khiacutet ρ
Higravenh 1 cho thấy cấu truacutec compac của mặt đaacutey mạng lục phương necircn 2a = 4rHigravenh 2 cho thấy sự xếp chồng khocircng compac giữa caacutec lớp ta coacute
2 2 2 2 2 62
3 4 3 4 3a c a c
r a c a= + rArr = + rArr =
3 3
2
46 100 16 ( ) 100 1003 2 74
1 3 2 6 3 26 3 3
2 2 3
ar
aa c a a
π π π
ρ
times times times times= = = =
times times times times times
III Một số kiểu cấu truacutec tiecircu biểu
III1 Cấu truacutec kim cươ ng
Ocirc mạng cơ sở của kim cươ ng lagrave lập phươ ng tacircm mặt ngoagravei ra caacutec nguyecircn tử
cacbon cograven chiếm một nửa số lỗ trống bốn mặt trong ocirc mạng một caacutech coacute trật tự Cấu truacutec
kim cươ ng đượ c higravenh dung gồm caacutec tứ diện đều nối vớ i nhau bở i caacutec đỉnh chung
WWWFACEBOOKCOMDAYKEMQUY
WWWBOIDUONGHOAHOCQUYNHONBLOGSPO
WWDAYKEMQUYNHONUCOZCOM
ng goacutep PDF bởi GV Nguyễn Thanh Tuacute
7262019 CHUYEcircN ĐỀ DUYEcircN HẢI BẮC BỘ NĂM 2015 - HOacuteA HỌC TINH THỂ
983107983144983157983161983274983150 đề 983108983112983106983106 983090983088983089983093 983085 983124983145983150983144 983156983144ề 983124983154983137983150983143 983089983089983087983093983092
Higravenh 5 Mocirc higravenh tinh thể kim cương
Vậy Số mắt Z = 4 + 612 + 818 = 8
Số phối triacute = 4 do mỗi nguyecircn tử cacbon đượ c đặt trong hốc tứ diện
Cấu truacutec kim cươ ng khocircng compac do khi caacutec nguyecircn tử cacbon xếp vagraveo caacutec lỗ tứ
diện đatilde đẩy caacutec nguyecircn tử chiếm caacutec vị triacute thocircng thườ ng của mạng lập phươ ng tacircm diện
lagravem chuacuteng khocircng cograven tiếp xuacutec nhau nữa Khoảng caacutech ngắn nhất giữa caacutec nguyecircn tử
cacbon (dC-C = 2R) nằm trecircn đườ ng cheacuteo của higravenh lập phươ ng con vagrave bằng 14 độ dagravei
đườ ng cheacuteo của ocirc mạng cơ sở Do đoacute1
2 34
R a= hay thocircng số mạng3
83
a R=
Độ compac
3 3
33
4 48
3 3 0343
(8 )3
Z R R
C a
R
π π times times= = asymp
Liecircn kết trong kim cươ ng lagrave thuần tuacutey cộng hoacutea trị Tinh thể kim cươ ng lagrave một đại
phacircn tử cộng hoacutea trị ba chiều necircn rất cứng Vigrave mọi electron đều cặp đocirci necircn kim cươ ngcaacutech điện vagrave nghịch từ Tiacutenh trong suốt của noacute đượ c giải thiacutech lagrave do năng lượ ng tia khả
kiến khocircng đủ mạnh để phaacute liecircn kết CndashC để kiacutech thiacutech electron đi chuyển trong tinh thể
III2 Cấu truacutec Xesi clorua CsCl
Higravenh 6 Mocirc higravenh tinh thể CsCl
WWWFACEBOOKCOMDAYKEMQUY
WWWBOIDUONGHOAHOCQUYNHONBLOGSPO
WWDAYKEMQUYNHONUCOZCOM
ng goacutep PDF bởi GV Nguyễn Thanh Tuacute
7262019 CHUYEcircN ĐỀ DUYEcircN HẢI BẮC BỘ NĂM 2015 - HOacuteA HỌC TINH THỂ
983107983144983157983161983274983150 đề 983108983112983106983106 983090983088983089983093 983085 983124983145983150983144 983156983144ề 983124983154983137983150983143 983089983091983087983093983092
Vigrave caacutec ion Na+ vagrave Cl minus
tiếp xuacutec nhau dọc theo cạnh của higravenh lập phươ ng necircn thocircng
số mạng a = 2(R + r) = 2(0181 + 097) = 0556 nm
Độ compac
3 33 3
3 3
4 44
16 0181 0973 33 0556
R r
C a
π π
π
times + + = = times = 0667
Cấu truacutec nagravey lagrave cấu truacutec của caacutec halogenua MX kim loại kiềm đầu tiecircn (M = Li NaK) của mọi hiđrua kiềm (M = Li hellipCs) cũng như cấu truacutec của nhiều oxit kim loại hoacutea trị
hai MO (M = Mg hellip Ba Ti hellipNi hellip) hay cấu truacutec cổ điển của cacbua hay caacutec nitrua xen
kẽ của caacutec ki loại chuyển tiếp
III4 Cấu truacutec sphalerit (blende)
Higravenh 8 Mocirc higravenh tinh thể ZnS
Tinh thể sphalerit ZnS coacute cấu truacutec kiểu kim cươ ng Mặc dugrave độ acircm điện giữa kẽm vagrave
lưu huỳnh checircnh nhau iacutet nhưng vẫn coacute thể dugraveng caacutec ion Zn2+ vagrave S2- để mocirc tả Caacutec ion S2-
(coacute baacuten kiacutenh lớ n hơ n R = 0184 nm) tạo thagravenh mạng lập phươ ng tacircm mặt ngh ĩ a lagrave coacute bốn
ion S2- thuộc về một ocirc mạng cơ sở Caacutec ion Zn2+ (coacute baacuten kiacutenh nhỏ hơ n r = 074 nm) chiếm
bốn trong số taacutem lỗ trống bốn mặt trong ocirc mạng hay coacute bốn ion Zn2+
trong một ocirc mạngVậy số mắt Z = 4 số phối triacute của Zn2+ vagrave S2- đều lagrave 4
Cấu truacutec kiểu sphalerit thường lagrave của hợp chất AB magrave nguyecircn tố electron np Trong
caacutec hợp chất nagravey tổng caacutec electron hoacutea trị của A B luocircn bằng 8 Noacute đặc trưng cho rất
nhiều hợp chất như SiC hellip SnSi GaP hellipInSb ZnS hellipCdTe CuF hellip AgI Quan trọng nhất
lagrave cacborundum hay cacbua silic SiC
III5 Cấu truacutec florin
Higravenh a Higravenh b
WWWFACEBOOKCOMDAYKEMQUY
WWWBOIDUONGHOAHOCQUYNHONBLOGSPO
WWDAYKEMQUYNHONUCOZCOM
ng goacutep PDF bởi GV Nguyễn Thanh Tuacute
7262019 CHUYEcircN ĐỀ DUYEcircN HẢI BẮC BỘ NĂM 2015 - HOacuteA HỌC TINH THỂ
983107983144983157983161983274983150 đề 983108983112983106983106 983090983088983089983093 983085 983124983145983150983144 983156983144ề 983124983154983137983150983143 983091983090983087983093983092
Magrave D=m
V = (2times M)(6023times 10
23times a
3)
Thay D=795 a= 2864 Ao
=gt M= 2679 gmol
Vậy M lagrave kim loại Fe
Bagravei 23 Một nguyecircn tố A coacute baacuten kiacutenh nguyecircn tử R = 136 pm vagrave đơ n chất kết tinh theo cấu
truacutec lập phươ ng tacircm diện tỷ khối d = 224 Xaacutec định A
H ướ ng d ẫ n giải
2R2a = = 385 pm 1A3
molg192Z
NaM minus=
ρ=
Đoacute lagrave Ir
Bagravei 24
Kim loại X đượ c tigravem thấy vagraveo năm 1737 Tecircn của noacute coacute nguồn gốc tiếng Đức lagraveldquokoboldrdquo coacute ngh ĩ a lagrave ldquolinh hồn của quỷrdquo Một mẫu kim loại X đượ c ngacircm trong nướ c cacircn
nặng 13315g trong khi đoacute đem ngacircm cugraveng khối lượ ng mẫu kim loại vagraveo CCl4 chỉ nặng
12331g Biết khối lượ ng riecircng của CCl4 lagrave 15842 gcm3Để xaacutec định nguyecircn tố X thigrave
ngườ i ta phải dugraveng đến nhiễu xạ neutron Phươ ng phaacutep nhiễu xạ nagravey chỉ đặc trưng cho cấu
truacutec lập phươ ng tacircm mặt (fcc) vagrave đo đượ c thocircng số mạng a= 35302pm
Hướng dẫn giải
3
3 3 7 3 23 1 1
4
890 (3530210 ) 60210 ( ) 5893( )4 4
A A
A
Z M M d
V N a N
d a N g cm cm mol M g mol
minus minus minus
= =
rArr = = =
Vậy X lagrave Co
Bagravei 25
Khi nhuacuteng chigravem một vật hoagraven vagraveo trong một chất lỏng thigrave noacute sẽ coacute khối lượ ng biểu
kiến vigrave noacute chịu lực đẩy Acsimet Nếu coi kim loại X coacute khối lượ ng m vagrave thể tiacutech V thigrave ta
coacute
4 4
2 2
33
1500012331 15842890
13315 10000 1685
X CCl CCl
X
X H O H O
m m d V m gm V d g cm
m m d V m V V cm
= minus == minusrArr rArr rArr =
= minus = minus =
Ocirc mạng fcc gồm 4 nguyecircn tử coacute
WWWFACEBOOKCOMDAYKEMQUY
WWWBOIDUONGHOAHOCQUYNHONBLOGSPO
WWDAYKEMQUYNHONUCOZCOM
ng goacutep PDF bởi GV Nguyễn Thanh Tuacute
7262019 CHUYEcircN ĐỀ DUYEcircN HẢI BẮC BỘ NĂM 2015 - HOacuteA HỌC TINH THỂ
1 Phacircn loại caacutec chất sau đacircy theo bản chất của lực tương taacutec giữa caacutec đơn vị cấu truacutec trong
mạng tinh thể của chuacuteng Cu kim cươ ng MgO C6H12O6 I2 Pb BN NaH
2 Maacuteu trong cơ thể ngườ i coacute magraveu đỏ vigrave chứa hemoglobin (chất vậnchuyển oxi chứa sắt) Maacuteu của một số động vật nhuyễn thể khocircng coacute
magraveu đỏ magrave coacute magraveu khaacutec vigrave chứa một kim loại khaacutec (X) Tế bagraveo đơ n vị (ocirc
mạng cơ sở ) lập phươ ng tacircm diện của tinh thể X (higravenh becircn) coacute cạnh
bằng 36210-8 cm Khối lượ ng riecircng của nguyecircn tố nagravey lagrave 8920 kgm3
WWWFACEBOOKCOMDAYKEMQUY
WWWBOIDUONGHOAHOCQUYNHONBLOGSPO
WWDAYKEMQUYNHONUCOZCOM
ng goacutep PDF bởi GV Nguyễn Thanh Tuacute
7262019 CHUYEcircN ĐỀ DUYEcircN HẢI BẮC BỘ NĂM 2015 - HOacuteA HỌC TINH THỂ
983107983144983157983161983274983150 đề 983108983112983106983106 983090983088983089983093 983085 983124983145983150983144 983156983144ề 983124983154983137983150983143 983091983097983087983093983092
Trong mỗi ocirc cơ sở coacute 4 phacircn tử BaO2 rarr thể tiacutech của mỗi ocirc V = 4mD
Vớ i m =100236
99915232713723
+= 2811310-22 gam
rarr V = 1979810-22 (cm3) = 197979342 (pm3)
(2x134 + 2a)2( 2x134 + 2a+149) = 197979342
(134 + a)2(134 + a+745) = 24747418
(134 + a)3+ (134 + a)2 745 - 24747418 = 0
rarr a = 2686-134 = 135 pm
Bagravei 33
Niken (II) oxit coacute cấu truacutec tinh thể giống mạng tinh thể natri clorua Caacutec ion O2- tạo
thagravenh mạng lập phươ ng tacircm mặt caacutec hốc baacutet diện coacute caacutec ion Ni2+ Khối lượ ng riecircng của
Niken (II) oxit lagrave 667 gcm3 Nếu cho Niken (II) oxit taacutec dụng vớ i Liti oxit vagrave oxi thigrave đượ c
caacutec tinh thể trắng coacute thagravenh phần LixNi1-xO
2x
Li2O + (1-x) NiO +4x
O2 rarr LixNi1-xO
Cấu truacutec mạng tinh thể của LixNi1-xO giống cấu truacutec mạng tinh thể của NiO nhưng
một số ion Ni2+ đượ c thay thế bằng caacutec ion Liti vagrave một số ion Ni2+ bị oxi hoacutea để đảm bảo
tiacutenh trung hogravea điện của phacircn tử Khối lượ ng riecircng của tinh thể LixNi1-xO lagrave 621 gcm3
Tiacutenh x (chấp nhận thể tiacutech của ocirc mạng cơ sở khocircng thay đổi khi chuyển từ NiO
thagravenh LixNi1-xO)
Cho NA= 60231023 mol-1 Ni = 5871 Li = 694 O = 16
H ướ ng d ẫ n giải
Trong một tinh thể sự sắp xếp của caacutec anion vagrave caacutec cation theo cấu truacutec mạng lậpphươ ng tacircm mặt Caacutec cation vagrave anion nằm xen kẽ nhau Một ocirc mạng cơ sở chứa 4 cation
vagrave 4 anion
3A
NiONiO aN
nMD =
Tiacutenh cạnh a của ocirc mạng cơ sở của NiO
WWWFACEBOOKCOMDAYKEMQUY
WWWBOIDUONGHOAHOCQUYNHONBLOGSPO
WWDAYKEMQUYNHONUCOZCOM
ng goacutep PDF bởi GV Nguyễn Thanh Tuacute
7262019 CHUYEcircN ĐỀ DUYEcircN HẢI BẮC BỘ NĂM 2015 - HOacuteA HỌC TINH THỂ
983107983144983157983161983274983150 đề 983108983112983106983106 983090983088983089983093 983085 983124983145983150983144 983156983144ề 983124983154983137983150983143 983092983088983087983093983092
323 667602310
74714a
timestimes
= = 400610-8 cm
Vậy[ ]
( )3823 420610602310
16x)5871(1694x4621
minustimes
+minus+times= =gt x = 01
Bagravei 34 (Đề thi chọn đội tuyển quốc tế 2013)
Hiện tượ ng caacutec ion khaacutech xacircm nhập vagraveo mạng lướ i tinh thể chủ vagrave chiếm caacutec vị triacute
hốc trống trong mạng lướ i tinh thể chủ xảy ra khaacute phổ biến Quaacute trigravenh nagravey thườ ng diễn ra
chậm vagrave ở nhiệt độ cao Tuy nhiecircn quaacute trigravenh xacircm nhập của cation Li+ vagraveo mạng lướ i tinh
thể ReO3 lại đặc biệt bở i chuacuteng xảy ra khaacute nhanh ngay ở nhiệt độ phograveng Trong tinh thể
ReO3 mỗi nguyecircn tử Re đượ c bao quanh bở i 6 nguyecircn tử oxi tạo necircn những baacutet diện đều
giống nhau Biết rằng tinh thể ReO3 thuộc hệ lập phươ ng (chiều dagravei mỗi cạnh lagrave 0374 nm)
trong đoacute nguyecircn tử Re chiếm caacutec vị triacute đỉnh của higravenh lập phươ ng
1 Hatildey chứng minh rằng nguyecircn tử oxi chỉ coacute thể chiếm vị triacute trung điểm tất cả caacutec cạnh
của ocirc mạng vagrave vẽ một ocirc mạng cơ sở của tinh thể ReO3
2 Giả sử tinh thể ReO3 coacute bản chất ion Cho biết baacuten kiacutenh của ion O2- lagrave 0126 nm
a) Tiacutenh baacuten kiacutenh của ion Re6+
b) Cation khaacutech coacute kiacutech thướ c lớ n nhất bằng bao nhiecircu để khi xacircm nhập vagraveo mạng lướ i
tinh thể ReO3 khocircng lagravem thay đổi kiacutech thướ c của ocirc mạng tinh thể (bỏ qua mọi tươ ng taacutec
giữa ion nagravey vagrave tinh thể ReO3)
Hướng dẫn giải
1 Biện luận vị triacute của O
- Do số phối triacute của Re = 6 vagrave tỉ lệ ReO = 13 necircn số phối triacute của O = 63 = 2
- Như vậy một O phối triacute vớ i 2 Re vagrave caacutech đều hai Re vigrave caacutec nguyecircn tử Re lagrave tươ ng đươ ng- Giả sử nguyecircn tử O1 (khocircng nằm trecircn cạnh a) phối triacute vớ i 2 Re thuộc cạnh a thigrave trong ocirc
mạng phiacutea trecircn (hoặc phiacutea dướ i) cũng sẽ coacute nguyecircn tử O1rsquo tươ ng đươ ng vớ i O1 cugraveng phối
triacute vớ i nguyecircn tử Re chung nagravey Goacutec liecircn kết O1ReO1rsquo ne 180 o vagrave ne 90 o (= 90o thigrave O1
phải ở tacircm của higravenh lập phươ ng SPT = 8) như vậy khocircng thỏa matilden điều kiện phối triacute baacutet
WWWFACEBOOKCOMDAYKEMQUY
WWWBOIDUONGHOAHOCQUYNHONBLOGSPO
WWDAYKEMQUYNHONUCOZCOM
ng goacutep PDF bởi GV Nguyễn Thanh Tuacute
7262019 CHUYEcircN ĐỀ DUYEcircN HẢI BẮC BỘ NĂM 2015 - HOacuteA HỌC TINH THỂ
983107983144983157983161983274983150 đề 983108983112983106983106 983090983088983089983093 983085 983124983145983150983144 983156983144ề 983124983154983137983150983143 983092983089983087983093983092
diện đều của Re Vậy O1 phải nằm trecircn cạnh a Vagrave đươ ng nhiecircn phải nằm ở trung điểm vigrave
noacute caacutech đều hai Re ở hai đỉnh
Kết luận Caacutec nguyecircn tử O nằm ở trung điểm của mỗi cạnh Kiểm tra tỉ lệ ReO
trong một ocirc mạng = (818) (1214) = 13
2 Tiacutenh baacuten kiacutenh Re6+
2r minus2O + 2r +6Re = a = 0374 nm vậy r +6Re = (0374 ndash 20126)2 = 0061 nm
Tiacutenh baacuten kiacutenh cự c đại của ion lạ
Ion lạ xacircm nhập sẽ chiếm vị triacute trung tacircm của ocirc mạng cơ sở Do vậy khoảng caacutech từ
tacircm đến trung điểm mỗi cạnh tươ ng ứng bằng r minus2O+ rion lạ = a 2 = 0374 141= 0265 nm
vậy baacuten kiacutenh cực đại của ion lạ = 0265 ndash 0126 = 0139 nm
Bagravei 35
Bạc baacuten kiacutenh nguyecircn tử R = 144pm kết tinh dạng ocirc mạng cfc Tugravey theo kiacutech thướ c
magrave caacutec nguyecircn tử lạ E coacute thể đi vagraveo trong mạng bạc tạo ra một dung dịch rắn coacute tecircn gọikhaacutec nhau dung dịch rắn xen kẽ ( bằng caacutech chiếm caacutec lỗ xen kẽ) hoặc dung dịch rắn
thay thế (bằng caacutech thay thế caacutec nguyecircn tử bạc)
1) Tiacutenh khối lượ ng thể tiacutech của bạc nguyecircn chất
2) Xaacutec định số phối triacute vagrave độ compac của mạng cfc
3) Xen kẽ lỗ tinh thể học khaacutec nhau khi tạo thagravenh
a) Cho biết bản chất vagrave số mắt của mỗi chất chứa trong một ocirc mạng
b) Xaacutec định baacuten kiacutenh cực đại ri của một nguyecircn tử lạ E higravenh cầu nằm trong mạng ở mỗi
kiểu lỗ magrave khocircng lagravem biến dạng mạng4) Vagraveng baacuten kiacutenh nguyecircn tử Rrsquo = 147pm tạo dung dịch rắn a vớ i bạc
a) Suy ra bản chất của dung dịch a nagravey
b) Biểu thị cấu truacutec hoacutea học của a theo phần mol x của vagraveng
5) Một hợ p kim bạc-vagraveng tươ ng ứng vớ i một thagravenh phần đặc biệt của dung dịch rắn a đặc
trưng bở i phần khối lượ ng vagraveng w = 01
a) Tiacutenh giaacute trị của x
b) Xaacutec định khối lượ ng thể tiacutech của hợ p kim nagravey
(Theo ENSIETA Ban Vật lyacute1992) H ướ ng d ẫ n giải
1) Sơ đồ ocirc mạng cfc
Số nguyecircn tử bạc trong một ocirc mạng
WWWFACEBOOKCOMDAYKEMQUY
WWWBOIDUONGHOAHOCQUYNHONBLOGSPO
WWDAYKEMQUYNHONUCOZCOM
ng goacutep PDF bởi GV Nguyễn Thanh Tuacute
7262019 CHUYEcircN ĐỀ DUYEcircN HẢI BẮC BỘ NĂM 2015 - HOacuteA HỌC TINH THỂ
983107983144983157983161983274983150 đề 983108983112983106983106 983090983088983089983093 983085 983124983145983150983144 983156983144ề 983124983154983137983150983143 983092983095983087983093983092
b) Baacuten kiacutenh gaacuten cho nguyecircn tử hidro lagrave r = 37 pm Suy ra kiểu lỗ tươ ng thiacutech vớ i sự
lấp đầy
c) Trong thực tế caacutec nguyecircn tử hidro nằm trong mọi lỗ kiểu khaacutec hatildey lập cocircng thức
nguyecircn của hiđrua vagrave necircu một viacute dụ về tinh thể ion đẳng cấu truacutec
2 ) Hợ p kim của titan vagrave sắt thagravenh phần TiFe lagrave hợ p chất magrave caacutec nguyecircn tử titan chiếm caacutec
lỗ mạng lập phươ ng đơ n giản của sắt thocircng số = 298 pm
a ) Necircu ra hợ p chất ion kiểu tươ ng ứng cấu truacutec nagravey
b ) Trong hợ p chất TiFe caacutec nguyecircn tử hiđro chiếm mọi lỗ tạo ra từ bốn nguyecircn tử titan
vagrave hai nguyecircn tử sắt ( xem higravenh vẽ )
Xaacutec định higravenh học của một lỗ như vậy Xaacutec định cocircng thức của hiđrua thu đượ c khi batildeo
hogravea caacutec lỗ nagravey
3 ) Khả năng trữ hiđro của một vật liệu M i biểu thị bằng dung lượ ng thể tiacutech hấp phụ C va ( M i ) đượ c định ngh ĩ a lagrave tỷ số khối lượ ng hiđro bị hấp phụ trecircn thể tiacutech đơ n vị của vật liệu
nguyecircn chất
a ) Biểu thị C va ( M i ) theo thể tiacutech V i của ocirc mạng vagrave theo lượ ng hiđro ni bị hấp phụ
b ) So saacutenh dung lượ ng thể tiacutech hấp phụ lyacute thuyết của hai vật liệu xeacutet ở mục 1 vagrave 2
c ) Tiacutenh khối lượ ng cực tiểu của vật liệu rắn cần để tạo ra cugraveng lượ ng hiđro magrave bigravenh chứa
đựng 700 kg khiacute hoacutea lỏng Kết luận
H ướ ng d ẫ n giải
1 a)Lỗ O R + r 0 =2 R =gt r 0 =662 pm
b)Lỗ T R + r t = 2 R =gt r t = 36 pm
c) Lỗ chiếm tươ ng thiacutech đượ c dự kiến lagrave O
WWWFACEBOOKCOMDAYKEMQUY
WWWBOIDUONGHOAHOCQUYNHONBLOGSPO
WWDAYKEMQUYNHONUCOZCOM
ng goacutep PDF bởi GV Nguyễn Thanh Tuacute
7262019 CHUYEcircN ĐỀ DUYEcircN HẢI BẮC BỘ NĂM 2015 - HOacuteA HỌC TINH THỂ
983107983144983157983161983274983150 đề 983108983112983106983106 983090983088983089983093 983085 983124983145983150983144 983156983144ề 983124983154983137983150983143 983092983097983087983093983092
VI Ứng dụng kiến thức tinh thể vagraveo cuộc sống
(Bagravei được triacutech từ ldquoBagravei chuẩn bị Icho 39rdquo)
HOA QUẢ RAU CỎ VAgrave CAacuteC NGUYEcircN TỬ
Khi giải quyế t vấ n đề nagraveychư a coacute loại rau quả nagraveo bị phaacute hủ y
Năm 1611 nhagrave toaacuten học vagrave thiecircn văn học người Đức Johannes Kepler nghiecircn cứu
sự sắp xếp caacutec viecircn đạn của suacuteng thần cocircng trong một kim tự thaacutep Ocircng khẳng định rằngchỉ coacute một caacutech duy nhất để sắp xếp caacutec quả cầu cứng giống hệt nhau vagraveo một thể tiacutech sao
cho khiacutet nhất coacute thể ldquohellipkhocircng thể coacute thếm bất cứ một caacutech sắp xếp nagraveo khaacutec để chegraven thecircm
dugrave một viecircn đạn nữa vagraveo hogravem đoacuterdquo Ocircng lagrave ngườ i đầu tiecircn phaacutet biểu về một vấn đề như vậy
vagrave sau nagravey noacute đượ c gọi lagrave ldquosự phỏng đoaacuten Keplerrdquo Năm 1998 Giaacuteo sư Thomas Hales1 đatilde
đưa ra giải phaacutep cho ldquosự phỏng đoaacuten Keplerrdquo Nội dung của giải phaacutep nagravey đatilde đượ c trigravenh
bagravey trong loạt bagravei baacuteo trecircn tờ ldquoHigravenh học rờ i rạc vagrave điện toaacutenrdquo ra đờ i từ năm 1997 Ocircng
nghiecircn cứu hơ n 150 caacutech sắp xếp khaacutec nhau khaacutec vớ i caacutech magrave Kepler đatilde đưa ra Giải phaacutep
của Hales đogravei hỏi khoảng 250 trang giấy in vagrave dung lượ ng 3 GB caacutec file trong maacutey tiacutenh
Qua caacutec chứng minh toaacuten học chặt chẽ thuật ngữ ldquosự sắp xếp đặc khiacutet caacutec quả cầurdquo (cps)
đatilde đượ c chấp nhận rộng ratildei trong l ĩ nh vực hoacutea học chất rắn vagrave cho đến nay noacute vẫn cograven giaacute
trị
WWWFACEBOOKCOMDAYKEMQUY
WWWBOIDUONGHOAHOCQUYNHONBLOGSPO
WWDAYKEMQUYNHONUCOZCOM
ng goacutep PDF bởi GV Nguyễn Thanh Tuacute
7262019 CHUYEcircN ĐỀ DUYEcircN HẢI BẮC BỘ NĂM 2015 - HOacuteA HỌC TINH THỂ
983107983144983157983161983274983150 đề 983108983112983106983106 983090983088983089983093 983085 983124983145983150983144 983156983144ề 983124983154983137983150983143 983093983089983087983093983092
thứ 3 đượ c xếp lecircn trecircn khoảng trống của lớ p thứ nhất (xem trườ ng hợ p B higravenh 2) Hatildey
tiacutenh độ chặt khiacutet cho caacutech sắp xếp thứ 2 đượ c gọi lagrave sắp xếp lập phươ ng tacircm diện fbc
d) Coacute một ngườ i nocircng dacircn đatilde xếp lớ p thứ ba theo kiểu fcc vagrave bacircy giờ khocircng xaacutec định
đượ c đacircu lagrave khoảng trống đacircu lagrave rau củ đatilde xếp ở lớ p thứ nhất Giaacute trị sẽ thay đổi như thế
nagraveo do sự sai lệch khi sắp xếp caacutec lớ p chặt khiacutet tiếp theo
3 Giả sử ngườ i nocircng dacircn nảy ra yacute định muốn xếp chung đagraveo vagrave dưa hấu vagraveo xe bằng caacutech
xếp đagraveo vagraveo khoảng trống giữa caacutec quả dưa hấu
a) Hatildey tiacutenh tỉ lệ baacuten kiacutenh giữa quả đagraveo vagrave dưa hấu lớ n nhất coacute thể để traacutenh bị dập caacutec quả
đagraveo trong caacutec trườ ng hợ p xếp đagraveo vagraveo
iLỗ trống lập phươ ng trong kiếu lập phươ ng đơ n giản
ii Lỗ trống baacutet diện trong kiếu lập phươ ng tacircm khối
iii Lỗ trống baacutet diện trong kiếu lập phươ ng tacircm diện
b) Trong caacutec kiếu sắp xếp sc hcp bcc vagrave fcc trung bigravenh vớ i một quả dưa hấu coacute thể
xếp tối đa bao nhiecircu quả đagraveo
c) Tiacutenh giaacute trị lớ n nhất cho caacutec kiếu sắp xếp sc bcc vagrave fcc coacute xếp đagraveo ở caacutec khoảng
trống
4 Hoa quả coacute thể bị hỏng do xe khocircng thoaacuteng gioacute
a) Để giữ caacutec khoảng trống trong kiểu sắp xếp bcc vagrave fcc ngườ i nocircng dacircn quyết định
chỉ xếp caacutec quả đagraveo vagraveo caacutec lỗ trống baacutet diện khocircng nối vớ i nhau qua mặt hay tacircm Trong
trườ ng hợ p nagravey vớ i một quả dưa coacute thể xếp đượ c bao nhiecircu quả đagraveo
b) Ngườ i nocircng dacircn ngh ĩ ra một caacutech khaacutec trong caacutech sắp xếp fcc ocircng xếp đagraveo vagraveo tất cả
caacutec lỗ trống baacutet diện (như trecircn) vagrave vớ i caacutec lỗ trống tứ diện ocircng xếp taacuteo vagraveo Theo caacutech
nagravey vớ i một quả dưa ocircng coacute thể xếp đượ c bao nhiecircu quả taacuteo
Tạo hoacutea cũng lagravem nảy sinh những vấn đề liacute thuacute như ldquosự phỏng đoaacuten Keplerrdquo Ngọc
opal lagrave một loại đaacute tự nhiecircn đượ c cấu tạo từ caacutec quả cầu beacute xiacuteu SiO2
(cỡ micro) sắp xếp đặc
khiacutet vớ i nhau Đặc tiacutenh của opal lagrave coacute thể phaacutet ra caacutec aacutenh saacuteng khaacutec nhau (phaacutet ngũ sắc) khi
đượ c chiếu saacuteng Hiện tượ ng nagravey đượ c giải thiacutech bằng sự nhiễu xạ aacutenh saacuteng nhigraven thấy tuacircn
theo định luật Bragg λ = 2d sinθ
Trong đoacute λ lagrave độ dagravei soacuteng của tia saacuteng d lagrave khoảng caacutech giữa caacutec lớ p sắp xếp chặtkhiacutet trong opal 2θ lagrave goacutec giữa tia tớ i vagrave tia nhiễu xạ (noacutei caacutech khaacutec θ lagrave goacutec nghiecircng giữa
tia sang vớ i bề mặt của đaacute opal)
Opal lagrave loại đaacute coacute cấu truacutec tinh thể đầu tiecircn đượ c biết lagrave coacute khả năng khuacutec xạ loại
vật chất đượ c cấu tạo từ caacutec quả cầu cỡ micro vớ i chỉ số khuacutec xạ cao Quang phổ của noacute đatilde
WWWFACEBOOKCOMDAYKEMQUY
WWWBOIDUONGHOAHOCQUYNHONBLOGSPO
WWDAYKEMQUYNHONUCOZCOM
ng goacutep PDF bởi GV Nguyễn Thanh Tuacute
7262019 CHUYEcircN ĐỀ DUYEcircN HẢI BẮC BỘ NĂM 2015 - HOacuteA HỌC TINH THỂ
983107983144983157983161983274983150 đề 983108983112983106983106 983090983088983089983093 983085 983124983145983150983144 983156983144ề 983124983154983137983150983143 983089983088983087983093983092
Hoặc Độ đặc khiacutet P = N c cc c
tb tb tb tb
V VV V
V VV V = 4
3 33 3
3 33 3
4 44 4 R R R R
3 33 3
a aa a
π
vớ i R =a 2 a 2 a 2 a 2
4 44 4
necircn P =
3 33 3
3 33 3
4 a 2 4 a 2 4 a 2 4 a 2 4 4 4 4
3 4 3 4 3 4 3 4
a aa a
π = 074
II53 M ạ ng tinh thể l ụ c phươ ng
Xeacutet 1 đơ n vị mạng lướ i tinh thể lục phươ ng coacute cạnh đaacutey = a vagrave chiều cao = c
rarr Mặt đaacutey của 1 ocirc mạng lagrave higravenh lục giaacutec tạo bở i 6 tam giaacutec đều cạnh a chiều cao
32
a necircn diện tiacutech mặt đaacutey =1 3
62 2
a atimes times times
rarr V mạng tt =1 3
62 2
a a ctimes times times times
Tiacutenh độ đặc khiacutet ρ
Higravenh 1 cho thấy cấu truacutec compac của mặt đaacutey mạng lục phương necircn 2a = 4rHigravenh 2 cho thấy sự xếp chồng khocircng compac giữa caacutec lớp ta coacute
2 2 2 2 2 62
3 4 3 4 3a c a c
r a c a= + rArr = + rArr =
3 3
2
46 100 16 ( ) 100 1003 2 74
1 3 2 6 3 26 3 3
2 2 3
ar
aa c a a
π π π
ρ
times times times times= = = =
times times times times times
III Một số kiểu cấu truacutec tiecircu biểu
III1 Cấu truacutec kim cươ ng
Ocirc mạng cơ sở của kim cươ ng lagrave lập phươ ng tacircm mặt ngoagravei ra caacutec nguyecircn tử
cacbon cograven chiếm một nửa số lỗ trống bốn mặt trong ocirc mạng một caacutech coacute trật tự Cấu truacutec
kim cươ ng đượ c higravenh dung gồm caacutec tứ diện đều nối vớ i nhau bở i caacutec đỉnh chung
WWWFACEBOOKCOMDAYKEMQUY
WWWBOIDUONGHOAHOCQUYNHONBLOGSPO
WWDAYKEMQUYNHONUCOZCOM
ng goacutep PDF bởi GV Nguyễn Thanh Tuacute
7262019 CHUYEcircN ĐỀ DUYEcircN HẢI BẮC BỘ NĂM 2015 - HOacuteA HỌC TINH THỂ
983107983144983157983161983274983150 đề 983108983112983106983106 983090983088983089983093 983085 983124983145983150983144 983156983144ề 983124983154983137983150983143 983089983089983087983093983092
Higravenh 5 Mocirc higravenh tinh thể kim cương
Vậy Số mắt Z = 4 + 612 + 818 = 8
Số phối triacute = 4 do mỗi nguyecircn tử cacbon đượ c đặt trong hốc tứ diện
Cấu truacutec kim cươ ng khocircng compac do khi caacutec nguyecircn tử cacbon xếp vagraveo caacutec lỗ tứ
diện đatilde đẩy caacutec nguyecircn tử chiếm caacutec vị triacute thocircng thườ ng của mạng lập phươ ng tacircm diện
lagravem chuacuteng khocircng cograven tiếp xuacutec nhau nữa Khoảng caacutech ngắn nhất giữa caacutec nguyecircn tử
cacbon (dC-C = 2R) nằm trecircn đườ ng cheacuteo của higravenh lập phươ ng con vagrave bằng 14 độ dagravei
đườ ng cheacuteo của ocirc mạng cơ sở Do đoacute1
2 34
R a= hay thocircng số mạng3
83
a R=
Độ compac
3 3
33
4 48
3 3 0343
(8 )3
Z R R
C a
R
π π times times= = asymp
Liecircn kết trong kim cươ ng lagrave thuần tuacutey cộng hoacutea trị Tinh thể kim cươ ng lagrave một đại
phacircn tử cộng hoacutea trị ba chiều necircn rất cứng Vigrave mọi electron đều cặp đocirci necircn kim cươ ngcaacutech điện vagrave nghịch từ Tiacutenh trong suốt của noacute đượ c giải thiacutech lagrave do năng lượ ng tia khả
kiến khocircng đủ mạnh để phaacute liecircn kết CndashC để kiacutech thiacutech electron đi chuyển trong tinh thể
III2 Cấu truacutec Xesi clorua CsCl
Higravenh 6 Mocirc higravenh tinh thể CsCl
WWWFACEBOOKCOMDAYKEMQUY
WWWBOIDUONGHOAHOCQUYNHONBLOGSPO
WWDAYKEMQUYNHONUCOZCOM
ng goacutep PDF bởi GV Nguyễn Thanh Tuacute
7262019 CHUYEcircN ĐỀ DUYEcircN HẢI BẮC BỘ NĂM 2015 - HOacuteA HỌC TINH THỂ
983107983144983157983161983274983150 đề 983108983112983106983106 983090983088983089983093 983085 983124983145983150983144 983156983144ề 983124983154983137983150983143 983089983091983087983093983092
Vigrave caacutec ion Na+ vagrave Cl minus
tiếp xuacutec nhau dọc theo cạnh của higravenh lập phươ ng necircn thocircng
số mạng a = 2(R + r) = 2(0181 + 097) = 0556 nm
Độ compac
3 33 3
3 3
4 44
16 0181 0973 33 0556
R r
C a
π π
π
times + + = = times = 0667
Cấu truacutec nagravey lagrave cấu truacutec của caacutec halogenua MX kim loại kiềm đầu tiecircn (M = Li NaK) của mọi hiđrua kiềm (M = Li hellipCs) cũng như cấu truacutec của nhiều oxit kim loại hoacutea trị
hai MO (M = Mg hellip Ba Ti hellipNi hellip) hay cấu truacutec cổ điển của cacbua hay caacutec nitrua xen
kẽ của caacutec ki loại chuyển tiếp
III4 Cấu truacutec sphalerit (blende)
Higravenh 8 Mocirc higravenh tinh thể ZnS
Tinh thể sphalerit ZnS coacute cấu truacutec kiểu kim cươ ng Mặc dugrave độ acircm điện giữa kẽm vagrave
lưu huỳnh checircnh nhau iacutet nhưng vẫn coacute thể dugraveng caacutec ion Zn2+ vagrave S2- để mocirc tả Caacutec ion S2-
(coacute baacuten kiacutenh lớ n hơ n R = 0184 nm) tạo thagravenh mạng lập phươ ng tacircm mặt ngh ĩ a lagrave coacute bốn
ion S2- thuộc về một ocirc mạng cơ sở Caacutec ion Zn2+ (coacute baacuten kiacutenh nhỏ hơ n r = 074 nm) chiếm
bốn trong số taacutem lỗ trống bốn mặt trong ocirc mạng hay coacute bốn ion Zn2+
trong một ocirc mạngVậy số mắt Z = 4 số phối triacute của Zn2+ vagrave S2- đều lagrave 4
Cấu truacutec kiểu sphalerit thường lagrave của hợp chất AB magrave nguyecircn tố electron np Trong
caacutec hợp chất nagravey tổng caacutec electron hoacutea trị của A B luocircn bằng 8 Noacute đặc trưng cho rất
nhiều hợp chất như SiC hellip SnSi GaP hellipInSb ZnS hellipCdTe CuF hellip AgI Quan trọng nhất
lagrave cacborundum hay cacbua silic SiC
III5 Cấu truacutec florin
Higravenh a Higravenh b
WWWFACEBOOKCOMDAYKEMQUY
WWWBOIDUONGHOAHOCQUYNHONBLOGSPO
WWDAYKEMQUYNHONUCOZCOM
ng goacutep PDF bởi GV Nguyễn Thanh Tuacute
7262019 CHUYEcircN ĐỀ DUYEcircN HẢI BẮC BỘ NĂM 2015 - HOacuteA HỌC TINH THỂ
983107983144983157983161983274983150 đề 983108983112983106983106 983090983088983089983093 983085 983124983145983150983144 983156983144ề 983124983154983137983150983143 983091983090983087983093983092
Magrave D=m
V = (2times M)(6023times 10
23times a
3)
Thay D=795 a= 2864 Ao
=gt M= 2679 gmol
Vậy M lagrave kim loại Fe
Bagravei 23 Một nguyecircn tố A coacute baacuten kiacutenh nguyecircn tử R = 136 pm vagrave đơ n chất kết tinh theo cấu
truacutec lập phươ ng tacircm diện tỷ khối d = 224 Xaacutec định A
H ướ ng d ẫ n giải
2R2a = = 385 pm 1A3
molg192Z
NaM minus=
ρ=
Đoacute lagrave Ir
Bagravei 24
Kim loại X đượ c tigravem thấy vagraveo năm 1737 Tecircn của noacute coacute nguồn gốc tiếng Đức lagraveldquokoboldrdquo coacute ngh ĩ a lagrave ldquolinh hồn của quỷrdquo Một mẫu kim loại X đượ c ngacircm trong nướ c cacircn
nặng 13315g trong khi đoacute đem ngacircm cugraveng khối lượ ng mẫu kim loại vagraveo CCl4 chỉ nặng
12331g Biết khối lượ ng riecircng của CCl4 lagrave 15842 gcm3Để xaacutec định nguyecircn tố X thigrave
ngườ i ta phải dugraveng đến nhiễu xạ neutron Phươ ng phaacutep nhiễu xạ nagravey chỉ đặc trưng cho cấu
truacutec lập phươ ng tacircm mặt (fcc) vagrave đo đượ c thocircng số mạng a= 35302pm
Hướng dẫn giải
3
3 3 7 3 23 1 1
4
890 (3530210 ) 60210 ( ) 5893( )4 4
A A
A
Z M M d
V N a N
d a N g cm cm mol M g mol
minus minus minus
= =
rArr = = =
Vậy X lagrave Co
Bagravei 25
Khi nhuacuteng chigravem một vật hoagraven vagraveo trong một chất lỏng thigrave noacute sẽ coacute khối lượ ng biểu
kiến vigrave noacute chịu lực đẩy Acsimet Nếu coi kim loại X coacute khối lượ ng m vagrave thể tiacutech V thigrave ta
coacute
4 4
2 2
33
1500012331 15842890
13315 10000 1685
X CCl CCl
X
X H O H O
m m d V m gm V d g cm
m m d V m V V cm
= minus == minusrArr rArr rArr =
= minus = minus =
Ocirc mạng fcc gồm 4 nguyecircn tử coacute
WWWFACEBOOKCOMDAYKEMQUY
WWWBOIDUONGHOAHOCQUYNHONBLOGSPO
WWDAYKEMQUYNHONUCOZCOM
ng goacutep PDF bởi GV Nguyễn Thanh Tuacute
7262019 CHUYEcircN ĐỀ DUYEcircN HẢI BẮC BỘ NĂM 2015 - HOacuteA HỌC TINH THỂ
1 Phacircn loại caacutec chất sau đacircy theo bản chất của lực tương taacutec giữa caacutec đơn vị cấu truacutec trong
mạng tinh thể của chuacuteng Cu kim cươ ng MgO C6H12O6 I2 Pb BN NaH
2 Maacuteu trong cơ thể ngườ i coacute magraveu đỏ vigrave chứa hemoglobin (chất vậnchuyển oxi chứa sắt) Maacuteu của một số động vật nhuyễn thể khocircng coacute
magraveu đỏ magrave coacute magraveu khaacutec vigrave chứa một kim loại khaacutec (X) Tế bagraveo đơ n vị (ocirc
mạng cơ sở ) lập phươ ng tacircm diện của tinh thể X (higravenh becircn) coacute cạnh
bằng 36210-8 cm Khối lượ ng riecircng của nguyecircn tố nagravey lagrave 8920 kgm3
WWWFACEBOOKCOMDAYKEMQUY
WWWBOIDUONGHOAHOCQUYNHONBLOGSPO
WWDAYKEMQUYNHONUCOZCOM
ng goacutep PDF bởi GV Nguyễn Thanh Tuacute
7262019 CHUYEcircN ĐỀ DUYEcircN HẢI BẮC BỘ NĂM 2015 - HOacuteA HỌC TINH THỂ
983107983144983157983161983274983150 đề 983108983112983106983106 983090983088983089983093 983085 983124983145983150983144 983156983144ề 983124983154983137983150983143 983091983097983087983093983092
Trong mỗi ocirc cơ sở coacute 4 phacircn tử BaO2 rarr thể tiacutech của mỗi ocirc V = 4mD
Vớ i m =100236
99915232713723
+= 2811310-22 gam
rarr V = 1979810-22 (cm3) = 197979342 (pm3)
(2x134 + 2a)2( 2x134 + 2a+149) = 197979342
(134 + a)2(134 + a+745) = 24747418
(134 + a)3+ (134 + a)2 745 - 24747418 = 0
rarr a = 2686-134 = 135 pm
Bagravei 33
Niken (II) oxit coacute cấu truacutec tinh thể giống mạng tinh thể natri clorua Caacutec ion O2- tạo
thagravenh mạng lập phươ ng tacircm mặt caacutec hốc baacutet diện coacute caacutec ion Ni2+ Khối lượ ng riecircng của
Niken (II) oxit lagrave 667 gcm3 Nếu cho Niken (II) oxit taacutec dụng vớ i Liti oxit vagrave oxi thigrave đượ c
caacutec tinh thể trắng coacute thagravenh phần LixNi1-xO
2x
Li2O + (1-x) NiO +4x
O2 rarr LixNi1-xO
Cấu truacutec mạng tinh thể của LixNi1-xO giống cấu truacutec mạng tinh thể của NiO nhưng
một số ion Ni2+ đượ c thay thế bằng caacutec ion Liti vagrave một số ion Ni2+ bị oxi hoacutea để đảm bảo
tiacutenh trung hogravea điện của phacircn tử Khối lượ ng riecircng của tinh thể LixNi1-xO lagrave 621 gcm3
Tiacutenh x (chấp nhận thể tiacutech của ocirc mạng cơ sở khocircng thay đổi khi chuyển từ NiO
thagravenh LixNi1-xO)
Cho NA= 60231023 mol-1 Ni = 5871 Li = 694 O = 16
H ướ ng d ẫ n giải
Trong một tinh thể sự sắp xếp của caacutec anion vagrave caacutec cation theo cấu truacutec mạng lậpphươ ng tacircm mặt Caacutec cation vagrave anion nằm xen kẽ nhau Một ocirc mạng cơ sở chứa 4 cation
vagrave 4 anion
3A
NiONiO aN
nMD =
Tiacutenh cạnh a của ocirc mạng cơ sở của NiO
WWWFACEBOOKCOMDAYKEMQUY
WWWBOIDUONGHOAHOCQUYNHONBLOGSPO
WWDAYKEMQUYNHONUCOZCOM
ng goacutep PDF bởi GV Nguyễn Thanh Tuacute
7262019 CHUYEcircN ĐỀ DUYEcircN HẢI BẮC BỘ NĂM 2015 - HOacuteA HỌC TINH THỂ
983107983144983157983161983274983150 đề 983108983112983106983106 983090983088983089983093 983085 983124983145983150983144 983156983144ề 983124983154983137983150983143 983092983088983087983093983092
323 667602310
74714a
timestimes
= = 400610-8 cm
Vậy[ ]
( )3823 420610602310
16x)5871(1694x4621
minustimes
+minus+times= =gt x = 01
Bagravei 34 (Đề thi chọn đội tuyển quốc tế 2013)
Hiện tượ ng caacutec ion khaacutech xacircm nhập vagraveo mạng lướ i tinh thể chủ vagrave chiếm caacutec vị triacute
hốc trống trong mạng lướ i tinh thể chủ xảy ra khaacute phổ biến Quaacute trigravenh nagravey thườ ng diễn ra
chậm vagrave ở nhiệt độ cao Tuy nhiecircn quaacute trigravenh xacircm nhập của cation Li+ vagraveo mạng lướ i tinh
thể ReO3 lại đặc biệt bở i chuacuteng xảy ra khaacute nhanh ngay ở nhiệt độ phograveng Trong tinh thể
ReO3 mỗi nguyecircn tử Re đượ c bao quanh bở i 6 nguyecircn tử oxi tạo necircn những baacutet diện đều
giống nhau Biết rằng tinh thể ReO3 thuộc hệ lập phươ ng (chiều dagravei mỗi cạnh lagrave 0374 nm)
trong đoacute nguyecircn tử Re chiếm caacutec vị triacute đỉnh của higravenh lập phươ ng
1 Hatildey chứng minh rằng nguyecircn tử oxi chỉ coacute thể chiếm vị triacute trung điểm tất cả caacutec cạnh
của ocirc mạng vagrave vẽ một ocirc mạng cơ sở của tinh thể ReO3
2 Giả sử tinh thể ReO3 coacute bản chất ion Cho biết baacuten kiacutenh của ion O2- lagrave 0126 nm
a) Tiacutenh baacuten kiacutenh của ion Re6+
b) Cation khaacutech coacute kiacutech thướ c lớ n nhất bằng bao nhiecircu để khi xacircm nhập vagraveo mạng lướ i
tinh thể ReO3 khocircng lagravem thay đổi kiacutech thướ c của ocirc mạng tinh thể (bỏ qua mọi tươ ng taacutec
giữa ion nagravey vagrave tinh thể ReO3)
Hướng dẫn giải
1 Biện luận vị triacute của O
- Do số phối triacute của Re = 6 vagrave tỉ lệ ReO = 13 necircn số phối triacute của O = 63 = 2
- Như vậy một O phối triacute vớ i 2 Re vagrave caacutech đều hai Re vigrave caacutec nguyecircn tử Re lagrave tươ ng đươ ng- Giả sử nguyecircn tử O1 (khocircng nằm trecircn cạnh a) phối triacute vớ i 2 Re thuộc cạnh a thigrave trong ocirc
mạng phiacutea trecircn (hoặc phiacutea dướ i) cũng sẽ coacute nguyecircn tử O1rsquo tươ ng đươ ng vớ i O1 cugraveng phối
triacute vớ i nguyecircn tử Re chung nagravey Goacutec liecircn kết O1ReO1rsquo ne 180 o vagrave ne 90 o (= 90o thigrave O1
phải ở tacircm của higravenh lập phươ ng SPT = 8) như vậy khocircng thỏa matilden điều kiện phối triacute baacutet
WWWFACEBOOKCOMDAYKEMQUY
WWWBOIDUONGHOAHOCQUYNHONBLOGSPO
WWDAYKEMQUYNHONUCOZCOM
ng goacutep PDF bởi GV Nguyễn Thanh Tuacute
7262019 CHUYEcircN ĐỀ DUYEcircN HẢI BẮC BỘ NĂM 2015 - HOacuteA HỌC TINH THỂ
983107983144983157983161983274983150 đề 983108983112983106983106 983090983088983089983093 983085 983124983145983150983144 983156983144ề 983124983154983137983150983143 983092983089983087983093983092
diện đều của Re Vậy O1 phải nằm trecircn cạnh a Vagrave đươ ng nhiecircn phải nằm ở trung điểm vigrave
noacute caacutech đều hai Re ở hai đỉnh
Kết luận Caacutec nguyecircn tử O nằm ở trung điểm của mỗi cạnh Kiểm tra tỉ lệ ReO
trong một ocirc mạng = (818) (1214) = 13
2 Tiacutenh baacuten kiacutenh Re6+
2r minus2O + 2r +6Re = a = 0374 nm vậy r +6Re = (0374 ndash 20126)2 = 0061 nm
Tiacutenh baacuten kiacutenh cự c đại của ion lạ
Ion lạ xacircm nhập sẽ chiếm vị triacute trung tacircm của ocirc mạng cơ sở Do vậy khoảng caacutech từ
tacircm đến trung điểm mỗi cạnh tươ ng ứng bằng r minus2O+ rion lạ = a 2 = 0374 141= 0265 nm
vậy baacuten kiacutenh cực đại của ion lạ = 0265 ndash 0126 = 0139 nm
Bagravei 35
Bạc baacuten kiacutenh nguyecircn tử R = 144pm kết tinh dạng ocirc mạng cfc Tugravey theo kiacutech thướ c
magrave caacutec nguyecircn tử lạ E coacute thể đi vagraveo trong mạng bạc tạo ra một dung dịch rắn coacute tecircn gọikhaacutec nhau dung dịch rắn xen kẽ ( bằng caacutech chiếm caacutec lỗ xen kẽ) hoặc dung dịch rắn
thay thế (bằng caacutech thay thế caacutec nguyecircn tử bạc)
1) Tiacutenh khối lượ ng thể tiacutech của bạc nguyecircn chất
2) Xaacutec định số phối triacute vagrave độ compac của mạng cfc
3) Xen kẽ lỗ tinh thể học khaacutec nhau khi tạo thagravenh
a) Cho biết bản chất vagrave số mắt của mỗi chất chứa trong một ocirc mạng
b) Xaacutec định baacuten kiacutenh cực đại ri của một nguyecircn tử lạ E higravenh cầu nằm trong mạng ở mỗi
kiểu lỗ magrave khocircng lagravem biến dạng mạng4) Vagraveng baacuten kiacutenh nguyecircn tử Rrsquo = 147pm tạo dung dịch rắn a vớ i bạc
a) Suy ra bản chất của dung dịch a nagravey
b) Biểu thị cấu truacutec hoacutea học của a theo phần mol x của vagraveng
5) Một hợ p kim bạc-vagraveng tươ ng ứng vớ i một thagravenh phần đặc biệt của dung dịch rắn a đặc
trưng bở i phần khối lượ ng vagraveng w = 01
a) Tiacutenh giaacute trị của x
b) Xaacutec định khối lượ ng thể tiacutech của hợ p kim nagravey
(Theo ENSIETA Ban Vật lyacute1992) H ướ ng d ẫ n giải
1) Sơ đồ ocirc mạng cfc
Số nguyecircn tử bạc trong một ocirc mạng
WWWFACEBOOKCOMDAYKEMQUY
WWWBOIDUONGHOAHOCQUYNHONBLOGSPO
WWDAYKEMQUYNHONUCOZCOM
ng goacutep PDF bởi GV Nguyễn Thanh Tuacute
7262019 CHUYEcircN ĐỀ DUYEcircN HẢI BẮC BỘ NĂM 2015 - HOacuteA HỌC TINH THỂ
983107983144983157983161983274983150 đề 983108983112983106983106 983090983088983089983093 983085 983124983145983150983144 983156983144ề 983124983154983137983150983143 983092983095983087983093983092
b) Baacuten kiacutenh gaacuten cho nguyecircn tử hidro lagrave r = 37 pm Suy ra kiểu lỗ tươ ng thiacutech vớ i sự
lấp đầy
c) Trong thực tế caacutec nguyecircn tử hidro nằm trong mọi lỗ kiểu khaacutec hatildey lập cocircng thức
nguyecircn của hiđrua vagrave necircu một viacute dụ về tinh thể ion đẳng cấu truacutec
2 ) Hợ p kim của titan vagrave sắt thagravenh phần TiFe lagrave hợ p chất magrave caacutec nguyecircn tử titan chiếm caacutec
lỗ mạng lập phươ ng đơ n giản của sắt thocircng số = 298 pm
a ) Necircu ra hợ p chất ion kiểu tươ ng ứng cấu truacutec nagravey
b ) Trong hợ p chất TiFe caacutec nguyecircn tử hiđro chiếm mọi lỗ tạo ra từ bốn nguyecircn tử titan
vagrave hai nguyecircn tử sắt ( xem higravenh vẽ )
Xaacutec định higravenh học của một lỗ như vậy Xaacutec định cocircng thức của hiđrua thu đượ c khi batildeo
hogravea caacutec lỗ nagravey
3 ) Khả năng trữ hiđro của một vật liệu M i biểu thị bằng dung lượ ng thể tiacutech hấp phụ C va ( M i ) đượ c định ngh ĩ a lagrave tỷ số khối lượ ng hiđro bị hấp phụ trecircn thể tiacutech đơ n vị của vật liệu
nguyecircn chất
a ) Biểu thị C va ( M i ) theo thể tiacutech V i của ocirc mạng vagrave theo lượ ng hiđro ni bị hấp phụ
b ) So saacutenh dung lượ ng thể tiacutech hấp phụ lyacute thuyết của hai vật liệu xeacutet ở mục 1 vagrave 2
c ) Tiacutenh khối lượ ng cực tiểu của vật liệu rắn cần để tạo ra cugraveng lượ ng hiđro magrave bigravenh chứa
đựng 700 kg khiacute hoacutea lỏng Kết luận
H ướ ng d ẫ n giải
1 a)Lỗ O R + r 0 =2 R =gt r 0 =662 pm
b)Lỗ T R + r t = 2 R =gt r t = 36 pm
c) Lỗ chiếm tươ ng thiacutech đượ c dự kiến lagrave O
WWWFACEBOOKCOMDAYKEMQUY
WWWBOIDUONGHOAHOCQUYNHONBLOGSPO
WWDAYKEMQUYNHONUCOZCOM
ng goacutep PDF bởi GV Nguyễn Thanh Tuacute
7262019 CHUYEcircN ĐỀ DUYEcircN HẢI BẮC BỘ NĂM 2015 - HOacuteA HỌC TINH THỂ
983107983144983157983161983274983150 đề 983108983112983106983106 983090983088983089983093 983085 983124983145983150983144 983156983144ề 983124983154983137983150983143 983092983097983087983093983092
VI Ứng dụng kiến thức tinh thể vagraveo cuộc sống
(Bagravei được triacutech từ ldquoBagravei chuẩn bị Icho 39rdquo)
HOA QUẢ RAU CỎ VAgrave CAacuteC NGUYEcircN TỬ
Khi giải quyế t vấ n đề nagraveychư a coacute loại rau quả nagraveo bị phaacute hủ y
Năm 1611 nhagrave toaacuten học vagrave thiecircn văn học người Đức Johannes Kepler nghiecircn cứu
sự sắp xếp caacutec viecircn đạn của suacuteng thần cocircng trong một kim tự thaacutep Ocircng khẳng định rằngchỉ coacute một caacutech duy nhất để sắp xếp caacutec quả cầu cứng giống hệt nhau vagraveo một thể tiacutech sao
cho khiacutet nhất coacute thể ldquohellipkhocircng thể coacute thếm bất cứ một caacutech sắp xếp nagraveo khaacutec để chegraven thecircm
dugrave một viecircn đạn nữa vagraveo hogravem đoacuterdquo Ocircng lagrave ngườ i đầu tiecircn phaacutet biểu về một vấn đề như vậy
vagrave sau nagravey noacute đượ c gọi lagrave ldquosự phỏng đoaacuten Keplerrdquo Năm 1998 Giaacuteo sư Thomas Hales1 đatilde
đưa ra giải phaacutep cho ldquosự phỏng đoaacuten Keplerrdquo Nội dung của giải phaacutep nagravey đatilde đượ c trigravenh
bagravey trong loạt bagravei baacuteo trecircn tờ ldquoHigravenh học rờ i rạc vagrave điện toaacutenrdquo ra đờ i từ năm 1997 Ocircng
nghiecircn cứu hơ n 150 caacutech sắp xếp khaacutec nhau khaacutec vớ i caacutech magrave Kepler đatilde đưa ra Giải phaacutep
của Hales đogravei hỏi khoảng 250 trang giấy in vagrave dung lượ ng 3 GB caacutec file trong maacutey tiacutenh
Qua caacutec chứng minh toaacuten học chặt chẽ thuật ngữ ldquosự sắp xếp đặc khiacutet caacutec quả cầurdquo (cps)
đatilde đượ c chấp nhận rộng ratildei trong l ĩ nh vực hoacutea học chất rắn vagrave cho đến nay noacute vẫn cograven giaacute
trị
WWWFACEBOOKCOMDAYKEMQUY
WWWBOIDUONGHOAHOCQUYNHONBLOGSPO
WWDAYKEMQUYNHONUCOZCOM
ng goacutep PDF bởi GV Nguyễn Thanh Tuacute
7262019 CHUYEcircN ĐỀ DUYEcircN HẢI BẮC BỘ NĂM 2015 - HOacuteA HỌC TINH THỂ
983107983144983157983161983274983150 đề 983108983112983106983106 983090983088983089983093 983085 983124983145983150983144 983156983144ề 983124983154983137983150983143 983093983089983087983093983092
thứ 3 đượ c xếp lecircn trecircn khoảng trống của lớ p thứ nhất (xem trườ ng hợ p B higravenh 2) Hatildey
tiacutenh độ chặt khiacutet cho caacutech sắp xếp thứ 2 đượ c gọi lagrave sắp xếp lập phươ ng tacircm diện fbc
d) Coacute một ngườ i nocircng dacircn đatilde xếp lớ p thứ ba theo kiểu fcc vagrave bacircy giờ khocircng xaacutec định
đượ c đacircu lagrave khoảng trống đacircu lagrave rau củ đatilde xếp ở lớ p thứ nhất Giaacute trị sẽ thay đổi như thế
nagraveo do sự sai lệch khi sắp xếp caacutec lớ p chặt khiacutet tiếp theo
3 Giả sử ngườ i nocircng dacircn nảy ra yacute định muốn xếp chung đagraveo vagrave dưa hấu vagraveo xe bằng caacutech
xếp đagraveo vagraveo khoảng trống giữa caacutec quả dưa hấu
a) Hatildey tiacutenh tỉ lệ baacuten kiacutenh giữa quả đagraveo vagrave dưa hấu lớ n nhất coacute thể để traacutenh bị dập caacutec quả
đagraveo trong caacutec trườ ng hợ p xếp đagraveo vagraveo
iLỗ trống lập phươ ng trong kiếu lập phươ ng đơ n giản
ii Lỗ trống baacutet diện trong kiếu lập phươ ng tacircm khối
iii Lỗ trống baacutet diện trong kiếu lập phươ ng tacircm diện
b) Trong caacutec kiếu sắp xếp sc hcp bcc vagrave fcc trung bigravenh vớ i một quả dưa hấu coacute thể
xếp tối đa bao nhiecircu quả đagraveo
c) Tiacutenh giaacute trị lớ n nhất cho caacutec kiếu sắp xếp sc bcc vagrave fcc coacute xếp đagraveo ở caacutec khoảng
trống
4 Hoa quả coacute thể bị hỏng do xe khocircng thoaacuteng gioacute
a) Để giữ caacutec khoảng trống trong kiểu sắp xếp bcc vagrave fcc ngườ i nocircng dacircn quyết định
chỉ xếp caacutec quả đagraveo vagraveo caacutec lỗ trống baacutet diện khocircng nối vớ i nhau qua mặt hay tacircm Trong
trườ ng hợ p nagravey vớ i một quả dưa coacute thể xếp đượ c bao nhiecircu quả đagraveo
b) Ngườ i nocircng dacircn ngh ĩ ra một caacutech khaacutec trong caacutech sắp xếp fcc ocircng xếp đagraveo vagraveo tất cả
caacutec lỗ trống baacutet diện (như trecircn) vagrave vớ i caacutec lỗ trống tứ diện ocircng xếp taacuteo vagraveo Theo caacutech
nagravey vớ i một quả dưa ocircng coacute thể xếp đượ c bao nhiecircu quả taacuteo
Tạo hoacutea cũng lagravem nảy sinh những vấn đề liacute thuacute như ldquosự phỏng đoaacuten Keplerrdquo Ngọc
opal lagrave một loại đaacute tự nhiecircn đượ c cấu tạo từ caacutec quả cầu beacute xiacuteu SiO2
(cỡ micro) sắp xếp đặc
khiacutet vớ i nhau Đặc tiacutenh của opal lagrave coacute thể phaacutet ra caacutec aacutenh saacuteng khaacutec nhau (phaacutet ngũ sắc) khi
đượ c chiếu saacuteng Hiện tượ ng nagravey đượ c giải thiacutech bằng sự nhiễu xạ aacutenh saacuteng nhigraven thấy tuacircn
theo định luật Bragg λ = 2d sinθ
Trong đoacute λ lagrave độ dagravei soacuteng của tia saacuteng d lagrave khoảng caacutech giữa caacutec lớ p sắp xếp chặtkhiacutet trong opal 2θ lagrave goacutec giữa tia tớ i vagrave tia nhiễu xạ (noacutei caacutech khaacutec θ lagrave goacutec nghiecircng giữa
tia sang vớ i bề mặt của đaacute opal)
Opal lagrave loại đaacute coacute cấu truacutec tinh thể đầu tiecircn đượ c biết lagrave coacute khả năng khuacutec xạ loại
vật chất đượ c cấu tạo từ caacutec quả cầu cỡ micro vớ i chỉ số khuacutec xạ cao Quang phổ của noacute đatilde
WWWFACEBOOKCOMDAYKEMQUY
WWWBOIDUONGHOAHOCQUYNHONBLOGSPO
WWDAYKEMQUYNHONUCOZCOM
ng goacutep PDF bởi GV Nguyễn Thanh Tuacute
7262019 CHUYEcircN ĐỀ DUYEcircN HẢI BẮC BỘ NĂM 2015 - HOacuteA HỌC TINH THỂ
983107983144983157983161983274983150 đề 983108983112983106983106 983090983088983089983093 983085 983124983145983150983144 983156983144ề 983124983154983137983150983143 983089983088983087983093983092
Hoặc Độ đặc khiacutet P = N c cc c
tb tb tb tb
V VV V
V VV V = 4
3 33 3
3 33 3
4 44 4 R R R R
3 33 3
a aa a
π
vớ i R =a 2 a 2 a 2 a 2
4 44 4
necircn P =
3 33 3
3 33 3
4 a 2 4 a 2 4 a 2 4 a 2 4 4 4 4
3 4 3 4 3 4 3 4
a aa a
π = 074
II53 M ạ ng tinh thể l ụ c phươ ng
Xeacutet 1 đơ n vị mạng lướ i tinh thể lục phươ ng coacute cạnh đaacutey = a vagrave chiều cao = c
rarr Mặt đaacutey của 1 ocirc mạng lagrave higravenh lục giaacutec tạo bở i 6 tam giaacutec đều cạnh a chiều cao
32
a necircn diện tiacutech mặt đaacutey =1 3
62 2
a atimes times times
rarr V mạng tt =1 3
62 2
a a ctimes times times times
Tiacutenh độ đặc khiacutet ρ
Higravenh 1 cho thấy cấu truacutec compac của mặt đaacutey mạng lục phương necircn 2a = 4rHigravenh 2 cho thấy sự xếp chồng khocircng compac giữa caacutec lớp ta coacute
2 2 2 2 2 62
3 4 3 4 3a c a c
r a c a= + rArr = + rArr =
3 3
2
46 100 16 ( ) 100 1003 2 74
1 3 2 6 3 26 3 3
2 2 3
ar
aa c a a
π π π
ρ
times times times times= = = =
times times times times times
III Một số kiểu cấu truacutec tiecircu biểu
III1 Cấu truacutec kim cươ ng
Ocirc mạng cơ sở của kim cươ ng lagrave lập phươ ng tacircm mặt ngoagravei ra caacutec nguyecircn tử
cacbon cograven chiếm một nửa số lỗ trống bốn mặt trong ocirc mạng một caacutech coacute trật tự Cấu truacutec
kim cươ ng đượ c higravenh dung gồm caacutec tứ diện đều nối vớ i nhau bở i caacutec đỉnh chung
WWWFACEBOOKCOMDAYKEMQUY
WWWBOIDUONGHOAHOCQUYNHONBLOGSPO
WWDAYKEMQUYNHONUCOZCOM
ng goacutep PDF bởi GV Nguyễn Thanh Tuacute
7262019 CHUYEcircN ĐỀ DUYEcircN HẢI BẮC BỘ NĂM 2015 - HOacuteA HỌC TINH THỂ
983107983144983157983161983274983150 đề 983108983112983106983106 983090983088983089983093 983085 983124983145983150983144 983156983144ề 983124983154983137983150983143 983089983089983087983093983092
Higravenh 5 Mocirc higravenh tinh thể kim cương
Vậy Số mắt Z = 4 + 612 + 818 = 8
Số phối triacute = 4 do mỗi nguyecircn tử cacbon đượ c đặt trong hốc tứ diện
Cấu truacutec kim cươ ng khocircng compac do khi caacutec nguyecircn tử cacbon xếp vagraveo caacutec lỗ tứ
diện đatilde đẩy caacutec nguyecircn tử chiếm caacutec vị triacute thocircng thườ ng của mạng lập phươ ng tacircm diện
lagravem chuacuteng khocircng cograven tiếp xuacutec nhau nữa Khoảng caacutech ngắn nhất giữa caacutec nguyecircn tử
cacbon (dC-C = 2R) nằm trecircn đườ ng cheacuteo của higravenh lập phươ ng con vagrave bằng 14 độ dagravei
đườ ng cheacuteo của ocirc mạng cơ sở Do đoacute1
2 34
R a= hay thocircng số mạng3
83
a R=
Độ compac
3 3
33
4 48
3 3 0343
(8 )3
Z R R
C a
R
π π times times= = asymp
Liecircn kết trong kim cươ ng lagrave thuần tuacutey cộng hoacutea trị Tinh thể kim cươ ng lagrave một đại
phacircn tử cộng hoacutea trị ba chiều necircn rất cứng Vigrave mọi electron đều cặp đocirci necircn kim cươ ngcaacutech điện vagrave nghịch từ Tiacutenh trong suốt của noacute đượ c giải thiacutech lagrave do năng lượ ng tia khả
kiến khocircng đủ mạnh để phaacute liecircn kết CndashC để kiacutech thiacutech electron đi chuyển trong tinh thể
III2 Cấu truacutec Xesi clorua CsCl
Higravenh 6 Mocirc higravenh tinh thể CsCl
WWWFACEBOOKCOMDAYKEMQUY
WWWBOIDUONGHOAHOCQUYNHONBLOGSPO
WWDAYKEMQUYNHONUCOZCOM
ng goacutep PDF bởi GV Nguyễn Thanh Tuacute
7262019 CHUYEcircN ĐỀ DUYEcircN HẢI BẮC BỘ NĂM 2015 - HOacuteA HỌC TINH THỂ
983107983144983157983161983274983150 đề 983108983112983106983106 983090983088983089983093 983085 983124983145983150983144 983156983144ề 983124983154983137983150983143 983089983091983087983093983092
Vigrave caacutec ion Na+ vagrave Cl minus
tiếp xuacutec nhau dọc theo cạnh của higravenh lập phươ ng necircn thocircng
số mạng a = 2(R + r) = 2(0181 + 097) = 0556 nm
Độ compac
3 33 3
3 3
4 44
16 0181 0973 33 0556
R r
C a
π π
π
times + + = = times = 0667
Cấu truacutec nagravey lagrave cấu truacutec của caacutec halogenua MX kim loại kiềm đầu tiecircn (M = Li NaK) của mọi hiđrua kiềm (M = Li hellipCs) cũng như cấu truacutec của nhiều oxit kim loại hoacutea trị
hai MO (M = Mg hellip Ba Ti hellipNi hellip) hay cấu truacutec cổ điển của cacbua hay caacutec nitrua xen
kẽ của caacutec ki loại chuyển tiếp
III4 Cấu truacutec sphalerit (blende)
Higravenh 8 Mocirc higravenh tinh thể ZnS
Tinh thể sphalerit ZnS coacute cấu truacutec kiểu kim cươ ng Mặc dugrave độ acircm điện giữa kẽm vagrave
lưu huỳnh checircnh nhau iacutet nhưng vẫn coacute thể dugraveng caacutec ion Zn2+ vagrave S2- để mocirc tả Caacutec ion S2-
(coacute baacuten kiacutenh lớ n hơ n R = 0184 nm) tạo thagravenh mạng lập phươ ng tacircm mặt ngh ĩ a lagrave coacute bốn
ion S2- thuộc về một ocirc mạng cơ sở Caacutec ion Zn2+ (coacute baacuten kiacutenh nhỏ hơ n r = 074 nm) chiếm
bốn trong số taacutem lỗ trống bốn mặt trong ocirc mạng hay coacute bốn ion Zn2+
trong một ocirc mạngVậy số mắt Z = 4 số phối triacute của Zn2+ vagrave S2- đều lagrave 4
Cấu truacutec kiểu sphalerit thường lagrave của hợp chất AB magrave nguyecircn tố electron np Trong
caacutec hợp chất nagravey tổng caacutec electron hoacutea trị của A B luocircn bằng 8 Noacute đặc trưng cho rất
nhiều hợp chất như SiC hellip SnSi GaP hellipInSb ZnS hellipCdTe CuF hellip AgI Quan trọng nhất
lagrave cacborundum hay cacbua silic SiC
III5 Cấu truacutec florin
Higravenh a Higravenh b
WWWFACEBOOKCOMDAYKEMQUY
WWWBOIDUONGHOAHOCQUYNHONBLOGSPO
WWDAYKEMQUYNHONUCOZCOM
ng goacutep PDF bởi GV Nguyễn Thanh Tuacute
7262019 CHUYEcircN ĐỀ DUYEcircN HẢI BẮC BỘ NĂM 2015 - HOacuteA HỌC TINH THỂ
983107983144983157983161983274983150 đề 983108983112983106983106 983090983088983089983093 983085 983124983145983150983144 983156983144ề 983124983154983137983150983143 983091983090983087983093983092
Magrave D=m
V = (2times M)(6023times 10
23times a
3)
Thay D=795 a= 2864 Ao
=gt M= 2679 gmol
Vậy M lagrave kim loại Fe
Bagravei 23 Một nguyecircn tố A coacute baacuten kiacutenh nguyecircn tử R = 136 pm vagrave đơ n chất kết tinh theo cấu
truacutec lập phươ ng tacircm diện tỷ khối d = 224 Xaacutec định A
H ướ ng d ẫ n giải
2R2a = = 385 pm 1A3
molg192Z
NaM minus=
ρ=
Đoacute lagrave Ir
Bagravei 24
Kim loại X đượ c tigravem thấy vagraveo năm 1737 Tecircn của noacute coacute nguồn gốc tiếng Đức lagraveldquokoboldrdquo coacute ngh ĩ a lagrave ldquolinh hồn của quỷrdquo Một mẫu kim loại X đượ c ngacircm trong nướ c cacircn
nặng 13315g trong khi đoacute đem ngacircm cugraveng khối lượ ng mẫu kim loại vagraveo CCl4 chỉ nặng
12331g Biết khối lượ ng riecircng của CCl4 lagrave 15842 gcm3Để xaacutec định nguyecircn tố X thigrave
ngườ i ta phải dugraveng đến nhiễu xạ neutron Phươ ng phaacutep nhiễu xạ nagravey chỉ đặc trưng cho cấu
truacutec lập phươ ng tacircm mặt (fcc) vagrave đo đượ c thocircng số mạng a= 35302pm
Hướng dẫn giải
3
3 3 7 3 23 1 1
4
890 (3530210 ) 60210 ( ) 5893( )4 4
A A
A
Z M M d
V N a N
d a N g cm cm mol M g mol
minus minus minus
= =
rArr = = =
Vậy X lagrave Co
Bagravei 25
Khi nhuacuteng chigravem một vật hoagraven vagraveo trong một chất lỏng thigrave noacute sẽ coacute khối lượ ng biểu
kiến vigrave noacute chịu lực đẩy Acsimet Nếu coi kim loại X coacute khối lượ ng m vagrave thể tiacutech V thigrave ta
coacute
4 4
2 2
33
1500012331 15842890
13315 10000 1685
X CCl CCl
X
X H O H O
m m d V m gm V d g cm
m m d V m V V cm
= minus == minusrArr rArr rArr =
= minus = minus =
Ocirc mạng fcc gồm 4 nguyecircn tử coacute
WWWFACEBOOKCOMDAYKEMQUY
WWWBOIDUONGHOAHOCQUYNHONBLOGSPO
WWDAYKEMQUYNHONUCOZCOM
ng goacutep PDF bởi GV Nguyễn Thanh Tuacute
7262019 CHUYEcircN ĐỀ DUYEcircN HẢI BẮC BỘ NĂM 2015 - HOacuteA HỌC TINH THỂ
1 Phacircn loại caacutec chất sau đacircy theo bản chất của lực tương taacutec giữa caacutec đơn vị cấu truacutec trong
mạng tinh thể của chuacuteng Cu kim cươ ng MgO C6H12O6 I2 Pb BN NaH
2 Maacuteu trong cơ thể ngườ i coacute magraveu đỏ vigrave chứa hemoglobin (chất vậnchuyển oxi chứa sắt) Maacuteu của một số động vật nhuyễn thể khocircng coacute
magraveu đỏ magrave coacute magraveu khaacutec vigrave chứa một kim loại khaacutec (X) Tế bagraveo đơ n vị (ocirc
mạng cơ sở ) lập phươ ng tacircm diện của tinh thể X (higravenh becircn) coacute cạnh
bằng 36210-8 cm Khối lượ ng riecircng của nguyecircn tố nagravey lagrave 8920 kgm3
WWWFACEBOOKCOMDAYKEMQUY
WWWBOIDUONGHOAHOCQUYNHONBLOGSPO
WWDAYKEMQUYNHONUCOZCOM
ng goacutep PDF bởi GV Nguyễn Thanh Tuacute
7262019 CHUYEcircN ĐỀ DUYEcircN HẢI BẮC BỘ NĂM 2015 - HOacuteA HỌC TINH THỂ
983107983144983157983161983274983150 đề 983108983112983106983106 983090983088983089983093 983085 983124983145983150983144 983156983144ề 983124983154983137983150983143 983091983097983087983093983092
Trong mỗi ocirc cơ sở coacute 4 phacircn tử BaO2 rarr thể tiacutech của mỗi ocirc V = 4mD
Vớ i m =100236
99915232713723
+= 2811310-22 gam
rarr V = 1979810-22 (cm3) = 197979342 (pm3)
(2x134 + 2a)2( 2x134 + 2a+149) = 197979342
(134 + a)2(134 + a+745) = 24747418
(134 + a)3+ (134 + a)2 745 - 24747418 = 0
rarr a = 2686-134 = 135 pm
Bagravei 33
Niken (II) oxit coacute cấu truacutec tinh thể giống mạng tinh thể natri clorua Caacutec ion O2- tạo
thagravenh mạng lập phươ ng tacircm mặt caacutec hốc baacutet diện coacute caacutec ion Ni2+ Khối lượ ng riecircng của
Niken (II) oxit lagrave 667 gcm3 Nếu cho Niken (II) oxit taacutec dụng vớ i Liti oxit vagrave oxi thigrave đượ c
caacutec tinh thể trắng coacute thagravenh phần LixNi1-xO
2x
Li2O + (1-x) NiO +4x
O2 rarr LixNi1-xO
Cấu truacutec mạng tinh thể của LixNi1-xO giống cấu truacutec mạng tinh thể của NiO nhưng
một số ion Ni2+ đượ c thay thế bằng caacutec ion Liti vagrave một số ion Ni2+ bị oxi hoacutea để đảm bảo
tiacutenh trung hogravea điện của phacircn tử Khối lượ ng riecircng của tinh thể LixNi1-xO lagrave 621 gcm3
Tiacutenh x (chấp nhận thể tiacutech của ocirc mạng cơ sở khocircng thay đổi khi chuyển từ NiO
thagravenh LixNi1-xO)
Cho NA= 60231023 mol-1 Ni = 5871 Li = 694 O = 16
H ướ ng d ẫ n giải
Trong một tinh thể sự sắp xếp của caacutec anion vagrave caacutec cation theo cấu truacutec mạng lậpphươ ng tacircm mặt Caacutec cation vagrave anion nằm xen kẽ nhau Một ocirc mạng cơ sở chứa 4 cation
vagrave 4 anion
3A
NiONiO aN
nMD =
Tiacutenh cạnh a của ocirc mạng cơ sở của NiO
WWWFACEBOOKCOMDAYKEMQUY
WWWBOIDUONGHOAHOCQUYNHONBLOGSPO
WWDAYKEMQUYNHONUCOZCOM
ng goacutep PDF bởi GV Nguyễn Thanh Tuacute
7262019 CHUYEcircN ĐỀ DUYEcircN HẢI BẮC BỘ NĂM 2015 - HOacuteA HỌC TINH THỂ
983107983144983157983161983274983150 đề 983108983112983106983106 983090983088983089983093 983085 983124983145983150983144 983156983144ề 983124983154983137983150983143 983092983088983087983093983092
323 667602310
74714a
timestimes
= = 400610-8 cm
Vậy[ ]
( )3823 420610602310
16x)5871(1694x4621
minustimes
+minus+times= =gt x = 01
Bagravei 34 (Đề thi chọn đội tuyển quốc tế 2013)
Hiện tượ ng caacutec ion khaacutech xacircm nhập vagraveo mạng lướ i tinh thể chủ vagrave chiếm caacutec vị triacute
hốc trống trong mạng lướ i tinh thể chủ xảy ra khaacute phổ biến Quaacute trigravenh nagravey thườ ng diễn ra
chậm vagrave ở nhiệt độ cao Tuy nhiecircn quaacute trigravenh xacircm nhập của cation Li+ vagraveo mạng lướ i tinh
thể ReO3 lại đặc biệt bở i chuacuteng xảy ra khaacute nhanh ngay ở nhiệt độ phograveng Trong tinh thể
ReO3 mỗi nguyecircn tử Re đượ c bao quanh bở i 6 nguyecircn tử oxi tạo necircn những baacutet diện đều
giống nhau Biết rằng tinh thể ReO3 thuộc hệ lập phươ ng (chiều dagravei mỗi cạnh lagrave 0374 nm)
trong đoacute nguyecircn tử Re chiếm caacutec vị triacute đỉnh của higravenh lập phươ ng
1 Hatildey chứng minh rằng nguyecircn tử oxi chỉ coacute thể chiếm vị triacute trung điểm tất cả caacutec cạnh
của ocirc mạng vagrave vẽ một ocirc mạng cơ sở của tinh thể ReO3
2 Giả sử tinh thể ReO3 coacute bản chất ion Cho biết baacuten kiacutenh của ion O2- lagrave 0126 nm
a) Tiacutenh baacuten kiacutenh của ion Re6+
b) Cation khaacutech coacute kiacutech thướ c lớ n nhất bằng bao nhiecircu để khi xacircm nhập vagraveo mạng lướ i
tinh thể ReO3 khocircng lagravem thay đổi kiacutech thướ c của ocirc mạng tinh thể (bỏ qua mọi tươ ng taacutec
giữa ion nagravey vagrave tinh thể ReO3)
Hướng dẫn giải
1 Biện luận vị triacute của O
- Do số phối triacute của Re = 6 vagrave tỉ lệ ReO = 13 necircn số phối triacute của O = 63 = 2
- Như vậy một O phối triacute vớ i 2 Re vagrave caacutech đều hai Re vigrave caacutec nguyecircn tử Re lagrave tươ ng đươ ng- Giả sử nguyecircn tử O1 (khocircng nằm trecircn cạnh a) phối triacute vớ i 2 Re thuộc cạnh a thigrave trong ocirc
mạng phiacutea trecircn (hoặc phiacutea dướ i) cũng sẽ coacute nguyecircn tử O1rsquo tươ ng đươ ng vớ i O1 cugraveng phối
triacute vớ i nguyecircn tử Re chung nagravey Goacutec liecircn kết O1ReO1rsquo ne 180 o vagrave ne 90 o (= 90o thigrave O1
phải ở tacircm của higravenh lập phươ ng SPT = 8) như vậy khocircng thỏa matilden điều kiện phối triacute baacutet
WWWFACEBOOKCOMDAYKEMQUY
WWWBOIDUONGHOAHOCQUYNHONBLOGSPO
WWDAYKEMQUYNHONUCOZCOM
ng goacutep PDF bởi GV Nguyễn Thanh Tuacute
7262019 CHUYEcircN ĐỀ DUYEcircN HẢI BẮC BỘ NĂM 2015 - HOacuteA HỌC TINH THỂ
983107983144983157983161983274983150 đề 983108983112983106983106 983090983088983089983093 983085 983124983145983150983144 983156983144ề 983124983154983137983150983143 983092983089983087983093983092
diện đều của Re Vậy O1 phải nằm trecircn cạnh a Vagrave đươ ng nhiecircn phải nằm ở trung điểm vigrave
noacute caacutech đều hai Re ở hai đỉnh
Kết luận Caacutec nguyecircn tử O nằm ở trung điểm của mỗi cạnh Kiểm tra tỉ lệ ReO
trong một ocirc mạng = (818) (1214) = 13
2 Tiacutenh baacuten kiacutenh Re6+
2r minus2O + 2r +6Re = a = 0374 nm vậy r +6Re = (0374 ndash 20126)2 = 0061 nm
Tiacutenh baacuten kiacutenh cự c đại của ion lạ
Ion lạ xacircm nhập sẽ chiếm vị triacute trung tacircm của ocirc mạng cơ sở Do vậy khoảng caacutech từ
tacircm đến trung điểm mỗi cạnh tươ ng ứng bằng r minus2O+ rion lạ = a 2 = 0374 141= 0265 nm
vậy baacuten kiacutenh cực đại của ion lạ = 0265 ndash 0126 = 0139 nm
Bagravei 35
Bạc baacuten kiacutenh nguyecircn tử R = 144pm kết tinh dạng ocirc mạng cfc Tugravey theo kiacutech thướ c
magrave caacutec nguyecircn tử lạ E coacute thể đi vagraveo trong mạng bạc tạo ra một dung dịch rắn coacute tecircn gọikhaacutec nhau dung dịch rắn xen kẽ ( bằng caacutech chiếm caacutec lỗ xen kẽ) hoặc dung dịch rắn
thay thế (bằng caacutech thay thế caacutec nguyecircn tử bạc)
1) Tiacutenh khối lượ ng thể tiacutech của bạc nguyecircn chất
2) Xaacutec định số phối triacute vagrave độ compac của mạng cfc
3) Xen kẽ lỗ tinh thể học khaacutec nhau khi tạo thagravenh
a) Cho biết bản chất vagrave số mắt của mỗi chất chứa trong một ocirc mạng
b) Xaacutec định baacuten kiacutenh cực đại ri của một nguyecircn tử lạ E higravenh cầu nằm trong mạng ở mỗi
kiểu lỗ magrave khocircng lagravem biến dạng mạng4) Vagraveng baacuten kiacutenh nguyecircn tử Rrsquo = 147pm tạo dung dịch rắn a vớ i bạc
a) Suy ra bản chất của dung dịch a nagravey
b) Biểu thị cấu truacutec hoacutea học của a theo phần mol x của vagraveng
5) Một hợ p kim bạc-vagraveng tươ ng ứng vớ i một thagravenh phần đặc biệt của dung dịch rắn a đặc
trưng bở i phần khối lượ ng vagraveng w = 01
a) Tiacutenh giaacute trị của x
b) Xaacutec định khối lượ ng thể tiacutech của hợ p kim nagravey
(Theo ENSIETA Ban Vật lyacute1992) H ướ ng d ẫ n giải
1) Sơ đồ ocirc mạng cfc
Số nguyecircn tử bạc trong một ocirc mạng
WWWFACEBOOKCOMDAYKEMQUY
WWWBOIDUONGHOAHOCQUYNHONBLOGSPO
WWDAYKEMQUYNHONUCOZCOM
ng goacutep PDF bởi GV Nguyễn Thanh Tuacute
7262019 CHUYEcircN ĐỀ DUYEcircN HẢI BẮC BỘ NĂM 2015 - HOacuteA HỌC TINH THỂ
983107983144983157983161983274983150 đề 983108983112983106983106 983090983088983089983093 983085 983124983145983150983144 983156983144ề 983124983154983137983150983143 983092983095983087983093983092
b) Baacuten kiacutenh gaacuten cho nguyecircn tử hidro lagrave r = 37 pm Suy ra kiểu lỗ tươ ng thiacutech vớ i sự
lấp đầy
c) Trong thực tế caacutec nguyecircn tử hidro nằm trong mọi lỗ kiểu khaacutec hatildey lập cocircng thức
nguyecircn của hiđrua vagrave necircu một viacute dụ về tinh thể ion đẳng cấu truacutec
2 ) Hợ p kim của titan vagrave sắt thagravenh phần TiFe lagrave hợ p chất magrave caacutec nguyecircn tử titan chiếm caacutec
lỗ mạng lập phươ ng đơ n giản của sắt thocircng số = 298 pm
a ) Necircu ra hợ p chất ion kiểu tươ ng ứng cấu truacutec nagravey
b ) Trong hợ p chất TiFe caacutec nguyecircn tử hiđro chiếm mọi lỗ tạo ra từ bốn nguyecircn tử titan
vagrave hai nguyecircn tử sắt ( xem higravenh vẽ )
Xaacutec định higravenh học của một lỗ như vậy Xaacutec định cocircng thức của hiđrua thu đượ c khi batildeo
hogravea caacutec lỗ nagravey
3 ) Khả năng trữ hiđro của một vật liệu M i biểu thị bằng dung lượ ng thể tiacutech hấp phụ C va ( M i ) đượ c định ngh ĩ a lagrave tỷ số khối lượ ng hiđro bị hấp phụ trecircn thể tiacutech đơ n vị của vật liệu
nguyecircn chất
a ) Biểu thị C va ( M i ) theo thể tiacutech V i của ocirc mạng vagrave theo lượ ng hiđro ni bị hấp phụ
b ) So saacutenh dung lượ ng thể tiacutech hấp phụ lyacute thuyết của hai vật liệu xeacutet ở mục 1 vagrave 2
c ) Tiacutenh khối lượ ng cực tiểu của vật liệu rắn cần để tạo ra cugraveng lượ ng hiđro magrave bigravenh chứa
đựng 700 kg khiacute hoacutea lỏng Kết luận
H ướ ng d ẫ n giải
1 a)Lỗ O R + r 0 =2 R =gt r 0 =662 pm
b)Lỗ T R + r t = 2 R =gt r t = 36 pm
c) Lỗ chiếm tươ ng thiacutech đượ c dự kiến lagrave O
WWWFACEBOOKCOMDAYKEMQUY
WWWBOIDUONGHOAHOCQUYNHONBLOGSPO
WWDAYKEMQUYNHONUCOZCOM
ng goacutep PDF bởi GV Nguyễn Thanh Tuacute
7262019 CHUYEcircN ĐỀ DUYEcircN HẢI BẮC BỘ NĂM 2015 - HOacuteA HỌC TINH THỂ
983107983144983157983161983274983150 đề 983108983112983106983106 983090983088983089983093 983085 983124983145983150983144 983156983144ề 983124983154983137983150983143 983092983097983087983093983092
VI Ứng dụng kiến thức tinh thể vagraveo cuộc sống
(Bagravei được triacutech từ ldquoBagravei chuẩn bị Icho 39rdquo)
HOA QUẢ RAU CỎ VAgrave CAacuteC NGUYEcircN TỬ
Khi giải quyế t vấ n đề nagraveychư a coacute loại rau quả nagraveo bị phaacute hủ y
Năm 1611 nhagrave toaacuten học vagrave thiecircn văn học người Đức Johannes Kepler nghiecircn cứu
sự sắp xếp caacutec viecircn đạn của suacuteng thần cocircng trong một kim tự thaacutep Ocircng khẳng định rằngchỉ coacute một caacutech duy nhất để sắp xếp caacutec quả cầu cứng giống hệt nhau vagraveo một thể tiacutech sao
cho khiacutet nhất coacute thể ldquohellipkhocircng thể coacute thếm bất cứ một caacutech sắp xếp nagraveo khaacutec để chegraven thecircm
dugrave một viecircn đạn nữa vagraveo hogravem đoacuterdquo Ocircng lagrave ngườ i đầu tiecircn phaacutet biểu về một vấn đề như vậy
vagrave sau nagravey noacute đượ c gọi lagrave ldquosự phỏng đoaacuten Keplerrdquo Năm 1998 Giaacuteo sư Thomas Hales1 đatilde
đưa ra giải phaacutep cho ldquosự phỏng đoaacuten Keplerrdquo Nội dung của giải phaacutep nagravey đatilde đượ c trigravenh
bagravey trong loạt bagravei baacuteo trecircn tờ ldquoHigravenh học rờ i rạc vagrave điện toaacutenrdquo ra đờ i từ năm 1997 Ocircng
nghiecircn cứu hơ n 150 caacutech sắp xếp khaacutec nhau khaacutec vớ i caacutech magrave Kepler đatilde đưa ra Giải phaacutep
của Hales đogravei hỏi khoảng 250 trang giấy in vagrave dung lượ ng 3 GB caacutec file trong maacutey tiacutenh
Qua caacutec chứng minh toaacuten học chặt chẽ thuật ngữ ldquosự sắp xếp đặc khiacutet caacutec quả cầurdquo (cps)
đatilde đượ c chấp nhận rộng ratildei trong l ĩ nh vực hoacutea học chất rắn vagrave cho đến nay noacute vẫn cograven giaacute
trị
WWWFACEBOOKCOMDAYKEMQUY
WWWBOIDUONGHOAHOCQUYNHONBLOGSPO
WWDAYKEMQUYNHONUCOZCOM
ng goacutep PDF bởi GV Nguyễn Thanh Tuacute
7262019 CHUYEcircN ĐỀ DUYEcircN HẢI BẮC BỘ NĂM 2015 - HOacuteA HỌC TINH THỂ
983107983144983157983161983274983150 đề 983108983112983106983106 983090983088983089983093 983085 983124983145983150983144 983156983144ề 983124983154983137983150983143 983093983089983087983093983092
thứ 3 đượ c xếp lecircn trecircn khoảng trống của lớ p thứ nhất (xem trườ ng hợ p B higravenh 2) Hatildey
tiacutenh độ chặt khiacutet cho caacutech sắp xếp thứ 2 đượ c gọi lagrave sắp xếp lập phươ ng tacircm diện fbc
d) Coacute một ngườ i nocircng dacircn đatilde xếp lớ p thứ ba theo kiểu fcc vagrave bacircy giờ khocircng xaacutec định
đượ c đacircu lagrave khoảng trống đacircu lagrave rau củ đatilde xếp ở lớ p thứ nhất Giaacute trị sẽ thay đổi như thế
nagraveo do sự sai lệch khi sắp xếp caacutec lớ p chặt khiacutet tiếp theo
3 Giả sử ngườ i nocircng dacircn nảy ra yacute định muốn xếp chung đagraveo vagrave dưa hấu vagraveo xe bằng caacutech
xếp đagraveo vagraveo khoảng trống giữa caacutec quả dưa hấu
a) Hatildey tiacutenh tỉ lệ baacuten kiacutenh giữa quả đagraveo vagrave dưa hấu lớ n nhất coacute thể để traacutenh bị dập caacutec quả
đagraveo trong caacutec trườ ng hợ p xếp đagraveo vagraveo
iLỗ trống lập phươ ng trong kiếu lập phươ ng đơ n giản
ii Lỗ trống baacutet diện trong kiếu lập phươ ng tacircm khối
iii Lỗ trống baacutet diện trong kiếu lập phươ ng tacircm diện
b) Trong caacutec kiếu sắp xếp sc hcp bcc vagrave fcc trung bigravenh vớ i một quả dưa hấu coacute thể
xếp tối đa bao nhiecircu quả đagraveo
c) Tiacutenh giaacute trị lớ n nhất cho caacutec kiếu sắp xếp sc bcc vagrave fcc coacute xếp đagraveo ở caacutec khoảng
trống
4 Hoa quả coacute thể bị hỏng do xe khocircng thoaacuteng gioacute
a) Để giữ caacutec khoảng trống trong kiểu sắp xếp bcc vagrave fcc ngườ i nocircng dacircn quyết định
chỉ xếp caacutec quả đagraveo vagraveo caacutec lỗ trống baacutet diện khocircng nối vớ i nhau qua mặt hay tacircm Trong
trườ ng hợ p nagravey vớ i một quả dưa coacute thể xếp đượ c bao nhiecircu quả đagraveo
b) Ngườ i nocircng dacircn ngh ĩ ra một caacutech khaacutec trong caacutech sắp xếp fcc ocircng xếp đagraveo vagraveo tất cả
caacutec lỗ trống baacutet diện (như trecircn) vagrave vớ i caacutec lỗ trống tứ diện ocircng xếp taacuteo vagraveo Theo caacutech
nagravey vớ i một quả dưa ocircng coacute thể xếp đượ c bao nhiecircu quả taacuteo
Tạo hoacutea cũng lagravem nảy sinh những vấn đề liacute thuacute như ldquosự phỏng đoaacuten Keplerrdquo Ngọc
opal lagrave một loại đaacute tự nhiecircn đượ c cấu tạo từ caacutec quả cầu beacute xiacuteu SiO2
(cỡ micro) sắp xếp đặc
khiacutet vớ i nhau Đặc tiacutenh của opal lagrave coacute thể phaacutet ra caacutec aacutenh saacuteng khaacutec nhau (phaacutet ngũ sắc) khi
đượ c chiếu saacuteng Hiện tượ ng nagravey đượ c giải thiacutech bằng sự nhiễu xạ aacutenh saacuteng nhigraven thấy tuacircn
theo định luật Bragg λ = 2d sinθ
Trong đoacute λ lagrave độ dagravei soacuteng của tia saacuteng d lagrave khoảng caacutech giữa caacutec lớ p sắp xếp chặtkhiacutet trong opal 2θ lagrave goacutec giữa tia tớ i vagrave tia nhiễu xạ (noacutei caacutech khaacutec θ lagrave goacutec nghiecircng giữa
tia sang vớ i bề mặt của đaacute opal)
Opal lagrave loại đaacute coacute cấu truacutec tinh thể đầu tiecircn đượ c biết lagrave coacute khả năng khuacutec xạ loại
vật chất đượ c cấu tạo từ caacutec quả cầu cỡ micro vớ i chỉ số khuacutec xạ cao Quang phổ của noacute đatilde
WWWFACEBOOKCOMDAYKEMQUY
WWWBOIDUONGHOAHOCQUYNHONBLOGSPO
WWDAYKEMQUYNHONUCOZCOM
ng goacutep PDF bởi GV Nguyễn Thanh Tuacute
7262019 CHUYEcircN ĐỀ DUYEcircN HẢI BẮC BỘ NĂM 2015 - HOacuteA HỌC TINH THỂ
983107983144983157983161983274983150 đề 983108983112983106983106 983090983088983089983093 983085 983124983145983150983144 983156983144ề 983124983154983137983150983143 983089983089983087983093983092
Higravenh 5 Mocirc higravenh tinh thể kim cương
Vậy Số mắt Z = 4 + 612 + 818 = 8
Số phối triacute = 4 do mỗi nguyecircn tử cacbon đượ c đặt trong hốc tứ diện
Cấu truacutec kim cươ ng khocircng compac do khi caacutec nguyecircn tử cacbon xếp vagraveo caacutec lỗ tứ
diện đatilde đẩy caacutec nguyecircn tử chiếm caacutec vị triacute thocircng thườ ng của mạng lập phươ ng tacircm diện
lagravem chuacuteng khocircng cograven tiếp xuacutec nhau nữa Khoảng caacutech ngắn nhất giữa caacutec nguyecircn tử
cacbon (dC-C = 2R) nằm trecircn đườ ng cheacuteo của higravenh lập phươ ng con vagrave bằng 14 độ dagravei
đườ ng cheacuteo của ocirc mạng cơ sở Do đoacute1
2 34
R a= hay thocircng số mạng3
83
a R=
Độ compac
3 3
33
4 48
3 3 0343
(8 )3
Z R R
C a
R
π π times times= = asymp
Liecircn kết trong kim cươ ng lagrave thuần tuacutey cộng hoacutea trị Tinh thể kim cươ ng lagrave một đại
phacircn tử cộng hoacutea trị ba chiều necircn rất cứng Vigrave mọi electron đều cặp đocirci necircn kim cươ ngcaacutech điện vagrave nghịch từ Tiacutenh trong suốt của noacute đượ c giải thiacutech lagrave do năng lượ ng tia khả
kiến khocircng đủ mạnh để phaacute liecircn kết CndashC để kiacutech thiacutech electron đi chuyển trong tinh thể
III2 Cấu truacutec Xesi clorua CsCl
Higravenh 6 Mocirc higravenh tinh thể CsCl
WWWFACEBOOKCOMDAYKEMQUY
WWWBOIDUONGHOAHOCQUYNHONBLOGSPO
WWDAYKEMQUYNHONUCOZCOM
ng goacutep PDF bởi GV Nguyễn Thanh Tuacute
7262019 CHUYEcircN ĐỀ DUYEcircN HẢI BẮC BỘ NĂM 2015 - HOacuteA HỌC TINH THỂ
983107983144983157983161983274983150 đề 983108983112983106983106 983090983088983089983093 983085 983124983145983150983144 983156983144ề 983124983154983137983150983143 983089983091983087983093983092
Vigrave caacutec ion Na+ vagrave Cl minus
tiếp xuacutec nhau dọc theo cạnh của higravenh lập phươ ng necircn thocircng
số mạng a = 2(R + r) = 2(0181 + 097) = 0556 nm
Độ compac
3 33 3
3 3
4 44
16 0181 0973 33 0556
R r
C a
π π
π
times + + = = times = 0667
Cấu truacutec nagravey lagrave cấu truacutec của caacutec halogenua MX kim loại kiềm đầu tiecircn (M = Li NaK) của mọi hiđrua kiềm (M = Li hellipCs) cũng như cấu truacutec của nhiều oxit kim loại hoacutea trị
hai MO (M = Mg hellip Ba Ti hellipNi hellip) hay cấu truacutec cổ điển của cacbua hay caacutec nitrua xen
kẽ của caacutec ki loại chuyển tiếp
III4 Cấu truacutec sphalerit (blende)
Higravenh 8 Mocirc higravenh tinh thể ZnS
Tinh thể sphalerit ZnS coacute cấu truacutec kiểu kim cươ ng Mặc dugrave độ acircm điện giữa kẽm vagrave
lưu huỳnh checircnh nhau iacutet nhưng vẫn coacute thể dugraveng caacutec ion Zn2+ vagrave S2- để mocirc tả Caacutec ion S2-
(coacute baacuten kiacutenh lớ n hơ n R = 0184 nm) tạo thagravenh mạng lập phươ ng tacircm mặt ngh ĩ a lagrave coacute bốn
ion S2- thuộc về một ocirc mạng cơ sở Caacutec ion Zn2+ (coacute baacuten kiacutenh nhỏ hơ n r = 074 nm) chiếm
bốn trong số taacutem lỗ trống bốn mặt trong ocirc mạng hay coacute bốn ion Zn2+
trong một ocirc mạngVậy số mắt Z = 4 số phối triacute của Zn2+ vagrave S2- đều lagrave 4
Cấu truacutec kiểu sphalerit thường lagrave của hợp chất AB magrave nguyecircn tố electron np Trong
caacutec hợp chất nagravey tổng caacutec electron hoacutea trị của A B luocircn bằng 8 Noacute đặc trưng cho rất
nhiều hợp chất như SiC hellip SnSi GaP hellipInSb ZnS hellipCdTe CuF hellip AgI Quan trọng nhất
lagrave cacborundum hay cacbua silic SiC
III5 Cấu truacutec florin
Higravenh a Higravenh b
WWWFACEBOOKCOMDAYKEMQUY
WWWBOIDUONGHOAHOCQUYNHONBLOGSPO
WWDAYKEMQUYNHONUCOZCOM
ng goacutep PDF bởi GV Nguyễn Thanh Tuacute
7262019 CHUYEcircN ĐỀ DUYEcircN HẢI BẮC BỘ NĂM 2015 - HOacuteA HỌC TINH THỂ
983107983144983157983161983274983150 đề 983108983112983106983106 983090983088983089983093 983085 983124983145983150983144 983156983144ề 983124983154983137983150983143 983091983090983087983093983092
Magrave D=m
V = (2times M)(6023times 10
23times a
3)
Thay D=795 a= 2864 Ao
=gt M= 2679 gmol
Vậy M lagrave kim loại Fe
Bagravei 23 Một nguyecircn tố A coacute baacuten kiacutenh nguyecircn tử R = 136 pm vagrave đơ n chất kết tinh theo cấu
truacutec lập phươ ng tacircm diện tỷ khối d = 224 Xaacutec định A
H ướ ng d ẫ n giải
2R2a = = 385 pm 1A3
molg192Z
NaM minus=
ρ=
Đoacute lagrave Ir
Bagravei 24
Kim loại X đượ c tigravem thấy vagraveo năm 1737 Tecircn của noacute coacute nguồn gốc tiếng Đức lagraveldquokoboldrdquo coacute ngh ĩ a lagrave ldquolinh hồn của quỷrdquo Một mẫu kim loại X đượ c ngacircm trong nướ c cacircn
nặng 13315g trong khi đoacute đem ngacircm cugraveng khối lượ ng mẫu kim loại vagraveo CCl4 chỉ nặng
12331g Biết khối lượ ng riecircng của CCl4 lagrave 15842 gcm3Để xaacutec định nguyecircn tố X thigrave
ngườ i ta phải dugraveng đến nhiễu xạ neutron Phươ ng phaacutep nhiễu xạ nagravey chỉ đặc trưng cho cấu
truacutec lập phươ ng tacircm mặt (fcc) vagrave đo đượ c thocircng số mạng a= 35302pm
Hướng dẫn giải
3
3 3 7 3 23 1 1
4
890 (3530210 ) 60210 ( ) 5893( )4 4
A A
A
Z M M d
V N a N
d a N g cm cm mol M g mol
minus minus minus
= =
rArr = = =
Vậy X lagrave Co
Bagravei 25
Khi nhuacuteng chigravem một vật hoagraven vagraveo trong một chất lỏng thigrave noacute sẽ coacute khối lượ ng biểu
kiến vigrave noacute chịu lực đẩy Acsimet Nếu coi kim loại X coacute khối lượ ng m vagrave thể tiacutech V thigrave ta
coacute
4 4
2 2
33
1500012331 15842890
13315 10000 1685
X CCl CCl
X
X H O H O
m m d V m gm V d g cm
m m d V m V V cm
= minus == minusrArr rArr rArr =
= minus = minus =
Ocirc mạng fcc gồm 4 nguyecircn tử coacute
WWWFACEBOOKCOMDAYKEMQUY
WWWBOIDUONGHOAHOCQUYNHONBLOGSPO
WWDAYKEMQUYNHONUCOZCOM
ng goacutep PDF bởi GV Nguyễn Thanh Tuacute
7262019 CHUYEcircN ĐỀ DUYEcircN HẢI BẮC BỘ NĂM 2015 - HOacuteA HỌC TINH THỂ
1 Phacircn loại caacutec chất sau đacircy theo bản chất của lực tương taacutec giữa caacutec đơn vị cấu truacutec trong
mạng tinh thể của chuacuteng Cu kim cươ ng MgO C6H12O6 I2 Pb BN NaH
2 Maacuteu trong cơ thể ngườ i coacute magraveu đỏ vigrave chứa hemoglobin (chất vậnchuyển oxi chứa sắt) Maacuteu của một số động vật nhuyễn thể khocircng coacute
magraveu đỏ magrave coacute magraveu khaacutec vigrave chứa một kim loại khaacutec (X) Tế bagraveo đơ n vị (ocirc
mạng cơ sở ) lập phươ ng tacircm diện của tinh thể X (higravenh becircn) coacute cạnh
bằng 36210-8 cm Khối lượ ng riecircng của nguyecircn tố nagravey lagrave 8920 kgm3
WWWFACEBOOKCOMDAYKEMQUY
WWWBOIDUONGHOAHOCQUYNHONBLOGSPO
WWDAYKEMQUYNHONUCOZCOM
ng goacutep PDF bởi GV Nguyễn Thanh Tuacute
7262019 CHUYEcircN ĐỀ DUYEcircN HẢI BẮC BỘ NĂM 2015 - HOacuteA HỌC TINH THỂ
983107983144983157983161983274983150 đề 983108983112983106983106 983090983088983089983093 983085 983124983145983150983144 983156983144ề 983124983154983137983150983143 983091983097983087983093983092
Trong mỗi ocirc cơ sở coacute 4 phacircn tử BaO2 rarr thể tiacutech của mỗi ocirc V = 4mD
Vớ i m =100236
99915232713723
+= 2811310-22 gam
rarr V = 1979810-22 (cm3) = 197979342 (pm3)
(2x134 + 2a)2( 2x134 + 2a+149) = 197979342
(134 + a)2(134 + a+745) = 24747418
(134 + a)3+ (134 + a)2 745 - 24747418 = 0
rarr a = 2686-134 = 135 pm
Bagravei 33
Niken (II) oxit coacute cấu truacutec tinh thể giống mạng tinh thể natri clorua Caacutec ion O2- tạo
thagravenh mạng lập phươ ng tacircm mặt caacutec hốc baacutet diện coacute caacutec ion Ni2+ Khối lượ ng riecircng của
Niken (II) oxit lagrave 667 gcm3 Nếu cho Niken (II) oxit taacutec dụng vớ i Liti oxit vagrave oxi thigrave đượ c
caacutec tinh thể trắng coacute thagravenh phần LixNi1-xO
2x
Li2O + (1-x) NiO +4x
O2 rarr LixNi1-xO
Cấu truacutec mạng tinh thể của LixNi1-xO giống cấu truacutec mạng tinh thể của NiO nhưng
một số ion Ni2+ đượ c thay thế bằng caacutec ion Liti vagrave một số ion Ni2+ bị oxi hoacutea để đảm bảo
tiacutenh trung hogravea điện của phacircn tử Khối lượ ng riecircng của tinh thể LixNi1-xO lagrave 621 gcm3
Tiacutenh x (chấp nhận thể tiacutech của ocirc mạng cơ sở khocircng thay đổi khi chuyển từ NiO
thagravenh LixNi1-xO)
Cho NA= 60231023 mol-1 Ni = 5871 Li = 694 O = 16
H ướ ng d ẫ n giải
Trong một tinh thể sự sắp xếp của caacutec anion vagrave caacutec cation theo cấu truacutec mạng lậpphươ ng tacircm mặt Caacutec cation vagrave anion nằm xen kẽ nhau Một ocirc mạng cơ sở chứa 4 cation
vagrave 4 anion
3A
NiONiO aN
nMD =
Tiacutenh cạnh a của ocirc mạng cơ sở của NiO
WWWFACEBOOKCOMDAYKEMQUY
WWWBOIDUONGHOAHOCQUYNHONBLOGSPO
WWDAYKEMQUYNHONUCOZCOM
ng goacutep PDF bởi GV Nguyễn Thanh Tuacute
7262019 CHUYEcircN ĐỀ DUYEcircN HẢI BẮC BỘ NĂM 2015 - HOacuteA HỌC TINH THỂ
983107983144983157983161983274983150 đề 983108983112983106983106 983090983088983089983093 983085 983124983145983150983144 983156983144ề 983124983154983137983150983143 983092983088983087983093983092
323 667602310
74714a
timestimes
= = 400610-8 cm
Vậy[ ]
( )3823 420610602310
16x)5871(1694x4621
minustimes
+minus+times= =gt x = 01
Bagravei 34 (Đề thi chọn đội tuyển quốc tế 2013)
Hiện tượ ng caacutec ion khaacutech xacircm nhập vagraveo mạng lướ i tinh thể chủ vagrave chiếm caacutec vị triacute
hốc trống trong mạng lướ i tinh thể chủ xảy ra khaacute phổ biến Quaacute trigravenh nagravey thườ ng diễn ra
chậm vagrave ở nhiệt độ cao Tuy nhiecircn quaacute trigravenh xacircm nhập của cation Li+ vagraveo mạng lướ i tinh
thể ReO3 lại đặc biệt bở i chuacuteng xảy ra khaacute nhanh ngay ở nhiệt độ phograveng Trong tinh thể
ReO3 mỗi nguyecircn tử Re đượ c bao quanh bở i 6 nguyecircn tử oxi tạo necircn những baacutet diện đều
giống nhau Biết rằng tinh thể ReO3 thuộc hệ lập phươ ng (chiều dagravei mỗi cạnh lagrave 0374 nm)
trong đoacute nguyecircn tử Re chiếm caacutec vị triacute đỉnh của higravenh lập phươ ng
1 Hatildey chứng minh rằng nguyecircn tử oxi chỉ coacute thể chiếm vị triacute trung điểm tất cả caacutec cạnh
của ocirc mạng vagrave vẽ một ocirc mạng cơ sở của tinh thể ReO3
2 Giả sử tinh thể ReO3 coacute bản chất ion Cho biết baacuten kiacutenh của ion O2- lagrave 0126 nm
a) Tiacutenh baacuten kiacutenh của ion Re6+
b) Cation khaacutech coacute kiacutech thướ c lớ n nhất bằng bao nhiecircu để khi xacircm nhập vagraveo mạng lướ i
tinh thể ReO3 khocircng lagravem thay đổi kiacutech thướ c của ocirc mạng tinh thể (bỏ qua mọi tươ ng taacutec
giữa ion nagravey vagrave tinh thể ReO3)
Hướng dẫn giải
1 Biện luận vị triacute của O
- Do số phối triacute của Re = 6 vagrave tỉ lệ ReO = 13 necircn số phối triacute của O = 63 = 2
- Như vậy một O phối triacute vớ i 2 Re vagrave caacutech đều hai Re vigrave caacutec nguyecircn tử Re lagrave tươ ng đươ ng- Giả sử nguyecircn tử O1 (khocircng nằm trecircn cạnh a) phối triacute vớ i 2 Re thuộc cạnh a thigrave trong ocirc
mạng phiacutea trecircn (hoặc phiacutea dướ i) cũng sẽ coacute nguyecircn tử O1rsquo tươ ng đươ ng vớ i O1 cugraveng phối
triacute vớ i nguyecircn tử Re chung nagravey Goacutec liecircn kết O1ReO1rsquo ne 180 o vagrave ne 90 o (= 90o thigrave O1
phải ở tacircm của higravenh lập phươ ng SPT = 8) như vậy khocircng thỏa matilden điều kiện phối triacute baacutet
WWWFACEBOOKCOMDAYKEMQUY
WWWBOIDUONGHOAHOCQUYNHONBLOGSPO
WWDAYKEMQUYNHONUCOZCOM
ng goacutep PDF bởi GV Nguyễn Thanh Tuacute
7262019 CHUYEcircN ĐỀ DUYEcircN HẢI BẮC BỘ NĂM 2015 - HOacuteA HỌC TINH THỂ
983107983144983157983161983274983150 đề 983108983112983106983106 983090983088983089983093 983085 983124983145983150983144 983156983144ề 983124983154983137983150983143 983092983089983087983093983092
diện đều của Re Vậy O1 phải nằm trecircn cạnh a Vagrave đươ ng nhiecircn phải nằm ở trung điểm vigrave
noacute caacutech đều hai Re ở hai đỉnh
Kết luận Caacutec nguyecircn tử O nằm ở trung điểm của mỗi cạnh Kiểm tra tỉ lệ ReO
trong một ocirc mạng = (818) (1214) = 13
2 Tiacutenh baacuten kiacutenh Re6+
2r minus2O + 2r +6Re = a = 0374 nm vậy r +6Re = (0374 ndash 20126)2 = 0061 nm
Tiacutenh baacuten kiacutenh cự c đại của ion lạ
Ion lạ xacircm nhập sẽ chiếm vị triacute trung tacircm của ocirc mạng cơ sở Do vậy khoảng caacutech từ
tacircm đến trung điểm mỗi cạnh tươ ng ứng bằng r minus2O+ rion lạ = a 2 = 0374 141= 0265 nm
vậy baacuten kiacutenh cực đại của ion lạ = 0265 ndash 0126 = 0139 nm
Bagravei 35
Bạc baacuten kiacutenh nguyecircn tử R = 144pm kết tinh dạng ocirc mạng cfc Tugravey theo kiacutech thướ c
magrave caacutec nguyecircn tử lạ E coacute thể đi vagraveo trong mạng bạc tạo ra một dung dịch rắn coacute tecircn gọikhaacutec nhau dung dịch rắn xen kẽ ( bằng caacutech chiếm caacutec lỗ xen kẽ) hoặc dung dịch rắn
thay thế (bằng caacutech thay thế caacutec nguyecircn tử bạc)
1) Tiacutenh khối lượ ng thể tiacutech của bạc nguyecircn chất
2) Xaacutec định số phối triacute vagrave độ compac của mạng cfc
3) Xen kẽ lỗ tinh thể học khaacutec nhau khi tạo thagravenh
a) Cho biết bản chất vagrave số mắt của mỗi chất chứa trong một ocirc mạng
b) Xaacutec định baacuten kiacutenh cực đại ri của một nguyecircn tử lạ E higravenh cầu nằm trong mạng ở mỗi
kiểu lỗ magrave khocircng lagravem biến dạng mạng4) Vagraveng baacuten kiacutenh nguyecircn tử Rrsquo = 147pm tạo dung dịch rắn a vớ i bạc
a) Suy ra bản chất của dung dịch a nagravey
b) Biểu thị cấu truacutec hoacutea học của a theo phần mol x của vagraveng
5) Một hợ p kim bạc-vagraveng tươ ng ứng vớ i một thagravenh phần đặc biệt của dung dịch rắn a đặc
trưng bở i phần khối lượ ng vagraveng w = 01
a) Tiacutenh giaacute trị của x
b) Xaacutec định khối lượ ng thể tiacutech của hợ p kim nagravey
(Theo ENSIETA Ban Vật lyacute1992) H ướ ng d ẫ n giải
1) Sơ đồ ocirc mạng cfc
Số nguyecircn tử bạc trong một ocirc mạng
WWWFACEBOOKCOMDAYKEMQUY
WWWBOIDUONGHOAHOCQUYNHONBLOGSPO
WWDAYKEMQUYNHONUCOZCOM
ng goacutep PDF bởi GV Nguyễn Thanh Tuacute
7262019 CHUYEcircN ĐỀ DUYEcircN HẢI BẮC BỘ NĂM 2015 - HOacuteA HỌC TINH THỂ
983107983144983157983161983274983150 đề 983108983112983106983106 983090983088983089983093 983085 983124983145983150983144 983156983144ề 983124983154983137983150983143 983092983095983087983093983092
b) Baacuten kiacutenh gaacuten cho nguyecircn tử hidro lagrave r = 37 pm Suy ra kiểu lỗ tươ ng thiacutech vớ i sự
lấp đầy
c) Trong thực tế caacutec nguyecircn tử hidro nằm trong mọi lỗ kiểu khaacutec hatildey lập cocircng thức
nguyecircn của hiđrua vagrave necircu một viacute dụ về tinh thể ion đẳng cấu truacutec
2 ) Hợ p kim của titan vagrave sắt thagravenh phần TiFe lagrave hợ p chất magrave caacutec nguyecircn tử titan chiếm caacutec
lỗ mạng lập phươ ng đơ n giản của sắt thocircng số = 298 pm
a ) Necircu ra hợ p chất ion kiểu tươ ng ứng cấu truacutec nagravey
b ) Trong hợ p chất TiFe caacutec nguyecircn tử hiđro chiếm mọi lỗ tạo ra từ bốn nguyecircn tử titan
vagrave hai nguyecircn tử sắt ( xem higravenh vẽ )
Xaacutec định higravenh học của một lỗ như vậy Xaacutec định cocircng thức của hiđrua thu đượ c khi batildeo
hogravea caacutec lỗ nagravey
3 ) Khả năng trữ hiđro của một vật liệu M i biểu thị bằng dung lượ ng thể tiacutech hấp phụ C va ( M i ) đượ c định ngh ĩ a lagrave tỷ số khối lượ ng hiđro bị hấp phụ trecircn thể tiacutech đơ n vị của vật liệu
nguyecircn chất
a ) Biểu thị C va ( M i ) theo thể tiacutech V i của ocirc mạng vagrave theo lượ ng hiđro ni bị hấp phụ
b ) So saacutenh dung lượ ng thể tiacutech hấp phụ lyacute thuyết của hai vật liệu xeacutet ở mục 1 vagrave 2
c ) Tiacutenh khối lượ ng cực tiểu của vật liệu rắn cần để tạo ra cugraveng lượ ng hiđro magrave bigravenh chứa
đựng 700 kg khiacute hoacutea lỏng Kết luận
H ướ ng d ẫ n giải
1 a)Lỗ O R + r 0 =2 R =gt r 0 =662 pm
b)Lỗ T R + r t = 2 R =gt r t = 36 pm
c) Lỗ chiếm tươ ng thiacutech đượ c dự kiến lagrave O
WWWFACEBOOKCOMDAYKEMQUY
WWWBOIDUONGHOAHOCQUYNHONBLOGSPO
WWDAYKEMQUYNHONUCOZCOM
ng goacutep PDF bởi GV Nguyễn Thanh Tuacute
7262019 CHUYEcircN ĐỀ DUYEcircN HẢI BẮC BỘ NĂM 2015 - HOacuteA HỌC TINH THỂ
983107983144983157983161983274983150 đề 983108983112983106983106 983090983088983089983093 983085 983124983145983150983144 983156983144ề 983124983154983137983150983143 983092983097983087983093983092
VI Ứng dụng kiến thức tinh thể vagraveo cuộc sống
(Bagravei được triacutech từ ldquoBagravei chuẩn bị Icho 39rdquo)
HOA QUẢ RAU CỎ VAgrave CAacuteC NGUYEcircN TỬ
Khi giải quyế t vấ n đề nagraveychư a coacute loại rau quả nagraveo bị phaacute hủ y
Năm 1611 nhagrave toaacuten học vagrave thiecircn văn học người Đức Johannes Kepler nghiecircn cứu
sự sắp xếp caacutec viecircn đạn của suacuteng thần cocircng trong một kim tự thaacutep Ocircng khẳng định rằngchỉ coacute một caacutech duy nhất để sắp xếp caacutec quả cầu cứng giống hệt nhau vagraveo một thể tiacutech sao
cho khiacutet nhất coacute thể ldquohellipkhocircng thể coacute thếm bất cứ một caacutech sắp xếp nagraveo khaacutec để chegraven thecircm
dugrave một viecircn đạn nữa vagraveo hogravem đoacuterdquo Ocircng lagrave ngườ i đầu tiecircn phaacutet biểu về một vấn đề như vậy
vagrave sau nagravey noacute đượ c gọi lagrave ldquosự phỏng đoaacuten Keplerrdquo Năm 1998 Giaacuteo sư Thomas Hales1 đatilde
đưa ra giải phaacutep cho ldquosự phỏng đoaacuten Keplerrdquo Nội dung của giải phaacutep nagravey đatilde đượ c trigravenh
bagravey trong loạt bagravei baacuteo trecircn tờ ldquoHigravenh học rờ i rạc vagrave điện toaacutenrdquo ra đờ i từ năm 1997 Ocircng
nghiecircn cứu hơ n 150 caacutech sắp xếp khaacutec nhau khaacutec vớ i caacutech magrave Kepler đatilde đưa ra Giải phaacutep
của Hales đogravei hỏi khoảng 250 trang giấy in vagrave dung lượ ng 3 GB caacutec file trong maacutey tiacutenh
Qua caacutec chứng minh toaacuten học chặt chẽ thuật ngữ ldquosự sắp xếp đặc khiacutet caacutec quả cầurdquo (cps)
đatilde đượ c chấp nhận rộng ratildei trong l ĩ nh vực hoacutea học chất rắn vagrave cho đến nay noacute vẫn cograven giaacute
trị
WWWFACEBOOKCOMDAYKEMQUY
WWWBOIDUONGHOAHOCQUYNHONBLOGSPO
WWDAYKEMQUYNHONUCOZCOM
ng goacutep PDF bởi GV Nguyễn Thanh Tuacute
7262019 CHUYEcircN ĐỀ DUYEcircN HẢI BẮC BỘ NĂM 2015 - HOacuteA HỌC TINH THỂ
983107983144983157983161983274983150 đề 983108983112983106983106 983090983088983089983093 983085 983124983145983150983144 983156983144ề 983124983154983137983150983143 983093983089983087983093983092
thứ 3 đượ c xếp lecircn trecircn khoảng trống của lớ p thứ nhất (xem trườ ng hợ p B higravenh 2) Hatildey
tiacutenh độ chặt khiacutet cho caacutech sắp xếp thứ 2 đượ c gọi lagrave sắp xếp lập phươ ng tacircm diện fbc
d) Coacute một ngườ i nocircng dacircn đatilde xếp lớ p thứ ba theo kiểu fcc vagrave bacircy giờ khocircng xaacutec định
đượ c đacircu lagrave khoảng trống đacircu lagrave rau củ đatilde xếp ở lớ p thứ nhất Giaacute trị sẽ thay đổi như thế
nagraveo do sự sai lệch khi sắp xếp caacutec lớ p chặt khiacutet tiếp theo
3 Giả sử ngườ i nocircng dacircn nảy ra yacute định muốn xếp chung đagraveo vagrave dưa hấu vagraveo xe bằng caacutech
xếp đagraveo vagraveo khoảng trống giữa caacutec quả dưa hấu
a) Hatildey tiacutenh tỉ lệ baacuten kiacutenh giữa quả đagraveo vagrave dưa hấu lớ n nhất coacute thể để traacutenh bị dập caacutec quả
đagraveo trong caacutec trườ ng hợ p xếp đagraveo vagraveo
iLỗ trống lập phươ ng trong kiếu lập phươ ng đơ n giản
ii Lỗ trống baacutet diện trong kiếu lập phươ ng tacircm khối
iii Lỗ trống baacutet diện trong kiếu lập phươ ng tacircm diện
b) Trong caacutec kiếu sắp xếp sc hcp bcc vagrave fcc trung bigravenh vớ i một quả dưa hấu coacute thể
xếp tối đa bao nhiecircu quả đagraveo
c) Tiacutenh giaacute trị lớ n nhất cho caacutec kiếu sắp xếp sc bcc vagrave fcc coacute xếp đagraveo ở caacutec khoảng
trống
4 Hoa quả coacute thể bị hỏng do xe khocircng thoaacuteng gioacute
a) Để giữ caacutec khoảng trống trong kiểu sắp xếp bcc vagrave fcc ngườ i nocircng dacircn quyết định
chỉ xếp caacutec quả đagraveo vagraveo caacutec lỗ trống baacutet diện khocircng nối vớ i nhau qua mặt hay tacircm Trong
trườ ng hợ p nagravey vớ i một quả dưa coacute thể xếp đượ c bao nhiecircu quả đagraveo
b) Ngườ i nocircng dacircn ngh ĩ ra một caacutech khaacutec trong caacutech sắp xếp fcc ocircng xếp đagraveo vagraveo tất cả
caacutec lỗ trống baacutet diện (như trecircn) vagrave vớ i caacutec lỗ trống tứ diện ocircng xếp taacuteo vagraveo Theo caacutech
nagravey vớ i một quả dưa ocircng coacute thể xếp đượ c bao nhiecircu quả taacuteo
Tạo hoacutea cũng lagravem nảy sinh những vấn đề liacute thuacute như ldquosự phỏng đoaacuten Keplerrdquo Ngọc
opal lagrave một loại đaacute tự nhiecircn đượ c cấu tạo từ caacutec quả cầu beacute xiacuteu SiO2
(cỡ micro) sắp xếp đặc
khiacutet vớ i nhau Đặc tiacutenh của opal lagrave coacute thể phaacutet ra caacutec aacutenh saacuteng khaacutec nhau (phaacutet ngũ sắc) khi
đượ c chiếu saacuteng Hiện tượ ng nagravey đượ c giải thiacutech bằng sự nhiễu xạ aacutenh saacuteng nhigraven thấy tuacircn
theo định luật Bragg λ = 2d sinθ
Trong đoacute λ lagrave độ dagravei soacuteng của tia saacuteng d lagrave khoảng caacutech giữa caacutec lớ p sắp xếp chặtkhiacutet trong opal 2θ lagrave goacutec giữa tia tớ i vagrave tia nhiễu xạ (noacutei caacutech khaacutec θ lagrave goacutec nghiecircng giữa
tia sang vớ i bề mặt của đaacute opal)
Opal lagrave loại đaacute coacute cấu truacutec tinh thể đầu tiecircn đượ c biết lagrave coacute khả năng khuacutec xạ loại
vật chất đượ c cấu tạo từ caacutec quả cầu cỡ micro vớ i chỉ số khuacutec xạ cao Quang phổ của noacute đatilde
WWWFACEBOOKCOMDAYKEMQUY
WWWBOIDUONGHOAHOCQUYNHONBLOGSPO
WWDAYKEMQUYNHONUCOZCOM
ng goacutep PDF bởi GV Nguyễn Thanh Tuacute
7262019 CHUYEcircN ĐỀ DUYEcircN HẢI BẮC BỘ NĂM 2015 - HOacuteA HỌC TINH THỂ
983107983144983157983161983274983150 đề 983108983112983106983106 983090983088983089983093 983085 983124983145983150983144 983156983144ề 983124983154983137983150983143 983089983091983087983093983092
Vigrave caacutec ion Na+ vagrave Cl minus
tiếp xuacutec nhau dọc theo cạnh của higravenh lập phươ ng necircn thocircng
số mạng a = 2(R + r) = 2(0181 + 097) = 0556 nm
Độ compac
3 33 3
3 3
4 44
16 0181 0973 33 0556
R r
C a
π π
π
times + + = = times = 0667
Cấu truacutec nagravey lagrave cấu truacutec của caacutec halogenua MX kim loại kiềm đầu tiecircn (M = Li NaK) của mọi hiđrua kiềm (M = Li hellipCs) cũng như cấu truacutec của nhiều oxit kim loại hoacutea trị
hai MO (M = Mg hellip Ba Ti hellipNi hellip) hay cấu truacutec cổ điển của cacbua hay caacutec nitrua xen
kẽ của caacutec ki loại chuyển tiếp
III4 Cấu truacutec sphalerit (blende)
Higravenh 8 Mocirc higravenh tinh thể ZnS
Tinh thể sphalerit ZnS coacute cấu truacutec kiểu kim cươ ng Mặc dugrave độ acircm điện giữa kẽm vagrave
lưu huỳnh checircnh nhau iacutet nhưng vẫn coacute thể dugraveng caacutec ion Zn2+ vagrave S2- để mocirc tả Caacutec ion S2-
(coacute baacuten kiacutenh lớ n hơ n R = 0184 nm) tạo thagravenh mạng lập phươ ng tacircm mặt ngh ĩ a lagrave coacute bốn
ion S2- thuộc về một ocirc mạng cơ sở Caacutec ion Zn2+ (coacute baacuten kiacutenh nhỏ hơ n r = 074 nm) chiếm
bốn trong số taacutem lỗ trống bốn mặt trong ocirc mạng hay coacute bốn ion Zn2+
trong một ocirc mạngVậy số mắt Z = 4 số phối triacute của Zn2+ vagrave S2- đều lagrave 4
Cấu truacutec kiểu sphalerit thường lagrave của hợp chất AB magrave nguyecircn tố electron np Trong
caacutec hợp chất nagravey tổng caacutec electron hoacutea trị của A B luocircn bằng 8 Noacute đặc trưng cho rất
nhiều hợp chất như SiC hellip SnSi GaP hellipInSb ZnS hellipCdTe CuF hellip AgI Quan trọng nhất
lagrave cacborundum hay cacbua silic SiC
III5 Cấu truacutec florin
Higravenh a Higravenh b
WWWFACEBOOKCOMDAYKEMQUY
WWWBOIDUONGHOAHOCQUYNHONBLOGSPO
WWDAYKEMQUYNHONUCOZCOM
ng goacutep PDF bởi GV Nguyễn Thanh Tuacute
7262019 CHUYEcircN ĐỀ DUYEcircN HẢI BẮC BỘ NĂM 2015 - HOacuteA HỌC TINH THỂ
983107983144983157983161983274983150 đề 983108983112983106983106 983090983088983089983093 983085 983124983145983150983144 983156983144ề 983124983154983137983150983143 983091983090983087983093983092
Magrave D=m
V = (2times M)(6023times 10
23times a
3)
Thay D=795 a= 2864 Ao
=gt M= 2679 gmol
Vậy M lagrave kim loại Fe
Bagravei 23 Một nguyecircn tố A coacute baacuten kiacutenh nguyecircn tử R = 136 pm vagrave đơ n chất kết tinh theo cấu
truacutec lập phươ ng tacircm diện tỷ khối d = 224 Xaacutec định A
H ướ ng d ẫ n giải
2R2a = = 385 pm 1A3
molg192Z
NaM minus=
ρ=
Đoacute lagrave Ir
Bagravei 24
Kim loại X đượ c tigravem thấy vagraveo năm 1737 Tecircn của noacute coacute nguồn gốc tiếng Đức lagraveldquokoboldrdquo coacute ngh ĩ a lagrave ldquolinh hồn của quỷrdquo Một mẫu kim loại X đượ c ngacircm trong nướ c cacircn
nặng 13315g trong khi đoacute đem ngacircm cugraveng khối lượ ng mẫu kim loại vagraveo CCl4 chỉ nặng
12331g Biết khối lượ ng riecircng của CCl4 lagrave 15842 gcm3Để xaacutec định nguyecircn tố X thigrave
ngườ i ta phải dugraveng đến nhiễu xạ neutron Phươ ng phaacutep nhiễu xạ nagravey chỉ đặc trưng cho cấu
truacutec lập phươ ng tacircm mặt (fcc) vagrave đo đượ c thocircng số mạng a= 35302pm
Hướng dẫn giải
3
3 3 7 3 23 1 1
4
890 (3530210 ) 60210 ( ) 5893( )4 4
A A
A
Z M M d
V N a N
d a N g cm cm mol M g mol
minus minus minus
= =
rArr = = =
Vậy X lagrave Co
Bagravei 25
Khi nhuacuteng chigravem một vật hoagraven vagraveo trong một chất lỏng thigrave noacute sẽ coacute khối lượ ng biểu
kiến vigrave noacute chịu lực đẩy Acsimet Nếu coi kim loại X coacute khối lượ ng m vagrave thể tiacutech V thigrave ta
coacute
4 4
2 2
33
1500012331 15842890
13315 10000 1685
X CCl CCl
X
X H O H O
m m d V m gm V d g cm
m m d V m V V cm
= minus == minusrArr rArr rArr =
= minus = minus =
Ocirc mạng fcc gồm 4 nguyecircn tử coacute
WWWFACEBOOKCOMDAYKEMQUY
WWWBOIDUONGHOAHOCQUYNHONBLOGSPO
WWDAYKEMQUYNHONUCOZCOM
ng goacutep PDF bởi GV Nguyễn Thanh Tuacute
7262019 CHUYEcircN ĐỀ DUYEcircN HẢI BẮC BỘ NĂM 2015 - HOacuteA HỌC TINH THỂ
1 Phacircn loại caacutec chất sau đacircy theo bản chất của lực tương taacutec giữa caacutec đơn vị cấu truacutec trong
mạng tinh thể của chuacuteng Cu kim cươ ng MgO C6H12O6 I2 Pb BN NaH
2 Maacuteu trong cơ thể ngườ i coacute magraveu đỏ vigrave chứa hemoglobin (chất vậnchuyển oxi chứa sắt) Maacuteu của một số động vật nhuyễn thể khocircng coacute
magraveu đỏ magrave coacute magraveu khaacutec vigrave chứa một kim loại khaacutec (X) Tế bagraveo đơ n vị (ocirc
mạng cơ sở ) lập phươ ng tacircm diện của tinh thể X (higravenh becircn) coacute cạnh
bằng 36210-8 cm Khối lượ ng riecircng của nguyecircn tố nagravey lagrave 8920 kgm3
WWWFACEBOOKCOMDAYKEMQUY
WWWBOIDUONGHOAHOCQUYNHONBLOGSPO
WWDAYKEMQUYNHONUCOZCOM
ng goacutep PDF bởi GV Nguyễn Thanh Tuacute
7262019 CHUYEcircN ĐỀ DUYEcircN HẢI BẮC BỘ NĂM 2015 - HOacuteA HỌC TINH THỂ
983107983144983157983161983274983150 đề 983108983112983106983106 983090983088983089983093 983085 983124983145983150983144 983156983144ề 983124983154983137983150983143 983091983097983087983093983092
Trong mỗi ocirc cơ sở coacute 4 phacircn tử BaO2 rarr thể tiacutech của mỗi ocirc V = 4mD
Vớ i m =100236
99915232713723
+= 2811310-22 gam
rarr V = 1979810-22 (cm3) = 197979342 (pm3)
(2x134 + 2a)2( 2x134 + 2a+149) = 197979342
(134 + a)2(134 + a+745) = 24747418
(134 + a)3+ (134 + a)2 745 - 24747418 = 0
rarr a = 2686-134 = 135 pm
Bagravei 33
Niken (II) oxit coacute cấu truacutec tinh thể giống mạng tinh thể natri clorua Caacutec ion O2- tạo
thagravenh mạng lập phươ ng tacircm mặt caacutec hốc baacutet diện coacute caacutec ion Ni2+ Khối lượ ng riecircng của
Niken (II) oxit lagrave 667 gcm3 Nếu cho Niken (II) oxit taacutec dụng vớ i Liti oxit vagrave oxi thigrave đượ c
caacutec tinh thể trắng coacute thagravenh phần LixNi1-xO
2x
Li2O + (1-x) NiO +4x
O2 rarr LixNi1-xO
Cấu truacutec mạng tinh thể của LixNi1-xO giống cấu truacutec mạng tinh thể của NiO nhưng
một số ion Ni2+ đượ c thay thế bằng caacutec ion Liti vagrave một số ion Ni2+ bị oxi hoacutea để đảm bảo
tiacutenh trung hogravea điện của phacircn tử Khối lượ ng riecircng của tinh thể LixNi1-xO lagrave 621 gcm3
Tiacutenh x (chấp nhận thể tiacutech của ocirc mạng cơ sở khocircng thay đổi khi chuyển từ NiO
thagravenh LixNi1-xO)
Cho NA= 60231023 mol-1 Ni = 5871 Li = 694 O = 16
H ướ ng d ẫ n giải
Trong một tinh thể sự sắp xếp của caacutec anion vagrave caacutec cation theo cấu truacutec mạng lậpphươ ng tacircm mặt Caacutec cation vagrave anion nằm xen kẽ nhau Một ocirc mạng cơ sở chứa 4 cation
vagrave 4 anion
3A
NiONiO aN
nMD =
Tiacutenh cạnh a của ocirc mạng cơ sở của NiO
WWWFACEBOOKCOMDAYKEMQUY
WWWBOIDUONGHOAHOCQUYNHONBLOGSPO
WWDAYKEMQUYNHONUCOZCOM
ng goacutep PDF bởi GV Nguyễn Thanh Tuacute
7262019 CHUYEcircN ĐỀ DUYEcircN HẢI BẮC BỘ NĂM 2015 - HOacuteA HỌC TINH THỂ
983107983144983157983161983274983150 đề 983108983112983106983106 983090983088983089983093 983085 983124983145983150983144 983156983144ề 983124983154983137983150983143 983092983088983087983093983092
323 667602310
74714a
timestimes
= = 400610-8 cm
Vậy[ ]
( )3823 420610602310
16x)5871(1694x4621
minustimes
+minus+times= =gt x = 01
Bagravei 34 (Đề thi chọn đội tuyển quốc tế 2013)
Hiện tượ ng caacutec ion khaacutech xacircm nhập vagraveo mạng lướ i tinh thể chủ vagrave chiếm caacutec vị triacute
hốc trống trong mạng lướ i tinh thể chủ xảy ra khaacute phổ biến Quaacute trigravenh nagravey thườ ng diễn ra
chậm vagrave ở nhiệt độ cao Tuy nhiecircn quaacute trigravenh xacircm nhập của cation Li+ vagraveo mạng lướ i tinh
thể ReO3 lại đặc biệt bở i chuacuteng xảy ra khaacute nhanh ngay ở nhiệt độ phograveng Trong tinh thể
ReO3 mỗi nguyecircn tử Re đượ c bao quanh bở i 6 nguyecircn tử oxi tạo necircn những baacutet diện đều
giống nhau Biết rằng tinh thể ReO3 thuộc hệ lập phươ ng (chiều dagravei mỗi cạnh lagrave 0374 nm)
trong đoacute nguyecircn tử Re chiếm caacutec vị triacute đỉnh của higravenh lập phươ ng
1 Hatildey chứng minh rằng nguyecircn tử oxi chỉ coacute thể chiếm vị triacute trung điểm tất cả caacutec cạnh
của ocirc mạng vagrave vẽ một ocirc mạng cơ sở của tinh thể ReO3
2 Giả sử tinh thể ReO3 coacute bản chất ion Cho biết baacuten kiacutenh của ion O2- lagrave 0126 nm
a) Tiacutenh baacuten kiacutenh của ion Re6+
b) Cation khaacutech coacute kiacutech thướ c lớ n nhất bằng bao nhiecircu để khi xacircm nhập vagraveo mạng lướ i
tinh thể ReO3 khocircng lagravem thay đổi kiacutech thướ c của ocirc mạng tinh thể (bỏ qua mọi tươ ng taacutec
giữa ion nagravey vagrave tinh thể ReO3)
Hướng dẫn giải
1 Biện luận vị triacute của O
- Do số phối triacute của Re = 6 vagrave tỉ lệ ReO = 13 necircn số phối triacute của O = 63 = 2
- Như vậy một O phối triacute vớ i 2 Re vagrave caacutech đều hai Re vigrave caacutec nguyecircn tử Re lagrave tươ ng đươ ng- Giả sử nguyecircn tử O1 (khocircng nằm trecircn cạnh a) phối triacute vớ i 2 Re thuộc cạnh a thigrave trong ocirc
mạng phiacutea trecircn (hoặc phiacutea dướ i) cũng sẽ coacute nguyecircn tử O1rsquo tươ ng đươ ng vớ i O1 cugraveng phối
triacute vớ i nguyecircn tử Re chung nagravey Goacutec liecircn kết O1ReO1rsquo ne 180 o vagrave ne 90 o (= 90o thigrave O1
phải ở tacircm của higravenh lập phươ ng SPT = 8) như vậy khocircng thỏa matilden điều kiện phối triacute baacutet
WWWFACEBOOKCOMDAYKEMQUY
WWWBOIDUONGHOAHOCQUYNHONBLOGSPO
WWDAYKEMQUYNHONUCOZCOM
ng goacutep PDF bởi GV Nguyễn Thanh Tuacute
7262019 CHUYEcircN ĐỀ DUYEcircN HẢI BẮC BỘ NĂM 2015 - HOacuteA HỌC TINH THỂ
983107983144983157983161983274983150 đề 983108983112983106983106 983090983088983089983093 983085 983124983145983150983144 983156983144ề 983124983154983137983150983143 983092983089983087983093983092
diện đều của Re Vậy O1 phải nằm trecircn cạnh a Vagrave đươ ng nhiecircn phải nằm ở trung điểm vigrave
noacute caacutech đều hai Re ở hai đỉnh
Kết luận Caacutec nguyecircn tử O nằm ở trung điểm của mỗi cạnh Kiểm tra tỉ lệ ReO
trong một ocirc mạng = (818) (1214) = 13
2 Tiacutenh baacuten kiacutenh Re6+
2r minus2O + 2r +6Re = a = 0374 nm vậy r +6Re = (0374 ndash 20126)2 = 0061 nm
Tiacutenh baacuten kiacutenh cự c đại của ion lạ
Ion lạ xacircm nhập sẽ chiếm vị triacute trung tacircm của ocirc mạng cơ sở Do vậy khoảng caacutech từ
tacircm đến trung điểm mỗi cạnh tươ ng ứng bằng r minus2O+ rion lạ = a 2 = 0374 141= 0265 nm
vậy baacuten kiacutenh cực đại của ion lạ = 0265 ndash 0126 = 0139 nm
Bagravei 35
Bạc baacuten kiacutenh nguyecircn tử R = 144pm kết tinh dạng ocirc mạng cfc Tugravey theo kiacutech thướ c
magrave caacutec nguyecircn tử lạ E coacute thể đi vagraveo trong mạng bạc tạo ra một dung dịch rắn coacute tecircn gọikhaacutec nhau dung dịch rắn xen kẽ ( bằng caacutech chiếm caacutec lỗ xen kẽ) hoặc dung dịch rắn
thay thế (bằng caacutech thay thế caacutec nguyecircn tử bạc)
1) Tiacutenh khối lượ ng thể tiacutech của bạc nguyecircn chất
2) Xaacutec định số phối triacute vagrave độ compac của mạng cfc
3) Xen kẽ lỗ tinh thể học khaacutec nhau khi tạo thagravenh
a) Cho biết bản chất vagrave số mắt của mỗi chất chứa trong một ocirc mạng
b) Xaacutec định baacuten kiacutenh cực đại ri của một nguyecircn tử lạ E higravenh cầu nằm trong mạng ở mỗi
kiểu lỗ magrave khocircng lagravem biến dạng mạng4) Vagraveng baacuten kiacutenh nguyecircn tử Rrsquo = 147pm tạo dung dịch rắn a vớ i bạc
a) Suy ra bản chất của dung dịch a nagravey
b) Biểu thị cấu truacutec hoacutea học của a theo phần mol x của vagraveng
5) Một hợ p kim bạc-vagraveng tươ ng ứng vớ i một thagravenh phần đặc biệt của dung dịch rắn a đặc
trưng bở i phần khối lượ ng vagraveng w = 01
a) Tiacutenh giaacute trị của x
b) Xaacutec định khối lượ ng thể tiacutech của hợ p kim nagravey
(Theo ENSIETA Ban Vật lyacute1992) H ướ ng d ẫ n giải
1) Sơ đồ ocirc mạng cfc
Số nguyecircn tử bạc trong một ocirc mạng
WWWFACEBOOKCOMDAYKEMQUY
WWWBOIDUONGHOAHOCQUYNHONBLOGSPO
WWDAYKEMQUYNHONUCOZCOM
ng goacutep PDF bởi GV Nguyễn Thanh Tuacute
7262019 CHUYEcircN ĐỀ DUYEcircN HẢI BẮC BỘ NĂM 2015 - HOacuteA HỌC TINH THỂ
983107983144983157983161983274983150 đề 983108983112983106983106 983090983088983089983093 983085 983124983145983150983144 983156983144ề 983124983154983137983150983143 983092983095983087983093983092
b) Baacuten kiacutenh gaacuten cho nguyecircn tử hidro lagrave r = 37 pm Suy ra kiểu lỗ tươ ng thiacutech vớ i sự
lấp đầy
c) Trong thực tế caacutec nguyecircn tử hidro nằm trong mọi lỗ kiểu khaacutec hatildey lập cocircng thức
nguyecircn của hiđrua vagrave necircu một viacute dụ về tinh thể ion đẳng cấu truacutec
2 ) Hợ p kim của titan vagrave sắt thagravenh phần TiFe lagrave hợ p chất magrave caacutec nguyecircn tử titan chiếm caacutec
lỗ mạng lập phươ ng đơ n giản của sắt thocircng số = 298 pm
a ) Necircu ra hợ p chất ion kiểu tươ ng ứng cấu truacutec nagravey
b ) Trong hợ p chất TiFe caacutec nguyecircn tử hiđro chiếm mọi lỗ tạo ra từ bốn nguyecircn tử titan
vagrave hai nguyecircn tử sắt ( xem higravenh vẽ )
Xaacutec định higravenh học của một lỗ như vậy Xaacutec định cocircng thức của hiđrua thu đượ c khi batildeo
hogravea caacutec lỗ nagravey
3 ) Khả năng trữ hiđro của một vật liệu M i biểu thị bằng dung lượ ng thể tiacutech hấp phụ C va ( M i ) đượ c định ngh ĩ a lagrave tỷ số khối lượ ng hiđro bị hấp phụ trecircn thể tiacutech đơ n vị của vật liệu
nguyecircn chất
a ) Biểu thị C va ( M i ) theo thể tiacutech V i của ocirc mạng vagrave theo lượ ng hiđro ni bị hấp phụ
b ) So saacutenh dung lượ ng thể tiacutech hấp phụ lyacute thuyết của hai vật liệu xeacutet ở mục 1 vagrave 2
c ) Tiacutenh khối lượ ng cực tiểu của vật liệu rắn cần để tạo ra cugraveng lượ ng hiđro magrave bigravenh chứa
đựng 700 kg khiacute hoacutea lỏng Kết luận
H ướ ng d ẫ n giải
1 a)Lỗ O R + r 0 =2 R =gt r 0 =662 pm
b)Lỗ T R + r t = 2 R =gt r t = 36 pm
c) Lỗ chiếm tươ ng thiacutech đượ c dự kiến lagrave O
WWWFACEBOOKCOMDAYKEMQUY
WWWBOIDUONGHOAHOCQUYNHONBLOGSPO
WWDAYKEMQUYNHONUCOZCOM
ng goacutep PDF bởi GV Nguyễn Thanh Tuacute
7262019 CHUYEcircN ĐỀ DUYEcircN HẢI BẮC BỘ NĂM 2015 - HOacuteA HỌC TINH THỂ
983107983144983157983161983274983150 đề 983108983112983106983106 983090983088983089983093 983085 983124983145983150983144 983156983144ề 983124983154983137983150983143 983092983097983087983093983092
VI Ứng dụng kiến thức tinh thể vagraveo cuộc sống
(Bagravei được triacutech từ ldquoBagravei chuẩn bị Icho 39rdquo)
HOA QUẢ RAU CỎ VAgrave CAacuteC NGUYEcircN TỬ
Khi giải quyế t vấ n đề nagraveychư a coacute loại rau quả nagraveo bị phaacute hủ y
Năm 1611 nhagrave toaacuten học vagrave thiecircn văn học người Đức Johannes Kepler nghiecircn cứu
sự sắp xếp caacutec viecircn đạn của suacuteng thần cocircng trong một kim tự thaacutep Ocircng khẳng định rằngchỉ coacute một caacutech duy nhất để sắp xếp caacutec quả cầu cứng giống hệt nhau vagraveo một thể tiacutech sao
cho khiacutet nhất coacute thể ldquohellipkhocircng thể coacute thếm bất cứ một caacutech sắp xếp nagraveo khaacutec để chegraven thecircm
dugrave một viecircn đạn nữa vagraveo hogravem đoacuterdquo Ocircng lagrave ngườ i đầu tiecircn phaacutet biểu về một vấn đề như vậy
vagrave sau nagravey noacute đượ c gọi lagrave ldquosự phỏng đoaacuten Keplerrdquo Năm 1998 Giaacuteo sư Thomas Hales1 đatilde
đưa ra giải phaacutep cho ldquosự phỏng đoaacuten Keplerrdquo Nội dung của giải phaacutep nagravey đatilde đượ c trigravenh
bagravey trong loạt bagravei baacuteo trecircn tờ ldquoHigravenh học rờ i rạc vagrave điện toaacutenrdquo ra đờ i từ năm 1997 Ocircng
nghiecircn cứu hơ n 150 caacutech sắp xếp khaacutec nhau khaacutec vớ i caacutech magrave Kepler đatilde đưa ra Giải phaacutep
của Hales đogravei hỏi khoảng 250 trang giấy in vagrave dung lượ ng 3 GB caacutec file trong maacutey tiacutenh
Qua caacutec chứng minh toaacuten học chặt chẽ thuật ngữ ldquosự sắp xếp đặc khiacutet caacutec quả cầurdquo (cps)
đatilde đượ c chấp nhận rộng ratildei trong l ĩ nh vực hoacutea học chất rắn vagrave cho đến nay noacute vẫn cograven giaacute
trị
WWWFACEBOOKCOMDAYKEMQUY
WWWBOIDUONGHOAHOCQUYNHONBLOGSPO
WWDAYKEMQUYNHONUCOZCOM
ng goacutep PDF bởi GV Nguyễn Thanh Tuacute
7262019 CHUYEcircN ĐỀ DUYEcircN HẢI BẮC BỘ NĂM 2015 - HOacuteA HỌC TINH THỂ
983107983144983157983161983274983150 đề 983108983112983106983106 983090983088983089983093 983085 983124983145983150983144 983156983144ề 983124983154983137983150983143 983093983089983087983093983092
thứ 3 đượ c xếp lecircn trecircn khoảng trống của lớ p thứ nhất (xem trườ ng hợ p B higravenh 2) Hatildey
tiacutenh độ chặt khiacutet cho caacutech sắp xếp thứ 2 đượ c gọi lagrave sắp xếp lập phươ ng tacircm diện fbc
d) Coacute một ngườ i nocircng dacircn đatilde xếp lớ p thứ ba theo kiểu fcc vagrave bacircy giờ khocircng xaacutec định
đượ c đacircu lagrave khoảng trống đacircu lagrave rau củ đatilde xếp ở lớ p thứ nhất Giaacute trị sẽ thay đổi như thế
nagraveo do sự sai lệch khi sắp xếp caacutec lớ p chặt khiacutet tiếp theo
3 Giả sử ngườ i nocircng dacircn nảy ra yacute định muốn xếp chung đagraveo vagrave dưa hấu vagraveo xe bằng caacutech
xếp đagraveo vagraveo khoảng trống giữa caacutec quả dưa hấu
a) Hatildey tiacutenh tỉ lệ baacuten kiacutenh giữa quả đagraveo vagrave dưa hấu lớ n nhất coacute thể để traacutenh bị dập caacutec quả
đagraveo trong caacutec trườ ng hợ p xếp đagraveo vagraveo
iLỗ trống lập phươ ng trong kiếu lập phươ ng đơ n giản
ii Lỗ trống baacutet diện trong kiếu lập phươ ng tacircm khối
iii Lỗ trống baacutet diện trong kiếu lập phươ ng tacircm diện
b) Trong caacutec kiếu sắp xếp sc hcp bcc vagrave fcc trung bigravenh vớ i một quả dưa hấu coacute thể
xếp tối đa bao nhiecircu quả đagraveo
c) Tiacutenh giaacute trị lớ n nhất cho caacutec kiếu sắp xếp sc bcc vagrave fcc coacute xếp đagraveo ở caacutec khoảng
trống
4 Hoa quả coacute thể bị hỏng do xe khocircng thoaacuteng gioacute
a) Để giữ caacutec khoảng trống trong kiểu sắp xếp bcc vagrave fcc ngườ i nocircng dacircn quyết định
chỉ xếp caacutec quả đagraveo vagraveo caacutec lỗ trống baacutet diện khocircng nối vớ i nhau qua mặt hay tacircm Trong
trườ ng hợ p nagravey vớ i một quả dưa coacute thể xếp đượ c bao nhiecircu quả đagraveo
b) Ngườ i nocircng dacircn ngh ĩ ra một caacutech khaacutec trong caacutech sắp xếp fcc ocircng xếp đagraveo vagraveo tất cả
caacutec lỗ trống baacutet diện (như trecircn) vagrave vớ i caacutec lỗ trống tứ diện ocircng xếp taacuteo vagraveo Theo caacutech
nagravey vớ i một quả dưa ocircng coacute thể xếp đượ c bao nhiecircu quả taacuteo
Tạo hoacutea cũng lagravem nảy sinh những vấn đề liacute thuacute như ldquosự phỏng đoaacuten Keplerrdquo Ngọc
opal lagrave một loại đaacute tự nhiecircn đượ c cấu tạo từ caacutec quả cầu beacute xiacuteu SiO2
(cỡ micro) sắp xếp đặc
khiacutet vớ i nhau Đặc tiacutenh của opal lagrave coacute thể phaacutet ra caacutec aacutenh saacuteng khaacutec nhau (phaacutet ngũ sắc) khi
đượ c chiếu saacuteng Hiện tượ ng nagravey đượ c giải thiacutech bằng sự nhiễu xạ aacutenh saacuteng nhigraven thấy tuacircn
theo định luật Bragg λ = 2d sinθ
Trong đoacute λ lagrave độ dagravei soacuteng của tia saacuteng d lagrave khoảng caacutech giữa caacutec lớ p sắp xếp chặtkhiacutet trong opal 2θ lagrave goacutec giữa tia tớ i vagrave tia nhiễu xạ (noacutei caacutech khaacutec θ lagrave goacutec nghiecircng giữa
tia sang vớ i bề mặt của đaacute opal)
Opal lagrave loại đaacute coacute cấu truacutec tinh thể đầu tiecircn đượ c biết lagrave coacute khả năng khuacutec xạ loại
vật chất đượ c cấu tạo từ caacutec quả cầu cỡ micro vớ i chỉ số khuacutec xạ cao Quang phổ của noacute đatilde
WWWFACEBOOKCOMDAYKEMQUY
WWWBOIDUONGHOAHOCQUYNHONBLOGSPO
WWDAYKEMQUYNHONUCOZCOM
ng goacutep PDF bởi GV Nguyễn Thanh Tuacute
7262019 CHUYEcircN ĐỀ DUYEcircN HẢI BẮC BỘ NĂM 2015 - HOacuteA HỌC TINH THỂ
983107983144983157983161983274983150 đề 983108983112983106983106 983090983088983089983093 983085 983124983145983150983144 983156983144ề 983124983154983137983150983143 983089983091983087983093983092
Vigrave caacutec ion Na+ vagrave Cl minus
tiếp xuacutec nhau dọc theo cạnh của higravenh lập phươ ng necircn thocircng
số mạng a = 2(R + r) = 2(0181 + 097) = 0556 nm
Độ compac
3 33 3
3 3
4 44
16 0181 0973 33 0556
R r
C a
π π
π
times + + = = times = 0667
Cấu truacutec nagravey lagrave cấu truacutec của caacutec halogenua MX kim loại kiềm đầu tiecircn (M = Li NaK) của mọi hiđrua kiềm (M = Li hellipCs) cũng như cấu truacutec của nhiều oxit kim loại hoacutea trị
hai MO (M = Mg hellip Ba Ti hellipNi hellip) hay cấu truacutec cổ điển của cacbua hay caacutec nitrua xen
kẽ của caacutec ki loại chuyển tiếp
III4 Cấu truacutec sphalerit (blende)
Higravenh 8 Mocirc higravenh tinh thể ZnS
Tinh thể sphalerit ZnS coacute cấu truacutec kiểu kim cươ ng Mặc dugrave độ acircm điện giữa kẽm vagrave
lưu huỳnh checircnh nhau iacutet nhưng vẫn coacute thể dugraveng caacutec ion Zn2+ vagrave S2- để mocirc tả Caacutec ion S2-
(coacute baacuten kiacutenh lớ n hơ n R = 0184 nm) tạo thagravenh mạng lập phươ ng tacircm mặt ngh ĩ a lagrave coacute bốn
ion S2- thuộc về một ocirc mạng cơ sở Caacutec ion Zn2+ (coacute baacuten kiacutenh nhỏ hơ n r = 074 nm) chiếm
bốn trong số taacutem lỗ trống bốn mặt trong ocirc mạng hay coacute bốn ion Zn2+
trong một ocirc mạngVậy số mắt Z = 4 số phối triacute của Zn2+ vagrave S2- đều lagrave 4
Cấu truacutec kiểu sphalerit thường lagrave của hợp chất AB magrave nguyecircn tố electron np Trong
caacutec hợp chất nagravey tổng caacutec electron hoacutea trị của A B luocircn bằng 8 Noacute đặc trưng cho rất
nhiều hợp chất như SiC hellip SnSi GaP hellipInSb ZnS hellipCdTe CuF hellip AgI Quan trọng nhất
lagrave cacborundum hay cacbua silic SiC
III5 Cấu truacutec florin
Higravenh a Higravenh b
WWWFACEBOOKCOMDAYKEMQUY
WWWBOIDUONGHOAHOCQUYNHONBLOGSPO
WWDAYKEMQUYNHONUCOZCOM
ng goacutep PDF bởi GV Nguyễn Thanh Tuacute
7262019 CHUYEcircN ĐỀ DUYEcircN HẢI BẮC BỘ NĂM 2015 - HOacuteA HỌC TINH THỂ
983107983144983157983161983274983150 đề 983108983112983106983106 983090983088983089983093 983085 983124983145983150983144 983156983144ề 983124983154983137983150983143 983091983090983087983093983092
Magrave D=m
V = (2times M)(6023times 10
23times a
3)
Thay D=795 a= 2864 Ao
=gt M= 2679 gmol
Vậy M lagrave kim loại Fe
Bagravei 23 Một nguyecircn tố A coacute baacuten kiacutenh nguyecircn tử R = 136 pm vagrave đơ n chất kết tinh theo cấu
truacutec lập phươ ng tacircm diện tỷ khối d = 224 Xaacutec định A
H ướ ng d ẫ n giải
2R2a = = 385 pm 1A3
molg192Z
NaM minus=
ρ=
Đoacute lagrave Ir
Bagravei 24
Kim loại X đượ c tigravem thấy vagraveo năm 1737 Tecircn của noacute coacute nguồn gốc tiếng Đức lagraveldquokoboldrdquo coacute ngh ĩ a lagrave ldquolinh hồn của quỷrdquo Một mẫu kim loại X đượ c ngacircm trong nướ c cacircn
nặng 13315g trong khi đoacute đem ngacircm cugraveng khối lượ ng mẫu kim loại vagraveo CCl4 chỉ nặng
12331g Biết khối lượ ng riecircng của CCl4 lagrave 15842 gcm3Để xaacutec định nguyecircn tố X thigrave
ngườ i ta phải dugraveng đến nhiễu xạ neutron Phươ ng phaacutep nhiễu xạ nagravey chỉ đặc trưng cho cấu
truacutec lập phươ ng tacircm mặt (fcc) vagrave đo đượ c thocircng số mạng a= 35302pm
Hướng dẫn giải
3
3 3 7 3 23 1 1
4
890 (3530210 ) 60210 ( ) 5893( )4 4
A A
A
Z M M d
V N a N
d a N g cm cm mol M g mol
minus minus minus
= =
rArr = = =
Vậy X lagrave Co
Bagravei 25
Khi nhuacuteng chigravem một vật hoagraven vagraveo trong một chất lỏng thigrave noacute sẽ coacute khối lượ ng biểu
kiến vigrave noacute chịu lực đẩy Acsimet Nếu coi kim loại X coacute khối lượ ng m vagrave thể tiacutech V thigrave ta
coacute
4 4
2 2
33
1500012331 15842890
13315 10000 1685
X CCl CCl
X
X H O H O
m m d V m gm V d g cm
m m d V m V V cm
= minus == minusrArr rArr rArr =
= minus = minus =
Ocirc mạng fcc gồm 4 nguyecircn tử coacute
WWWFACEBOOKCOMDAYKEMQUY
WWWBOIDUONGHOAHOCQUYNHONBLOGSPO
WWDAYKEMQUYNHONUCOZCOM
ng goacutep PDF bởi GV Nguyễn Thanh Tuacute
7262019 CHUYEcircN ĐỀ DUYEcircN HẢI BẮC BỘ NĂM 2015 - HOacuteA HỌC TINH THỂ
1 Phacircn loại caacutec chất sau đacircy theo bản chất của lực tương taacutec giữa caacutec đơn vị cấu truacutec trong
mạng tinh thể của chuacuteng Cu kim cươ ng MgO C6H12O6 I2 Pb BN NaH
2 Maacuteu trong cơ thể ngườ i coacute magraveu đỏ vigrave chứa hemoglobin (chất vậnchuyển oxi chứa sắt) Maacuteu của một số động vật nhuyễn thể khocircng coacute
magraveu đỏ magrave coacute magraveu khaacutec vigrave chứa một kim loại khaacutec (X) Tế bagraveo đơ n vị (ocirc
mạng cơ sở ) lập phươ ng tacircm diện của tinh thể X (higravenh becircn) coacute cạnh
bằng 36210-8 cm Khối lượ ng riecircng của nguyecircn tố nagravey lagrave 8920 kgm3
WWWFACEBOOKCOMDAYKEMQUY
WWWBOIDUONGHOAHOCQUYNHONBLOGSPO
WWDAYKEMQUYNHONUCOZCOM
ng goacutep PDF bởi GV Nguyễn Thanh Tuacute
7262019 CHUYEcircN ĐỀ DUYEcircN HẢI BẮC BỘ NĂM 2015 - HOacuteA HỌC TINH THỂ
983107983144983157983161983274983150 đề 983108983112983106983106 983090983088983089983093 983085 983124983145983150983144 983156983144ề 983124983154983137983150983143 983091983097983087983093983092
Trong mỗi ocirc cơ sở coacute 4 phacircn tử BaO2 rarr thể tiacutech của mỗi ocirc V = 4mD
Vớ i m =100236
99915232713723
+= 2811310-22 gam
rarr V = 1979810-22 (cm3) = 197979342 (pm3)
(2x134 + 2a)2( 2x134 + 2a+149) = 197979342
(134 + a)2(134 + a+745) = 24747418
(134 + a)3+ (134 + a)2 745 - 24747418 = 0
rarr a = 2686-134 = 135 pm
Bagravei 33
Niken (II) oxit coacute cấu truacutec tinh thể giống mạng tinh thể natri clorua Caacutec ion O2- tạo
thagravenh mạng lập phươ ng tacircm mặt caacutec hốc baacutet diện coacute caacutec ion Ni2+ Khối lượ ng riecircng của
Niken (II) oxit lagrave 667 gcm3 Nếu cho Niken (II) oxit taacutec dụng vớ i Liti oxit vagrave oxi thigrave đượ c
caacutec tinh thể trắng coacute thagravenh phần LixNi1-xO
2x
Li2O + (1-x) NiO +4x
O2 rarr LixNi1-xO
Cấu truacutec mạng tinh thể của LixNi1-xO giống cấu truacutec mạng tinh thể của NiO nhưng
một số ion Ni2+ đượ c thay thế bằng caacutec ion Liti vagrave một số ion Ni2+ bị oxi hoacutea để đảm bảo
tiacutenh trung hogravea điện của phacircn tử Khối lượ ng riecircng của tinh thể LixNi1-xO lagrave 621 gcm3
Tiacutenh x (chấp nhận thể tiacutech của ocirc mạng cơ sở khocircng thay đổi khi chuyển từ NiO
thagravenh LixNi1-xO)
Cho NA= 60231023 mol-1 Ni = 5871 Li = 694 O = 16
H ướ ng d ẫ n giải
Trong một tinh thể sự sắp xếp của caacutec anion vagrave caacutec cation theo cấu truacutec mạng lậpphươ ng tacircm mặt Caacutec cation vagrave anion nằm xen kẽ nhau Một ocirc mạng cơ sở chứa 4 cation
vagrave 4 anion
3A
NiONiO aN
nMD =
Tiacutenh cạnh a của ocirc mạng cơ sở của NiO
WWWFACEBOOKCOMDAYKEMQUY
WWWBOIDUONGHOAHOCQUYNHONBLOGSPO
WWDAYKEMQUYNHONUCOZCOM
ng goacutep PDF bởi GV Nguyễn Thanh Tuacute
7262019 CHUYEcircN ĐỀ DUYEcircN HẢI BẮC BỘ NĂM 2015 - HOacuteA HỌC TINH THỂ
983107983144983157983161983274983150 đề 983108983112983106983106 983090983088983089983093 983085 983124983145983150983144 983156983144ề 983124983154983137983150983143 983092983088983087983093983092
323 667602310
74714a
timestimes
= = 400610-8 cm
Vậy[ ]
( )3823 420610602310
16x)5871(1694x4621
minustimes
+minus+times= =gt x = 01
Bagravei 34 (Đề thi chọn đội tuyển quốc tế 2013)
Hiện tượ ng caacutec ion khaacutech xacircm nhập vagraveo mạng lướ i tinh thể chủ vagrave chiếm caacutec vị triacute
hốc trống trong mạng lướ i tinh thể chủ xảy ra khaacute phổ biến Quaacute trigravenh nagravey thườ ng diễn ra
chậm vagrave ở nhiệt độ cao Tuy nhiecircn quaacute trigravenh xacircm nhập của cation Li+ vagraveo mạng lướ i tinh
thể ReO3 lại đặc biệt bở i chuacuteng xảy ra khaacute nhanh ngay ở nhiệt độ phograveng Trong tinh thể
ReO3 mỗi nguyecircn tử Re đượ c bao quanh bở i 6 nguyecircn tử oxi tạo necircn những baacutet diện đều
giống nhau Biết rằng tinh thể ReO3 thuộc hệ lập phươ ng (chiều dagravei mỗi cạnh lagrave 0374 nm)
trong đoacute nguyecircn tử Re chiếm caacutec vị triacute đỉnh của higravenh lập phươ ng
1 Hatildey chứng minh rằng nguyecircn tử oxi chỉ coacute thể chiếm vị triacute trung điểm tất cả caacutec cạnh
của ocirc mạng vagrave vẽ một ocirc mạng cơ sở của tinh thể ReO3
2 Giả sử tinh thể ReO3 coacute bản chất ion Cho biết baacuten kiacutenh của ion O2- lagrave 0126 nm
a) Tiacutenh baacuten kiacutenh của ion Re6+
b) Cation khaacutech coacute kiacutech thướ c lớ n nhất bằng bao nhiecircu để khi xacircm nhập vagraveo mạng lướ i
tinh thể ReO3 khocircng lagravem thay đổi kiacutech thướ c của ocirc mạng tinh thể (bỏ qua mọi tươ ng taacutec
giữa ion nagravey vagrave tinh thể ReO3)
Hướng dẫn giải
1 Biện luận vị triacute của O
- Do số phối triacute của Re = 6 vagrave tỉ lệ ReO = 13 necircn số phối triacute của O = 63 = 2
- Như vậy một O phối triacute vớ i 2 Re vagrave caacutech đều hai Re vigrave caacutec nguyecircn tử Re lagrave tươ ng đươ ng- Giả sử nguyecircn tử O1 (khocircng nằm trecircn cạnh a) phối triacute vớ i 2 Re thuộc cạnh a thigrave trong ocirc
mạng phiacutea trecircn (hoặc phiacutea dướ i) cũng sẽ coacute nguyecircn tử O1rsquo tươ ng đươ ng vớ i O1 cugraveng phối
triacute vớ i nguyecircn tử Re chung nagravey Goacutec liecircn kết O1ReO1rsquo ne 180 o vagrave ne 90 o (= 90o thigrave O1
phải ở tacircm của higravenh lập phươ ng SPT = 8) như vậy khocircng thỏa matilden điều kiện phối triacute baacutet
WWWFACEBOOKCOMDAYKEMQUY
WWWBOIDUONGHOAHOCQUYNHONBLOGSPO
WWDAYKEMQUYNHONUCOZCOM
ng goacutep PDF bởi GV Nguyễn Thanh Tuacute
7262019 CHUYEcircN ĐỀ DUYEcircN HẢI BẮC BỘ NĂM 2015 - HOacuteA HỌC TINH THỂ
983107983144983157983161983274983150 đề 983108983112983106983106 983090983088983089983093 983085 983124983145983150983144 983156983144ề 983124983154983137983150983143 983092983089983087983093983092
diện đều của Re Vậy O1 phải nằm trecircn cạnh a Vagrave đươ ng nhiecircn phải nằm ở trung điểm vigrave
noacute caacutech đều hai Re ở hai đỉnh
Kết luận Caacutec nguyecircn tử O nằm ở trung điểm của mỗi cạnh Kiểm tra tỉ lệ ReO
trong một ocirc mạng = (818) (1214) = 13
2 Tiacutenh baacuten kiacutenh Re6+
2r minus2O + 2r +6Re = a = 0374 nm vậy r +6Re = (0374 ndash 20126)2 = 0061 nm
Tiacutenh baacuten kiacutenh cự c đại của ion lạ
Ion lạ xacircm nhập sẽ chiếm vị triacute trung tacircm của ocirc mạng cơ sở Do vậy khoảng caacutech từ
tacircm đến trung điểm mỗi cạnh tươ ng ứng bằng r minus2O+ rion lạ = a 2 = 0374 141= 0265 nm
vậy baacuten kiacutenh cực đại của ion lạ = 0265 ndash 0126 = 0139 nm
Bagravei 35
Bạc baacuten kiacutenh nguyecircn tử R = 144pm kết tinh dạng ocirc mạng cfc Tugravey theo kiacutech thướ c
magrave caacutec nguyecircn tử lạ E coacute thể đi vagraveo trong mạng bạc tạo ra một dung dịch rắn coacute tecircn gọikhaacutec nhau dung dịch rắn xen kẽ ( bằng caacutech chiếm caacutec lỗ xen kẽ) hoặc dung dịch rắn
thay thế (bằng caacutech thay thế caacutec nguyecircn tử bạc)
1) Tiacutenh khối lượ ng thể tiacutech của bạc nguyecircn chất
2) Xaacutec định số phối triacute vagrave độ compac của mạng cfc
3) Xen kẽ lỗ tinh thể học khaacutec nhau khi tạo thagravenh
a) Cho biết bản chất vagrave số mắt của mỗi chất chứa trong một ocirc mạng
b) Xaacutec định baacuten kiacutenh cực đại ri của một nguyecircn tử lạ E higravenh cầu nằm trong mạng ở mỗi
kiểu lỗ magrave khocircng lagravem biến dạng mạng4) Vagraveng baacuten kiacutenh nguyecircn tử Rrsquo = 147pm tạo dung dịch rắn a vớ i bạc
a) Suy ra bản chất của dung dịch a nagravey
b) Biểu thị cấu truacutec hoacutea học của a theo phần mol x của vagraveng
5) Một hợ p kim bạc-vagraveng tươ ng ứng vớ i một thagravenh phần đặc biệt của dung dịch rắn a đặc
trưng bở i phần khối lượ ng vagraveng w = 01
a) Tiacutenh giaacute trị của x
b) Xaacutec định khối lượ ng thể tiacutech của hợ p kim nagravey
(Theo ENSIETA Ban Vật lyacute1992) H ướ ng d ẫ n giải
1) Sơ đồ ocirc mạng cfc
Số nguyecircn tử bạc trong một ocirc mạng
WWWFACEBOOKCOMDAYKEMQUY
WWWBOIDUONGHOAHOCQUYNHONBLOGSPO
WWDAYKEMQUYNHONUCOZCOM
ng goacutep PDF bởi GV Nguyễn Thanh Tuacute
7262019 CHUYEcircN ĐỀ DUYEcircN HẢI BẮC BỘ NĂM 2015 - HOacuteA HỌC TINH THỂ
983107983144983157983161983274983150 đề 983108983112983106983106 983090983088983089983093 983085 983124983145983150983144 983156983144ề 983124983154983137983150983143 983092983095983087983093983092
b) Baacuten kiacutenh gaacuten cho nguyecircn tử hidro lagrave r = 37 pm Suy ra kiểu lỗ tươ ng thiacutech vớ i sự
lấp đầy
c) Trong thực tế caacutec nguyecircn tử hidro nằm trong mọi lỗ kiểu khaacutec hatildey lập cocircng thức
nguyecircn của hiđrua vagrave necircu một viacute dụ về tinh thể ion đẳng cấu truacutec
2 ) Hợ p kim của titan vagrave sắt thagravenh phần TiFe lagrave hợ p chất magrave caacutec nguyecircn tử titan chiếm caacutec
lỗ mạng lập phươ ng đơ n giản của sắt thocircng số = 298 pm
a ) Necircu ra hợ p chất ion kiểu tươ ng ứng cấu truacutec nagravey
b ) Trong hợ p chất TiFe caacutec nguyecircn tử hiđro chiếm mọi lỗ tạo ra từ bốn nguyecircn tử titan
vagrave hai nguyecircn tử sắt ( xem higravenh vẽ )
Xaacutec định higravenh học của một lỗ như vậy Xaacutec định cocircng thức của hiđrua thu đượ c khi batildeo
hogravea caacutec lỗ nagravey
3 ) Khả năng trữ hiđro của một vật liệu M i biểu thị bằng dung lượ ng thể tiacutech hấp phụ C va ( M i ) đượ c định ngh ĩ a lagrave tỷ số khối lượ ng hiđro bị hấp phụ trecircn thể tiacutech đơ n vị của vật liệu
nguyecircn chất
a ) Biểu thị C va ( M i ) theo thể tiacutech V i của ocirc mạng vagrave theo lượ ng hiđro ni bị hấp phụ
b ) So saacutenh dung lượ ng thể tiacutech hấp phụ lyacute thuyết của hai vật liệu xeacutet ở mục 1 vagrave 2
c ) Tiacutenh khối lượ ng cực tiểu của vật liệu rắn cần để tạo ra cugraveng lượ ng hiđro magrave bigravenh chứa
đựng 700 kg khiacute hoacutea lỏng Kết luận
H ướ ng d ẫ n giải
1 a)Lỗ O R + r 0 =2 R =gt r 0 =662 pm
b)Lỗ T R + r t = 2 R =gt r t = 36 pm
c) Lỗ chiếm tươ ng thiacutech đượ c dự kiến lagrave O
WWWFACEBOOKCOMDAYKEMQUY
WWWBOIDUONGHOAHOCQUYNHONBLOGSPO
WWDAYKEMQUYNHONUCOZCOM
ng goacutep PDF bởi GV Nguyễn Thanh Tuacute
7262019 CHUYEcircN ĐỀ DUYEcircN HẢI BẮC BỘ NĂM 2015 - HOacuteA HỌC TINH THỂ
983107983144983157983161983274983150 đề 983108983112983106983106 983090983088983089983093 983085 983124983145983150983144 983156983144ề 983124983154983137983150983143 983092983097983087983093983092
VI Ứng dụng kiến thức tinh thể vagraveo cuộc sống
(Bagravei được triacutech từ ldquoBagravei chuẩn bị Icho 39rdquo)
HOA QUẢ RAU CỎ VAgrave CAacuteC NGUYEcircN TỬ
Khi giải quyế t vấ n đề nagraveychư a coacute loại rau quả nagraveo bị phaacute hủ y
Năm 1611 nhagrave toaacuten học vagrave thiecircn văn học người Đức Johannes Kepler nghiecircn cứu
sự sắp xếp caacutec viecircn đạn của suacuteng thần cocircng trong một kim tự thaacutep Ocircng khẳng định rằngchỉ coacute một caacutech duy nhất để sắp xếp caacutec quả cầu cứng giống hệt nhau vagraveo một thể tiacutech sao
cho khiacutet nhất coacute thể ldquohellipkhocircng thể coacute thếm bất cứ một caacutech sắp xếp nagraveo khaacutec để chegraven thecircm
dugrave một viecircn đạn nữa vagraveo hogravem đoacuterdquo Ocircng lagrave ngườ i đầu tiecircn phaacutet biểu về một vấn đề như vậy
vagrave sau nagravey noacute đượ c gọi lagrave ldquosự phỏng đoaacuten Keplerrdquo Năm 1998 Giaacuteo sư Thomas Hales1 đatilde
đưa ra giải phaacutep cho ldquosự phỏng đoaacuten Keplerrdquo Nội dung của giải phaacutep nagravey đatilde đượ c trigravenh
bagravey trong loạt bagravei baacuteo trecircn tờ ldquoHigravenh học rờ i rạc vagrave điện toaacutenrdquo ra đờ i từ năm 1997 Ocircng
nghiecircn cứu hơ n 150 caacutech sắp xếp khaacutec nhau khaacutec vớ i caacutech magrave Kepler đatilde đưa ra Giải phaacutep
của Hales đogravei hỏi khoảng 250 trang giấy in vagrave dung lượ ng 3 GB caacutec file trong maacutey tiacutenh
Qua caacutec chứng minh toaacuten học chặt chẽ thuật ngữ ldquosự sắp xếp đặc khiacutet caacutec quả cầurdquo (cps)
đatilde đượ c chấp nhận rộng ratildei trong l ĩ nh vực hoacutea học chất rắn vagrave cho đến nay noacute vẫn cograven giaacute
trị
WWWFACEBOOKCOMDAYKEMQUY
WWWBOIDUONGHOAHOCQUYNHONBLOGSPO
WWDAYKEMQUYNHONUCOZCOM
ng goacutep PDF bởi GV Nguyễn Thanh Tuacute
7262019 CHUYEcircN ĐỀ DUYEcircN HẢI BẮC BỘ NĂM 2015 - HOacuteA HỌC TINH THỂ
983107983144983157983161983274983150 đề 983108983112983106983106 983090983088983089983093 983085 983124983145983150983144 983156983144ề 983124983154983137983150983143 983093983089983087983093983092
thứ 3 đượ c xếp lecircn trecircn khoảng trống của lớ p thứ nhất (xem trườ ng hợ p B higravenh 2) Hatildey
tiacutenh độ chặt khiacutet cho caacutech sắp xếp thứ 2 đượ c gọi lagrave sắp xếp lập phươ ng tacircm diện fbc
d) Coacute một ngườ i nocircng dacircn đatilde xếp lớ p thứ ba theo kiểu fcc vagrave bacircy giờ khocircng xaacutec định
đượ c đacircu lagrave khoảng trống đacircu lagrave rau củ đatilde xếp ở lớ p thứ nhất Giaacute trị sẽ thay đổi như thế
nagraveo do sự sai lệch khi sắp xếp caacutec lớ p chặt khiacutet tiếp theo
3 Giả sử ngườ i nocircng dacircn nảy ra yacute định muốn xếp chung đagraveo vagrave dưa hấu vagraveo xe bằng caacutech
xếp đagraveo vagraveo khoảng trống giữa caacutec quả dưa hấu
a) Hatildey tiacutenh tỉ lệ baacuten kiacutenh giữa quả đagraveo vagrave dưa hấu lớ n nhất coacute thể để traacutenh bị dập caacutec quả
đagraveo trong caacutec trườ ng hợ p xếp đagraveo vagraveo
iLỗ trống lập phươ ng trong kiếu lập phươ ng đơ n giản
ii Lỗ trống baacutet diện trong kiếu lập phươ ng tacircm khối
iii Lỗ trống baacutet diện trong kiếu lập phươ ng tacircm diện
b) Trong caacutec kiếu sắp xếp sc hcp bcc vagrave fcc trung bigravenh vớ i một quả dưa hấu coacute thể
xếp tối đa bao nhiecircu quả đagraveo
c) Tiacutenh giaacute trị lớ n nhất cho caacutec kiếu sắp xếp sc bcc vagrave fcc coacute xếp đagraveo ở caacutec khoảng
trống
4 Hoa quả coacute thể bị hỏng do xe khocircng thoaacuteng gioacute
a) Để giữ caacutec khoảng trống trong kiểu sắp xếp bcc vagrave fcc ngườ i nocircng dacircn quyết định
chỉ xếp caacutec quả đagraveo vagraveo caacutec lỗ trống baacutet diện khocircng nối vớ i nhau qua mặt hay tacircm Trong
trườ ng hợ p nagravey vớ i một quả dưa coacute thể xếp đượ c bao nhiecircu quả đagraveo
b) Ngườ i nocircng dacircn ngh ĩ ra một caacutech khaacutec trong caacutech sắp xếp fcc ocircng xếp đagraveo vagraveo tất cả
caacutec lỗ trống baacutet diện (như trecircn) vagrave vớ i caacutec lỗ trống tứ diện ocircng xếp taacuteo vagraveo Theo caacutech
nagravey vớ i một quả dưa ocircng coacute thể xếp đượ c bao nhiecircu quả taacuteo
Tạo hoacutea cũng lagravem nảy sinh những vấn đề liacute thuacute như ldquosự phỏng đoaacuten Keplerrdquo Ngọc
opal lagrave một loại đaacute tự nhiecircn đượ c cấu tạo từ caacutec quả cầu beacute xiacuteu SiO2
(cỡ micro) sắp xếp đặc
khiacutet vớ i nhau Đặc tiacutenh của opal lagrave coacute thể phaacutet ra caacutec aacutenh saacuteng khaacutec nhau (phaacutet ngũ sắc) khi
đượ c chiếu saacuteng Hiện tượ ng nagravey đượ c giải thiacutech bằng sự nhiễu xạ aacutenh saacuteng nhigraven thấy tuacircn
theo định luật Bragg λ = 2d sinθ
Trong đoacute λ lagrave độ dagravei soacuteng của tia saacuteng d lagrave khoảng caacutech giữa caacutec lớ p sắp xếp chặtkhiacutet trong opal 2θ lagrave goacutec giữa tia tớ i vagrave tia nhiễu xạ (noacutei caacutech khaacutec θ lagrave goacutec nghiecircng giữa
tia sang vớ i bề mặt của đaacute opal)
Opal lagrave loại đaacute coacute cấu truacutec tinh thể đầu tiecircn đượ c biết lagrave coacute khả năng khuacutec xạ loại
vật chất đượ c cấu tạo từ caacutec quả cầu cỡ micro vớ i chỉ số khuacutec xạ cao Quang phổ của noacute đatilde
WWWFACEBOOKCOMDAYKEMQUY
WWWBOIDUONGHOAHOCQUYNHONBLOGSPO
WWDAYKEMQUYNHONUCOZCOM
ng goacutep PDF bởi GV Nguyễn Thanh Tuacute
7262019 CHUYEcircN ĐỀ DUYEcircN HẢI BẮC BỘ NĂM 2015 - HOacuteA HỌC TINH THỂ
983107983144983157983161983274983150 đề 983108983112983106983106 983090983088983089983093 983085 983124983145983150983144 983156983144ề 983124983154983137983150983143 983091983090983087983093983092
Magrave D=m
V = (2times M)(6023times 10
23times a
3)
Thay D=795 a= 2864 Ao
=gt M= 2679 gmol
Vậy M lagrave kim loại Fe
Bagravei 23 Một nguyecircn tố A coacute baacuten kiacutenh nguyecircn tử R = 136 pm vagrave đơ n chất kết tinh theo cấu
truacutec lập phươ ng tacircm diện tỷ khối d = 224 Xaacutec định A
H ướ ng d ẫ n giải
2R2a = = 385 pm 1A3
molg192Z
NaM minus=
ρ=
Đoacute lagrave Ir
Bagravei 24
Kim loại X đượ c tigravem thấy vagraveo năm 1737 Tecircn của noacute coacute nguồn gốc tiếng Đức lagraveldquokoboldrdquo coacute ngh ĩ a lagrave ldquolinh hồn của quỷrdquo Một mẫu kim loại X đượ c ngacircm trong nướ c cacircn
nặng 13315g trong khi đoacute đem ngacircm cugraveng khối lượ ng mẫu kim loại vagraveo CCl4 chỉ nặng
12331g Biết khối lượ ng riecircng của CCl4 lagrave 15842 gcm3Để xaacutec định nguyecircn tố X thigrave
ngườ i ta phải dugraveng đến nhiễu xạ neutron Phươ ng phaacutep nhiễu xạ nagravey chỉ đặc trưng cho cấu
truacutec lập phươ ng tacircm mặt (fcc) vagrave đo đượ c thocircng số mạng a= 35302pm
Hướng dẫn giải
3
3 3 7 3 23 1 1
4
890 (3530210 ) 60210 ( ) 5893( )4 4
A A
A
Z M M d
V N a N
d a N g cm cm mol M g mol
minus minus minus
= =
rArr = = =
Vậy X lagrave Co
Bagravei 25
Khi nhuacuteng chigravem một vật hoagraven vagraveo trong một chất lỏng thigrave noacute sẽ coacute khối lượ ng biểu
kiến vigrave noacute chịu lực đẩy Acsimet Nếu coi kim loại X coacute khối lượ ng m vagrave thể tiacutech V thigrave ta
coacute
4 4
2 2
33
1500012331 15842890
13315 10000 1685
X CCl CCl
X
X H O H O
m m d V m gm V d g cm
m m d V m V V cm
= minus == minusrArr rArr rArr =
= minus = minus =
Ocirc mạng fcc gồm 4 nguyecircn tử coacute
WWWFACEBOOKCOMDAYKEMQUY
WWWBOIDUONGHOAHOCQUYNHONBLOGSPO
WWDAYKEMQUYNHONUCOZCOM
ng goacutep PDF bởi GV Nguyễn Thanh Tuacute
7262019 CHUYEcircN ĐỀ DUYEcircN HẢI BẮC BỘ NĂM 2015 - HOacuteA HỌC TINH THỂ
1 Phacircn loại caacutec chất sau đacircy theo bản chất của lực tương taacutec giữa caacutec đơn vị cấu truacutec trong
mạng tinh thể của chuacuteng Cu kim cươ ng MgO C6H12O6 I2 Pb BN NaH
2 Maacuteu trong cơ thể ngườ i coacute magraveu đỏ vigrave chứa hemoglobin (chất vậnchuyển oxi chứa sắt) Maacuteu của một số động vật nhuyễn thể khocircng coacute
magraveu đỏ magrave coacute magraveu khaacutec vigrave chứa một kim loại khaacutec (X) Tế bagraveo đơ n vị (ocirc
mạng cơ sở ) lập phươ ng tacircm diện của tinh thể X (higravenh becircn) coacute cạnh
bằng 36210-8 cm Khối lượ ng riecircng của nguyecircn tố nagravey lagrave 8920 kgm3
WWWFACEBOOKCOMDAYKEMQUY
WWWBOIDUONGHOAHOCQUYNHONBLOGSPO
WWDAYKEMQUYNHONUCOZCOM
ng goacutep PDF bởi GV Nguyễn Thanh Tuacute
7262019 CHUYEcircN ĐỀ DUYEcircN HẢI BẮC BỘ NĂM 2015 - HOacuteA HỌC TINH THỂ
983107983144983157983161983274983150 đề 983108983112983106983106 983090983088983089983093 983085 983124983145983150983144 983156983144ề 983124983154983137983150983143 983091983097983087983093983092
Trong mỗi ocirc cơ sở coacute 4 phacircn tử BaO2 rarr thể tiacutech của mỗi ocirc V = 4mD
Vớ i m =100236
99915232713723
+= 2811310-22 gam
rarr V = 1979810-22 (cm3) = 197979342 (pm3)
(2x134 + 2a)2( 2x134 + 2a+149) = 197979342
(134 + a)2(134 + a+745) = 24747418
(134 + a)3+ (134 + a)2 745 - 24747418 = 0
rarr a = 2686-134 = 135 pm
Bagravei 33
Niken (II) oxit coacute cấu truacutec tinh thể giống mạng tinh thể natri clorua Caacutec ion O2- tạo
thagravenh mạng lập phươ ng tacircm mặt caacutec hốc baacutet diện coacute caacutec ion Ni2+ Khối lượ ng riecircng của
Niken (II) oxit lagrave 667 gcm3 Nếu cho Niken (II) oxit taacutec dụng vớ i Liti oxit vagrave oxi thigrave đượ c
caacutec tinh thể trắng coacute thagravenh phần LixNi1-xO
2x
Li2O + (1-x) NiO +4x
O2 rarr LixNi1-xO
Cấu truacutec mạng tinh thể của LixNi1-xO giống cấu truacutec mạng tinh thể của NiO nhưng
một số ion Ni2+ đượ c thay thế bằng caacutec ion Liti vagrave một số ion Ni2+ bị oxi hoacutea để đảm bảo
tiacutenh trung hogravea điện của phacircn tử Khối lượ ng riecircng của tinh thể LixNi1-xO lagrave 621 gcm3
Tiacutenh x (chấp nhận thể tiacutech của ocirc mạng cơ sở khocircng thay đổi khi chuyển từ NiO
thagravenh LixNi1-xO)
Cho NA= 60231023 mol-1 Ni = 5871 Li = 694 O = 16
H ướ ng d ẫ n giải
Trong một tinh thể sự sắp xếp của caacutec anion vagrave caacutec cation theo cấu truacutec mạng lậpphươ ng tacircm mặt Caacutec cation vagrave anion nằm xen kẽ nhau Một ocirc mạng cơ sở chứa 4 cation
vagrave 4 anion
3A
NiONiO aN
nMD =
Tiacutenh cạnh a của ocirc mạng cơ sở của NiO
WWWFACEBOOKCOMDAYKEMQUY
WWWBOIDUONGHOAHOCQUYNHONBLOGSPO
WWDAYKEMQUYNHONUCOZCOM
ng goacutep PDF bởi GV Nguyễn Thanh Tuacute
7262019 CHUYEcircN ĐỀ DUYEcircN HẢI BẮC BỘ NĂM 2015 - HOacuteA HỌC TINH THỂ
983107983144983157983161983274983150 đề 983108983112983106983106 983090983088983089983093 983085 983124983145983150983144 983156983144ề 983124983154983137983150983143 983092983088983087983093983092
323 667602310
74714a
timestimes
= = 400610-8 cm
Vậy[ ]
( )3823 420610602310
16x)5871(1694x4621
minustimes
+minus+times= =gt x = 01
Bagravei 34 (Đề thi chọn đội tuyển quốc tế 2013)
Hiện tượ ng caacutec ion khaacutech xacircm nhập vagraveo mạng lướ i tinh thể chủ vagrave chiếm caacutec vị triacute
hốc trống trong mạng lướ i tinh thể chủ xảy ra khaacute phổ biến Quaacute trigravenh nagravey thườ ng diễn ra
chậm vagrave ở nhiệt độ cao Tuy nhiecircn quaacute trigravenh xacircm nhập của cation Li+ vagraveo mạng lướ i tinh
thể ReO3 lại đặc biệt bở i chuacuteng xảy ra khaacute nhanh ngay ở nhiệt độ phograveng Trong tinh thể
ReO3 mỗi nguyecircn tử Re đượ c bao quanh bở i 6 nguyecircn tử oxi tạo necircn những baacutet diện đều
giống nhau Biết rằng tinh thể ReO3 thuộc hệ lập phươ ng (chiều dagravei mỗi cạnh lagrave 0374 nm)
trong đoacute nguyecircn tử Re chiếm caacutec vị triacute đỉnh của higravenh lập phươ ng
1 Hatildey chứng minh rằng nguyecircn tử oxi chỉ coacute thể chiếm vị triacute trung điểm tất cả caacutec cạnh
của ocirc mạng vagrave vẽ một ocirc mạng cơ sở của tinh thể ReO3
2 Giả sử tinh thể ReO3 coacute bản chất ion Cho biết baacuten kiacutenh của ion O2- lagrave 0126 nm
a) Tiacutenh baacuten kiacutenh của ion Re6+
b) Cation khaacutech coacute kiacutech thướ c lớ n nhất bằng bao nhiecircu để khi xacircm nhập vagraveo mạng lướ i
tinh thể ReO3 khocircng lagravem thay đổi kiacutech thướ c của ocirc mạng tinh thể (bỏ qua mọi tươ ng taacutec
giữa ion nagravey vagrave tinh thể ReO3)
Hướng dẫn giải
1 Biện luận vị triacute của O
- Do số phối triacute của Re = 6 vagrave tỉ lệ ReO = 13 necircn số phối triacute của O = 63 = 2
- Như vậy một O phối triacute vớ i 2 Re vagrave caacutech đều hai Re vigrave caacutec nguyecircn tử Re lagrave tươ ng đươ ng- Giả sử nguyecircn tử O1 (khocircng nằm trecircn cạnh a) phối triacute vớ i 2 Re thuộc cạnh a thigrave trong ocirc
mạng phiacutea trecircn (hoặc phiacutea dướ i) cũng sẽ coacute nguyecircn tử O1rsquo tươ ng đươ ng vớ i O1 cugraveng phối
triacute vớ i nguyecircn tử Re chung nagravey Goacutec liecircn kết O1ReO1rsquo ne 180 o vagrave ne 90 o (= 90o thigrave O1
phải ở tacircm của higravenh lập phươ ng SPT = 8) như vậy khocircng thỏa matilden điều kiện phối triacute baacutet
WWWFACEBOOKCOMDAYKEMQUY
WWWBOIDUONGHOAHOCQUYNHONBLOGSPO
WWDAYKEMQUYNHONUCOZCOM
ng goacutep PDF bởi GV Nguyễn Thanh Tuacute
7262019 CHUYEcircN ĐỀ DUYEcircN HẢI BẮC BỘ NĂM 2015 - HOacuteA HỌC TINH THỂ
983107983144983157983161983274983150 đề 983108983112983106983106 983090983088983089983093 983085 983124983145983150983144 983156983144ề 983124983154983137983150983143 983092983089983087983093983092
diện đều của Re Vậy O1 phải nằm trecircn cạnh a Vagrave đươ ng nhiecircn phải nằm ở trung điểm vigrave
noacute caacutech đều hai Re ở hai đỉnh
Kết luận Caacutec nguyecircn tử O nằm ở trung điểm của mỗi cạnh Kiểm tra tỉ lệ ReO
trong một ocirc mạng = (818) (1214) = 13
2 Tiacutenh baacuten kiacutenh Re6+
2r minus2O + 2r +6Re = a = 0374 nm vậy r +6Re = (0374 ndash 20126)2 = 0061 nm
Tiacutenh baacuten kiacutenh cự c đại của ion lạ
Ion lạ xacircm nhập sẽ chiếm vị triacute trung tacircm của ocirc mạng cơ sở Do vậy khoảng caacutech từ
tacircm đến trung điểm mỗi cạnh tươ ng ứng bằng r minus2O+ rion lạ = a 2 = 0374 141= 0265 nm
vậy baacuten kiacutenh cực đại của ion lạ = 0265 ndash 0126 = 0139 nm
Bagravei 35
Bạc baacuten kiacutenh nguyecircn tử R = 144pm kết tinh dạng ocirc mạng cfc Tugravey theo kiacutech thướ c
magrave caacutec nguyecircn tử lạ E coacute thể đi vagraveo trong mạng bạc tạo ra một dung dịch rắn coacute tecircn gọikhaacutec nhau dung dịch rắn xen kẽ ( bằng caacutech chiếm caacutec lỗ xen kẽ) hoặc dung dịch rắn
thay thế (bằng caacutech thay thế caacutec nguyecircn tử bạc)
1) Tiacutenh khối lượ ng thể tiacutech của bạc nguyecircn chất
2) Xaacutec định số phối triacute vagrave độ compac của mạng cfc
3) Xen kẽ lỗ tinh thể học khaacutec nhau khi tạo thagravenh
a) Cho biết bản chất vagrave số mắt của mỗi chất chứa trong một ocirc mạng
b) Xaacutec định baacuten kiacutenh cực đại ri của một nguyecircn tử lạ E higravenh cầu nằm trong mạng ở mỗi
kiểu lỗ magrave khocircng lagravem biến dạng mạng4) Vagraveng baacuten kiacutenh nguyecircn tử Rrsquo = 147pm tạo dung dịch rắn a vớ i bạc
a) Suy ra bản chất của dung dịch a nagravey
b) Biểu thị cấu truacutec hoacutea học của a theo phần mol x của vagraveng
5) Một hợ p kim bạc-vagraveng tươ ng ứng vớ i một thagravenh phần đặc biệt của dung dịch rắn a đặc
trưng bở i phần khối lượ ng vagraveng w = 01
a) Tiacutenh giaacute trị của x
b) Xaacutec định khối lượ ng thể tiacutech của hợ p kim nagravey
(Theo ENSIETA Ban Vật lyacute1992) H ướ ng d ẫ n giải
1) Sơ đồ ocirc mạng cfc
Số nguyecircn tử bạc trong một ocirc mạng
WWWFACEBOOKCOMDAYKEMQUY
WWWBOIDUONGHOAHOCQUYNHONBLOGSPO
WWDAYKEMQUYNHONUCOZCOM
ng goacutep PDF bởi GV Nguyễn Thanh Tuacute
7262019 CHUYEcircN ĐỀ DUYEcircN HẢI BẮC BỘ NĂM 2015 - HOacuteA HỌC TINH THỂ
983107983144983157983161983274983150 đề 983108983112983106983106 983090983088983089983093 983085 983124983145983150983144 983156983144ề 983124983154983137983150983143 983092983095983087983093983092
b) Baacuten kiacutenh gaacuten cho nguyecircn tử hidro lagrave r = 37 pm Suy ra kiểu lỗ tươ ng thiacutech vớ i sự
lấp đầy
c) Trong thực tế caacutec nguyecircn tử hidro nằm trong mọi lỗ kiểu khaacutec hatildey lập cocircng thức
nguyecircn của hiđrua vagrave necircu một viacute dụ về tinh thể ion đẳng cấu truacutec
2 ) Hợ p kim của titan vagrave sắt thagravenh phần TiFe lagrave hợ p chất magrave caacutec nguyecircn tử titan chiếm caacutec
lỗ mạng lập phươ ng đơ n giản của sắt thocircng số = 298 pm
a ) Necircu ra hợ p chất ion kiểu tươ ng ứng cấu truacutec nagravey
b ) Trong hợ p chất TiFe caacutec nguyecircn tử hiđro chiếm mọi lỗ tạo ra từ bốn nguyecircn tử titan
vagrave hai nguyecircn tử sắt ( xem higravenh vẽ )
Xaacutec định higravenh học của một lỗ như vậy Xaacutec định cocircng thức của hiđrua thu đượ c khi batildeo
hogravea caacutec lỗ nagravey
3 ) Khả năng trữ hiđro của một vật liệu M i biểu thị bằng dung lượ ng thể tiacutech hấp phụ C va ( M i ) đượ c định ngh ĩ a lagrave tỷ số khối lượ ng hiđro bị hấp phụ trecircn thể tiacutech đơ n vị của vật liệu
nguyecircn chất
a ) Biểu thị C va ( M i ) theo thể tiacutech V i của ocirc mạng vagrave theo lượ ng hiđro ni bị hấp phụ
b ) So saacutenh dung lượ ng thể tiacutech hấp phụ lyacute thuyết của hai vật liệu xeacutet ở mục 1 vagrave 2
c ) Tiacutenh khối lượ ng cực tiểu của vật liệu rắn cần để tạo ra cugraveng lượ ng hiđro magrave bigravenh chứa
đựng 700 kg khiacute hoacutea lỏng Kết luận
H ướ ng d ẫ n giải
1 a)Lỗ O R + r 0 =2 R =gt r 0 =662 pm
b)Lỗ T R + r t = 2 R =gt r t = 36 pm
c) Lỗ chiếm tươ ng thiacutech đượ c dự kiến lagrave O
WWWFACEBOOKCOMDAYKEMQUY
WWWBOIDUONGHOAHOCQUYNHONBLOGSPO
WWDAYKEMQUYNHONUCOZCOM
ng goacutep PDF bởi GV Nguyễn Thanh Tuacute
7262019 CHUYEcircN ĐỀ DUYEcircN HẢI BẮC BỘ NĂM 2015 - HOacuteA HỌC TINH THỂ
983107983144983157983161983274983150 đề 983108983112983106983106 983090983088983089983093 983085 983124983145983150983144 983156983144ề 983124983154983137983150983143 983092983097983087983093983092
VI Ứng dụng kiến thức tinh thể vagraveo cuộc sống
(Bagravei được triacutech từ ldquoBagravei chuẩn bị Icho 39rdquo)
HOA QUẢ RAU CỎ VAgrave CAacuteC NGUYEcircN TỬ
Khi giải quyế t vấ n đề nagraveychư a coacute loại rau quả nagraveo bị phaacute hủ y
Năm 1611 nhagrave toaacuten học vagrave thiecircn văn học người Đức Johannes Kepler nghiecircn cứu
sự sắp xếp caacutec viecircn đạn của suacuteng thần cocircng trong một kim tự thaacutep Ocircng khẳng định rằngchỉ coacute một caacutech duy nhất để sắp xếp caacutec quả cầu cứng giống hệt nhau vagraveo một thể tiacutech sao
cho khiacutet nhất coacute thể ldquohellipkhocircng thể coacute thếm bất cứ một caacutech sắp xếp nagraveo khaacutec để chegraven thecircm
dugrave một viecircn đạn nữa vagraveo hogravem đoacuterdquo Ocircng lagrave ngườ i đầu tiecircn phaacutet biểu về một vấn đề như vậy
vagrave sau nagravey noacute đượ c gọi lagrave ldquosự phỏng đoaacuten Keplerrdquo Năm 1998 Giaacuteo sư Thomas Hales1 đatilde
đưa ra giải phaacutep cho ldquosự phỏng đoaacuten Keplerrdquo Nội dung của giải phaacutep nagravey đatilde đượ c trigravenh
bagravey trong loạt bagravei baacuteo trecircn tờ ldquoHigravenh học rờ i rạc vagrave điện toaacutenrdquo ra đờ i từ năm 1997 Ocircng
nghiecircn cứu hơ n 150 caacutech sắp xếp khaacutec nhau khaacutec vớ i caacutech magrave Kepler đatilde đưa ra Giải phaacutep
của Hales đogravei hỏi khoảng 250 trang giấy in vagrave dung lượ ng 3 GB caacutec file trong maacutey tiacutenh
Qua caacutec chứng minh toaacuten học chặt chẽ thuật ngữ ldquosự sắp xếp đặc khiacutet caacutec quả cầurdquo (cps)
đatilde đượ c chấp nhận rộng ratildei trong l ĩ nh vực hoacutea học chất rắn vagrave cho đến nay noacute vẫn cograven giaacute
trị
WWWFACEBOOKCOMDAYKEMQUY
WWWBOIDUONGHOAHOCQUYNHONBLOGSPO
WWDAYKEMQUYNHONUCOZCOM
ng goacutep PDF bởi GV Nguyễn Thanh Tuacute
7262019 CHUYEcircN ĐỀ DUYEcircN HẢI BẮC BỘ NĂM 2015 - HOacuteA HỌC TINH THỂ
983107983144983157983161983274983150 đề 983108983112983106983106 983090983088983089983093 983085 983124983145983150983144 983156983144ề 983124983154983137983150983143 983093983089983087983093983092
thứ 3 đượ c xếp lecircn trecircn khoảng trống của lớ p thứ nhất (xem trườ ng hợ p B higravenh 2) Hatildey
tiacutenh độ chặt khiacutet cho caacutech sắp xếp thứ 2 đượ c gọi lagrave sắp xếp lập phươ ng tacircm diện fbc
d) Coacute một ngườ i nocircng dacircn đatilde xếp lớ p thứ ba theo kiểu fcc vagrave bacircy giờ khocircng xaacutec định
đượ c đacircu lagrave khoảng trống đacircu lagrave rau củ đatilde xếp ở lớ p thứ nhất Giaacute trị sẽ thay đổi như thế
nagraveo do sự sai lệch khi sắp xếp caacutec lớ p chặt khiacutet tiếp theo
3 Giả sử ngườ i nocircng dacircn nảy ra yacute định muốn xếp chung đagraveo vagrave dưa hấu vagraveo xe bằng caacutech
xếp đagraveo vagraveo khoảng trống giữa caacutec quả dưa hấu
a) Hatildey tiacutenh tỉ lệ baacuten kiacutenh giữa quả đagraveo vagrave dưa hấu lớ n nhất coacute thể để traacutenh bị dập caacutec quả
đagraveo trong caacutec trườ ng hợ p xếp đagraveo vagraveo
iLỗ trống lập phươ ng trong kiếu lập phươ ng đơ n giản
ii Lỗ trống baacutet diện trong kiếu lập phươ ng tacircm khối
iii Lỗ trống baacutet diện trong kiếu lập phươ ng tacircm diện
b) Trong caacutec kiếu sắp xếp sc hcp bcc vagrave fcc trung bigravenh vớ i một quả dưa hấu coacute thể
xếp tối đa bao nhiecircu quả đagraveo
c) Tiacutenh giaacute trị lớ n nhất cho caacutec kiếu sắp xếp sc bcc vagrave fcc coacute xếp đagraveo ở caacutec khoảng
trống
4 Hoa quả coacute thể bị hỏng do xe khocircng thoaacuteng gioacute
a) Để giữ caacutec khoảng trống trong kiểu sắp xếp bcc vagrave fcc ngườ i nocircng dacircn quyết định
chỉ xếp caacutec quả đagraveo vagraveo caacutec lỗ trống baacutet diện khocircng nối vớ i nhau qua mặt hay tacircm Trong
trườ ng hợ p nagravey vớ i một quả dưa coacute thể xếp đượ c bao nhiecircu quả đagraveo
b) Ngườ i nocircng dacircn ngh ĩ ra một caacutech khaacutec trong caacutech sắp xếp fcc ocircng xếp đagraveo vagraveo tất cả
caacutec lỗ trống baacutet diện (như trecircn) vagrave vớ i caacutec lỗ trống tứ diện ocircng xếp taacuteo vagraveo Theo caacutech
nagravey vớ i một quả dưa ocircng coacute thể xếp đượ c bao nhiecircu quả taacuteo
Tạo hoacutea cũng lagravem nảy sinh những vấn đề liacute thuacute như ldquosự phỏng đoaacuten Keplerrdquo Ngọc
opal lagrave một loại đaacute tự nhiecircn đượ c cấu tạo từ caacutec quả cầu beacute xiacuteu SiO2
(cỡ micro) sắp xếp đặc
khiacutet vớ i nhau Đặc tiacutenh của opal lagrave coacute thể phaacutet ra caacutec aacutenh saacuteng khaacutec nhau (phaacutet ngũ sắc) khi
đượ c chiếu saacuteng Hiện tượ ng nagravey đượ c giải thiacutech bằng sự nhiễu xạ aacutenh saacuteng nhigraven thấy tuacircn
theo định luật Bragg λ = 2d sinθ
Trong đoacute λ lagrave độ dagravei soacuteng của tia saacuteng d lagrave khoảng caacutech giữa caacutec lớ p sắp xếp chặtkhiacutet trong opal 2θ lagrave goacutec giữa tia tớ i vagrave tia nhiễu xạ (noacutei caacutech khaacutec θ lagrave goacutec nghiecircng giữa
tia sang vớ i bề mặt của đaacute opal)
Opal lagrave loại đaacute coacute cấu truacutec tinh thể đầu tiecircn đượ c biết lagrave coacute khả năng khuacutec xạ loại
vật chất đượ c cấu tạo từ caacutec quả cầu cỡ micro vớ i chỉ số khuacutec xạ cao Quang phổ của noacute đatilde
WWWFACEBOOKCOMDAYKEMQUY
WWWBOIDUONGHOAHOCQUYNHONBLOGSPO
WWDAYKEMQUYNHONUCOZCOM
ng goacutep PDF bởi GV Nguyễn Thanh Tuacute
7262019 CHUYEcircN ĐỀ DUYEcircN HẢI BẮC BỘ NĂM 2015 - HOacuteA HỌC TINH THỂ
983107983144983157983161983274983150 đề 983108983112983106983106 983090983088983089983093 983085 983124983145983150983144 983156983144ề 983124983154983137983150983143 983091983090983087983093983092
Magrave D=m
V = (2times M)(6023times 10
23times a
3)
Thay D=795 a= 2864 Ao
=gt M= 2679 gmol
Vậy M lagrave kim loại Fe
Bagravei 23 Một nguyecircn tố A coacute baacuten kiacutenh nguyecircn tử R = 136 pm vagrave đơ n chất kết tinh theo cấu
truacutec lập phươ ng tacircm diện tỷ khối d = 224 Xaacutec định A
H ướ ng d ẫ n giải
2R2a = = 385 pm 1A3
molg192Z
NaM minus=
ρ=
Đoacute lagrave Ir
Bagravei 24
Kim loại X đượ c tigravem thấy vagraveo năm 1737 Tecircn của noacute coacute nguồn gốc tiếng Đức lagraveldquokoboldrdquo coacute ngh ĩ a lagrave ldquolinh hồn của quỷrdquo Một mẫu kim loại X đượ c ngacircm trong nướ c cacircn
nặng 13315g trong khi đoacute đem ngacircm cugraveng khối lượ ng mẫu kim loại vagraveo CCl4 chỉ nặng
12331g Biết khối lượ ng riecircng của CCl4 lagrave 15842 gcm3Để xaacutec định nguyecircn tố X thigrave
ngườ i ta phải dugraveng đến nhiễu xạ neutron Phươ ng phaacutep nhiễu xạ nagravey chỉ đặc trưng cho cấu
truacutec lập phươ ng tacircm mặt (fcc) vagrave đo đượ c thocircng số mạng a= 35302pm
Hướng dẫn giải
3
3 3 7 3 23 1 1
4
890 (3530210 ) 60210 ( ) 5893( )4 4
A A
A
Z M M d
V N a N
d a N g cm cm mol M g mol
minus minus minus
= =
rArr = = =
Vậy X lagrave Co
Bagravei 25
Khi nhuacuteng chigravem một vật hoagraven vagraveo trong một chất lỏng thigrave noacute sẽ coacute khối lượ ng biểu
kiến vigrave noacute chịu lực đẩy Acsimet Nếu coi kim loại X coacute khối lượ ng m vagrave thể tiacutech V thigrave ta
coacute
4 4
2 2
33
1500012331 15842890
13315 10000 1685
X CCl CCl
X
X H O H O
m m d V m gm V d g cm
m m d V m V V cm
= minus == minusrArr rArr rArr =
= minus = minus =
Ocirc mạng fcc gồm 4 nguyecircn tử coacute
WWWFACEBOOKCOMDAYKEMQUY
WWWBOIDUONGHOAHOCQUYNHONBLOGSPO
WWDAYKEMQUYNHONUCOZCOM
ng goacutep PDF bởi GV Nguyễn Thanh Tuacute
7262019 CHUYEcircN ĐỀ DUYEcircN HẢI BẮC BỘ NĂM 2015 - HOacuteA HỌC TINH THỂ
1 Phacircn loại caacutec chất sau đacircy theo bản chất của lực tương taacutec giữa caacutec đơn vị cấu truacutec trong
mạng tinh thể của chuacuteng Cu kim cươ ng MgO C6H12O6 I2 Pb BN NaH
2 Maacuteu trong cơ thể ngườ i coacute magraveu đỏ vigrave chứa hemoglobin (chất vậnchuyển oxi chứa sắt) Maacuteu của một số động vật nhuyễn thể khocircng coacute
magraveu đỏ magrave coacute magraveu khaacutec vigrave chứa một kim loại khaacutec (X) Tế bagraveo đơ n vị (ocirc
mạng cơ sở ) lập phươ ng tacircm diện của tinh thể X (higravenh becircn) coacute cạnh
bằng 36210-8 cm Khối lượ ng riecircng của nguyecircn tố nagravey lagrave 8920 kgm3
WWWFACEBOOKCOMDAYKEMQUY
WWWBOIDUONGHOAHOCQUYNHONBLOGSPO
WWDAYKEMQUYNHONUCOZCOM
ng goacutep PDF bởi GV Nguyễn Thanh Tuacute
7262019 CHUYEcircN ĐỀ DUYEcircN HẢI BẮC BỘ NĂM 2015 - HOacuteA HỌC TINH THỂ
983107983144983157983161983274983150 đề 983108983112983106983106 983090983088983089983093 983085 983124983145983150983144 983156983144ề 983124983154983137983150983143 983091983097983087983093983092
Trong mỗi ocirc cơ sở coacute 4 phacircn tử BaO2 rarr thể tiacutech của mỗi ocirc V = 4mD
Vớ i m =100236
99915232713723
+= 2811310-22 gam
rarr V = 1979810-22 (cm3) = 197979342 (pm3)
(2x134 + 2a)2( 2x134 + 2a+149) = 197979342
(134 + a)2(134 + a+745) = 24747418
(134 + a)3+ (134 + a)2 745 - 24747418 = 0
rarr a = 2686-134 = 135 pm
Bagravei 33
Niken (II) oxit coacute cấu truacutec tinh thể giống mạng tinh thể natri clorua Caacutec ion O2- tạo
thagravenh mạng lập phươ ng tacircm mặt caacutec hốc baacutet diện coacute caacutec ion Ni2+ Khối lượ ng riecircng của
Niken (II) oxit lagrave 667 gcm3 Nếu cho Niken (II) oxit taacutec dụng vớ i Liti oxit vagrave oxi thigrave đượ c
caacutec tinh thể trắng coacute thagravenh phần LixNi1-xO
2x
Li2O + (1-x) NiO +4x
O2 rarr LixNi1-xO
Cấu truacutec mạng tinh thể của LixNi1-xO giống cấu truacutec mạng tinh thể của NiO nhưng
một số ion Ni2+ đượ c thay thế bằng caacutec ion Liti vagrave một số ion Ni2+ bị oxi hoacutea để đảm bảo
tiacutenh trung hogravea điện của phacircn tử Khối lượ ng riecircng của tinh thể LixNi1-xO lagrave 621 gcm3
Tiacutenh x (chấp nhận thể tiacutech của ocirc mạng cơ sở khocircng thay đổi khi chuyển từ NiO
thagravenh LixNi1-xO)
Cho NA= 60231023 mol-1 Ni = 5871 Li = 694 O = 16
H ướ ng d ẫ n giải
Trong một tinh thể sự sắp xếp của caacutec anion vagrave caacutec cation theo cấu truacutec mạng lậpphươ ng tacircm mặt Caacutec cation vagrave anion nằm xen kẽ nhau Một ocirc mạng cơ sở chứa 4 cation
vagrave 4 anion
3A
NiONiO aN
nMD =
Tiacutenh cạnh a của ocirc mạng cơ sở của NiO
WWWFACEBOOKCOMDAYKEMQUY
WWWBOIDUONGHOAHOCQUYNHONBLOGSPO
WWDAYKEMQUYNHONUCOZCOM
ng goacutep PDF bởi GV Nguyễn Thanh Tuacute
7262019 CHUYEcircN ĐỀ DUYEcircN HẢI BẮC BỘ NĂM 2015 - HOacuteA HỌC TINH THỂ
983107983144983157983161983274983150 đề 983108983112983106983106 983090983088983089983093 983085 983124983145983150983144 983156983144ề 983124983154983137983150983143 983092983088983087983093983092
323 667602310
74714a
timestimes
= = 400610-8 cm
Vậy[ ]
( )3823 420610602310
16x)5871(1694x4621
minustimes
+minus+times= =gt x = 01
Bagravei 34 (Đề thi chọn đội tuyển quốc tế 2013)
Hiện tượ ng caacutec ion khaacutech xacircm nhập vagraveo mạng lướ i tinh thể chủ vagrave chiếm caacutec vị triacute
hốc trống trong mạng lướ i tinh thể chủ xảy ra khaacute phổ biến Quaacute trigravenh nagravey thườ ng diễn ra
chậm vagrave ở nhiệt độ cao Tuy nhiecircn quaacute trigravenh xacircm nhập của cation Li+ vagraveo mạng lướ i tinh
thể ReO3 lại đặc biệt bở i chuacuteng xảy ra khaacute nhanh ngay ở nhiệt độ phograveng Trong tinh thể
ReO3 mỗi nguyecircn tử Re đượ c bao quanh bở i 6 nguyecircn tử oxi tạo necircn những baacutet diện đều
giống nhau Biết rằng tinh thể ReO3 thuộc hệ lập phươ ng (chiều dagravei mỗi cạnh lagrave 0374 nm)
trong đoacute nguyecircn tử Re chiếm caacutec vị triacute đỉnh của higravenh lập phươ ng
1 Hatildey chứng minh rằng nguyecircn tử oxi chỉ coacute thể chiếm vị triacute trung điểm tất cả caacutec cạnh
của ocirc mạng vagrave vẽ một ocirc mạng cơ sở của tinh thể ReO3
2 Giả sử tinh thể ReO3 coacute bản chất ion Cho biết baacuten kiacutenh của ion O2- lagrave 0126 nm
a) Tiacutenh baacuten kiacutenh của ion Re6+
b) Cation khaacutech coacute kiacutech thướ c lớ n nhất bằng bao nhiecircu để khi xacircm nhập vagraveo mạng lướ i
tinh thể ReO3 khocircng lagravem thay đổi kiacutech thướ c của ocirc mạng tinh thể (bỏ qua mọi tươ ng taacutec
giữa ion nagravey vagrave tinh thể ReO3)
Hướng dẫn giải
1 Biện luận vị triacute của O
- Do số phối triacute của Re = 6 vagrave tỉ lệ ReO = 13 necircn số phối triacute của O = 63 = 2
- Như vậy một O phối triacute vớ i 2 Re vagrave caacutech đều hai Re vigrave caacutec nguyecircn tử Re lagrave tươ ng đươ ng- Giả sử nguyecircn tử O1 (khocircng nằm trecircn cạnh a) phối triacute vớ i 2 Re thuộc cạnh a thigrave trong ocirc
mạng phiacutea trecircn (hoặc phiacutea dướ i) cũng sẽ coacute nguyecircn tử O1rsquo tươ ng đươ ng vớ i O1 cugraveng phối
triacute vớ i nguyecircn tử Re chung nagravey Goacutec liecircn kết O1ReO1rsquo ne 180 o vagrave ne 90 o (= 90o thigrave O1
phải ở tacircm của higravenh lập phươ ng SPT = 8) như vậy khocircng thỏa matilden điều kiện phối triacute baacutet
WWWFACEBOOKCOMDAYKEMQUY
WWWBOIDUONGHOAHOCQUYNHONBLOGSPO
WWDAYKEMQUYNHONUCOZCOM
ng goacutep PDF bởi GV Nguyễn Thanh Tuacute
7262019 CHUYEcircN ĐỀ DUYEcircN HẢI BẮC BỘ NĂM 2015 - HOacuteA HỌC TINH THỂ
983107983144983157983161983274983150 đề 983108983112983106983106 983090983088983089983093 983085 983124983145983150983144 983156983144ề 983124983154983137983150983143 983092983089983087983093983092
diện đều của Re Vậy O1 phải nằm trecircn cạnh a Vagrave đươ ng nhiecircn phải nằm ở trung điểm vigrave
noacute caacutech đều hai Re ở hai đỉnh
Kết luận Caacutec nguyecircn tử O nằm ở trung điểm của mỗi cạnh Kiểm tra tỉ lệ ReO
trong một ocirc mạng = (818) (1214) = 13
2 Tiacutenh baacuten kiacutenh Re6+
2r minus2O + 2r +6Re = a = 0374 nm vậy r +6Re = (0374 ndash 20126)2 = 0061 nm
Tiacutenh baacuten kiacutenh cự c đại của ion lạ
Ion lạ xacircm nhập sẽ chiếm vị triacute trung tacircm của ocirc mạng cơ sở Do vậy khoảng caacutech từ
tacircm đến trung điểm mỗi cạnh tươ ng ứng bằng r minus2O+ rion lạ = a 2 = 0374 141= 0265 nm
vậy baacuten kiacutenh cực đại của ion lạ = 0265 ndash 0126 = 0139 nm
Bagravei 35
Bạc baacuten kiacutenh nguyecircn tử R = 144pm kết tinh dạng ocirc mạng cfc Tugravey theo kiacutech thướ c
magrave caacutec nguyecircn tử lạ E coacute thể đi vagraveo trong mạng bạc tạo ra một dung dịch rắn coacute tecircn gọikhaacutec nhau dung dịch rắn xen kẽ ( bằng caacutech chiếm caacutec lỗ xen kẽ) hoặc dung dịch rắn
thay thế (bằng caacutech thay thế caacutec nguyecircn tử bạc)
1) Tiacutenh khối lượ ng thể tiacutech của bạc nguyecircn chất
2) Xaacutec định số phối triacute vagrave độ compac của mạng cfc
3) Xen kẽ lỗ tinh thể học khaacutec nhau khi tạo thagravenh
a) Cho biết bản chất vagrave số mắt của mỗi chất chứa trong một ocirc mạng
b) Xaacutec định baacuten kiacutenh cực đại ri của một nguyecircn tử lạ E higravenh cầu nằm trong mạng ở mỗi
kiểu lỗ magrave khocircng lagravem biến dạng mạng4) Vagraveng baacuten kiacutenh nguyecircn tử Rrsquo = 147pm tạo dung dịch rắn a vớ i bạc
a) Suy ra bản chất của dung dịch a nagravey
b) Biểu thị cấu truacutec hoacutea học của a theo phần mol x của vagraveng
5) Một hợ p kim bạc-vagraveng tươ ng ứng vớ i một thagravenh phần đặc biệt của dung dịch rắn a đặc
trưng bở i phần khối lượ ng vagraveng w = 01
a) Tiacutenh giaacute trị của x
b) Xaacutec định khối lượ ng thể tiacutech của hợ p kim nagravey
(Theo ENSIETA Ban Vật lyacute1992) H ướ ng d ẫ n giải
1) Sơ đồ ocirc mạng cfc
Số nguyecircn tử bạc trong một ocirc mạng
WWWFACEBOOKCOMDAYKEMQUY
WWWBOIDUONGHOAHOCQUYNHONBLOGSPO
WWDAYKEMQUYNHONUCOZCOM
ng goacutep PDF bởi GV Nguyễn Thanh Tuacute
7262019 CHUYEcircN ĐỀ DUYEcircN HẢI BẮC BỘ NĂM 2015 - HOacuteA HỌC TINH THỂ
983107983144983157983161983274983150 đề 983108983112983106983106 983090983088983089983093 983085 983124983145983150983144 983156983144ề 983124983154983137983150983143 983092983095983087983093983092
b) Baacuten kiacutenh gaacuten cho nguyecircn tử hidro lagrave r = 37 pm Suy ra kiểu lỗ tươ ng thiacutech vớ i sự
lấp đầy
c) Trong thực tế caacutec nguyecircn tử hidro nằm trong mọi lỗ kiểu khaacutec hatildey lập cocircng thức
nguyecircn của hiđrua vagrave necircu một viacute dụ về tinh thể ion đẳng cấu truacutec
2 ) Hợ p kim của titan vagrave sắt thagravenh phần TiFe lagrave hợ p chất magrave caacutec nguyecircn tử titan chiếm caacutec
lỗ mạng lập phươ ng đơ n giản của sắt thocircng số = 298 pm
a ) Necircu ra hợ p chất ion kiểu tươ ng ứng cấu truacutec nagravey
b ) Trong hợ p chất TiFe caacutec nguyecircn tử hiđro chiếm mọi lỗ tạo ra từ bốn nguyecircn tử titan
vagrave hai nguyecircn tử sắt ( xem higravenh vẽ )
Xaacutec định higravenh học của một lỗ như vậy Xaacutec định cocircng thức của hiđrua thu đượ c khi batildeo
hogravea caacutec lỗ nagravey
3 ) Khả năng trữ hiđro của một vật liệu M i biểu thị bằng dung lượ ng thể tiacutech hấp phụ C va ( M i ) đượ c định ngh ĩ a lagrave tỷ số khối lượ ng hiđro bị hấp phụ trecircn thể tiacutech đơ n vị của vật liệu
nguyecircn chất
a ) Biểu thị C va ( M i ) theo thể tiacutech V i của ocirc mạng vagrave theo lượ ng hiđro ni bị hấp phụ
b ) So saacutenh dung lượ ng thể tiacutech hấp phụ lyacute thuyết của hai vật liệu xeacutet ở mục 1 vagrave 2
c ) Tiacutenh khối lượ ng cực tiểu của vật liệu rắn cần để tạo ra cugraveng lượ ng hiđro magrave bigravenh chứa
đựng 700 kg khiacute hoacutea lỏng Kết luận
H ướ ng d ẫ n giải
1 a)Lỗ O R + r 0 =2 R =gt r 0 =662 pm
b)Lỗ T R + r t = 2 R =gt r t = 36 pm
c) Lỗ chiếm tươ ng thiacutech đượ c dự kiến lagrave O
WWWFACEBOOKCOMDAYKEMQUY
WWWBOIDUONGHOAHOCQUYNHONBLOGSPO
WWDAYKEMQUYNHONUCOZCOM
ng goacutep PDF bởi GV Nguyễn Thanh Tuacute
7262019 CHUYEcircN ĐỀ DUYEcircN HẢI BẮC BỘ NĂM 2015 - HOacuteA HỌC TINH THỂ
983107983144983157983161983274983150 đề 983108983112983106983106 983090983088983089983093 983085 983124983145983150983144 983156983144ề 983124983154983137983150983143 983092983097983087983093983092
VI Ứng dụng kiến thức tinh thể vagraveo cuộc sống
(Bagravei được triacutech từ ldquoBagravei chuẩn bị Icho 39rdquo)
HOA QUẢ RAU CỎ VAgrave CAacuteC NGUYEcircN TỬ
Khi giải quyế t vấ n đề nagraveychư a coacute loại rau quả nagraveo bị phaacute hủ y
Năm 1611 nhagrave toaacuten học vagrave thiecircn văn học người Đức Johannes Kepler nghiecircn cứu
sự sắp xếp caacutec viecircn đạn của suacuteng thần cocircng trong một kim tự thaacutep Ocircng khẳng định rằngchỉ coacute một caacutech duy nhất để sắp xếp caacutec quả cầu cứng giống hệt nhau vagraveo một thể tiacutech sao
cho khiacutet nhất coacute thể ldquohellipkhocircng thể coacute thếm bất cứ một caacutech sắp xếp nagraveo khaacutec để chegraven thecircm
dugrave một viecircn đạn nữa vagraveo hogravem đoacuterdquo Ocircng lagrave ngườ i đầu tiecircn phaacutet biểu về một vấn đề như vậy
vagrave sau nagravey noacute đượ c gọi lagrave ldquosự phỏng đoaacuten Keplerrdquo Năm 1998 Giaacuteo sư Thomas Hales1 đatilde
đưa ra giải phaacutep cho ldquosự phỏng đoaacuten Keplerrdquo Nội dung của giải phaacutep nagravey đatilde đượ c trigravenh
bagravey trong loạt bagravei baacuteo trecircn tờ ldquoHigravenh học rờ i rạc vagrave điện toaacutenrdquo ra đờ i từ năm 1997 Ocircng
nghiecircn cứu hơ n 150 caacutech sắp xếp khaacutec nhau khaacutec vớ i caacutech magrave Kepler đatilde đưa ra Giải phaacutep
của Hales đogravei hỏi khoảng 250 trang giấy in vagrave dung lượ ng 3 GB caacutec file trong maacutey tiacutenh
Qua caacutec chứng minh toaacuten học chặt chẽ thuật ngữ ldquosự sắp xếp đặc khiacutet caacutec quả cầurdquo (cps)
đatilde đượ c chấp nhận rộng ratildei trong l ĩ nh vực hoacutea học chất rắn vagrave cho đến nay noacute vẫn cograven giaacute
trị
WWWFACEBOOKCOMDAYKEMQUY
WWWBOIDUONGHOAHOCQUYNHONBLOGSPO
WWDAYKEMQUYNHONUCOZCOM
ng goacutep PDF bởi GV Nguyễn Thanh Tuacute
7262019 CHUYEcircN ĐỀ DUYEcircN HẢI BẮC BỘ NĂM 2015 - HOacuteA HỌC TINH THỂ
983107983144983157983161983274983150 đề 983108983112983106983106 983090983088983089983093 983085 983124983145983150983144 983156983144ề 983124983154983137983150983143 983093983089983087983093983092
thứ 3 đượ c xếp lecircn trecircn khoảng trống của lớ p thứ nhất (xem trườ ng hợ p B higravenh 2) Hatildey
tiacutenh độ chặt khiacutet cho caacutech sắp xếp thứ 2 đượ c gọi lagrave sắp xếp lập phươ ng tacircm diện fbc
d) Coacute một ngườ i nocircng dacircn đatilde xếp lớ p thứ ba theo kiểu fcc vagrave bacircy giờ khocircng xaacutec định
đượ c đacircu lagrave khoảng trống đacircu lagrave rau củ đatilde xếp ở lớ p thứ nhất Giaacute trị sẽ thay đổi như thế
nagraveo do sự sai lệch khi sắp xếp caacutec lớ p chặt khiacutet tiếp theo
3 Giả sử ngườ i nocircng dacircn nảy ra yacute định muốn xếp chung đagraveo vagrave dưa hấu vagraveo xe bằng caacutech
xếp đagraveo vagraveo khoảng trống giữa caacutec quả dưa hấu
a) Hatildey tiacutenh tỉ lệ baacuten kiacutenh giữa quả đagraveo vagrave dưa hấu lớ n nhất coacute thể để traacutenh bị dập caacutec quả
đagraveo trong caacutec trườ ng hợ p xếp đagraveo vagraveo
iLỗ trống lập phươ ng trong kiếu lập phươ ng đơ n giản
ii Lỗ trống baacutet diện trong kiếu lập phươ ng tacircm khối
iii Lỗ trống baacutet diện trong kiếu lập phươ ng tacircm diện
b) Trong caacutec kiếu sắp xếp sc hcp bcc vagrave fcc trung bigravenh vớ i một quả dưa hấu coacute thể
xếp tối đa bao nhiecircu quả đagraveo
c) Tiacutenh giaacute trị lớ n nhất cho caacutec kiếu sắp xếp sc bcc vagrave fcc coacute xếp đagraveo ở caacutec khoảng
trống
4 Hoa quả coacute thể bị hỏng do xe khocircng thoaacuteng gioacute
a) Để giữ caacutec khoảng trống trong kiểu sắp xếp bcc vagrave fcc ngườ i nocircng dacircn quyết định
chỉ xếp caacutec quả đagraveo vagraveo caacutec lỗ trống baacutet diện khocircng nối vớ i nhau qua mặt hay tacircm Trong
trườ ng hợ p nagravey vớ i một quả dưa coacute thể xếp đượ c bao nhiecircu quả đagraveo
b) Ngườ i nocircng dacircn ngh ĩ ra một caacutech khaacutec trong caacutech sắp xếp fcc ocircng xếp đagraveo vagraveo tất cả
caacutec lỗ trống baacutet diện (như trecircn) vagrave vớ i caacutec lỗ trống tứ diện ocircng xếp taacuteo vagraveo Theo caacutech
nagravey vớ i một quả dưa ocircng coacute thể xếp đượ c bao nhiecircu quả taacuteo
Tạo hoacutea cũng lagravem nảy sinh những vấn đề liacute thuacute như ldquosự phỏng đoaacuten Keplerrdquo Ngọc
opal lagrave một loại đaacute tự nhiecircn đượ c cấu tạo từ caacutec quả cầu beacute xiacuteu SiO2
(cỡ micro) sắp xếp đặc
khiacutet vớ i nhau Đặc tiacutenh của opal lagrave coacute thể phaacutet ra caacutec aacutenh saacuteng khaacutec nhau (phaacutet ngũ sắc) khi
đượ c chiếu saacuteng Hiện tượ ng nagravey đượ c giải thiacutech bằng sự nhiễu xạ aacutenh saacuteng nhigraven thấy tuacircn
theo định luật Bragg λ = 2d sinθ
Trong đoacute λ lagrave độ dagravei soacuteng của tia saacuteng d lagrave khoảng caacutech giữa caacutec lớ p sắp xếp chặtkhiacutet trong opal 2θ lagrave goacutec giữa tia tớ i vagrave tia nhiễu xạ (noacutei caacutech khaacutec θ lagrave goacutec nghiecircng giữa
tia sang vớ i bề mặt của đaacute opal)
Opal lagrave loại đaacute coacute cấu truacutec tinh thể đầu tiecircn đượ c biết lagrave coacute khả năng khuacutec xạ loại
vật chất đượ c cấu tạo từ caacutec quả cầu cỡ micro vớ i chỉ số khuacutec xạ cao Quang phổ của noacute đatilde
WWWFACEBOOKCOMDAYKEMQUY
WWWBOIDUONGHOAHOCQUYNHONBLOGSPO
WWDAYKEMQUYNHONUCOZCOM
ng goacutep PDF bởi GV Nguyễn Thanh Tuacute
7262019 CHUYEcircN ĐỀ DUYEcircN HẢI BẮC BỘ NĂM 2015 - HOacuteA HỌC TINH THỂ
983107983144983157983161983274983150 đề 983108983112983106983106 983090983088983089983093 983085 983124983145983150983144 983156983144ề 983124983154983137983150983143 983091983090983087983093983092
Magrave D=m
V = (2times M)(6023times 10
23times a
3)
Thay D=795 a= 2864 Ao
=gt M= 2679 gmol
Vậy M lagrave kim loại Fe
Bagravei 23 Một nguyecircn tố A coacute baacuten kiacutenh nguyecircn tử R = 136 pm vagrave đơ n chất kết tinh theo cấu
truacutec lập phươ ng tacircm diện tỷ khối d = 224 Xaacutec định A
H ướ ng d ẫ n giải
2R2a = = 385 pm 1A3
molg192Z
NaM minus=
ρ=
Đoacute lagrave Ir
Bagravei 24
Kim loại X đượ c tigravem thấy vagraveo năm 1737 Tecircn của noacute coacute nguồn gốc tiếng Đức lagraveldquokoboldrdquo coacute ngh ĩ a lagrave ldquolinh hồn của quỷrdquo Một mẫu kim loại X đượ c ngacircm trong nướ c cacircn
nặng 13315g trong khi đoacute đem ngacircm cugraveng khối lượ ng mẫu kim loại vagraveo CCl4 chỉ nặng
12331g Biết khối lượ ng riecircng của CCl4 lagrave 15842 gcm3Để xaacutec định nguyecircn tố X thigrave
ngườ i ta phải dugraveng đến nhiễu xạ neutron Phươ ng phaacutep nhiễu xạ nagravey chỉ đặc trưng cho cấu
truacutec lập phươ ng tacircm mặt (fcc) vagrave đo đượ c thocircng số mạng a= 35302pm
Hướng dẫn giải
3
3 3 7 3 23 1 1
4
890 (3530210 ) 60210 ( ) 5893( )4 4
A A
A
Z M M d
V N a N
d a N g cm cm mol M g mol
minus minus minus
= =
rArr = = =
Vậy X lagrave Co
Bagravei 25
Khi nhuacuteng chigravem một vật hoagraven vagraveo trong một chất lỏng thigrave noacute sẽ coacute khối lượ ng biểu
kiến vigrave noacute chịu lực đẩy Acsimet Nếu coi kim loại X coacute khối lượ ng m vagrave thể tiacutech V thigrave ta
coacute
4 4
2 2
33
1500012331 15842890
13315 10000 1685
X CCl CCl
X
X H O H O
m m d V m gm V d g cm
m m d V m V V cm
= minus == minusrArr rArr rArr =
= minus = minus =
Ocirc mạng fcc gồm 4 nguyecircn tử coacute
WWWFACEBOOKCOMDAYKEMQUY
WWWBOIDUONGHOAHOCQUYNHONBLOGSPO
WWDAYKEMQUYNHONUCOZCOM
ng goacutep PDF bởi GV Nguyễn Thanh Tuacute
7262019 CHUYEcircN ĐỀ DUYEcircN HẢI BẮC BỘ NĂM 2015 - HOacuteA HỌC TINH THỂ
1 Phacircn loại caacutec chất sau đacircy theo bản chất của lực tương taacutec giữa caacutec đơn vị cấu truacutec trong
mạng tinh thể của chuacuteng Cu kim cươ ng MgO C6H12O6 I2 Pb BN NaH
2 Maacuteu trong cơ thể ngườ i coacute magraveu đỏ vigrave chứa hemoglobin (chất vậnchuyển oxi chứa sắt) Maacuteu của một số động vật nhuyễn thể khocircng coacute
magraveu đỏ magrave coacute magraveu khaacutec vigrave chứa một kim loại khaacutec (X) Tế bagraveo đơ n vị (ocirc
mạng cơ sở ) lập phươ ng tacircm diện của tinh thể X (higravenh becircn) coacute cạnh
bằng 36210-8 cm Khối lượ ng riecircng của nguyecircn tố nagravey lagrave 8920 kgm3
WWWFACEBOOKCOMDAYKEMQUY
WWWBOIDUONGHOAHOCQUYNHONBLOGSPO
WWDAYKEMQUYNHONUCOZCOM
ng goacutep PDF bởi GV Nguyễn Thanh Tuacute
7262019 CHUYEcircN ĐỀ DUYEcircN HẢI BẮC BỘ NĂM 2015 - HOacuteA HỌC TINH THỂ
983107983144983157983161983274983150 đề 983108983112983106983106 983090983088983089983093 983085 983124983145983150983144 983156983144ề 983124983154983137983150983143 983091983097983087983093983092
Trong mỗi ocirc cơ sở coacute 4 phacircn tử BaO2 rarr thể tiacutech của mỗi ocirc V = 4mD
Vớ i m =100236
99915232713723
+= 2811310-22 gam
rarr V = 1979810-22 (cm3) = 197979342 (pm3)
(2x134 + 2a)2( 2x134 + 2a+149) = 197979342
(134 + a)2(134 + a+745) = 24747418
(134 + a)3+ (134 + a)2 745 - 24747418 = 0
rarr a = 2686-134 = 135 pm
Bagravei 33
Niken (II) oxit coacute cấu truacutec tinh thể giống mạng tinh thể natri clorua Caacutec ion O2- tạo
thagravenh mạng lập phươ ng tacircm mặt caacutec hốc baacutet diện coacute caacutec ion Ni2+ Khối lượ ng riecircng của
Niken (II) oxit lagrave 667 gcm3 Nếu cho Niken (II) oxit taacutec dụng vớ i Liti oxit vagrave oxi thigrave đượ c
caacutec tinh thể trắng coacute thagravenh phần LixNi1-xO
2x
Li2O + (1-x) NiO +4x
O2 rarr LixNi1-xO
Cấu truacutec mạng tinh thể của LixNi1-xO giống cấu truacutec mạng tinh thể của NiO nhưng
một số ion Ni2+ đượ c thay thế bằng caacutec ion Liti vagrave một số ion Ni2+ bị oxi hoacutea để đảm bảo
tiacutenh trung hogravea điện của phacircn tử Khối lượ ng riecircng của tinh thể LixNi1-xO lagrave 621 gcm3
Tiacutenh x (chấp nhận thể tiacutech của ocirc mạng cơ sở khocircng thay đổi khi chuyển từ NiO
thagravenh LixNi1-xO)
Cho NA= 60231023 mol-1 Ni = 5871 Li = 694 O = 16
H ướ ng d ẫ n giải
Trong một tinh thể sự sắp xếp của caacutec anion vagrave caacutec cation theo cấu truacutec mạng lậpphươ ng tacircm mặt Caacutec cation vagrave anion nằm xen kẽ nhau Một ocirc mạng cơ sở chứa 4 cation
vagrave 4 anion
3A
NiONiO aN
nMD =
Tiacutenh cạnh a của ocirc mạng cơ sở của NiO
WWWFACEBOOKCOMDAYKEMQUY
WWWBOIDUONGHOAHOCQUYNHONBLOGSPO
WWDAYKEMQUYNHONUCOZCOM
ng goacutep PDF bởi GV Nguyễn Thanh Tuacute
7262019 CHUYEcircN ĐỀ DUYEcircN HẢI BẮC BỘ NĂM 2015 - HOacuteA HỌC TINH THỂ
983107983144983157983161983274983150 đề 983108983112983106983106 983090983088983089983093 983085 983124983145983150983144 983156983144ề 983124983154983137983150983143 983092983088983087983093983092
323 667602310
74714a
timestimes
= = 400610-8 cm
Vậy[ ]
( )3823 420610602310
16x)5871(1694x4621
minustimes
+minus+times= =gt x = 01
Bagravei 34 (Đề thi chọn đội tuyển quốc tế 2013)
Hiện tượ ng caacutec ion khaacutech xacircm nhập vagraveo mạng lướ i tinh thể chủ vagrave chiếm caacutec vị triacute
hốc trống trong mạng lướ i tinh thể chủ xảy ra khaacute phổ biến Quaacute trigravenh nagravey thườ ng diễn ra
chậm vagrave ở nhiệt độ cao Tuy nhiecircn quaacute trigravenh xacircm nhập của cation Li+ vagraveo mạng lướ i tinh
thể ReO3 lại đặc biệt bở i chuacuteng xảy ra khaacute nhanh ngay ở nhiệt độ phograveng Trong tinh thể
ReO3 mỗi nguyecircn tử Re đượ c bao quanh bở i 6 nguyecircn tử oxi tạo necircn những baacutet diện đều
giống nhau Biết rằng tinh thể ReO3 thuộc hệ lập phươ ng (chiều dagravei mỗi cạnh lagrave 0374 nm)
trong đoacute nguyecircn tử Re chiếm caacutec vị triacute đỉnh của higravenh lập phươ ng
1 Hatildey chứng minh rằng nguyecircn tử oxi chỉ coacute thể chiếm vị triacute trung điểm tất cả caacutec cạnh
của ocirc mạng vagrave vẽ một ocirc mạng cơ sở của tinh thể ReO3
2 Giả sử tinh thể ReO3 coacute bản chất ion Cho biết baacuten kiacutenh của ion O2- lagrave 0126 nm
a) Tiacutenh baacuten kiacutenh của ion Re6+
b) Cation khaacutech coacute kiacutech thướ c lớ n nhất bằng bao nhiecircu để khi xacircm nhập vagraveo mạng lướ i
tinh thể ReO3 khocircng lagravem thay đổi kiacutech thướ c của ocirc mạng tinh thể (bỏ qua mọi tươ ng taacutec
giữa ion nagravey vagrave tinh thể ReO3)
Hướng dẫn giải
1 Biện luận vị triacute của O
- Do số phối triacute của Re = 6 vagrave tỉ lệ ReO = 13 necircn số phối triacute của O = 63 = 2
- Như vậy một O phối triacute vớ i 2 Re vagrave caacutech đều hai Re vigrave caacutec nguyecircn tử Re lagrave tươ ng đươ ng- Giả sử nguyecircn tử O1 (khocircng nằm trecircn cạnh a) phối triacute vớ i 2 Re thuộc cạnh a thigrave trong ocirc
mạng phiacutea trecircn (hoặc phiacutea dướ i) cũng sẽ coacute nguyecircn tử O1rsquo tươ ng đươ ng vớ i O1 cugraveng phối
triacute vớ i nguyecircn tử Re chung nagravey Goacutec liecircn kết O1ReO1rsquo ne 180 o vagrave ne 90 o (= 90o thigrave O1
phải ở tacircm của higravenh lập phươ ng SPT = 8) như vậy khocircng thỏa matilden điều kiện phối triacute baacutet
WWWFACEBOOKCOMDAYKEMQUY
WWWBOIDUONGHOAHOCQUYNHONBLOGSPO
WWDAYKEMQUYNHONUCOZCOM
ng goacutep PDF bởi GV Nguyễn Thanh Tuacute
7262019 CHUYEcircN ĐỀ DUYEcircN HẢI BẮC BỘ NĂM 2015 - HOacuteA HỌC TINH THỂ
983107983144983157983161983274983150 đề 983108983112983106983106 983090983088983089983093 983085 983124983145983150983144 983156983144ề 983124983154983137983150983143 983092983089983087983093983092
diện đều của Re Vậy O1 phải nằm trecircn cạnh a Vagrave đươ ng nhiecircn phải nằm ở trung điểm vigrave
noacute caacutech đều hai Re ở hai đỉnh
Kết luận Caacutec nguyecircn tử O nằm ở trung điểm của mỗi cạnh Kiểm tra tỉ lệ ReO
trong một ocirc mạng = (818) (1214) = 13
2 Tiacutenh baacuten kiacutenh Re6+
2r minus2O + 2r +6Re = a = 0374 nm vậy r +6Re = (0374 ndash 20126)2 = 0061 nm
Tiacutenh baacuten kiacutenh cự c đại của ion lạ
Ion lạ xacircm nhập sẽ chiếm vị triacute trung tacircm của ocirc mạng cơ sở Do vậy khoảng caacutech từ
tacircm đến trung điểm mỗi cạnh tươ ng ứng bằng r minus2O+ rion lạ = a 2 = 0374 141= 0265 nm
vậy baacuten kiacutenh cực đại của ion lạ = 0265 ndash 0126 = 0139 nm
Bagravei 35
Bạc baacuten kiacutenh nguyecircn tử R = 144pm kết tinh dạng ocirc mạng cfc Tugravey theo kiacutech thướ c
magrave caacutec nguyecircn tử lạ E coacute thể đi vagraveo trong mạng bạc tạo ra một dung dịch rắn coacute tecircn gọikhaacutec nhau dung dịch rắn xen kẽ ( bằng caacutech chiếm caacutec lỗ xen kẽ) hoặc dung dịch rắn
thay thế (bằng caacutech thay thế caacutec nguyecircn tử bạc)
1) Tiacutenh khối lượ ng thể tiacutech của bạc nguyecircn chất
2) Xaacutec định số phối triacute vagrave độ compac của mạng cfc
3) Xen kẽ lỗ tinh thể học khaacutec nhau khi tạo thagravenh
a) Cho biết bản chất vagrave số mắt của mỗi chất chứa trong một ocirc mạng
b) Xaacutec định baacuten kiacutenh cực đại ri của một nguyecircn tử lạ E higravenh cầu nằm trong mạng ở mỗi
kiểu lỗ magrave khocircng lagravem biến dạng mạng4) Vagraveng baacuten kiacutenh nguyecircn tử Rrsquo = 147pm tạo dung dịch rắn a vớ i bạc
a) Suy ra bản chất của dung dịch a nagravey
b) Biểu thị cấu truacutec hoacutea học của a theo phần mol x của vagraveng
5) Một hợ p kim bạc-vagraveng tươ ng ứng vớ i một thagravenh phần đặc biệt của dung dịch rắn a đặc
trưng bở i phần khối lượ ng vagraveng w = 01
a) Tiacutenh giaacute trị của x
b) Xaacutec định khối lượ ng thể tiacutech của hợ p kim nagravey
(Theo ENSIETA Ban Vật lyacute1992) H ướ ng d ẫ n giải
1) Sơ đồ ocirc mạng cfc
Số nguyecircn tử bạc trong một ocirc mạng
WWWFACEBOOKCOMDAYKEMQUY
WWWBOIDUONGHOAHOCQUYNHONBLOGSPO
WWDAYKEMQUYNHONUCOZCOM
ng goacutep PDF bởi GV Nguyễn Thanh Tuacute
7262019 CHUYEcircN ĐỀ DUYEcircN HẢI BẮC BỘ NĂM 2015 - HOacuteA HỌC TINH THỂ
983107983144983157983161983274983150 đề 983108983112983106983106 983090983088983089983093 983085 983124983145983150983144 983156983144ề 983124983154983137983150983143 983092983095983087983093983092
b) Baacuten kiacutenh gaacuten cho nguyecircn tử hidro lagrave r = 37 pm Suy ra kiểu lỗ tươ ng thiacutech vớ i sự
lấp đầy
c) Trong thực tế caacutec nguyecircn tử hidro nằm trong mọi lỗ kiểu khaacutec hatildey lập cocircng thức
nguyecircn của hiđrua vagrave necircu một viacute dụ về tinh thể ion đẳng cấu truacutec
2 ) Hợ p kim của titan vagrave sắt thagravenh phần TiFe lagrave hợ p chất magrave caacutec nguyecircn tử titan chiếm caacutec
lỗ mạng lập phươ ng đơ n giản của sắt thocircng số = 298 pm
a ) Necircu ra hợ p chất ion kiểu tươ ng ứng cấu truacutec nagravey
b ) Trong hợ p chất TiFe caacutec nguyecircn tử hiđro chiếm mọi lỗ tạo ra từ bốn nguyecircn tử titan
vagrave hai nguyecircn tử sắt ( xem higravenh vẽ )
Xaacutec định higravenh học của một lỗ như vậy Xaacutec định cocircng thức của hiđrua thu đượ c khi batildeo
hogravea caacutec lỗ nagravey
3 ) Khả năng trữ hiđro của một vật liệu M i biểu thị bằng dung lượ ng thể tiacutech hấp phụ C va ( M i ) đượ c định ngh ĩ a lagrave tỷ số khối lượ ng hiđro bị hấp phụ trecircn thể tiacutech đơ n vị của vật liệu
nguyecircn chất
a ) Biểu thị C va ( M i ) theo thể tiacutech V i của ocirc mạng vagrave theo lượ ng hiđro ni bị hấp phụ
b ) So saacutenh dung lượ ng thể tiacutech hấp phụ lyacute thuyết của hai vật liệu xeacutet ở mục 1 vagrave 2
c ) Tiacutenh khối lượ ng cực tiểu của vật liệu rắn cần để tạo ra cugraveng lượ ng hiđro magrave bigravenh chứa
đựng 700 kg khiacute hoacutea lỏng Kết luận
H ướ ng d ẫ n giải
1 a)Lỗ O R + r 0 =2 R =gt r 0 =662 pm
b)Lỗ T R + r t = 2 R =gt r t = 36 pm
c) Lỗ chiếm tươ ng thiacutech đượ c dự kiến lagrave O
WWWFACEBOOKCOMDAYKEMQUY
WWWBOIDUONGHOAHOCQUYNHONBLOGSPO
WWDAYKEMQUYNHONUCOZCOM
ng goacutep PDF bởi GV Nguyễn Thanh Tuacute
7262019 CHUYEcircN ĐỀ DUYEcircN HẢI BẮC BỘ NĂM 2015 - HOacuteA HỌC TINH THỂ
983107983144983157983161983274983150 đề 983108983112983106983106 983090983088983089983093 983085 983124983145983150983144 983156983144ề 983124983154983137983150983143 983092983097983087983093983092
VI Ứng dụng kiến thức tinh thể vagraveo cuộc sống
(Bagravei được triacutech từ ldquoBagravei chuẩn bị Icho 39rdquo)
HOA QUẢ RAU CỎ VAgrave CAacuteC NGUYEcircN TỬ
Khi giải quyế t vấ n đề nagraveychư a coacute loại rau quả nagraveo bị phaacute hủ y
Năm 1611 nhagrave toaacuten học vagrave thiecircn văn học người Đức Johannes Kepler nghiecircn cứu
sự sắp xếp caacutec viecircn đạn của suacuteng thần cocircng trong một kim tự thaacutep Ocircng khẳng định rằngchỉ coacute một caacutech duy nhất để sắp xếp caacutec quả cầu cứng giống hệt nhau vagraveo một thể tiacutech sao
cho khiacutet nhất coacute thể ldquohellipkhocircng thể coacute thếm bất cứ một caacutech sắp xếp nagraveo khaacutec để chegraven thecircm
dugrave một viecircn đạn nữa vagraveo hogravem đoacuterdquo Ocircng lagrave ngườ i đầu tiecircn phaacutet biểu về một vấn đề như vậy
vagrave sau nagravey noacute đượ c gọi lagrave ldquosự phỏng đoaacuten Keplerrdquo Năm 1998 Giaacuteo sư Thomas Hales1 đatilde
đưa ra giải phaacutep cho ldquosự phỏng đoaacuten Keplerrdquo Nội dung của giải phaacutep nagravey đatilde đượ c trigravenh
bagravey trong loạt bagravei baacuteo trecircn tờ ldquoHigravenh học rờ i rạc vagrave điện toaacutenrdquo ra đờ i từ năm 1997 Ocircng
nghiecircn cứu hơ n 150 caacutech sắp xếp khaacutec nhau khaacutec vớ i caacutech magrave Kepler đatilde đưa ra Giải phaacutep
của Hales đogravei hỏi khoảng 250 trang giấy in vagrave dung lượ ng 3 GB caacutec file trong maacutey tiacutenh
Qua caacutec chứng minh toaacuten học chặt chẽ thuật ngữ ldquosự sắp xếp đặc khiacutet caacutec quả cầurdquo (cps)
đatilde đượ c chấp nhận rộng ratildei trong l ĩ nh vực hoacutea học chất rắn vagrave cho đến nay noacute vẫn cograven giaacute
trị
WWWFACEBOOKCOMDAYKEMQUY
WWWBOIDUONGHOAHOCQUYNHONBLOGSPO
WWDAYKEMQUYNHONUCOZCOM
ng goacutep PDF bởi GV Nguyễn Thanh Tuacute
7262019 CHUYEcircN ĐỀ DUYEcircN HẢI BẮC BỘ NĂM 2015 - HOacuteA HỌC TINH THỂ
983107983144983157983161983274983150 đề 983108983112983106983106 983090983088983089983093 983085 983124983145983150983144 983156983144ề 983124983154983137983150983143 983093983089983087983093983092
thứ 3 đượ c xếp lecircn trecircn khoảng trống của lớ p thứ nhất (xem trườ ng hợ p B higravenh 2) Hatildey
tiacutenh độ chặt khiacutet cho caacutech sắp xếp thứ 2 đượ c gọi lagrave sắp xếp lập phươ ng tacircm diện fbc
d) Coacute một ngườ i nocircng dacircn đatilde xếp lớ p thứ ba theo kiểu fcc vagrave bacircy giờ khocircng xaacutec định
đượ c đacircu lagrave khoảng trống đacircu lagrave rau củ đatilde xếp ở lớ p thứ nhất Giaacute trị sẽ thay đổi như thế
nagraveo do sự sai lệch khi sắp xếp caacutec lớ p chặt khiacutet tiếp theo
3 Giả sử ngườ i nocircng dacircn nảy ra yacute định muốn xếp chung đagraveo vagrave dưa hấu vagraveo xe bằng caacutech
xếp đagraveo vagraveo khoảng trống giữa caacutec quả dưa hấu
a) Hatildey tiacutenh tỉ lệ baacuten kiacutenh giữa quả đagraveo vagrave dưa hấu lớ n nhất coacute thể để traacutenh bị dập caacutec quả
đagraveo trong caacutec trườ ng hợ p xếp đagraveo vagraveo
iLỗ trống lập phươ ng trong kiếu lập phươ ng đơ n giản
ii Lỗ trống baacutet diện trong kiếu lập phươ ng tacircm khối
iii Lỗ trống baacutet diện trong kiếu lập phươ ng tacircm diện
b) Trong caacutec kiếu sắp xếp sc hcp bcc vagrave fcc trung bigravenh vớ i một quả dưa hấu coacute thể
xếp tối đa bao nhiecircu quả đagraveo
c) Tiacutenh giaacute trị lớ n nhất cho caacutec kiếu sắp xếp sc bcc vagrave fcc coacute xếp đagraveo ở caacutec khoảng
trống
4 Hoa quả coacute thể bị hỏng do xe khocircng thoaacuteng gioacute
a) Để giữ caacutec khoảng trống trong kiểu sắp xếp bcc vagrave fcc ngườ i nocircng dacircn quyết định
chỉ xếp caacutec quả đagraveo vagraveo caacutec lỗ trống baacutet diện khocircng nối vớ i nhau qua mặt hay tacircm Trong
trườ ng hợ p nagravey vớ i một quả dưa coacute thể xếp đượ c bao nhiecircu quả đagraveo
b) Ngườ i nocircng dacircn ngh ĩ ra một caacutech khaacutec trong caacutech sắp xếp fcc ocircng xếp đagraveo vagraveo tất cả
caacutec lỗ trống baacutet diện (như trecircn) vagrave vớ i caacutec lỗ trống tứ diện ocircng xếp taacuteo vagraveo Theo caacutech
nagravey vớ i một quả dưa ocircng coacute thể xếp đượ c bao nhiecircu quả taacuteo
Tạo hoacutea cũng lagravem nảy sinh những vấn đề liacute thuacute như ldquosự phỏng đoaacuten Keplerrdquo Ngọc
opal lagrave một loại đaacute tự nhiecircn đượ c cấu tạo từ caacutec quả cầu beacute xiacuteu SiO2
(cỡ micro) sắp xếp đặc
khiacutet vớ i nhau Đặc tiacutenh của opal lagrave coacute thể phaacutet ra caacutec aacutenh saacuteng khaacutec nhau (phaacutet ngũ sắc) khi
đượ c chiếu saacuteng Hiện tượ ng nagravey đượ c giải thiacutech bằng sự nhiễu xạ aacutenh saacuteng nhigraven thấy tuacircn
theo định luật Bragg λ = 2d sinθ
Trong đoacute λ lagrave độ dagravei soacuteng của tia saacuteng d lagrave khoảng caacutech giữa caacutec lớ p sắp xếp chặtkhiacutet trong opal 2θ lagrave goacutec giữa tia tớ i vagrave tia nhiễu xạ (noacutei caacutech khaacutec θ lagrave goacutec nghiecircng giữa
tia sang vớ i bề mặt của đaacute opal)
Opal lagrave loại đaacute coacute cấu truacutec tinh thể đầu tiecircn đượ c biết lagrave coacute khả năng khuacutec xạ loại
vật chất đượ c cấu tạo từ caacutec quả cầu cỡ micro vớ i chỉ số khuacutec xạ cao Quang phổ của noacute đatilde
WWWFACEBOOKCOMDAYKEMQUY
WWWBOIDUONGHOAHOCQUYNHONBLOGSPO
WWDAYKEMQUYNHONUCOZCOM
ng goacutep PDF bởi GV Nguyễn Thanh Tuacute
7262019 CHUYEcircN ĐỀ DUYEcircN HẢI BẮC BỘ NĂM 2015 - HOacuteA HỌC TINH THỂ
983107983144983157983161983274983150 đề 983108983112983106983106 983090983088983089983093 983085 983124983145983150983144 983156983144ề 983124983154983137983150983143 983091983090983087983093983092
Magrave D=m
V = (2times M)(6023times 10
23times a
3)
Thay D=795 a= 2864 Ao
=gt M= 2679 gmol
Vậy M lagrave kim loại Fe
Bagravei 23 Một nguyecircn tố A coacute baacuten kiacutenh nguyecircn tử R = 136 pm vagrave đơ n chất kết tinh theo cấu
truacutec lập phươ ng tacircm diện tỷ khối d = 224 Xaacutec định A
H ướ ng d ẫ n giải
2R2a = = 385 pm 1A3
molg192Z
NaM minus=
ρ=
Đoacute lagrave Ir
Bagravei 24
Kim loại X đượ c tigravem thấy vagraveo năm 1737 Tecircn của noacute coacute nguồn gốc tiếng Đức lagraveldquokoboldrdquo coacute ngh ĩ a lagrave ldquolinh hồn của quỷrdquo Một mẫu kim loại X đượ c ngacircm trong nướ c cacircn
nặng 13315g trong khi đoacute đem ngacircm cugraveng khối lượ ng mẫu kim loại vagraveo CCl4 chỉ nặng
12331g Biết khối lượ ng riecircng của CCl4 lagrave 15842 gcm3Để xaacutec định nguyecircn tố X thigrave
ngườ i ta phải dugraveng đến nhiễu xạ neutron Phươ ng phaacutep nhiễu xạ nagravey chỉ đặc trưng cho cấu
truacutec lập phươ ng tacircm mặt (fcc) vagrave đo đượ c thocircng số mạng a= 35302pm
Hướng dẫn giải
3
3 3 7 3 23 1 1
4
890 (3530210 ) 60210 ( ) 5893( )4 4
A A
A
Z M M d
V N a N
d a N g cm cm mol M g mol
minus minus minus
= =
rArr = = =
Vậy X lagrave Co
Bagravei 25
Khi nhuacuteng chigravem một vật hoagraven vagraveo trong một chất lỏng thigrave noacute sẽ coacute khối lượ ng biểu
kiến vigrave noacute chịu lực đẩy Acsimet Nếu coi kim loại X coacute khối lượ ng m vagrave thể tiacutech V thigrave ta
coacute
4 4
2 2
33
1500012331 15842890
13315 10000 1685
X CCl CCl
X
X H O H O
m m d V m gm V d g cm
m m d V m V V cm
= minus == minusrArr rArr rArr =
= minus = minus =
Ocirc mạng fcc gồm 4 nguyecircn tử coacute
WWWFACEBOOKCOMDAYKEMQUY
WWWBOIDUONGHOAHOCQUYNHONBLOGSPO
WWDAYKEMQUYNHONUCOZCOM
ng goacutep PDF bởi GV Nguyễn Thanh Tuacute
7262019 CHUYEcircN ĐỀ DUYEcircN HẢI BẮC BỘ NĂM 2015 - HOacuteA HỌC TINH THỂ
1 Phacircn loại caacutec chất sau đacircy theo bản chất của lực tương taacutec giữa caacutec đơn vị cấu truacutec trong
mạng tinh thể của chuacuteng Cu kim cươ ng MgO C6H12O6 I2 Pb BN NaH
2 Maacuteu trong cơ thể ngườ i coacute magraveu đỏ vigrave chứa hemoglobin (chất vậnchuyển oxi chứa sắt) Maacuteu của một số động vật nhuyễn thể khocircng coacute
magraveu đỏ magrave coacute magraveu khaacutec vigrave chứa một kim loại khaacutec (X) Tế bagraveo đơ n vị (ocirc
mạng cơ sở ) lập phươ ng tacircm diện của tinh thể X (higravenh becircn) coacute cạnh
bằng 36210-8 cm Khối lượ ng riecircng của nguyecircn tố nagravey lagrave 8920 kgm3
WWWFACEBOOKCOMDAYKEMQUY
WWWBOIDUONGHOAHOCQUYNHONBLOGSPO
WWDAYKEMQUYNHONUCOZCOM
ng goacutep PDF bởi GV Nguyễn Thanh Tuacute
7262019 CHUYEcircN ĐỀ DUYEcircN HẢI BẮC BỘ NĂM 2015 - HOacuteA HỌC TINH THỂ
983107983144983157983161983274983150 đề 983108983112983106983106 983090983088983089983093 983085 983124983145983150983144 983156983144ề 983124983154983137983150983143 983091983097983087983093983092
Trong mỗi ocirc cơ sở coacute 4 phacircn tử BaO2 rarr thể tiacutech của mỗi ocirc V = 4mD
Vớ i m =100236
99915232713723
+= 2811310-22 gam
rarr V = 1979810-22 (cm3) = 197979342 (pm3)
(2x134 + 2a)2( 2x134 + 2a+149) = 197979342
(134 + a)2(134 + a+745) = 24747418
(134 + a)3+ (134 + a)2 745 - 24747418 = 0
rarr a = 2686-134 = 135 pm
Bagravei 33
Niken (II) oxit coacute cấu truacutec tinh thể giống mạng tinh thể natri clorua Caacutec ion O2- tạo
thagravenh mạng lập phươ ng tacircm mặt caacutec hốc baacutet diện coacute caacutec ion Ni2+ Khối lượ ng riecircng của
Niken (II) oxit lagrave 667 gcm3 Nếu cho Niken (II) oxit taacutec dụng vớ i Liti oxit vagrave oxi thigrave đượ c
caacutec tinh thể trắng coacute thagravenh phần LixNi1-xO
2x
Li2O + (1-x) NiO +4x
O2 rarr LixNi1-xO
Cấu truacutec mạng tinh thể của LixNi1-xO giống cấu truacutec mạng tinh thể của NiO nhưng
một số ion Ni2+ đượ c thay thế bằng caacutec ion Liti vagrave một số ion Ni2+ bị oxi hoacutea để đảm bảo
tiacutenh trung hogravea điện của phacircn tử Khối lượ ng riecircng của tinh thể LixNi1-xO lagrave 621 gcm3
Tiacutenh x (chấp nhận thể tiacutech của ocirc mạng cơ sở khocircng thay đổi khi chuyển từ NiO
thagravenh LixNi1-xO)
Cho NA= 60231023 mol-1 Ni = 5871 Li = 694 O = 16
H ướ ng d ẫ n giải
Trong một tinh thể sự sắp xếp của caacutec anion vagrave caacutec cation theo cấu truacutec mạng lậpphươ ng tacircm mặt Caacutec cation vagrave anion nằm xen kẽ nhau Một ocirc mạng cơ sở chứa 4 cation
vagrave 4 anion
3A
NiONiO aN
nMD =
Tiacutenh cạnh a của ocirc mạng cơ sở của NiO
WWWFACEBOOKCOMDAYKEMQUY
WWWBOIDUONGHOAHOCQUYNHONBLOGSPO
WWDAYKEMQUYNHONUCOZCOM
ng goacutep PDF bởi GV Nguyễn Thanh Tuacute
7262019 CHUYEcircN ĐỀ DUYEcircN HẢI BẮC BỘ NĂM 2015 - HOacuteA HỌC TINH THỂ
983107983144983157983161983274983150 đề 983108983112983106983106 983090983088983089983093 983085 983124983145983150983144 983156983144ề 983124983154983137983150983143 983092983088983087983093983092
323 667602310
74714a
timestimes
= = 400610-8 cm
Vậy[ ]
( )3823 420610602310
16x)5871(1694x4621
minustimes
+minus+times= =gt x = 01
Bagravei 34 (Đề thi chọn đội tuyển quốc tế 2013)
Hiện tượ ng caacutec ion khaacutech xacircm nhập vagraveo mạng lướ i tinh thể chủ vagrave chiếm caacutec vị triacute
hốc trống trong mạng lướ i tinh thể chủ xảy ra khaacute phổ biến Quaacute trigravenh nagravey thườ ng diễn ra
chậm vagrave ở nhiệt độ cao Tuy nhiecircn quaacute trigravenh xacircm nhập của cation Li+ vagraveo mạng lướ i tinh
thể ReO3 lại đặc biệt bở i chuacuteng xảy ra khaacute nhanh ngay ở nhiệt độ phograveng Trong tinh thể
ReO3 mỗi nguyecircn tử Re đượ c bao quanh bở i 6 nguyecircn tử oxi tạo necircn những baacutet diện đều
giống nhau Biết rằng tinh thể ReO3 thuộc hệ lập phươ ng (chiều dagravei mỗi cạnh lagrave 0374 nm)
trong đoacute nguyecircn tử Re chiếm caacutec vị triacute đỉnh của higravenh lập phươ ng
1 Hatildey chứng minh rằng nguyecircn tử oxi chỉ coacute thể chiếm vị triacute trung điểm tất cả caacutec cạnh
của ocirc mạng vagrave vẽ một ocirc mạng cơ sở của tinh thể ReO3
2 Giả sử tinh thể ReO3 coacute bản chất ion Cho biết baacuten kiacutenh của ion O2- lagrave 0126 nm
a) Tiacutenh baacuten kiacutenh của ion Re6+
b) Cation khaacutech coacute kiacutech thướ c lớ n nhất bằng bao nhiecircu để khi xacircm nhập vagraveo mạng lướ i
tinh thể ReO3 khocircng lagravem thay đổi kiacutech thướ c của ocirc mạng tinh thể (bỏ qua mọi tươ ng taacutec
giữa ion nagravey vagrave tinh thể ReO3)
Hướng dẫn giải
1 Biện luận vị triacute của O
- Do số phối triacute của Re = 6 vagrave tỉ lệ ReO = 13 necircn số phối triacute của O = 63 = 2
- Như vậy một O phối triacute vớ i 2 Re vagrave caacutech đều hai Re vigrave caacutec nguyecircn tử Re lagrave tươ ng đươ ng- Giả sử nguyecircn tử O1 (khocircng nằm trecircn cạnh a) phối triacute vớ i 2 Re thuộc cạnh a thigrave trong ocirc
mạng phiacutea trecircn (hoặc phiacutea dướ i) cũng sẽ coacute nguyecircn tử O1rsquo tươ ng đươ ng vớ i O1 cugraveng phối
triacute vớ i nguyecircn tử Re chung nagravey Goacutec liecircn kết O1ReO1rsquo ne 180 o vagrave ne 90 o (= 90o thigrave O1
phải ở tacircm của higravenh lập phươ ng SPT = 8) như vậy khocircng thỏa matilden điều kiện phối triacute baacutet
WWWFACEBOOKCOMDAYKEMQUY
WWWBOIDUONGHOAHOCQUYNHONBLOGSPO
WWDAYKEMQUYNHONUCOZCOM
ng goacutep PDF bởi GV Nguyễn Thanh Tuacute
7262019 CHUYEcircN ĐỀ DUYEcircN HẢI BẮC BỘ NĂM 2015 - HOacuteA HỌC TINH THỂ
983107983144983157983161983274983150 đề 983108983112983106983106 983090983088983089983093 983085 983124983145983150983144 983156983144ề 983124983154983137983150983143 983092983089983087983093983092
diện đều của Re Vậy O1 phải nằm trecircn cạnh a Vagrave đươ ng nhiecircn phải nằm ở trung điểm vigrave
noacute caacutech đều hai Re ở hai đỉnh
Kết luận Caacutec nguyecircn tử O nằm ở trung điểm của mỗi cạnh Kiểm tra tỉ lệ ReO
trong một ocirc mạng = (818) (1214) = 13
2 Tiacutenh baacuten kiacutenh Re6+
2r minus2O + 2r +6Re = a = 0374 nm vậy r +6Re = (0374 ndash 20126)2 = 0061 nm
Tiacutenh baacuten kiacutenh cự c đại của ion lạ
Ion lạ xacircm nhập sẽ chiếm vị triacute trung tacircm của ocirc mạng cơ sở Do vậy khoảng caacutech từ
tacircm đến trung điểm mỗi cạnh tươ ng ứng bằng r minus2O+ rion lạ = a 2 = 0374 141= 0265 nm
vậy baacuten kiacutenh cực đại của ion lạ = 0265 ndash 0126 = 0139 nm
Bagravei 35
Bạc baacuten kiacutenh nguyecircn tử R = 144pm kết tinh dạng ocirc mạng cfc Tugravey theo kiacutech thướ c
magrave caacutec nguyecircn tử lạ E coacute thể đi vagraveo trong mạng bạc tạo ra một dung dịch rắn coacute tecircn gọikhaacutec nhau dung dịch rắn xen kẽ ( bằng caacutech chiếm caacutec lỗ xen kẽ) hoặc dung dịch rắn
thay thế (bằng caacutech thay thế caacutec nguyecircn tử bạc)
1) Tiacutenh khối lượ ng thể tiacutech của bạc nguyecircn chất
2) Xaacutec định số phối triacute vagrave độ compac của mạng cfc
3) Xen kẽ lỗ tinh thể học khaacutec nhau khi tạo thagravenh
a) Cho biết bản chất vagrave số mắt của mỗi chất chứa trong một ocirc mạng
b) Xaacutec định baacuten kiacutenh cực đại ri của một nguyecircn tử lạ E higravenh cầu nằm trong mạng ở mỗi
kiểu lỗ magrave khocircng lagravem biến dạng mạng4) Vagraveng baacuten kiacutenh nguyecircn tử Rrsquo = 147pm tạo dung dịch rắn a vớ i bạc
a) Suy ra bản chất của dung dịch a nagravey
b) Biểu thị cấu truacutec hoacutea học của a theo phần mol x của vagraveng
5) Một hợ p kim bạc-vagraveng tươ ng ứng vớ i một thagravenh phần đặc biệt của dung dịch rắn a đặc
trưng bở i phần khối lượ ng vagraveng w = 01
a) Tiacutenh giaacute trị của x
b) Xaacutec định khối lượ ng thể tiacutech của hợ p kim nagravey
(Theo ENSIETA Ban Vật lyacute1992) H ướ ng d ẫ n giải
1) Sơ đồ ocirc mạng cfc
Số nguyecircn tử bạc trong một ocirc mạng
WWWFACEBOOKCOMDAYKEMQUY
WWWBOIDUONGHOAHOCQUYNHONBLOGSPO
WWDAYKEMQUYNHONUCOZCOM
ng goacutep PDF bởi GV Nguyễn Thanh Tuacute
7262019 CHUYEcircN ĐỀ DUYEcircN HẢI BẮC BỘ NĂM 2015 - HOacuteA HỌC TINH THỂ
983107983144983157983161983274983150 đề 983108983112983106983106 983090983088983089983093 983085 983124983145983150983144 983156983144ề 983124983154983137983150983143 983092983095983087983093983092
b) Baacuten kiacutenh gaacuten cho nguyecircn tử hidro lagrave r = 37 pm Suy ra kiểu lỗ tươ ng thiacutech vớ i sự
lấp đầy
c) Trong thực tế caacutec nguyecircn tử hidro nằm trong mọi lỗ kiểu khaacutec hatildey lập cocircng thức
nguyecircn của hiđrua vagrave necircu một viacute dụ về tinh thể ion đẳng cấu truacutec
2 ) Hợ p kim của titan vagrave sắt thagravenh phần TiFe lagrave hợ p chất magrave caacutec nguyecircn tử titan chiếm caacutec
lỗ mạng lập phươ ng đơ n giản của sắt thocircng số = 298 pm
a ) Necircu ra hợ p chất ion kiểu tươ ng ứng cấu truacutec nagravey
b ) Trong hợ p chất TiFe caacutec nguyecircn tử hiđro chiếm mọi lỗ tạo ra từ bốn nguyecircn tử titan
vagrave hai nguyecircn tử sắt ( xem higravenh vẽ )
Xaacutec định higravenh học của một lỗ như vậy Xaacutec định cocircng thức của hiđrua thu đượ c khi batildeo
hogravea caacutec lỗ nagravey
3 ) Khả năng trữ hiđro của một vật liệu M i biểu thị bằng dung lượ ng thể tiacutech hấp phụ C va ( M i ) đượ c định ngh ĩ a lagrave tỷ số khối lượ ng hiđro bị hấp phụ trecircn thể tiacutech đơ n vị của vật liệu
nguyecircn chất
a ) Biểu thị C va ( M i ) theo thể tiacutech V i của ocirc mạng vagrave theo lượ ng hiđro ni bị hấp phụ
b ) So saacutenh dung lượ ng thể tiacutech hấp phụ lyacute thuyết của hai vật liệu xeacutet ở mục 1 vagrave 2
c ) Tiacutenh khối lượ ng cực tiểu của vật liệu rắn cần để tạo ra cugraveng lượ ng hiđro magrave bigravenh chứa
đựng 700 kg khiacute hoacutea lỏng Kết luận
H ướ ng d ẫ n giải
1 a)Lỗ O R + r 0 =2 R =gt r 0 =662 pm
b)Lỗ T R + r t = 2 R =gt r t = 36 pm
c) Lỗ chiếm tươ ng thiacutech đượ c dự kiến lagrave O
WWWFACEBOOKCOMDAYKEMQUY
WWWBOIDUONGHOAHOCQUYNHONBLOGSPO
WWDAYKEMQUYNHONUCOZCOM
ng goacutep PDF bởi GV Nguyễn Thanh Tuacute
7262019 CHUYEcircN ĐỀ DUYEcircN HẢI BẮC BỘ NĂM 2015 - HOacuteA HỌC TINH THỂ
983107983144983157983161983274983150 đề 983108983112983106983106 983090983088983089983093 983085 983124983145983150983144 983156983144ề 983124983154983137983150983143 983092983097983087983093983092
VI Ứng dụng kiến thức tinh thể vagraveo cuộc sống
(Bagravei được triacutech từ ldquoBagravei chuẩn bị Icho 39rdquo)
HOA QUẢ RAU CỎ VAgrave CAacuteC NGUYEcircN TỬ
Khi giải quyế t vấ n đề nagraveychư a coacute loại rau quả nagraveo bị phaacute hủ y
Năm 1611 nhagrave toaacuten học vagrave thiecircn văn học người Đức Johannes Kepler nghiecircn cứu
sự sắp xếp caacutec viecircn đạn của suacuteng thần cocircng trong một kim tự thaacutep Ocircng khẳng định rằngchỉ coacute một caacutech duy nhất để sắp xếp caacutec quả cầu cứng giống hệt nhau vagraveo một thể tiacutech sao
cho khiacutet nhất coacute thể ldquohellipkhocircng thể coacute thếm bất cứ một caacutech sắp xếp nagraveo khaacutec để chegraven thecircm
dugrave một viecircn đạn nữa vagraveo hogravem đoacuterdquo Ocircng lagrave ngườ i đầu tiecircn phaacutet biểu về một vấn đề như vậy
vagrave sau nagravey noacute đượ c gọi lagrave ldquosự phỏng đoaacuten Keplerrdquo Năm 1998 Giaacuteo sư Thomas Hales1 đatilde
đưa ra giải phaacutep cho ldquosự phỏng đoaacuten Keplerrdquo Nội dung của giải phaacutep nagravey đatilde đượ c trigravenh
bagravey trong loạt bagravei baacuteo trecircn tờ ldquoHigravenh học rờ i rạc vagrave điện toaacutenrdquo ra đờ i từ năm 1997 Ocircng
nghiecircn cứu hơ n 150 caacutech sắp xếp khaacutec nhau khaacutec vớ i caacutech magrave Kepler đatilde đưa ra Giải phaacutep
của Hales đogravei hỏi khoảng 250 trang giấy in vagrave dung lượ ng 3 GB caacutec file trong maacutey tiacutenh
Qua caacutec chứng minh toaacuten học chặt chẽ thuật ngữ ldquosự sắp xếp đặc khiacutet caacutec quả cầurdquo (cps)
đatilde đượ c chấp nhận rộng ratildei trong l ĩ nh vực hoacutea học chất rắn vagrave cho đến nay noacute vẫn cograven giaacute
trị
WWWFACEBOOKCOMDAYKEMQUY
WWWBOIDUONGHOAHOCQUYNHONBLOGSPO
WWDAYKEMQUYNHONUCOZCOM
ng goacutep PDF bởi GV Nguyễn Thanh Tuacute
7262019 CHUYEcircN ĐỀ DUYEcircN HẢI BẮC BỘ NĂM 2015 - HOacuteA HỌC TINH THỂ
983107983144983157983161983274983150 đề 983108983112983106983106 983090983088983089983093 983085 983124983145983150983144 983156983144ề 983124983154983137983150983143 983093983089983087983093983092
thứ 3 đượ c xếp lecircn trecircn khoảng trống của lớ p thứ nhất (xem trườ ng hợ p B higravenh 2) Hatildey
tiacutenh độ chặt khiacutet cho caacutech sắp xếp thứ 2 đượ c gọi lagrave sắp xếp lập phươ ng tacircm diện fbc
d) Coacute một ngườ i nocircng dacircn đatilde xếp lớ p thứ ba theo kiểu fcc vagrave bacircy giờ khocircng xaacutec định
đượ c đacircu lagrave khoảng trống đacircu lagrave rau củ đatilde xếp ở lớ p thứ nhất Giaacute trị sẽ thay đổi như thế
nagraveo do sự sai lệch khi sắp xếp caacutec lớ p chặt khiacutet tiếp theo
3 Giả sử ngườ i nocircng dacircn nảy ra yacute định muốn xếp chung đagraveo vagrave dưa hấu vagraveo xe bằng caacutech
xếp đagraveo vagraveo khoảng trống giữa caacutec quả dưa hấu
a) Hatildey tiacutenh tỉ lệ baacuten kiacutenh giữa quả đagraveo vagrave dưa hấu lớ n nhất coacute thể để traacutenh bị dập caacutec quả
đagraveo trong caacutec trườ ng hợ p xếp đagraveo vagraveo
iLỗ trống lập phươ ng trong kiếu lập phươ ng đơ n giản
ii Lỗ trống baacutet diện trong kiếu lập phươ ng tacircm khối
iii Lỗ trống baacutet diện trong kiếu lập phươ ng tacircm diện
b) Trong caacutec kiếu sắp xếp sc hcp bcc vagrave fcc trung bigravenh vớ i một quả dưa hấu coacute thể
xếp tối đa bao nhiecircu quả đagraveo
c) Tiacutenh giaacute trị lớ n nhất cho caacutec kiếu sắp xếp sc bcc vagrave fcc coacute xếp đagraveo ở caacutec khoảng
trống
4 Hoa quả coacute thể bị hỏng do xe khocircng thoaacuteng gioacute
a) Để giữ caacutec khoảng trống trong kiểu sắp xếp bcc vagrave fcc ngườ i nocircng dacircn quyết định
chỉ xếp caacutec quả đagraveo vagraveo caacutec lỗ trống baacutet diện khocircng nối vớ i nhau qua mặt hay tacircm Trong
trườ ng hợ p nagravey vớ i một quả dưa coacute thể xếp đượ c bao nhiecircu quả đagraveo
b) Ngườ i nocircng dacircn ngh ĩ ra một caacutech khaacutec trong caacutech sắp xếp fcc ocircng xếp đagraveo vagraveo tất cả
caacutec lỗ trống baacutet diện (như trecircn) vagrave vớ i caacutec lỗ trống tứ diện ocircng xếp taacuteo vagraveo Theo caacutech
nagravey vớ i một quả dưa ocircng coacute thể xếp đượ c bao nhiecircu quả taacuteo
Tạo hoacutea cũng lagravem nảy sinh những vấn đề liacute thuacute như ldquosự phỏng đoaacuten Keplerrdquo Ngọc
opal lagrave một loại đaacute tự nhiecircn đượ c cấu tạo từ caacutec quả cầu beacute xiacuteu SiO2
(cỡ micro) sắp xếp đặc
khiacutet vớ i nhau Đặc tiacutenh của opal lagrave coacute thể phaacutet ra caacutec aacutenh saacuteng khaacutec nhau (phaacutet ngũ sắc) khi
đượ c chiếu saacuteng Hiện tượ ng nagravey đượ c giải thiacutech bằng sự nhiễu xạ aacutenh saacuteng nhigraven thấy tuacircn
theo định luật Bragg λ = 2d sinθ
Trong đoacute λ lagrave độ dagravei soacuteng của tia saacuteng d lagrave khoảng caacutech giữa caacutec lớ p sắp xếp chặtkhiacutet trong opal 2θ lagrave goacutec giữa tia tớ i vagrave tia nhiễu xạ (noacutei caacutech khaacutec θ lagrave goacutec nghiecircng giữa
tia sang vớ i bề mặt của đaacute opal)
Opal lagrave loại đaacute coacute cấu truacutec tinh thể đầu tiecircn đượ c biết lagrave coacute khả năng khuacutec xạ loại
vật chất đượ c cấu tạo từ caacutec quả cầu cỡ micro vớ i chỉ số khuacutec xạ cao Quang phổ của noacute đatilde
WWWFACEBOOKCOMDAYKEMQUY
WWWBOIDUONGHOAHOCQUYNHONBLOGSPO
WWDAYKEMQUYNHONUCOZCOM
ng goacutep PDF bởi GV Nguyễn Thanh Tuacute
7262019 CHUYEcircN ĐỀ DUYEcircN HẢI BẮC BỘ NĂM 2015 - HOacuteA HỌC TINH THỂ
983107983144983157983161983274983150 đề 983108983112983106983106 983090983088983089983093 983085 983124983145983150983144 983156983144ề 983124983154983137983150983143 983091983090983087983093983092
Magrave D=m
V = (2times M)(6023times 10
23times a
3)
Thay D=795 a= 2864 Ao
=gt M= 2679 gmol
Vậy M lagrave kim loại Fe
Bagravei 23 Một nguyecircn tố A coacute baacuten kiacutenh nguyecircn tử R = 136 pm vagrave đơ n chất kết tinh theo cấu
truacutec lập phươ ng tacircm diện tỷ khối d = 224 Xaacutec định A
H ướ ng d ẫ n giải
2R2a = = 385 pm 1A3
molg192Z
NaM minus=
ρ=
Đoacute lagrave Ir
Bagravei 24
Kim loại X đượ c tigravem thấy vagraveo năm 1737 Tecircn của noacute coacute nguồn gốc tiếng Đức lagraveldquokoboldrdquo coacute ngh ĩ a lagrave ldquolinh hồn của quỷrdquo Một mẫu kim loại X đượ c ngacircm trong nướ c cacircn
nặng 13315g trong khi đoacute đem ngacircm cugraveng khối lượ ng mẫu kim loại vagraveo CCl4 chỉ nặng
12331g Biết khối lượ ng riecircng của CCl4 lagrave 15842 gcm3Để xaacutec định nguyecircn tố X thigrave
ngườ i ta phải dugraveng đến nhiễu xạ neutron Phươ ng phaacutep nhiễu xạ nagravey chỉ đặc trưng cho cấu
truacutec lập phươ ng tacircm mặt (fcc) vagrave đo đượ c thocircng số mạng a= 35302pm
Hướng dẫn giải
3
3 3 7 3 23 1 1
4
890 (3530210 ) 60210 ( ) 5893( )4 4
A A
A
Z M M d
V N a N
d a N g cm cm mol M g mol
minus minus minus
= =
rArr = = =
Vậy X lagrave Co
Bagravei 25
Khi nhuacuteng chigravem một vật hoagraven vagraveo trong một chất lỏng thigrave noacute sẽ coacute khối lượ ng biểu
kiến vigrave noacute chịu lực đẩy Acsimet Nếu coi kim loại X coacute khối lượ ng m vagrave thể tiacutech V thigrave ta
coacute
4 4
2 2
33
1500012331 15842890
13315 10000 1685
X CCl CCl
X
X H O H O
m m d V m gm V d g cm
m m d V m V V cm
= minus == minusrArr rArr rArr =
= minus = minus =
Ocirc mạng fcc gồm 4 nguyecircn tử coacute
WWWFACEBOOKCOMDAYKEMQUY
WWWBOIDUONGHOAHOCQUYNHONBLOGSPO
WWDAYKEMQUYNHONUCOZCOM
ng goacutep PDF bởi GV Nguyễn Thanh Tuacute
7262019 CHUYEcircN ĐỀ DUYEcircN HẢI BẮC BỘ NĂM 2015 - HOacuteA HỌC TINH THỂ
1 Phacircn loại caacutec chất sau đacircy theo bản chất của lực tương taacutec giữa caacutec đơn vị cấu truacutec trong
mạng tinh thể của chuacuteng Cu kim cươ ng MgO C6H12O6 I2 Pb BN NaH
2 Maacuteu trong cơ thể ngườ i coacute magraveu đỏ vigrave chứa hemoglobin (chất vậnchuyển oxi chứa sắt) Maacuteu của một số động vật nhuyễn thể khocircng coacute
magraveu đỏ magrave coacute magraveu khaacutec vigrave chứa một kim loại khaacutec (X) Tế bagraveo đơ n vị (ocirc
mạng cơ sở ) lập phươ ng tacircm diện của tinh thể X (higravenh becircn) coacute cạnh
bằng 36210-8 cm Khối lượ ng riecircng của nguyecircn tố nagravey lagrave 8920 kgm3
WWWFACEBOOKCOMDAYKEMQUY
WWWBOIDUONGHOAHOCQUYNHONBLOGSPO
WWDAYKEMQUYNHONUCOZCOM
ng goacutep PDF bởi GV Nguyễn Thanh Tuacute
7262019 CHUYEcircN ĐỀ DUYEcircN HẢI BẮC BỘ NĂM 2015 - HOacuteA HỌC TINH THỂ
983107983144983157983161983274983150 đề 983108983112983106983106 983090983088983089983093 983085 983124983145983150983144 983156983144ề 983124983154983137983150983143 983091983097983087983093983092
Trong mỗi ocirc cơ sở coacute 4 phacircn tử BaO2 rarr thể tiacutech của mỗi ocirc V = 4mD
Vớ i m =100236
99915232713723
+= 2811310-22 gam
rarr V = 1979810-22 (cm3) = 197979342 (pm3)
(2x134 + 2a)2( 2x134 + 2a+149) = 197979342
(134 + a)2(134 + a+745) = 24747418
(134 + a)3+ (134 + a)2 745 - 24747418 = 0
rarr a = 2686-134 = 135 pm
Bagravei 33
Niken (II) oxit coacute cấu truacutec tinh thể giống mạng tinh thể natri clorua Caacutec ion O2- tạo
thagravenh mạng lập phươ ng tacircm mặt caacutec hốc baacutet diện coacute caacutec ion Ni2+ Khối lượ ng riecircng của
Niken (II) oxit lagrave 667 gcm3 Nếu cho Niken (II) oxit taacutec dụng vớ i Liti oxit vagrave oxi thigrave đượ c
caacutec tinh thể trắng coacute thagravenh phần LixNi1-xO
2x
Li2O + (1-x) NiO +4x
O2 rarr LixNi1-xO
Cấu truacutec mạng tinh thể của LixNi1-xO giống cấu truacutec mạng tinh thể của NiO nhưng
một số ion Ni2+ đượ c thay thế bằng caacutec ion Liti vagrave một số ion Ni2+ bị oxi hoacutea để đảm bảo
tiacutenh trung hogravea điện của phacircn tử Khối lượ ng riecircng của tinh thể LixNi1-xO lagrave 621 gcm3
Tiacutenh x (chấp nhận thể tiacutech của ocirc mạng cơ sở khocircng thay đổi khi chuyển từ NiO
thagravenh LixNi1-xO)
Cho NA= 60231023 mol-1 Ni = 5871 Li = 694 O = 16
H ướ ng d ẫ n giải
Trong một tinh thể sự sắp xếp của caacutec anion vagrave caacutec cation theo cấu truacutec mạng lậpphươ ng tacircm mặt Caacutec cation vagrave anion nằm xen kẽ nhau Một ocirc mạng cơ sở chứa 4 cation
vagrave 4 anion
3A
NiONiO aN
nMD =
Tiacutenh cạnh a của ocirc mạng cơ sở của NiO
WWWFACEBOOKCOMDAYKEMQUY
WWWBOIDUONGHOAHOCQUYNHONBLOGSPO
WWDAYKEMQUYNHONUCOZCOM
ng goacutep PDF bởi GV Nguyễn Thanh Tuacute
7262019 CHUYEcircN ĐỀ DUYEcircN HẢI BẮC BỘ NĂM 2015 - HOacuteA HỌC TINH THỂ
983107983144983157983161983274983150 đề 983108983112983106983106 983090983088983089983093 983085 983124983145983150983144 983156983144ề 983124983154983137983150983143 983092983088983087983093983092
323 667602310
74714a
timestimes
= = 400610-8 cm
Vậy[ ]
( )3823 420610602310
16x)5871(1694x4621
minustimes
+minus+times= =gt x = 01
Bagravei 34 (Đề thi chọn đội tuyển quốc tế 2013)
Hiện tượ ng caacutec ion khaacutech xacircm nhập vagraveo mạng lướ i tinh thể chủ vagrave chiếm caacutec vị triacute
hốc trống trong mạng lướ i tinh thể chủ xảy ra khaacute phổ biến Quaacute trigravenh nagravey thườ ng diễn ra
chậm vagrave ở nhiệt độ cao Tuy nhiecircn quaacute trigravenh xacircm nhập của cation Li+ vagraveo mạng lướ i tinh
thể ReO3 lại đặc biệt bở i chuacuteng xảy ra khaacute nhanh ngay ở nhiệt độ phograveng Trong tinh thể
ReO3 mỗi nguyecircn tử Re đượ c bao quanh bở i 6 nguyecircn tử oxi tạo necircn những baacutet diện đều
giống nhau Biết rằng tinh thể ReO3 thuộc hệ lập phươ ng (chiều dagravei mỗi cạnh lagrave 0374 nm)
trong đoacute nguyecircn tử Re chiếm caacutec vị triacute đỉnh của higravenh lập phươ ng
1 Hatildey chứng minh rằng nguyecircn tử oxi chỉ coacute thể chiếm vị triacute trung điểm tất cả caacutec cạnh
của ocirc mạng vagrave vẽ một ocirc mạng cơ sở của tinh thể ReO3
2 Giả sử tinh thể ReO3 coacute bản chất ion Cho biết baacuten kiacutenh của ion O2- lagrave 0126 nm
a) Tiacutenh baacuten kiacutenh của ion Re6+
b) Cation khaacutech coacute kiacutech thướ c lớ n nhất bằng bao nhiecircu để khi xacircm nhập vagraveo mạng lướ i
tinh thể ReO3 khocircng lagravem thay đổi kiacutech thướ c của ocirc mạng tinh thể (bỏ qua mọi tươ ng taacutec
giữa ion nagravey vagrave tinh thể ReO3)
Hướng dẫn giải
1 Biện luận vị triacute của O
- Do số phối triacute của Re = 6 vagrave tỉ lệ ReO = 13 necircn số phối triacute của O = 63 = 2
- Như vậy một O phối triacute vớ i 2 Re vagrave caacutech đều hai Re vigrave caacutec nguyecircn tử Re lagrave tươ ng đươ ng- Giả sử nguyecircn tử O1 (khocircng nằm trecircn cạnh a) phối triacute vớ i 2 Re thuộc cạnh a thigrave trong ocirc
mạng phiacutea trecircn (hoặc phiacutea dướ i) cũng sẽ coacute nguyecircn tử O1rsquo tươ ng đươ ng vớ i O1 cugraveng phối
triacute vớ i nguyecircn tử Re chung nagravey Goacutec liecircn kết O1ReO1rsquo ne 180 o vagrave ne 90 o (= 90o thigrave O1
phải ở tacircm của higravenh lập phươ ng SPT = 8) như vậy khocircng thỏa matilden điều kiện phối triacute baacutet
WWWFACEBOOKCOMDAYKEMQUY
WWWBOIDUONGHOAHOCQUYNHONBLOGSPO
WWDAYKEMQUYNHONUCOZCOM
ng goacutep PDF bởi GV Nguyễn Thanh Tuacute
7262019 CHUYEcircN ĐỀ DUYEcircN HẢI BẮC BỘ NĂM 2015 - HOacuteA HỌC TINH THỂ
983107983144983157983161983274983150 đề 983108983112983106983106 983090983088983089983093 983085 983124983145983150983144 983156983144ề 983124983154983137983150983143 983092983089983087983093983092
diện đều của Re Vậy O1 phải nằm trecircn cạnh a Vagrave đươ ng nhiecircn phải nằm ở trung điểm vigrave
noacute caacutech đều hai Re ở hai đỉnh
Kết luận Caacutec nguyecircn tử O nằm ở trung điểm của mỗi cạnh Kiểm tra tỉ lệ ReO
trong một ocirc mạng = (818) (1214) = 13
2 Tiacutenh baacuten kiacutenh Re6+
2r minus2O + 2r +6Re = a = 0374 nm vậy r +6Re = (0374 ndash 20126)2 = 0061 nm
Tiacutenh baacuten kiacutenh cự c đại của ion lạ
Ion lạ xacircm nhập sẽ chiếm vị triacute trung tacircm của ocirc mạng cơ sở Do vậy khoảng caacutech từ
tacircm đến trung điểm mỗi cạnh tươ ng ứng bằng r minus2O+ rion lạ = a 2 = 0374 141= 0265 nm
vậy baacuten kiacutenh cực đại của ion lạ = 0265 ndash 0126 = 0139 nm
Bagravei 35
Bạc baacuten kiacutenh nguyecircn tử R = 144pm kết tinh dạng ocirc mạng cfc Tugravey theo kiacutech thướ c
magrave caacutec nguyecircn tử lạ E coacute thể đi vagraveo trong mạng bạc tạo ra một dung dịch rắn coacute tecircn gọikhaacutec nhau dung dịch rắn xen kẽ ( bằng caacutech chiếm caacutec lỗ xen kẽ) hoặc dung dịch rắn
thay thế (bằng caacutech thay thế caacutec nguyecircn tử bạc)
1) Tiacutenh khối lượ ng thể tiacutech của bạc nguyecircn chất
2) Xaacutec định số phối triacute vagrave độ compac của mạng cfc
3) Xen kẽ lỗ tinh thể học khaacutec nhau khi tạo thagravenh
a) Cho biết bản chất vagrave số mắt của mỗi chất chứa trong một ocirc mạng
b) Xaacutec định baacuten kiacutenh cực đại ri của một nguyecircn tử lạ E higravenh cầu nằm trong mạng ở mỗi
kiểu lỗ magrave khocircng lagravem biến dạng mạng4) Vagraveng baacuten kiacutenh nguyecircn tử Rrsquo = 147pm tạo dung dịch rắn a vớ i bạc
a) Suy ra bản chất của dung dịch a nagravey
b) Biểu thị cấu truacutec hoacutea học của a theo phần mol x của vagraveng
5) Một hợ p kim bạc-vagraveng tươ ng ứng vớ i một thagravenh phần đặc biệt của dung dịch rắn a đặc
trưng bở i phần khối lượ ng vagraveng w = 01
a) Tiacutenh giaacute trị của x
b) Xaacutec định khối lượ ng thể tiacutech của hợ p kim nagravey
(Theo ENSIETA Ban Vật lyacute1992) H ướ ng d ẫ n giải
1) Sơ đồ ocirc mạng cfc
Số nguyecircn tử bạc trong một ocirc mạng
WWWFACEBOOKCOMDAYKEMQUY
WWWBOIDUONGHOAHOCQUYNHONBLOGSPO
WWDAYKEMQUYNHONUCOZCOM
ng goacutep PDF bởi GV Nguyễn Thanh Tuacute
7262019 CHUYEcircN ĐỀ DUYEcircN HẢI BẮC BỘ NĂM 2015 - HOacuteA HỌC TINH THỂ
983107983144983157983161983274983150 đề 983108983112983106983106 983090983088983089983093 983085 983124983145983150983144 983156983144ề 983124983154983137983150983143 983092983095983087983093983092
b) Baacuten kiacutenh gaacuten cho nguyecircn tử hidro lagrave r = 37 pm Suy ra kiểu lỗ tươ ng thiacutech vớ i sự
lấp đầy
c) Trong thực tế caacutec nguyecircn tử hidro nằm trong mọi lỗ kiểu khaacutec hatildey lập cocircng thức
nguyecircn của hiđrua vagrave necircu một viacute dụ về tinh thể ion đẳng cấu truacutec
2 ) Hợ p kim của titan vagrave sắt thagravenh phần TiFe lagrave hợ p chất magrave caacutec nguyecircn tử titan chiếm caacutec
lỗ mạng lập phươ ng đơ n giản của sắt thocircng số = 298 pm
a ) Necircu ra hợ p chất ion kiểu tươ ng ứng cấu truacutec nagravey
b ) Trong hợ p chất TiFe caacutec nguyecircn tử hiđro chiếm mọi lỗ tạo ra từ bốn nguyecircn tử titan
vagrave hai nguyecircn tử sắt ( xem higravenh vẽ )
Xaacutec định higravenh học của một lỗ như vậy Xaacutec định cocircng thức của hiđrua thu đượ c khi batildeo
hogravea caacutec lỗ nagravey
3 ) Khả năng trữ hiđro của một vật liệu M i biểu thị bằng dung lượ ng thể tiacutech hấp phụ C va ( M i ) đượ c định ngh ĩ a lagrave tỷ số khối lượ ng hiđro bị hấp phụ trecircn thể tiacutech đơ n vị của vật liệu
nguyecircn chất
a ) Biểu thị C va ( M i ) theo thể tiacutech V i của ocirc mạng vagrave theo lượ ng hiđro ni bị hấp phụ
b ) So saacutenh dung lượ ng thể tiacutech hấp phụ lyacute thuyết của hai vật liệu xeacutet ở mục 1 vagrave 2
c ) Tiacutenh khối lượ ng cực tiểu của vật liệu rắn cần để tạo ra cugraveng lượ ng hiđro magrave bigravenh chứa
đựng 700 kg khiacute hoacutea lỏng Kết luận
H ướ ng d ẫ n giải
1 a)Lỗ O R + r 0 =2 R =gt r 0 =662 pm
b)Lỗ T R + r t = 2 R =gt r t = 36 pm
c) Lỗ chiếm tươ ng thiacutech đượ c dự kiến lagrave O
WWWFACEBOOKCOMDAYKEMQUY
WWWBOIDUONGHOAHOCQUYNHONBLOGSPO
WWDAYKEMQUYNHONUCOZCOM
ng goacutep PDF bởi GV Nguyễn Thanh Tuacute
7262019 CHUYEcircN ĐỀ DUYEcircN HẢI BẮC BỘ NĂM 2015 - HOacuteA HỌC TINH THỂ
983107983144983157983161983274983150 đề 983108983112983106983106 983090983088983089983093 983085 983124983145983150983144 983156983144ề 983124983154983137983150983143 983092983097983087983093983092
VI Ứng dụng kiến thức tinh thể vagraveo cuộc sống
(Bagravei được triacutech từ ldquoBagravei chuẩn bị Icho 39rdquo)
HOA QUẢ RAU CỎ VAgrave CAacuteC NGUYEcircN TỬ
Khi giải quyế t vấ n đề nagraveychư a coacute loại rau quả nagraveo bị phaacute hủ y
Năm 1611 nhagrave toaacuten học vagrave thiecircn văn học người Đức Johannes Kepler nghiecircn cứu
sự sắp xếp caacutec viecircn đạn của suacuteng thần cocircng trong một kim tự thaacutep Ocircng khẳng định rằngchỉ coacute một caacutech duy nhất để sắp xếp caacutec quả cầu cứng giống hệt nhau vagraveo một thể tiacutech sao
cho khiacutet nhất coacute thể ldquohellipkhocircng thể coacute thếm bất cứ một caacutech sắp xếp nagraveo khaacutec để chegraven thecircm
dugrave một viecircn đạn nữa vagraveo hogravem đoacuterdquo Ocircng lagrave ngườ i đầu tiecircn phaacutet biểu về một vấn đề như vậy
vagrave sau nagravey noacute đượ c gọi lagrave ldquosự phỏng đoaacuten Keplerrdquo Năm 1998 Giaacuteo sư Thomas Hales1 đatilde
đưa ra giải phaacutep cho ldquosự phỏng đoaacuten Keplerrdquo Nội dung của giải phaacutep nagravey đatilde đượ c trigravenh
bagravey trong loạt bagravei baacuteo trecircn tờ ldquoHigravenh học rờ i rạc vagrave điện toaacutenrdquo ra đờ i từ năm 1997 Ocircng
nghiecircn cứu hơ n 150 caacutech sắp xếp khaacutec nhau khaacutec vớ i caacutech magrave Kepler đatilde đưa ra Giải phaacutep
của Hales đogravei hỏi khoảng 250 trang giấy in vagrave dung lượ ng 3 GB caacutec file trong maacutey tiacutenh
Qua caacutec chứng minh toaacuten học chặt chẽ thuật ngữ ldquosự sắp xếp đặc khiacutet caacutec quả cầurdquo (cps)
đatilde đượ c chấp nhận rộng ratildei trong l ĩ nh vực hoacutea học chất rắn vagrave cho đến nay noacute vẫn cograven giaacute
trị
WWWFACEBOOKCOMDAYKEMQUY
WWWBOIDUONGHOAHOCQUYNHONBLOGSPO
WWDAYKEMQUYNHONUCOZCOM
ng goacutep PDF bởi GV Nguyễn Thanh Tuacute
7262019 CHUYEcircN ĐỀ DUYEcircN HẢI BẮC BỘ NĂM 2015 - HOacuteA HỌC TINH THỂ
983107983144983157983161983274983150 đề 983108983112983106983106 983090983088983089983093 983085 983124983145983150983144 983156983144ề 983124983154983137983150983143 983093983089983087983093983092
thứ 3 đượ c xếp lecircn trecircn khoảng trống của lớ p thứ nhất (xem trườ ng hợ p B higravenh 2) Hatildey
tiacutenh độ chặt khiacutet cho caacutech sắp xếp thứ 2 đượ c gọi lagrave sắp xếp lập phươ ng tacircm diện fbc
d) Coacute một ngườ i nocircng dacircn đatilde xếp lớ p thứ ba theo kiểu fcc vagrave bacircy giờ khocircng xaacutec định
đượ c đacircu lagrave khoảng trống đacircu lagrave rau củ đatilde xếp ở lớ p thứ nhất Giaacute trị sẽ thay đổi như thế
nagraveo do sự sai lệch khi sắp xếp caacutec lớ p chặt khiacutet tiếp theo
3 Giả sử ngườ i nocircng dacircn nảy ra yacute định muốn xếp chung đagraveo vagrave dưa hấu vagraveo xe bằng caacutech
xếp đagraveo vagraveo khoảng trống giữa caacutec quả dưa hấu
a) Hatildey tiacutenh tỉ lệ baacuten kiacutenh giữa quả đagraveo vagrave dưa hấu lớ n nhất coacute thể để traacutenh bị dập caacutec quả
đagraveo trong caacutec trườ ng hợ p xếp đagraveo vagraveo
iLỗ trống lập phươ ng trong kiếu lập phươ ng đơ n giản
ii Lỗ trống baacutet diện trong kiếu lập phươ ng tacircm khối
iii Lỗ trống baacutet diện trong kiếu lập phươ ng tacircm diện
b) Trong caacutec kiếu sắp xếp sc hcp bcc vagrave fcc trung bigravenh vớ i một quả dưa hấu coacute thể
xếp tối đa bao nhiecircu quả đagraveo
c) Tiacutenh giaacute trị lớ n nhất cho caacutec kiếu sắp xếp sc bcc vagrave fcc coacute xếp đagraveo ở caacutec khoảng
trống
4 Hoa quả coacute thể bị hỏng do xe khocircng thoaacuteng gioacute
a) Để giữ caacutec khoảng trống trong kiểu sắp xếp bcc vagrave fcc ngườ i nocircng dacircn quyết định
chỉ xếp caacutec quả đagraveo vagraveo caacutec lỗ trống baacutet diện khocircng nối vớ i nhau qua mặt hay tacircm Trong
trườ ng hợ p nagravey vớ i một quả dưa coacute thể xếp đượ c bao nhiecircu quả đagraveo
b) Ngườ i nocircng dacircn ngh ĩ ra một caacutech khaacutec trong caacutech sắp xếp fcc ocircng xếp đagraveo vagraveo tất cả
caacutec lỗ trống baacutet diện (như trecircn) vagrave vớ i caacutec lỗ trống tứ diện ocircng xếp taacuteo vagraveo Theo caacutech
nagravey vớ i một quả dưa ocircng coacute thể xếp đượ c bao nhiecircu quả taacuteo
Tạo hoacutea cũng lagravem nảy sinh những vấn đề liacute thuacute như ldquosự phỏng đoaacuten Keplerrdquo Ngọc
opal lagrave một loại đaacute tự nhiecircn đượ c cấu tạo từ caacutec quả cầu beacute xiacuteu SiO2
(cỡ micro) sắp xếp đặc
khiacutet vớ i nhau Đặc tiacutenh của opal lagrave coacute thể phaacutet ra caacutec aacutenh saacuteng khaacutec nhau (phaacutet ngũ sắc) khi
đượ c chiếu saacuteng Hiện tượ ng nagravey đượ c giải thiacutech bằng sự nhiễu xạ aacutenh saacuteng nhigraven thấy tuacircn
theo định luật Bragg λ = 2d sinθ
Trong đoacute λ lagrave độ dagravei soacuteng của tia saacuteng d lagrave khoảng caacutech giữa caacutec lớ p sắp xếp chặtkhiacutet trong opal 2θ lagrave goacutec giữa tia tớ i vagrave tia nhiễu xạ (noacutei caacutech khaacutec θ lagrave goacutec nghiecircng giữa
tia sang vớ i bề mặt của đaacute opal)
Opal lagrave loại đaacute coacute cấu truacutec tinh thể đầu tiecircn đượ c biết lagrave coacute khả năng khuacutec xạ loại
vật chất đượ c cấu tạo từ caacutec quả cầu cỡ micro vớ i chỉ số khuacutec xạ cao Quang phổ của noacute đatilde
WWWFACEBOOKCOMDAYKEMQUY
WWWBOIDUONGHOAHOCQUYNHONBLOGSPO
WWDAYKEMQUYNHONUCOZCOM
ng goacutep PDF bởi GV Nguyễn Thanh Tuacute
7262019 CHUYEcircN ĐỀ DUYEcircN HẢI BẮC BỘ NĂM 2015 - HOacuteA HỌC TINH THỂ
983107983144983157983161983274983150 đề 983108983112983106983106 983090983088983089983093 983085 983124983145983150983144 983156983144ề 983124983154983137983150983143 983091983090983087983093983092
Magrave D=m
V = (2times M)(6023times 10
23times a
3)
Thay D=795 a= 2864 Ao
=gt M= 2679 gmol
Vậy M lagrave kim loại Fe
Bagravei 23 Một nguyecircn tố A coacute baacuten kiacutenh nguyecircn tử R = 136 pm vagrave đơ n chất kết tinh theo cấu
truacutec lập phươ ng tacircm diện tỷ khối d = 224 Xaacutec định A
H ướ ng d ẫ n giải
2R2a = = 385 pm 1A3
molg192Z
NaM minus=
ρ=
Đoacute lagrave Ir
Bagravei 24
Kim loại X đượ c tigravem thấy vagraveo năm 1737 Tecircn của noacute coacute nguồn gốc tiếng Đức lagraveldquokoboldrdquo coacute ngh ĩ a lagrave ldquolinh hồn của quỷrdquo Một mẫu kim loại X đượ c ngacircm trong nướ c cacircn
nặng 13315g trong khi đoacute đem ngacircm cugraveng khối lượ ng mẫu kim loại vagraveo CCl4 chỉ nặng
12331g Biết khối lượ ng riecircng của CCl4 lagrave 15842 gcm3Để xaacutec định nguyecircn tố X thigrave
ngườ i ta phải dugraveng đến nhiễu xạ neutron Phươ ng phaacutep nhiễu xạ nagravey chỉ đặc trưng cho cấu
truacutec lập phươ ng tacircm mặt (fcc) vagrave đo đượ c thocircng số mạng a= 35302pm
Hướng dẫn giải
3
3 3 7 3 23 1 1
4
890 (3530210 ) 60210 ( ) 5893( )4 4
A A
A
Z M M d
V N a N
d a N g cm cm mol M g mol
minus minus minus
= =
rArr = = =
Vậy X lagrave Co
Bagravei 25
Khi nhuacuteng chigravem một vật hoagraven vagraveo trong một chất lỏng thigrave noacute sẽ coacute khối lượ ng biểu
kiến vigrave noacute chịu lực đẩy Acsimet Nếu coi kim loại X coacute khối lượ ng m vagrave thể tiacutech V thigrave ta
coacute
4 4
2 2
33
1500012331 15842890
13315 10000 1685
X CCl CCl
X
X H O H O
m m d V m gm V d g cm
m m d V m V V cm
= minus == minusrArr rArr rArr =
= minus = minus =
Ocirc mạng fcc gồm 4 nguyecircn tử coacute
WWWFACEBOOKCOMDAYKEMQUY
WWWBOIDUONGHOAHOCQUYNHONBLOGSPO
WWDAYKEMQUYNHONUCOZCOM
ng goacutep PDF bởi GV Nguyễn Thanh Tuacute
7262019 CHUYEcircN ĐỀ DUYEcircN HẢI BẮC BỘ NĂM 2015 - HOacuteA HỌC TINH THỂ
1 Phacircn loại caacutec chất sau đacircy theo bản chất của lực tương taacutec giữa caacutec đơn vị cấu truacutec trong
mạng tinh thể của chuacuteng Cu kim cươ ng MgO C6H12O6 I2 Pb BN NaH
2 Maacuteu trong cơ thể ngườ i coacute magraveu đỏ vigrave chứa hemoglobin (chất vậnchuyển oxi chứa sắt) Maacuteu của một số động vật nhuyễn thể khocircng coacute
magraveu đỏ magrave coacute magraveu khaacutec vigrave chứa một kim loại khaacutec (X) Tế bagraveo đơ n vị (ocirc
mạng cơ sở ) lập phươ ng tacircm diện của tinh thể X (higravenh becircn) coacute cạnh
bằng 36210-8 cm Khối lượ ng riecircng của nguyecircn tố nagravey lagrave 8920 kgm3
WWWFACEBOOKCOMDAYKEMQUY
WWWBOIDUONGHOAHOCQUYNHONBLOGSPO
WWDAYKEMQUYNHONUCOZCOM
ng goacutep PDF bởi GV Nguyễn Thanh Tuacute
7262019 CHUYEcircN ĐỀ DUYEcircN HẢI BẮC BỘ NĂM 2015 - HOacuteA HỌC TINH THỂ
983107983144983157983161983274983150 đề 983108983112983106983106 983090983088983089983093 983085 983124983145983150983144 983156983144ề 983124983154983137983150983143 983091983097983087983093983092
Trong mỗi ocirc cơ sở coacute 4 phacircn tử BaO2 rarr thể tiacutech của mỗi ocirc V = 4mD
Vớ i m =100236
99915232713723
+= 2811310-22 gam
rarr V = 1979810-22 (cm3) = 197979342 (pm3)
(2x134 + 2a)2( 2x134 + 2a+149) = 197979342
(134 + a)2(134 + a+745) = 24747418
(134 + a)3+ (134 + a)2 745 - 24747418 = 0
rarr a = 2686-134 = 135 pm
Bagravei 33
Niken (II) oxit coacute cấu truacutec tinh thể giống mạng tinh thể natri clorua Caacutec ion O2- tạo
thagravenh mạng lập phươ ng tacircm mặt caacutec hốc baacutet diện coacute caacutec ion Ni2+ Khối lượ ng riecircng của
Niken (II) oxit lagrave 667 gcm3 Nếu cho Niken (II) oxit taacutec dụng vớ i Liti oxit vagrave oxi thigrave đượ c
caacutec tinh thể trắng coacute thagravenh phần LixNi1-xO
2x
Li2O + (1-x) NiO +4x
O2 rarr LixNi1-xO
Cấu truacutec mạng tinh thể của LixNi1-xO giống cấu truacutec mạng tinh thể của NiO nhưng
một số ion Ni2+ đượ c thay thế bằng caacutec ion Liti vagrave một số ion Ni2+ bị oxi hoacutea để đảm bảo
tiacutenh trung hogravea điện của phacircn tử Khối lượ ng riecircng của tinh thể LixNi1-xO lagrave 621 gcm3
Tiacutenh x (chấp nhận thể tiacutech của ocirc mạng cơ sở khocircng thay đổi khi chuyển từ NiO
thagravenh LixNi1-xO)
Cho NA= 60231023 mol-1 Ni = 5871 Li = 694 O = 16
H ướ ng d ẫ n giải
Trong một tinh thể sự sắp xếp của caacutec anion vagrave caacutec cation theo cấu truacutec mạng lậpphươ ng tacircm mặt Caacutec cation vagrave anion nằm xen kẽ nhau Một ocirc mạng cơ sở chứa 4 cation
vagrave 4 anion
3A
NiONiO aN
nMD =
Tiacutenh cạnh a của ocirc mạng cơ sở của NiO
WWWFACEBOOKCOMDAYKEMQUY
WWWBOIDUONGHOAHOCQUYNHONBLOGSPO
WWDAYKEMQUYNHONUCOZCOM
ng goacutep PDF bởi GV Nguyễn Thanh Tuacute
7262019 CHUYEcircN ĐỀ DUYEcircN HẢI BẮC BỘ NĂM 2015 - HOacuteA HỌC TINH THỂ
983107983144983157983161983274983150 đề 983108983112983106983106 983090983088983089983093 983085 983124983145983150983144 983156983144ề 983124983154983137983150983143 983092983088983087983093983092
323 667602310
74714a
timestimes
= = 400610-8 cm
Vậy[ ]
( )3823 420610602310
16x)5871(1694x4621
minustimes
+minus+times= =gt x = 01
Bagravei 34 (Đề thi chọn đội tuyển quốc tế 2013)
Hiện tượ ng caacutec ion khaacutech xacircm nhập vagraveo mạng lướ i tinh thể chủ vagrave chiếm caacutec vị triacute
hốc trống trong mạng lướ i tinh thể chủ xảy ra khaacute phổ biến Quaacute trigravenh nagravey thườ ng diễn ra
chậm vagrave ở nhiệt độ cao Tuy nhiecircn quaacute trigravenh xacircm nhập của cation Li+ vagraveo mạng lướ i tinh
thể ReO3 lại đặc biệt bở i chuacuteng xảy ra khaacute nhanh ngay ở nhiệt độ phograveng Trong tinh thể
ReO3 mỗi nguyecircn tử Re đượ c bao quanh bở i 6 nguyecircn tử oxi tạo necircn những baacutet diện đều
giống nhau Biết rằng tinh thể ReO3 thuộc hệ lập phươ ng (chiều dagravei mỗi cạnh lagrave 0374 nm)
trong đoacute nguyecircn tử Re chiếm caacutec vị triacute đỉnh của higravenh lập phươ ng
1 Hatildey chứng minh rằng nguyecircn tử oxi chỉ coacute thể chiếm vị triacute trung điểm tất cả caacutec cạnh
của ocirc mạng vagrave vẽ một ocirc mạng cơ sở của tinh thể ReO3
2 Giả sử tinh thể ReO3 coacute bản chất ion Cho biết baacuten kiacutenh của ion O2- lagrave 0126 nm
a) Tiacutenh baacuten kiacutenh của ion Re6+
b) Cation khaacutech coacute kiacutech thướ c lớ n nhất bằng bao nhiecircu để khi xacircm nhập vagraveo mạng lướ i
tinh thể ReO3 khocircng lagravem thay đổi kiacutech thướ c của ocirc mạng tinh thể (bỏ qua mọi tươ ng taacutec
giữa ion nagravey vagrave tinh thể ReO3)
Hướng dẫn giải
1 Biện luận vị triacute của O
- Do số phối triacute của Re = 6 vagrave tỉ lệ ReO = 13 necircn số phối triacute của O = 63 = 2
- Như vậy một O phối triacute vớ i 2 Re vagrave caacutech đều hai Re vigrave caacutec nguyecircn tử Re lagrave tươ ng đươ ng- Giả sử nguyecircn tử O1 (khocircng nằm trecircn cạnh a) phối triacute vớ i 2 Re thuộc cạnh a thigrave trong ocirc
mạng phiacutea trecircn (hoặc phiacutea dướ i) cũng sẽ coacute nguyecircn tử O1rsquo tươ ng đươ ng vớ i O1 cugraveng phối
triacute vớ i nguyecircn tử Re chung nagravey Goacutec liecircn kết O1ReO1rsquo ne 180 o vagrave ne 90 o (= 90o thigrave O1
phải ở tacircm của higravenh lập phươ ng SPT = 8) như vậy khocircng thỏa matilden điều kiện phối triacute baacutet
WWWFACEBOOKCOMDAYKEMQUY
WWWBOIDUONGHOAHOCQUYNHONBLOGSPO
WWDAYKEMQUYNHONUCOZCOM
ng goacutep PDF bởi GV Nguyễn Thanh Tuacute
7262019 CHUYEcircN ĐỀ DUYEcircN HẢI BẮC BỘ NĂM 2015 - HOacuteA HỌC TINH THỂ
983107983144983157983161983274983150 đề 983108983112983106983106 983090983088983089983093 983085 983124983145983150983144 983156983144ề 983124983154983137983150983143 983092983089983087983093983092
diện đều của Re Vậy O1 phải nằm trecircn cạnh a Vagrave đươ ng nhiecircn phải nằm ở trung điểm vigrave
noacute caacutech đều hai Re ở hai đỉnh
Kết luận Caacutec nguyecircn tử O nằm ở trung điểm của mỗi cạnh Kiểm tra tỉ lệ ReO
trong một ocirc mạng = (818) (1214) = 13
2 Tiacutenh baacuten kiacutenh Re6+
2r minus2O + 2r +6Re = a = 0374 nm vậy r +6Re = (0374 ndash 20126)2 = 0061 nm
Tiacutenh baacuten kiacutenh cự c đại của ion lạ
Ion lạ xacircm nhập sẽ chiếm vị triacute trung tacircm của ocirc mạng cơ sở Do vậy khoảng caacutech từ
tacircm đến trung điểm mỗi cạnh tươ ng ứng bằng r minus2O+ rion lạ = a 2 = 0374 141= 0265 nm
vậy baacuten kiacutenh cực đại của ion lạ = 0265 ndash 0126 = 0139 nm
Bagravei 35
Bạc baacuten kiacutenh nguyecircn tử R = 144pm kết tinh dạng ocirc mạng cfc Tugravey theo kiacutech thướ c
magrave caacutec nguyecircn tử lạ E coacute thể đi vagraveo trong mạng bạc tạo ra một dung dịch rắn coacute tecircn gọikhaacutec nhau dung dịch rắn xen kẽ ( bằng caacutech chiếm caacutec lỗ xen kẽ) hoặc dung dịch rắn
thay thế (bằng caacutech thay thế caacutec nguyecircn tử bạc)
1) Tiacutenh khối lượ ng thể tiacutech của bạc nguyecircn chất
2) Xaacutec định số phối triacute vagrave độ compac của mạng cfc
3) Xen kẽ lỗ tinh thể học khaacutec nhau khi tạo thagravenh
a) Cho biết bản chất vagrave số mắt của mỗi chất chứa trong một ocirc mạng
b) Xaacutec định baacuten kiacutenh cực đại ri của một nguyecircn tử lạ E higravenh cầu nằm trong mạng ở mỗi
kiểu lỗ magrave khocircng lagravem biến dạng mạng4) Vagraveng baacuten kiacutenh nguyecircn tử Rrsquo = 147pm tạo dung dịch rắn a vớ i bạc
a) Suy ra bản chất của dung dịch a nagravey
b) Biểu thị cấu truacutec hoacutea học của a theo phần mol x của vagraveng
5) Một hợ p kim bạc-vagraveng tươ ng ứng vớ i một thagravenh phần đặc biệt của dung dịch rắn a đặc
trưng bở i phần khối lượ ng vagraveng w = 01
a) Tiacutenh giaacute trị của x
b) Xaacutec định khối lượ ng thể tiacutech của hợ p kim nagravey
(Theo ENSIETA Ban Vật lyacute1992) H ướ ng d ẫ n giải
1) Sơ đồ ocirc mạng cfc
Số nguyecircn tử bạc trong một ocirc mạng
WWWFACEBOOKCOMDAYKEMQUY
WWWBOIDUONGHOAHOCQUYNHONBLOGSPO
WWDAYKEMQUYNHONUCOZCOM
ng goacutep PDF bởi GV Nguyễn Thanh Tuacute
7262019 CHUYEcircN ĐỀ DUYEcircN HẢI BẮC BỘ NĂM 2015 - HOacuteA HỌC TINH THỂ
983107983144983157983161983274983150 đề 983108983112983106983106 983090983088983089983093 983085 983124983145983150983144 983156983144ề 983124983154983137983150983143 983092983095983087983093983092
b) Baacuten kiacutenh gaacuten cho nguyecircn tử hidro lagrave r = 37 pm Suy ra kiểu lỗ tươ ng thiacutech vớ i sự
lấp đầy
c) Trong thực tế caacutec nguyecircn tử hidro nằm trong mọi lỗ kiểu khaacutec hatildey lập cocircng thức
nguyecircn của hiđrua vagrave necircu một viacute dụ về tinh thể ion đẳng cấu truacutec
2 ) Hợ p kim của titan vagrave sắt thagravenh phần TiFe lagrave hợ p chất magrave caacutec nguyecircn tử titan chiếm caacutec
lỗ mạng lập phươ ng đơ n giản của sắt thocircng số = 298 pm
a ) Necircu ra hợ p chất ion kiểu tươ ng ứng cấu truacutec nagravey
b ) Trong hợ p chất TiFe caacutec nguyecircn tử hiđro chiếm mọi lỗ tạo ra từ bốn nguyecircn tử titan
vagrave hai nguyecircn tử sắt ( xem higravenh vẽ )
Xaacutec định higravenh học của một lỗ như vậy Xaacutec định cocircng thức của hiđrua thu đượ c khi batildeo
hogravea caacutec lỗ nagravey
3 ) Khả năng trữ hiđro của một vật liệu M i biểu thị bằng dung lượ ng thể tiacutech hấp phụ C va ( M i ) đượ c định ngh ĩ a lagrave tỷ số khối lượ ng hiđro bị hấp phụ trecircn thể tiacutech đơ n vị của vật liệu
nguyecircn chất
a ) Biểu thị C va ( M i ) theo thể tiacutech V i của ocirc mạng vagrave theo lượ ng hiđro ni bị hấp phụ
b ) So saacutenh dung lượ ng thể tiacutech hấp phụ lyacute thuyết của hai vật liệu xeacutet ở mục 1 vagrave 2
c ) Tiacutenh khối lượ ng cực tiểu của vật liệu rắn cần để tạo ra cugraveng lượ ng hiđro magrave bigravenh chứa
đựng 700 kg khiacute hoacutea lỏng Kết luận
H ướ ng d ẫ n giải
1 a)Lỗ O R + r 0 =2 R =gt r 0 =662 pm
b)Lỗ T R + r t = 2 R =gt r t = 36 pm
c) Lỗ chiếm tươ ng thiacutech đượ c dự kiến lagrave O
WWWFACEBOOKCOMDAYKEMQUY
WWWBOIDUONGHOAHOCQUYNHONBLOGSPO
WWDAYKEMQUYNHONUCOZCOM
ng goacutep PDF bởi GV Nguyễn Thanh Tuacute
7262019 CHUYEcircN ĐỀ DUYEcircN HẢI BẮC BỘ NĂM 2015 - HOacuteA HỌC TINH THỂ
983107983144983157983161983274983150 đề 983108983112983106983106 983090983088983089983093 983085 983124983145983150983144 983156983144ề 983124983154983137983150983143 983092983097983087983093983092
VI Ứng dụng kiến thức tinh thể vagraveo cuộc sống
(Bagravei được triacutech từ ldquoBagravei chuẩn bị Icho 39rdquo)
HOA QUẢ RAU CỎ VAgrave CAacuteC NGUYEcircN TỬ
Khi giải quyế t vấ n đề nagraveychư a coacute loại rau quả nagraveo bị phaacute hủ y
Năm 1611 nhagrave toaacuten học vagrave thiecircn văn học người Đức Johannes Kepler nghiecircn cứu
sự sắp xếp caacutec viecircn đạn của suacuteng thần cocircng trong một kim tự thaacutep Ocircng khẳng định rằngchỉ coacute một caacutech duy nhất để sắp xếp caacutec quả cầu cứng giống hệt nhau vagraveo một thể tiacutech sao
cho khiacutet nhất coacute thể ldquohellipkhocircng thể coacute thếm bất cứ một caacutech sắp xếp nagraveo khaacutec để chegraven thecircm
dugrave một viecircn đạn nữa vagraveo hogravem đoacuterdquo Ocircng lagrave ngườ i đầu tiecircn phaacutet biểu về một vấn đề như vậy
vagrave sau nagravey noacute đượ c gọi lagrave ldquosự phỏng đoaacuten Keplerrdquo Năm 1998 Giaacuteo sư Thomas Hales1 đatilde
đưa ra giải phaacutep cho ldquosự phỏng đoaacuten Keplerrdquo Nội dung của giải phaacutep nagravey đatilde đượ c trigravenh
bagravey trong loạt bagravei baacuteo trecircn tờ ldquoHigravenh học rờ i rạc vagrave điện toaacutenrdquo ra đờ i từ năm 1997 Ocircng
nghiecircn cứu hơ n 150 caacutech sắp xếp khaacutec nhau khaacutec vớ i caacutech magrave Kepler đatilde đưa ra Giải phaacutep
của Hales đogravei hỏi khoảng 250 trang giấy in vagrave dung lượ ng 3 GB caacutec file trong maacutey tiacutenh
Qua caacutec chứng minh toaacuten học chặt chẽ thuật ngữ ldquosự sắp xếp đặc khiacutet caacutec quả cầurdquo (cps)
đatilde đượ c chấp nhận rộng ratildei trong l ĩ nh vực hoacutea học chất rắn vagrave cho đến nay noacute vẫn cograven giaacute
trị
WWWFACEBOOKCOMDAYKEMQUY
WWWBOIDUONGHOAHOCQUYNHONBLOGSPO
WWDAYKEMQUYNHONUCOZCOM
ng goacutep PDF bởi GV Nguyễn Thanh Tuacute
7262019 CHUYEcircN ĐỀ DUYEcircN HẢI BẮC BỘ NĂM 2015 - HOacuteA HỌC TINH THỂ
983107983144983157983161983274983150 đề 983108983112983106983106 983090983088983089983093 983085 983124983145983150983144 983156983144ề 983124983154983137983150983143 983093983089983087983093983092
thứ 3 đượ c xếp lecircn trecircn khoảng trống của lớ p thứ nhất (xem trườ ng hợ p B higravenh 2) Hatildey
tiacutenh độ chặt khiacutet cho caacutech sắp xếp thứ 2 đượ c gọi lagrave sắp xếp lập phươ ng tacircm diện fbc
d) Coacute một ngườ i nocircng dacircn đatilde xếp lớ p thứ ba theo kiểu fcc vagrave bacircy giờ khocircng xaacutec định
đượ c đacircu lagrave khoảng trống đacircu lagrave rau củ đatilde xếp ở lớ p thứ nhất Giaacute trị sẽ thay đổi như thế
nagraveo do sự sai lệch khi sắp xếp caacutec lớ p chặt khiacutet tiếp theo
3 Giả sử ngườ i nocircng dacircn nảy ra yacute định muốn xếp chung đagraveo vagrave dưa hấu vagraveo xe bằng caacutech
xếp đagraveo vagraveo khoảng trống giữa caacutec quả dưa hấu
a) Hatildey tiacutenh tỉ lệ baacuten kiacutenh giữa quả đagraveo vagrave dưa hấu lớ n nhất coacute thể để traacutenh bị dập caacutec quả
đagraveo trong caacutec trườ ng hợ p xếp đagraveo vagraveo
iLỗ trống lập phươ ng trong kiếu lập phươ ng đơ n giản
ii Lỗ trống baacutet diện trong kiếu lập phươ ng tacircm khối
iii Lỗ trống baacutet diện trong kiếu lập phươ ng tacircm diện
b) Trong caacutec kiếu sắp xếp sc hcp bcc vagrave fcc trung bigravenh vớ i một quả dưa hấu coacute thể
xếp tối đa bao nhiecircu quả đagraveo
c) Tiacutenh giaacute trị lớ n nhất cho caacutec kiếu sắp xếp sc bcc vagrave fcc coacute xếp đagraveo ở caacutec khoảng
trống
4 Hoa quả coacute thể bị hỏng do xe khocircng thoaacuteng gioacute
a) Để giữ caacutec khoảng trống trong kiểu sắp xếp bcc vagrave fcc ngườ i nocircng dacircn quyết định
chỉ xếp caacutec quả đagraveo vagraveo caacutec lỗ trống baacutet diện khocircng nối vớ i nhau qua mặt hay tacircm Trong
trườ ng hợ p nagravey vớ i một quả dưa coacute thể xếp đượ c bao nhiecircu quả đagraveo
b) Ngườ i nocircng dacircn ngh ĩ ra một caacutech khaacutec trong caacutech sắp xếp fcc ocircng xếp đagraveo vagraveo tất cả
caacutec lỗ trống baacutet diện (như trecircn) vagrave vớ i caacutec lỗ trống tứ diện ocircng xếp taacuteo vagraveo Theo caacutech
nagravey vớ i một quả dưa ocircng coacute thể xếp đượ c bao nhiecircu quả taacuteo
Tạo hoacutea cũng lagravem nảy sinh những vấn đề liacute thuacute như ldquosự phỏng đoaacuten Keplerrdquo Ngọc
opal lagrave một loại đaacute tự nhiecircn đượ c cấu tạo từ caacutec quả cầu beacute xiacuteu SiO2
(cỡ micro) sắp xếp đặc
khiacutet vớ i nhau Đặc tiacutenh của opal lagrave coacute thể phaacutet ra caacutec aacutenh saacuteng khaacutec nhau (phaacutet ngũ sắc) khi
đượ c chiếu saacuteng Hiện tượ ng nagravey đượ c giải thiacutech bằng sự nhiễu xạ aacutenh saacuteng nhigraven thấy tuacircn
theo định luật Bragg λ = 2d sinθ
Trong đoacute λ lagrave độ dagravei soacuteng của tia saacuteng d lagrave khoảng caacutech giữa caacutec lớ p sắp xếp chặtkhiacutet trong opal 2θ lagrave goacutec giữa tia tớ i vagrave tia nhiễu xạ (noacutei caacutech khaacutec θ lagrave goacutec nghiecircng giữa
tia sang vớ i bề mặt của đaacute opal)
Opal lagrave loại đaacute coacute cấu truacutec tinh thể đầu tiecircn đượ c biết lagrave coacute khả năng khuacutec xạ loại
vật chất đượ c cấu tạo từ caacutec quả cầu cỡ micro vớ i chỉ số khuacutec xạ cao Quang phổ của noacute đatilde
WWWFACEBOOKCOMDAYKEMQUY
WWWBOIDUONGHOAHOCQUYNHONBLOGSPO
WWDAYKEMQUYNHONUCOZCOM
ng goacutep PDF bởi GV Nguyễn Thanh Tuacute
7262019 CHUYEcircN ĐỀ DUYEcircN HẢI BẮC BỘ NĂM 2015 - HOacuteA HỌC TINH THỂ
983107983144983157983161983274983150 đề 983108983112983106983106 983090983088983089983093 983085 983124983145983150983144 983156983144ề 983124983154983137983150983143 983091983090983087983093983092
Magrave D=m
V = (2times M)(6023times 10
23times a
3)
Thay D=795 a= 2864 Ao
=gt M= 2679 gmol
Vậy M lagrave kim loại Fe
Bagravei 23 Một nguyecircn tố A coacute baacuten kiacutenh nguyecircn tử R = 136 pm vagrave đơ n chất kết tinh theo cấu
truacutec lập phươ ng tacircm diện tỷ khối d = 224 Xaacutec định A
H ướ ng d ẫ n giải
2R2a = = 385 pm 1A3
molg192Z
NaM minus=
ρ=
Đoacute lagrave Ir
Bagravei 24
Kim loại X đượ c tigravem thấy vagraveo năm 1737 Tecircn của noacute coacute nguồn gốc tiếng Đức lagraveldquokoboldrdquo coacute ngh ĩ a lagrave ldquolinh hồn của quỷrdquo Một mẫu kim loại X đượ c ngacircm trong nướ c cacircn
nặng 13315g trong khi đoacute đem ngacircm cugraveng khối lượ ng mẫu kim loại vagraveo CCl4 chỉ nặng
12331g Biết khối lượ ng riecircng của CCl4 lagrave 15842 gcm3Để xaacutec định nguyecircn tố X thigrave
ngườ i ta phải dugraveng đến nhiễu xạ neutron Phươ ng phaacutep nhiễu xạ nagravey chỉ đặc trưng cho cấu
truacutec lập phươ ng tacircm mặt (fcc) vagrave đo đượ c thocircng số mạng a= 35302pm
Hướng dẫn giải
3
3 3 7 3 23 1 1
4
890 (3530210 ) 60210 ( ) 5893( )4 4
A A
A
Z M M d
V N a N
d a N g cm cm mol M g mol
minus minus minus
= =
rArr = = =
Vậy X lagrave Co
Bagravei 25
Khi nhuacuteng chigravem một vật hoagraven vagraveo trong một chất lỏng thigrave noacute sẽ coacute khối lượ ng biểu
kiến vigrave noacute chịu lực đẩy Acsimet Nếu coi kim loại X coacute khối lượ ng m vagrave thể tiacutech V thigrave ta
coacute
4 4
2 2
33
1500012331 15842890
13315 10000 1685
X CCl CCl
X
X H O H O
m m d V m gm V d g cm
m m d V m V V cm
= minus == minusrArr rArr rArr =
= minus = minus =
Ocirc mạng fcc gồm 4 nguyecircn tử coacute
WWWFACEBOOKCOMDAYKEMQUY
WWWBOIDUONGHOAHOCQUYNHONBLOGSPO
WWDAYKEMQUYNHONUCOZCOM
ng goacutep PDF bởi GV Nguyễn Thanh Tuacute
7262019 CHUYEcircN ĐỀ DUYEcircN HẢI BẮC BỘ NĂM 2015 - HOacuteA HỌC TINH THỂ
1 Phacircn loại caacutec chất sau đacircy theo bản chất của lực tương taacutec giữa caacutec đơn vị cấu truacutec trong
mạng tinh thể của chuacuteng Cu kim cươ ng MgO C6H12O6 I2 Pb BN NaH
2 Maacuteu trong cơ thể ngườ i coacute magraveu đỏ vigrave chứa hemoglobin (chất vậnchuyển oxi chứa sắt) Maacuteu của một số động vật nhuyễn thể khocircng coacute
magraveu đỏ magrave coacute magraveu khaacutec vigrave chứa một kim loại khaacutec (X) Tế bagraveo đơ n vị (ocirc
mạng cơ sở ) lập phươ ng tacircm diện của tinh thể X (higravenh becircn) coacute cạnh
bằng 36210-8 cm Khối lượ ng riecircng của nguyecircn tố nagravey lagrave 8920 kgm3
WWWFACEBOOKCOMDAYKEMQUY
WWWBOIDUONGHOAHOCQUYNHONBLOGSPO
WWDAYKEMQUYNHONUCOZCOM
ng goacutep PDF bởi GV Nguyễn Thanh Tuacute
7262019 CHUYEcircN ĐỀ DUYEcircN HẢI BẮC BỘ NĂM 2015 - HOacuteA HỌC TINH THỂ
983107983144983157983161983274983150 đề 983108983112983106983106 983090983088983089983093 983085 983124983145983150983144 983156983144ề 983124983154983137983150983143 983091983097983087983093983092
Trong mỗi ocirc cơ sở coacute 4 phacircn tử BaO2 rarr thể tiacutech của mỗi ocirc V = 4mD
Vớ i m =100236
99915232713723
+= 2811310-22 gam
rarr V = 1979810-22 (cm3) = 197979342 (pm3)
(2x134 + 2a)2( 2x134 + 2a+149) = 197979342
(134 + a)2(134 + a+745) = 24747418
(134 + a)3+ (134 + a)2 745 - 24747418 = 0
rarr a = 2686-134 = 135 pm
Bagravei 33
Niken (II) oxit coacute cấu truacutec tinh thể giống mạng tinh thể natri clorua Caacutec ion O2- tạo
thagravenh mạng lập phươ ng tacircm mặt caacutec hốc baacutet diện coacute caacutec ion Ni2+ Khối lượ ng riecircng của
Niken (II) oxit lagrave 667 gcm3 Nếu cho Niken (II) oxit taacutec dụng vớ i Liti oxit vagrave oxi thigrave đượ c
caacutec tinh thể trắng coacute thagravenh phần LixNi1-xO
2x
Li2O + (1-x) NiO +4x
O2 rarr LixNi1-xO
Cấu truacutec mạng tinh thể của LixNi1-xO giống cấu truacutec mạng tinh thể của NiO nhưng
một số ion Ni2+ đượ c thay thế bằng caacutec ion Liti vagrave một số ion Ni2+ bị oxi hoacutea để đảm bảo
tiacutenh trung hogravea điện của phacircn tử Khối lượ ng riecircng của tinh thể LixNi1-xO lagrave 621 gcm3
Tiacutenh x (chấp nhận thể tiacutech của ocirc mạng cơ sở khocircng thay đổi khi chuyển từ NiO
thagravenh LixNi1-xO)
Cho NA= 60231023 mol-1 Ni = 5871 Li = 694 O = 16
H ướ ng d ẫ n giải
Trong một tinh thể sự sắp xếp của caacutec anion vagrave caacutec cation theo cấu truacutec mạng lậpphươ ng tacircm mặt Caacutec cation vagrave anion nằm xen kẽ nhau Một ocirc mạng cơ sở chứa 4 cation
vagrave 4 anion
3A
NiONiO aN
nMD =
Tiacutenh cạnh a của ocirc mạng cơ sở của NiO
WWWFACEBOOKCOMDAYKEMQUY
WWWBOIDUONGHOAHOCQUYNHONBLOGSPO
WWDAYKEMQUYNHONUCOZCOM
ng goacutep PDF bởi GV Nguyễn Thanh Tuacute
7262019 CHUYEcircN ĐỀ DUYEcircN HẢI BẮC BỘ NĂM 2015 - HOacuteA HỌC TINH THỂ
983107983144983157983161983274983150 đề 983108983112983106983106 983090983088983089983093 983085 983124983145983150983144 983156983144ề 983124983154983137983150983143 983092983088983087983093983092
323 667602310
74714a
timestimes
= = 400610-8 cm
Vậy[ ]
( )3823 420610602310
16x)5871(1694x4621
minustimes
+minus+times= =gt x = 01
Bagravei 34 (Đề thi chọn đội tuyển quốc tế 2013)
Hiện tượ ng caacutec ion khaacutech xacircm nhập vagraveo mạng lướ i tinh thể chủ vagrave chiếm caacutec vị triacute
hốc trống trong mạng lướ i tinh thể chủ xảy ra khaacute phổ biến Quaacute trigravenh nagravey thườ ng diễn ra
chậm vagrave ở nhiệt độ cao Tuy nhiecircn quaacute trigravenh xacircm nhập của cation Li+ vagraveo mạng lướ i tinh
thể ReO3 lại đặc biệt bở i chuacuteng xảy ra khaacute nhanh ngay ở nhiệt độ phograveng Trong tinh thể
ReO3 mỗi nguyecircn tử Re đượ c bao quanh bở i 6 nguyecircn tử oxi tạo necircn những baacutet diện đều
giống nhau Biết rằng tinh thể ReO3 thuộc hệ lập phươ ng (chiều dagravei mỗi cạnh lagrave 0374 nm)
trong đoacute nguyecircn tử Re chiếm caacutec vị triacute đỉnh của higravenh lập phươ ng
1 Hatildey chứng minh rằng nguyecircn tử oxi chỉ coacute thể chiếm vị triacute trung điểm tất cả caacutec cạnh
của ocirc mạng vagrave vẽ một ocirc mạng cơ sở của tinh thể ReO3
2 Giả sử tinh thể ReO3 coacute bản chất ion Cho biết baacuten kiacutenh của ion O2- lagrave 0126 nm
a) Tiacutenh baacuten kiacutenh của ion Re6+
b) Cation khaacutech coacute kiacutech thướ c lớ n nhất bằng bao nhiecircu để khi xacircm nhập vagraveo mạng lướ i
tinh thể ReO3 khocircng lagravem thay đổi kiacutech thướ c của ocirc mạng tinh thể (bỏ qua mọi tươ ng taacutec
giữa ion nagravey vagrave tinh thể ReO3)
Hướng dẫn giải
1 Biện luận vị triacute của O
- Do số phối triacute của Re = 6 vagrave tỉ lệ ReO = 13 necircn số phối triacute của O = 63 = 2
- Như vậy một O phối triacute vớ i 2 Re vagrave caacutech đều hai Re vigrave caacutec nguyecircn tử Re lagrave tươ ng đươ ng- Giả sử nguyecircn tử O1 (khocircng nằm trecircn cạnh a) phối triacute vớ i 2 Re thuộc cạnh a thigrave trong ocirc
mạng phiacutea trecircn (hoặc phiacutea dướ i) cũng sẽ coacute nguyecircn tử O1rsquo tươ ng đươ ng vớ i O1 cugraveng phối
triacute vớ i nguyecircn tử Re chung nagravey Goacutec liecircn kết O1ReO1rsquo ne 180 o vagrave ne 90 o (= 90o thigrave O1
phải ở tacircm của higravenh lập phươ ng SPT = 8) như vậy khocircng thỏa matilden điều kiện phối triacute baacutet
WWWFACEBOOKCOMDAYKEMQUY
WWWBOIDUONGHOAHOCQUYNHONBLOGSPO
WWDAYKEMQUYNHONUCOZCOM
ng goacutep PDF bởi GV Nguyễn Thanh Tuacute
7262019 CHUYEcircN ĐỀ DUYEcircN HẢI BẮC BỘ NĂM 2015 - HOacuteA HỌC TINH THỂ
983107983144983157983161983274983150 đề 983108983112983106983106 983090983088983089983093 983085 983124983145983150983144 983156983144ề 983124983154983137983150983143 983092983089983087983093983092
diện đều của Re Vậy O1 phải nằm trecircn cạnh a Vagrave đươ ng nhiecircn phải nằm ở trung điểm vigrave
noacute caacutech đều hai Re ở hai đỉnh
Kết luận Caacutec nguyecircn tử O nằm ở trung điểm của mỗi cạnh Kiểm tra tỉ lệ ReO
trong một ocirc mạng = (818) (1214) = 13
2 Tiacutenh baacuten kiacutenh Re6+
2r minus2O + 2r +6Re = a = 0374 nm vậy r +6Re = (0374 ndash 20126)2 = 0061 nm
Tiacutenh baacuten kiacutenh cự c đại của ion lạ
Ion lạ xacircm nhập sẽ chiếm vị triacute trung tacircm của ocirc mạng cơ sở Do vậy khoảng caacutech từ
tacircm đến trung điểm mỗi cạnh tươ ng ứng bằng r minus2O+ rion lạ = a 2 = 0374 141= 0265 nm
vậy baacuten kiacutenh cực đại của ion lạ = 0265 ndash 0126 = 0139 nm
Bagravei 35
Bạc baacuten kiacutenh nguyecircn tử R = 144pm kết tinh dạng ocirc mạng cfc Tugravey theo kiacutech thướ c
magrave caacutec nguyecircn tử lạ E coacute thể đi vagraveo trong mạng bạc tạo ra một dung dịch rắn coacute tecircn gọikhaacutec nhau dung dịch rắn xen kẽ ( bằng caacutech chiếm caacutec lỗ xen kẽ) hoặc dung dịch rắn
thay thế (bằng caacutech thay thế caacutec nguyecircn tử bạc)
1) Tiacutenh khối lượ ng thể tiacutech của bạc nguyecircn chất
2) Xaacutec định số phối triacute vagrave độ compac của mạng cfc
3) Xen kẽ lỗ tinh thể học khaacutec nhau khi tạo thagravenh
a) Cho biết bản chất vagrave số mắt của mỗi chất chứa trong một ocirc mạng
b) Xaacutec định baacuten kiacutenh cực đại ri của một nguyecircn tử lạ E higravenh cầu nằm trong mạng ở mỗi
kiểu lỗ magrave khocircng lagravem biến dạng mạng4) Vagraveng baacuten kiacutenh nguyecircn tử Rrsquo = 147pm tạo dung dịch rắn a vớ i bạc
a) Suy ra bản chất của dung dịch a nagravey
b) Biểu thị cấu truacutec hoacutea học của a theo phần mol x của vagraveng
5) Một hợ p kim bạc-vagraveng tươ ng ứng vớ i một thagravenh phần đặc biệt của dung dịch rắn a đặc
trưng bở i phần khối lượ ng vagraveng w = 01
a) Tiacutenh giaacute trị của x
b) Xaacutec định khối lượ ng thể tiacutech của hợ p kim nagravey
(Theo ENSIETA Ban Vật lyacute1992) H ướ ng d ẫ n giải
1) Sơ đồ ocirc mạng cfc
Số nguyecircn tử bạc trong một ocirc mạng
WWWFACEBOOKCOMDAYKEMQUY
WWWBOIDUONGHOAHOCQUYNHONBLOGSPO
WWDAYKEMQUYNHONUCOZCOM
ng goacutep PDF bởi GV Nguyễn Thanh Tuacute
7262019 CHUYEcircN ĐỀ DUYEcircN HẢI BẮC BỘ NĂM 2015 - HOacuteA HỌC TINH THỂ
983107983144983157983161983274983150 đề 983108983112983106983106 983090983088983089983093 983085 983124983145983150983144 983156983144ề 983124983154983137983150983143 983092983095983087983093983092
b) Baacuten kiacutenh gaacuten cho nguyecircn tử hidro lagrave r = 37 pm Suy ra kiểu lỗ tươ ng thiacutech vớ i sự
lấp đầy
c) Trong thực tế caacutec nguyecircn tử hidro nằm trong mọi lỗ kiểu khaacutec hatildey lập cocircng thức
nguyecircn của hiđrua vagrave necircu một viacute dụ về tinh thể ion đẳng cấu truacutec
2 ) Hợ p kim của titan vagrave sắt thagravenh phần TiFe lagrave hợ p chất magrave caacutec nguyecircn tử titan chiếm caacutec
lỗ mạng lập phươ ng đơ n giản của sắt thocircng số = 298 pm
a ) Necircu ra hợ p chất ion kiểu tươ ng ứng cấu truacutec nagravey
b ) Trong hợ p chất TiFe caacutec nguyecircn tử hiđro chiếm mọi lỗ tạo ra từ bốn nguyecircn tử titan
vagrave hai nguyecircn tử sắt ( xem higravenh vẽ )
Xaacutec định higravenh học của một lỗ như vậy Xaacutec định cocircng thức của hiđrua thu đượ c khi batildeo
hogravea caacutec lỗ nagravey
3 ) Khả năng trữ hiđro của một vật liệu M i biểu thị bằng dung lượ ng thể tiacutech hấp phụ C va ( M i ) đượ c định ngh ĩ a lagrave tỷ số khối lượ ng hiđro bị hấp phụ trecircn thể tiacutech đơ n vị của vật liệu
nguyecircn chất
a ) Biểu thị C va ( M i ) theo thể tiacutech V i của ocirc mạng vagrave theo lượ ng hiđro ni bị hấp phụ
b ) So saacutenh dung lượ ng thể tiacutech hấp phụ lyacute thuyết của hai vật liệu xeacutet ở mục 1 vagrave 2
c ) Tiacutenh khối lượ ng cực tiểu của vật liệu rắn cần để tạo ra cugraveng lượ ng hiđro magrave bigravenh chứa
đựng 700 kg khiacute hoacutea lỏng Kết luận
H ướ ng d ẫ n giải
1 a)Lỗ O R + r 0 =2 R =gt r 0 =662 pm
b)Lỗ T R + r t = 2 R =gt r t = 36 pm
c) Lỗ chiếm tươ ng thiacutech đượ c dự kiến lagrave O
WWWFACEBOOKCOMDAYKEMQUY
WWWBOIDUONGHOAHOCQUYNHONBLOGSPO
WWDAYKEMQUYNHONUCOZCOM
ng goacutep PDF bởi GV Nguyễn Thanh Tuacute
7262019 CHUYEcircN ĐỀ DUYEcircN HẢI BẮC BỘ NĂM 2015 - HOacuteA HỌC TINH THỂ
983107983144983157983161983274983150 đề 983108983112983106983106 983090983088983089983093 983085 983124983145983150983144 983156983144ề 983124983154983137983150983143 983092983097983087983093983092
VI Ứng dụng kiến thức tinh thể vagraveo cuộc sống
(Bagravei được triacutech từ ldquoBagravei chuẩn bị Icho 39rdquo)
HOA QUẢ RAU CỎ VAgrave CAacuteC NGUYEcircN TỬ
Khi giải quyế t vấ n đề nagraveychư a coacute loại rau quả nagraveo bị phaacute hủ y
Năm 1611 nhagrave toaacuten học vagrave thiecircn văn học người Đức Johannes Kepler nghiecircn cứu
sự sắp xếp caacutec viecircn đạn của suacuteng thần cocircng trong một kim tự thaacutep Ocircng khẳng định rằngchỉ coacute một caacutech duy nhất để sắp xếp caacutec quả cầu cứng giống hệt nhau vagraveo một thể tiacutech sao
cho khiacutet nhất coacute thể ldquohellipkhocircng thể coacute thếm bất cứ một caacutech sắp xếp nagraveo khaacutec để chegraven thecircm
dugrave một viecircn đạn nữa vagraveo hogravem đoacuterdquo Ocircng lagrave ngườ i đầu tiecircn phaacutet biểu về một vấn đề như vậy
vagrave sau nagravey noacute đượ c gọi lagrave ldquosự phỏng đoaacuten Keplerrdquo Năm 1998 Giaacuteo sư Thomas Hales1 đatilde
đưa ra giải phaacutep cho ldquosự phỏng đoaacuten Keplerrdquo Nội dung của giải phaacutep nagravey đatilde đượ c trigravenh
bagravey trong loạt bagravei baacuteo trecircn tờ ldquoHigravenh học rờ i rạc vagrave điện toaacutenrdquo ra đờ i từ năm 1997 Ocircng
nghiecircn cứu hơ n 150 caacutech sắp xếp khaacutec nhau khaacutec vớ i caacutech magrave Kepler đatilde đưa ra Giải phaacutep
của Hales đogravei hỏi khoảng 250 trang giấy in vagrave dung lượ ng 3 GB caacutec file trong maacutey tiacutenh
Qua caacutec chứng minh toaacuten học chặt chẽ thuật ngữ ldquosự sắp xếp đặc khiacutet caacutec quả cầurdquo (cps)
đatilde đượ c chấp nhận rộng ratildei trong l ĩ nh vực hoacutea học chất rắn vagrave cho đến nay noacute vẫn cograven giaacute
trị
WWWFACEBOOKCOMDAYKEMQUY
WWWBOIDUONGHOAHOCQUYNHONBLOGSPO
WWDAYKEMQUYNHONUCOZCOM
ng goacutep PDF bởi GV Nguyễn Thanh Tuacute
7262019 CHUYEcircN ĐỀ DUYEcircN HẢI BẮC BỘ NĂM 2015 - HOacuteA HỌC TINH THỂ
983107983144983157983161983274983150 đề 983108983112983106983106 983090983088983089983093 983085 983124983145983150983144 983156983144ề 983124983154983137983150983143 983093983089983087983093983092
thứ 3 đượ c xếp lecircn trecircn khoảng trống của lớ p thứ nhất (xem trườ ng hợ p B higravenh 2) Hatildey
tiacutenh độ chặt khiacutet cho caacutech sắp xếp thứ 2 đượ c gọi lagrave sắp xếp lập phươ ng tacircm diện fbc
d) Coacute một ngườ i nocircng dacircn đatilde xếp lớ p thứ ba theo kiểu fcc vagrave bacircy giờ khocircng xaacutec định
đượ c đacircu lagrave khoảng trống đacircu lagrave rau củ đatilde xếp ở lớ p thứ nhất Giaacute trị sẽ thay đổi như thế
nagraveo do sự sai lệch khi sắp xếp caacutec lớ p chặt khiacutet tiếp theo
3 Giả sử ngườ i nocircng dacircn nảy ra yacute định muốn xếp chung đagraveo vagrave dưa hấu vagraveo xe bằng caacutech
xếp đagraveo vagraveo khoảng trống giữa caacutec quả dưa hấu
a) Hatildey tiacutenh tỉ lệ baacuten kiacutenh giữa quả đagraveo vagrave dưa hấu lớ n nhất coacute thể để traacutenh bị dập caacutec quả
đagraveo trong caacutec trườ ng hợ p xếp đagraveo vagraveo
iLỗ trống lập phươ ng trong kiếu lập phươ ng đơ n giản
ii Lỗ trống baacutet diện trong kiếu lập phươ ng tacircm khối
iii Lỗ trống baacutet diện trong kiếu lập phươ ng tacircm diện
b) Trong caacutec kiếu sắp xếp sc hcp bcc vagrave fcc trung bigravenh vớ i một quả dưa hấu coacute thể
xếp tối đa bao nhiecircu quả đagraveo
c) Tiacutenh giaacute trị lớ n nhất cho caacutec kiếu sắp xếp sc bcc vagrave fcc coacute xếp đagraveo ở caacutec khoảng
trống
4 Hoa quả coacute thể bị hỏng do xe khocircng thoaacuteng gioacute
a) Để giữ caacutec khoảng trống trong kiểu sắp xếp bcc vagrave fcc ngườ i nocircng dacircn quyết định
chỉ xếp caacutec quả đagraveo vagraveo caacutec lỗ trống baacutet diện khocircng nối vớ i nhau qua mặt hay tacircm Trong
trườ ng hợ p nagravey vớ i một quả dưa coacute thể xếp đượ c bao nhiecircu quả đagraveo
b) Ngườ i nocircng dacircn ngh ĩ ra một caacutech khaacutec trong caacutech sắp xếp fcc ocircng xếp đagraveo vagraveo tất cả
caacutec lỗ trống baacutet diện (như trecircn) vagrave vớ i caacutec lỗ trống tứ diện ocircng xếp taacuteo vagraveo Theo caacutech
nagravey vớ i một quả dưa ocircng coacute thể xếp đượ c bao nhiecircu quả taacuteo
Tạo hoacutea cũng lagravem nảy sinh những vấn đề liacute thuacute như ldquosự phỏng đoaacuten Keplerrdquo Ngọc
opal lagrave một loại đaacute tự nhiecircn đượ c cấu tạo từ caacutec quả cầu beacute xiacuteu SiO2
(cỡ micro) sắp xếp đặc
khiacutet vớ i nhau Đặc tiacutenh của opal lagrave coacute thể phaacutet ra caacutec aacutenh saacuteng khaacutec nhau (phaacutet ngũ sắc) khi
đượ c chiếu saacuteng Hiện tượ ng nagravey đượ c giải thiacutech bằng sự nhiễu xạ aacutenh saacuteng nhigraven thấy tuacircn
theo định luật Bragg λ = 2d sinθ
Trong đoacute λ lagrave độ dagravei soacuteng của tia saacuteng d lagrave khoảng caacutech giữa caacutec lớ p sắp xếp chặtkhiacutet trong opal 2θ lagrave goacutec giữa tia tớ i vagrave tia nhiễu xạ (noacutei caacutech khaacutec θ lagrave goacutec nghiecircng giữa
tia sang vớ i bề mặt của đaacute opal)
Opal lagrave loại đaacute coacute cấu truacutec tinh thể đầu tiecircn đượ c biết lagrave coacute khả năng khuacutec xạ loại
vật chất đượ c cấu tạo từ caacutec quả cầu cỡ micro vớ i chỉ số khuacutec xạ cao Quang phổ của noacute đatilde
WWWFACEBOOKCOMDAYKEMQUY
WWWBOIDUONGHOAHOCQUYNHONBLOGSPO
WWDAYKEMQUYNHONUCOZCOM
ng goacutep PDF bởi GV Nguyễn Thanh Tuacute
7262019 CHUYEcircN ĐỀ DUYEcircN HẢI BẮC BỘ NĂM 2015 - HOacuteA HỌC TINH THỂ
983107983144983157983161983274983150 đề 983108983112983106983106 983090983088983089983093 983085 983124983145983150983144 983156983144ề 983124983154983137983150983143 983091983090983087983093983092
Magrave D=m
V = (2times M)(6023times 10
23times a
3)
Thay D=795 a= 2864 Ao
=gt M= 2679 gmol
Vậy M lagrave kim loại Fe
Bagravei 23 Một nguyecircn tố A coacute baacuten kiacutenh nguyecircn tử R = 136 pm vagrave đơ n chất kết tinh theo cấu
truacutec lập phươ ng tacircm diện tỷ khối d = 224 Xaacutec định A
H ướ ng d ẫ n giải
2R2a = = 385 pm 1A3
molg192Z
NaM minus=
ρ=
Đoacute lagrave Ir
Bagravei 24
Kim loại X đượ c tigravem thấy vagraveo năm 1737 Tecircn của noacute coacute nguồn gốc tiếng Đức lagraveldquokoboldrdquo coacute ngh ĩ a lagrave ldquolinh hồn của quỷrdquo Một mẫu kim loại X đượ c ngacircm trong nướ c cacircn
nặng 13315g trong khi đoacute đem ngacircm cugraveng khối lượ ng mẫu kim loại vagraveo CCl4 chỉ nặng
12331g Biết khối lượ ng riecircng của CCl4 lagrave 15842 gcm3Để xaacutec định nguyecircn tố X thigrave
ngườ i ta phải dugraveng đến nhiễu xạ neutron Phươ ng phaacutep nhiễu xạ nagravey chỉ đặc trưng cho cấu
truacutec lập phươ ng tacircm mặt (fcc) vagrave đo đượ c thocircng số mạng a= 35302pm
Hướng dẫn giải
3
3 3 7 3 23 1 1
4
890 (3530210 ) 60210 ( ) 5893( )4 4
A A
A
Z M M d
V N a N
d a N g cm cm mol M g mol
minus minus minus
= =
rArr = = =
Vậy X lagrave Co
Bagravei 25
Khi nhuacuteng chigravem một vật hoagraven vagraveo trong một chất lỏng thigrave noacute sẽ coacute khối lượ ng biểu
kiến vigrave noacute chịu lực đẩy Acsimet Nếu coi kim loại X coacute khối lượ ng m vagrave thể tiacutech V thigrave ta
coacute
4 4
2 2
33
1500012331 15842890
13315 10000 1685
X CCl CCl
X
X H O H O
m m d V m gm V d g cm
m m d V m V V cm
= minus == minusrArr rArr rArr =
= minus = minus =
Ocirc mạng fcc gồm 4 nguyecircn tử coacute
WWWFACEBOOKCOMDAYKEMQUY
WWWBOIDUONGHOAHOCQUYNHONBLOGSPO
WWDAYKEMQUYNHONUCOZCOM
ng goacutep PDF bởi GV Nguyễn Thanh Tuacute
7262019 CHUYEcircN ĐỀ DUYEcircN HẢI BẮC BỘ NĂM 2015 - HOacuteA HỌC TINH THỂ
1 Phacircn loại caacutec chất sau đacircy theo bản chất của lực tương taacutec giữa caacutec đơn vị cấu truacutec trong
mạng tinh thể của chuacuteng Cu kim cươ ng MgO C6H12O6 I2 Pb BN NaH
2 Maacuteu trong cơ thể ngườ i coacute magraveu đỏ vigrave chứa hemoglobin (chất vậnchuyển oxi chứa sắt) Maacuteu của một số động vật nhuyễn thể khocircng coacute
magraveu đỏ magrave coacute magraveu khaacutec vigrave chứa một kim loại khaacutec (X) Tế bagraveo đơ n vị (ocirc
mạng cơ sở ) lập phươ ng tacircm diện của tinh thể X (higravenh becircn) coacute cạnh
bằng 36210-8 cm Khối lượ ng riecircng của nguyecircn tố nagravey lagrave 8920 kgm3
WWWFACEBOOKCOMDAYKEMQUY
WWWBOIDUONGHOAHOCQUYNHONBLOGSPO
WWDAYKEMQUYNHONUCOZCOM
ng goacutep PDF bởi GV Nguyễn Thanh Tuacute
7262019 CHUYEcircN ĐỀ DUYEcircN HẢI BẮC BỘ NĂM 2015 - HOacuteA HỌC TINH THỂ
983107983144983157983161983274983150 đề 983108983112983106983106 983090983088983089983093 983085 983124983145983150983144 983156983144ề 983124983154983137983150983143 983091983097983087983093983092
Trong mỗi ocirc cơ sở coacute 4 phacircn tử BaO2 rarr thể tiacutech của mỗi ocirc V = 4mD
Vớ i m =100236
99915232713723
+= 2811310-22 gam
rarr V = 1979810-22 (cm3) = 197979342 (pm3)
(2x134 + 2a)2( 2x134 + 2a+149) = 197979342
(134 + a)2(134 + a+745) = 24747418
(134 + a)3+ (134 + a)2 745 - 24747418 = 0
rarr a = 2686-134 = 135 pm
Bagravei 33
Niken (II) oxit coacute cấu truacutec tinh thể giống mạng tinh thể natri clorua Caacutec ion O2- tạo
thagravenh mạng lập phươ ng tacircm mặt caacutec hốc baacutet diện coacute caacutec ion Ni2+ Khối lượ ng riecircng của
Niken (II) oxit lagrave 667 gcm3 Nếu cho Niken (II) oxit taacutec dụng vớ i Liti oxit vagrave oxi thigrave đượ c
caacutec tinh thể trắng coacute thagravenh phần LixNi1-xO
2x
Li2O + (1-x) NiO +4x
O2 rarr LixNi1-xO
Cấu truacutec mạng tinh thể của LixNi1-xO giống cấu truacutec mạng tinh thể của NiO nhưng
một số ion Ni2+ đượ c thay thế bằng caacutec ion Liti vagrave một số ion Ni2+ bị oxi hoacutea để đảm bảo
tiacutenh trung hogravea điện của phacircn tử Khối lượ ng riecircng của tinh thể LixNi1-xO lagrave 621 gcm3
Tiacutenh x (chấp nhận thể tiacutech của ocirc mạng cơ sở khocircng thay đổi khi chuyển từ NiO
thagravenh LixNi1-xO)
Cho NA= 60231023 mol-1 Ni = 5871 Li = 694 O = 16
H ướ ng d ẫ n giải
Trong một tinh thể sự sắp xếp của caacutec anion vagrave caacutec cation theo cấu truacutec mạng lậpphươ ng tacircm mặt Caacutec cation vagrave anion nằm xen kẽ nhau Một ocirc mạng cơ sở chứa 4 cation
vagrave 4 anion
3A
NiONiO aN
nMD =
Tiacutenh cạnh a của ocirc mạng cơ sở của NiO
WWWFACEBOOKCOMDAYKEMQUY
WWWBOIDUONGHOAHOCQUYNHONBLOGSPO
WWDAYKEMQUYNHONUCOZCOM
ng goacutep PDF bởi GV Nguyễn Thanh Tuacute
7262019 CHUYEcircN ĐỀ DUYEcircN HẢI BẮC BỘ NĂM 2015 - HOacuteA HỌC TINH THỂ
983107983144983157983161983274983150 đề 983108983112983106983106 983090983088983089983093 983085 983124983145983150983144 983156983144ề 983124983154983137983150983143 983092983088983087983093983092
323 667602310
74714a
timestimes
= = 400610-8 cm
Vậy[ ]
( )3823 420610602310
16x)5871(1694x4621
minustimes
+minus+times= =gt x = 01
Bagravei 34 (Đề thi chọn đội tuyển quốc tế 2013)
Hiện tượ ng caacutec ion khaacutech xacircm nhập vagraveo mạng lướ i tinh thể chủ vagrave chiếm caacutec vị triacute
hốc trống trong mạng lướ i tinh thể chủ xảy ra khaacute phổ biến Quaacute trigravenh nagravey thườ ng diễn ra
chậm vagrave ở nhiệt độ cao Tuy nhiecircn quaacute trigravenh xacircm nhập của cation Li+ vagraveo mạng lướ i tinh
thể ReO3 lại đặc biệt bở i chuacuteng xảy ra khaacute nhanh ngay ở nhiệt độ phograveng Trong tinh thể
ReO3 mỗi nguyecircn tử Re đượ c bao quanh bở i 6 nguyecircn tử oxi tạo necircn những baacutet diện đều
giống nhau Biết rằng tinh thể ReO3 thuộc hệ lập phươ ng (chiều dagravei mỗi cạnh lagrave 0374 nm)
trong đoacute nguyecircn tử Re chiếm caacutec vị triacute đỉnh của higravenh lập phươ ng
1 Hatildey chứng minh rằng nguyecircn tử oxi chỉ coacute thể chiếm vị triacute trung điểm tất cả caacutec cạnh
của ocirc mạng vagrave vẽ một ocirc mạng cơ sở của tinh thể ReO3
2 Giả sử tinh thể ReO3 coacute bản chất ion Cho biết baacuten kiacutenh của ion O2- lagrave 0126 nm
a) Tiacutenh baacuten kiacutenh của ion Re6+
b) Cation khaacutech coacute kiacutech thướ c lớ n nhất bằng bao nhiecircu để khi xacircm nhập vagraveo mạng lướ i
tinh thể ReO3 khocircng lagravem thay đổi kiacutech thướ c của ocirc mạng tinh thể (bỏ qua mọi tươ ng taacutec
giữa ion nagravey vagrave tinh thể ReO3)
Hướng dẫn giải
1 Biện luận vị triacute của O
- Do số phối triacute của Re = 6 vagrave tỉ lệ ReO = 13 necircn số phối triacute của O = 63 = 2
- Như vậy một O phối triacute vớ i 2 Re vagrave caacutech đều hai Re vigrave caacutec nguyecircn tử Re lagrave tươ ng đươ ng- Giả sử nguyecircn tử O1 (khocircng nằm trecircn cạnh a) phối triacute vớ i 2 Re thuộc cạnh a thigrave trong ocirc
mạng phiacutea trecircn (hoặc phiacutea dướ i) cũng sẽ coacute nguyecircn tử O1rsquo tươ ng đươ ng vớ i O1 cugraveng phối
triacute vớ i nguyecircn tử Re chung nagravey Goacutec liecircn kết O1ReO1rsquo ne 180 o vagrave ne 90 o (= 90o thigrave O1
phải ở tacircm của higravenh lập phươ ng SPT = 8) như vậy khocircng thỏa matilden điều kiện phối triacute baacutet
WWWFACEBOOKCOMDAYKEMQUY
WWWBOIDUONGHOAHOCQUYNHONBLOGSPO
WWDAYKEMQUYNHONUCOZCOM
ng goacutep PDF bởi GV Nguyễn Thanh Tuacute
7262019 CHUYEcircN ĐỀ DUYEcircN HẢI BẮC BỘ NĂM 2015 - HOacuteA HỌC TINH THỂ
983107983144983157983161983274983150 đề 983108983112983106983106 983090983088983089983093 983085 983124983145983150983144 983156983144ề 983124983154983137983150983143 983092983089983087983093983092
diện đều của Re Vậy O1 phải nằm trecircn cạnh a Vagrave đươ ng nhiecircn phải nằm ở trung điểm vigrave
noacute caacutech đều hai Re ở hai đỉnh
Kết luận Caacutec nguyecircn tử O nằm ở trung điểm của mỗi cạnh Kiểm tra tỉ lệ ReO
trong một ocirc mạng = (818) (1214) = 13
2 Tiacutenh baacuten kiacutenh Re6+
2r minus2O + 2r +6Re = a = 0374 nm vậy r +6Re = (0374 ndash 20126)2 = 0061 nm
Tiacutenh baacuten kiacutenh cự c đại của ion lạ
Ion lạ xacircm nhập sẽ chiếm vị triacute trung tacircm của ocirc mạng cơ sở Do vậy khoảng caacutech từ
tacircm đến trung điểm mỗi cạnh tươ ng ứng bằng r minus2O+ rion lạ = a 2 = 0374 141= 0265 nm
vậy baacuten kiacutenh cực đại của ion lạ = 0265 ndash 0126 = 0139 nm
Bagravei 35
Bạc baacuten kiacutenh nguyecircn tử R = 144pm kết tinh dạng ocirc mạng cfc Tugravey theo kiacutech thướ c
magrave caacutec nguyecircn tử lạ E coacute thể đi vagraveo trong mạng bạc tạo ra một dung dịch rắn coacute tecircn gọikhaacutec nhau dung dịch rắn xen kẽ ( bằng caacutech chiếm caacutec lỗ xen kẽ) hoặc dung dịch rắn
thay thế (bằng caacutech thay thế caacutec nguyecircn tử bạc)
1) Tiacutenh khối lượ ng thể tiacutech của bạc nguyecircn chất
2) Xaacutec định số phối triacute vagrave độ compac của mạng cfc
3) Xen kẽ lỗ tinh thể học khaacutec nhau khi tạo thagravenh
a) Cho biết bản chất vagrave số mắt của mỗi chất chứa trong một ocirc mạng
b) Xaacutec định baacuten kiacutenh cực đại ri của một nguyecircn tử lạ E higravenh cầu nằm trong mạng ở mỗi
kiểu lỗ magrave khocircng lagravem biến dạng mạng4) Vagraveng baacuten kiacutenh nguyecircn tử Rrsquo = 147pm tạo dung dịch rắn a vớ i bạc
a) Suy ra bản chất của dung dịch a nagravey
b) Biểu thị cấu truacutec hoacutea học của a theo phần mol x của vagraveng
5) Một hợ p kim bạc-vagraveng tươ ng ứng vớ i một thagravenh phần đặc biệt của dung dịch rắn a đặc
trưng bở i phần khối lượ ng vagraveng w = 01
a) Tiacutenh giaacute trị của x
b) Xaacutec định khối lượ ng thể tiacutech của hợ p kim nagravey
(Theo ENSIETA Ban Vật lyacute1992) H ướ ng d ẫ n giải
1) Sơ đồ ocirc mạng cfc
Số nguyecircn tử bạc trong một ocirc mạng
WWWFACEBOOKCOMDAYKEMQUY
WWWBOIDUONGHOAHOCQUYNHONBLOGSPO
WWDAYKEMQUYNHONUCOZCOM
ng goacutep PDF bởi GV Nguyễn Thanh Tuacute
7262019 CHUYEcircN ĐỀ DUYEcircN HẢI BẮC BỘ NĂM 2015 - HOacuteA HỌC TINH THỂ
983107983144983157983161983274983150 đề 983108983112983106983106 983090983088983089983093 983085 983124983145983150983144 983156983144ề 983124983154983137983150983143 983092983095983087983093983092
b) Baacuten kiacutenh gaacuten cho nguyecircn tử hidro lagrave r = 37 pm Suy ra kiểu lỗ tươ ng thiacutech vớ i sự
lấp đầy
c) Trong thực tế caacutec nguyecircn tử hidro nằm trong mọi lỗ kiểu khaacutec hatildey lập cocircng thức
nguyecircn của hiđrua vagrave necircu một viacute dụ về tinh thể ion đẳng cấu truacutec
2 ) Hợ p kim của titan vagrave sắt thagravenh phần TiFe lagrave hợ p chất magrave caacutec nguyecircn tử titan chiếm caacutec
lỗ mạng lập phươ ng đơ n giản của sắt thocircng số = 298 pm
a ) Necircu ra hợ p chất ion kiểu tươ ng ứng cấu truacutec nagravey
b ) Trong hợ p chất TiFe caacutec nguyecircn tử hiđro chiếm mọi lỗ tạo ra từ bốn nguyecircn tử titan
vagrave hai nguyecircn tử sắt ( xem higravenh vẽ )
Xaacutec định higravenh học của một lỗ như vậy Xaacutec định cocircng thức của hiđrua thu đượ c khi batildeo
hogravea caacutec lỗ nagravey
3 ) Khả năng trữ hiđro của một vật liệu M i biểu thị bằng dung lượ ng thể tiacutech hấp phụ C va ( M i ) đượ c định ngh ĩ a lagrave tỷ số khối lượ ng hiđro bị hấp phụ trecircn thể tiacutech đơ n vị của vật liệu
nguyecircn chất
a ) Biểu thị C va ( M i ) theo thể tiacutech V i của ocirc mạng vagrave theo lượ ng hiđro ni bị hấp phụ
b ) So saacutenh dung lượ ng thể tiacutech hấp phụ lyacute thuyết của hai vật liệu xeacutet ở mục 1 vagrave 2
c ) Tiacutenh khối lượ ng cực tiểu của vật liệu rắn cần để tạo ra cugraveng lượ ng hiđro magrave bigravenh chứa
đựng 700 kg khiacute hoacutea lỏng Kết luận
H ướ ng d ẫ n giải
1 a)Lỗ O R + r 0 =2 R =gt r 0 =662 pm
b)Lỗ T R + r t = 2 R =gt r t = 36 pm
c) Lỗ chiếm tươ ng thiacutech đượ c dự kiến lagrave O
WWWFACEBOOKCOMDAYKEMQUY
WWWBOIDUONGHOAHOCQUYNHONBLOGSPO
WWDAYKEMQUYNHONUCOZCOM
ng goacutep PDF bởi GV Nguyễn Thanh Tuacute
7262019 CHUYEcircN ĐỀ DUYEcircN HẢI BẮC BỘ NĂM 2015 - HOacuteA HỌC TINH THỂ
983107983144983157983161983274983150 đề 983108983112983106983106 983090983088983089983093 983085 983124983145983150983144 983156983144ề 983124983154983137983150983143 983092983097983087983093983092
VI Ứng dụng kiến thức tinh thể vagraveo cuộc sống
(Bagravei được triacutech từ ldquoBagravei chuẩn bị Icho 39rdquo)
HOA QUẢ RAU CỎ VAgrave CAacuteC NGUYEcircN TỬ
Khi giải quyế t vấ n đề nagraveychư a coacute loại rau quả nagraveo bị phaacute hủ y
Năm 1611 nhagrave toaacuten học vagrave thiecircn văn học người Đức Johannes Kepler nghiecircn cứu
sự sắp xếp caacutec viecircn đạn của suacuteng thần cocircng trong một kim tự thaacutep Ocircng khẳng định rằngchỉ coacute một caacutech duy nhất để sắp xếp caacutec quả cầu cứng giống hệt nhau vagraveo một thể tiacutech sao
cho khiacutet nhất coacute thể ldquohellipkhocircng thể coacute thếm bất cứ một caacutech sắp xếp nagraveo khaacutec để chegraven thecircm
dugrave một viecircn đạn nữa vagraveo hogravem đoacuterdquo Ocircng lagrave ngườ i đầu tiecircn phaacutet biểu về một vấn đề như vậy
vagrave sau nagravey noacute đượ c gọi lagrave ldquosự phỏng đoaacuten Keplerrdquo Năm 1998 Giaacuteo sư Thomas Hales1 đatilde
đưa ra giải phaacutep cho ldquosự phỏng đoaacuten Keplerrdquo Nội dung của giải phaacutep nagravey đatilde đượ c trigravenh
bagravey trong loạt bagravei baacuteo trecircn tờ ldquoHigravenh học rờ i rạc vagrave điện toaacutenrdquo ra đờ i từ năm 1997 Ocircng
nghiecircn cứu hơ n 150 caacutech sắp xếp khaacutec nhau khaacutec vớ i caacutech magrave Kepler đatilde đưa ra Giải phaacutep
của Hales đogravei hỏi khoảng 250 trang giấy in vagrave dung lượ ng 3 GB caacutec file trong maacutey tiacutenh
Qua caacutec chứng minh toaacuten học chặt chẽ thuật ngữ ldquosự sắp xếp đặc khiacutet caacutec quả cầurdquo (cps)
đatilde đượ c chấp nhận rộng ratildei trong l ĩ nh vực hoacutea học chất rắn vagrave cho đến nay noacute vẫn cograven giaacute
trị
WWWFACEBOOKCOMDAYKEMQUY
WWWBOIDUONGHOAHOCQUYNHONBLOGSPO
WWDAYKEMQUYNHONUCOZCOM
ng goacutep PDF bởi GV Nguyễn Thanh Tuacute
7262019 CHUYEcircN ĐỀ DUYEcircN HẢI BẮC BỘ NĂM 2015 - HOacuteA HỌC TINH THỂ
983107983144983157983161983274983150 đề 983108983112983106983106 983090983088983089983093 983085 983124983145983150983144 983156983144ề 983124983154983137983150983143 983093983089983087983093983092
thứ 3 đượ c xếp lecircn trecircn khoảng trống của lớ p thứ nhất (xem trườ ng hợ p B higravenh 2) Hatildey
tiacutenh độ chặt khiacutet cho caacutech sắp xếp thứ 2 đượ c gọi lagrave sắp xếp lập phươ ng tacircm diện fbc
d) Coacute một ngườ i nocircng dacircn đatilde xếp lớ p thứ ba theo kiểu fcc vagrave bacircy giờ khocircng xaacutec định
đượ c đacircu lagrave khoảng trống đacircu lagrave rau củ đatilde xếp ở lớ p thứ nhất Giaacute trị sẽ thay đổi như thế
nagraveo do sự sai lệch khi sắp xếp caacutec lớ p chặt khiacutet tiếp theo
3 Giả sử ngườ i nocircng dacircn nảy ra yacute định muốn xếp chung đagraveo vagrave dưa hấu vagraveo xe bằng caacutech
xếp đagraveo vagraveo khoảng trống giữa caacutec quả dưa hấu
a) Hatildey tiacutenh tỉ lệ baacuten kiacutenh giữa quả đagraveo vagrave dưa hấu lớ n nhất coacute thể để traacutenh bị dập caacutec quả
đagraveo trong caacutec trườ ng hợ p xếp đagraveo vagraveo
iLỗ trống lập phươ ng trong kiếu lập phươ ng đơ n giản
ii Lỗ trống baacutet diện trong kiếu lập phươ ng tacircm khối
iii Lỗ trống baacutet diện trong kiếu lập phươ ng tacircm diện
b) Trong caacutec kiếu sắp xếp sc hcp bcc vagrave fcc trung bigravenh vớ i một quả dưa hấu coacute thể
xếp tối đa bao nhiecircu quả đagraveo
c) Tiacutenh giaacute trị lớ n nhất cho caacutec kiếu sắp xếp sc bcc vagrave fcc coacute xếp đagraveo ở caacutec khoảng
trống
4 Hoa quả coacute thể bị hỏng do xe khocircng thoaacuteng gioacute
a) Để giữ caacutec khoảng trống trong kiểu sắp xếp bcc vagrave fcc ngườ i nocircng dacircn quyết định
chỉ xếp caacutec quả đagraveo vagraveo caacutec lỗ trống baacutet diện khocircng nối vớ i nhau qua mặt hay tacircm Trong
trườ ng hợ p nagravey vớ i một quả dưa coacute thể xếp đượ c bao nhiecircu quả đagraveo
b) Ngườ i nocircng dacircn ngh ĩ ra một caacutech khaacutec trong caacutech sắp xếp fcc ocircng xếp đagraveo vagraveo tất cả
caacutec lỗ trống baacutet diện (như trecircn) vagrave vớ i caacutec lỗ trống tứ diện ocircng xếp taacuteo vagraveo Theo caacutech
nagravey vớ i một quả dưa ocircng coacute thể xếp đượ c bao nhiecircu quả taacuteo
Tạo hoacutea cũng lagravem nảy sinh những vấn đề liacute thuacute như ldquosự phỏng đoaacuten Keplerrdquo Ngọc
opal lagrave một loại đaacute tự nhiecircn đượ c cấu tạo từ caacutec quả cầu beacute xiacuteu SiO2
(cỡ micro) sắp xếp đặc
khiacutet vớ i nhau Đặc tiacutenh của opal lagrave coacute thể phaacutet ra caacutec aacutenh saacuteng khaacutec nhau (phaacutet ngũ sắc) khi
đượ c chiếu saacuteng Hiện tượ ng nagravey đượ c giải thiacutech bằng sự nhiễu xạ aacutenh saacuteng nhigraven thấy tuacircn
theo định luật Bragg λ = 2d sinθ
Trong đoacute λ lagrave độ dagravei soacuteng của tia saacuteng d lagrave khoảng caacutech giữa caacutec lớ p sắp xếp chặtkhiacutet trong opal 2θ lagrave goacutec giữa tia tớ i vagrave tia nhiễu xạ (noacutei caacutech khaacutec θ lagrave goacutec nghiecircng giữa
tia sang vớ i bề mặt của đaacute opal)
Opal lagrave loại đaacute coacute cấu truacutec tinh thể đầu tiecircn đượ c biết lagrave coacute khả năng khuacutec xạ loại
vật chất đượ c cấu tạo từ caacutec quả cầu cỡ micro vớ i chỉ số khuacutec xạ cao Quang phổ của noacute đatilde
WWWFACEBOOKCOMDAYKEMQUY
WWWBOIDUONGHOAHOCQUYNHONBLOGSPO
WWDAYKEMQUYNHONUCOZCOM
ng goacutep PDF bởi GV Nguyễn Thanh Tuacute
7262019 CHUYEcircN ĐỀ DUYEcircN HẢI BẮC BỘ NĂM 2015 - HOacuteA HỌC TINH THỂ
983107983144983157983161983274983150 đề 983108983112983106983106 983090983088983089983093 983085 983124983145983150983144 983156983144ề 983124983154983137983150983143 983091983090983087983093983092
Magrave D=m
V = (2times M)(6023times 10
23times a
3)
Thay D=795 a= 2864 Ao
=gt M= 2679 gmol
Vậy M lagrave kim loại Fe
Bagravei 23 Một nguyecircn tố A coacute baacuten kiacutenh nguyecircn tử R = 136 pm vagrave đơ n chất kết tinh theo cấu
truacutec lập phươ ng tacircm diện tỷ khối d = 224 Xaacutec định A
H ướ ng d ẫ n giải
2R2a = = 385 pm 1A3
molg192Z
NaM minus=
ρ=
Đoacute lagrave Ir
Bagravei 24
Kim loại X đượ c tigravem thấy vagraveo năm 1737 Tecircn của noacute coacute nguồn gốc tiếng Đức lagraveldquokoboldrdquo coacute ngh ĩ a lagrave ldquolinh hồn của quỷrdquo Một mẫu kim loại X đượ c ngacircm trong nướ c cacircn
nặng 13315g trong khi đoacute đem ngacircm cugraveng khối lượ ng mẫu kim loại vagraveo CCl4 chỉ nặng
12331g Biết khối lượ ng riecircng của CCl4 lagrave 15842 gcm3Để xaacutec định nguyecircn tố X thigrave
ngườ i ta phải dugraveng đến nhiễu xạ neutron Phươ ng phaacutep nhiễu xạ nagravey chỉ đặc trưng cho cấu
truacutec lập phươ ng tacircm mặt (fcc) vagrave đo đượ c thocircng số mạng a= 35302pm
Hướng dẫn giải
3
3 3 7 3 23 1 1
4
890 (3530210 ) 60210 ( ) 5893( )4 4
A A
A
Z M M d
V N a N
d a N g cm cm mol M g mol
minus minus minus
= =
rArr = = =
Vậy X lagrave Co
Bagravei 25
Khi nhuacuteng chigravem một vật hoagraven vagraveo trong một chất lỏng thigrave noacute sẽ coacute khối lượ ng biểu
kiến vigrave noacute chịu lực đẩy Acsimet Nếu coi kim loại X coacute khối lượ ng m vagrave thể tiacutech V thigrave ta
coacute
4 4
2 2
33
1500012331 15842890
13315 10000 1685
X CCl CCl
X
X H O H O
m m d V m gm V d g cm
m m d V m V V cm
= minus == minusrArr rArr rArr =
= minus = minus =
Ocirc mạng fcc gồm 4 nguyecircn tử coacute
WWWFACEBOOKCOMDAYKEMQUY
WWWBOIDUONGHOAHOCQUYNHONBLOGSPO
WWDAYKEMQUYNHONUCOZCOM
ng goacutep PDF bởi GV Nguyễn Thanh Tuacute
7262019 CHUYEcircN ĐỀ DUYEcircN HẢI BẮC BỘ NĂM 2015 - HOacuteA HỌC TINH THỂ
1 Phacircn loại caacutec chất sau đacircy theo bản chất của lực tương taacutec giữa caacutec đơn vị cấu truacutec trong
mạng tinh thể của chuacuteng Cu kim cươ ng MgO C6H12O6 I2 Pb BN NaH
2 Maacuteu trong cơ thể ngườ i coacute magraveu đỏ vigrave chứa hemoglobin (chất vậnchuyển oxi chứa sắt) Maacuteu của một số động vật nhuyễn thể khocircng coacute
magraveu đỏ magrave coacute magraveu khaacutec vigrave chứa một kim loại khaacutec (X) Tế bagraveo đơ n vị (ocirc
mạng cơ sở ) lập phươ ng tacircm diện của tinh thể X (higravenh becircn) coacute cạnh
bằng 36210-8 cm Khối lượ ng riecircng của nguyecircn tố nagravey lagrave 8920 kgm3
WWWFACEBOOKCOMDAYKEMQUY
WWWBOIDUONGHOAHOCQUYNHONBLOGSPO
WWDAYKEMQUYNHONUCOZCOM
ng goacutep PDF bởi GV Nguyễn Thanh Tuacute
7262019 CHUYEcircN ĐỀ DUYEcircN HẢI BẮC BỘ NĂM 2015 - HOacuteA HỌC TINH THỂ
983107983144983157983161983274983150 đề 983108983112983106983106 983090983088983089983093 983085 983124983145983150983144 983156983144ề 983124983154983137983150983143 983091983097983087983093983092
Trong mỗi ocirc cơ sở coacute 4 phacircn tử BaO2 rarr thể tiacutech của mỗi ocirc V = 4mD
Vớ i m =100236
99915232713723
+= 2811310-22 gam
rarr V = 1979810-22 (cm3) = 197979342 (pm3)
(2x134 + 2a)2( 2x134 + 2a+149) = 197979342
(134 + a)2(134 + a+745) = 24747418
(134 + a)3+ (134 + a)2 745 - 24747418 = 0
rarr a = 2686-134 = 135 pm
Bagravei 33
Niken (II) oxit coacute cấu truacutec tinh thể giống mạng tinh thể natri clorua Caacutec ion O2- tạo
thagravenh mạng lập phươ ng tacircm mặt caacutec hốc baacutet diện coacute caacutec ion Ni2+ Khối lượ ng riecircng của
Niken (II) oxit lagrave 667 gcm3 Nếu cho Niken (II) oxit taacutec dụng vớ i Liti oxit vagrave oxi thigrave đượ c
caacutec tinh thể trắng coacute thagravenh phần LixNi1-xO
2x
Li2O + (1-x) NiO +4x
O2 rarr LixNi1-xO
Cấu truacutec mạng tinh thể của LixNi1-xO giống cấu truacutec mạng tinh thể của NiO nhưng
một số ion Ni2+ đượ c thay thế bằng caacutec ion Liti vagrave một số ion Ni2+ bị oxi hoacutea để đảm bảo
tiacutenh trung hogravea điện của phacircn tử Khối lượ ng riecircng của tinh thể LixNi1-xO lagrave 621 gcm3
Tiacutenh x (chấp nhận thể tiacutech của ocirc mạng cơ sở khocircng thay đổi khi chuyển từ NiO
thagravenh LixNi1-xO)
Cho NA= 60231023 mol-1 Ni = 5871 Li = 694 O = 16
H ướ ng d ẫ n giải
Trong một tinh thể sự sắp xếp của caacutec anion vagrave caacutec cation theo cấu truacutec mạng lậpphươ ng tacircm mặt Caacutec cation vagrave anion nằm xen kẽ nhau Một ocirc mạng cơ sở chứa 4 cation
vagrave 4 anion
3A
NiONiO aN
nMD =
Tiacutenh cạnh a của ocirc mạng cơ sở của NiO
WWWFACEBOOKCOMDAYKEMQUY
WWWBOIDUONGHOAHOCQUYNHONBLOGSPO
WWDAYKEMQUYNHONUCOZCOM
ng goacutep PDF bởi GV Nguyễn Thanh Tuacute
7262019 CHUYEcircN ĐỀ DUYEcircN HẢI BẮC BỘ NĂM 2015 - HOacuteA HỌC TINH THỂ
983107983144983157983161983274983150 đề 983108983112983106983106 983090983088983089983093 983085 983124983145983150983144 983156983144ề 983124983154983137983150983143 983092983088983087983093983092
323 667602310
74714a
timestimes
= = 400610-8 cm
Vậy[ ]
( )3823 420610602310
16x)5871(1694x4621
minustimes
+minus+times= =gt x = 01
Bagravei 34 (Đề thi chọn đội tuyển quốc tế 2013)
Hiện tượ ng caacutec ion khaacutech xacircm nhập vagraveo mạng lướ i tinh thể chủ vagrave chiếm caacutec vị triacute
hốc trống trong mạng lướ i tinh thể chủ xảy ra khaacute phổ biến Quaacute trigravenh nagravey thườ ng diễn ra
chậm vagrave ở nhiệt độ cao Tuy nhiecircn quaacute trigravenh xacircm nhập của cation Li+ vagraveo mạng lướ i tinh
thể ReO3 lại đặc biệt bở i chuacuteng xảy ra khaacute nhanh ngay ở nhiệt độ phograveng Trong tinh thể
ReO3 mỗi nguyecircn tử Re đượ c bao quanh bở i 6 nguyecircn tử oxi tạo necircn những baacutet diện đều
giống nhau Biết rằng tinh thể ReO3 thuộc hệ lập phươ ng (chiều dagravei mỗi cạnh lagrave 0374 nm)
trong đoacute nguyecircn tử Re chiếm caacutec vị triacute đỉnh của higravenh lập phươ ng
1 Hatildey chứng minh rằng nguyecircn tử oxi chỉ coacute thể chiếm vị triacute trung điểm tất cả caacutec cạnh
của ocirc mạng vagrave vẽ một ocirc mạng cơ sở của tinh thể ReO3
2 Giả sử tinh thể ReO3 coacute bản chất ion Cho biết baacuten kiacutenh của ion O2- lagrave 0126 nm
a) Tiacutenh baacuten kiacutenh của ion Re6+
b) Cation khaacutech coacute kiacutech thướ c lớ n nhất bằng bao nhiecircu để khi xacircm nhập vagraveo mạng lướ i
tinh thể ReO3 khocircng lagravem thay đổi kiacutech thướ c của ocirc mạng tinh thể (bỏ qua mọi tươ ng taacutec
giữa ion nagravey vagrave tinh thể ReO3)
Hướng dẫn giải
1 Biện luận vị triacute của O
- Do số phối triacute của Re = 6 vagrave tỉ lệ ReO = 13 necircn số phối triacute của O = 63 = 2
- Như vậy một O phối triacute vớ i 2 Re vagrave caacutech đều hai Re vigrave caacutec nguyecircn tử Re lagrave tươ ng đươ ng- Giả sử nguyecircn tử O1 (khocircng nằm trecircn cạnh a) phối triacute vớ i 2 Re thuộc cạnh a thigrave trong ocirc
mạng phiacutea trecircn (hoặc phiacutea dướ i) cũng sẽ coacute nguyecircn tử O1rsquo tươ ng đươ ng vớ i O1 cugraveng phối
triacute vớ i nguyecircn tử Re chung nagravey Goacutec liecircn kết O1ReO1rsquo ne 180 o vagrave ne 90 o (= 90o thigrave O1
phải ở tacircm của higravenh lập phươ ng SPT = 8) như vậy khocircng thỏa matilden điều kiện phối triacute baacutet
WWWFACEBOOKCOMDAYKEMQUY
WWWBOIDUONGHOAHOCQUYNHONBLOGSPO
WWDAYKEMQUYNHONUCOZCOM
ng goacutep PDF bởi GV Nguyễn Thanh Tuacute
7262019 CHUYEcircN ĐỀ DUYEcircN HẢI BẮC BỘ NĂM 2015 - HOacuteA HỌC TINH THỂ
983107983144983157983161983274983150 đề 983108983112983106983106 983090983088983089983093 983085 983124983145983150983144 983156983144ề 983124983154983137983150983143 983092983089983087983093983092
diện đều của Re Vậy O1 phải nằm trecircn cạnh a Vagrave đươ ng nhiecircn phải nằm ở trung điểm vigrave
noacute caacutech đều hai Re ở hai đỉnh
Kết luận Caacutec nguyecircn tử O nằm ở trung điểm của mỗi cạnh Kiểm tra tỉ lệ ReO
trong một ocirc mạng = (818) (1214) = 13
2 Tiacutenh baacuten kiacutenh Re6+
2r minus2O + 2r +6Re = a = 0374 nm vậy r +6Re = (0374 ndash 20126)2 = 0061 nm
Tiacutenh baacuten kiacutenh cự c đại của ion lạ
Ion lạ xacircm nhập sẽ chiếm vị triacute trung tacircm của ocirc mạng cơ sở Do vậy khoảng caacutech từ
tacircm đến trung điểm mỗi cạnh tươ ng ứng bằng r minus2O+ rion lạ = a 2 = 0374 141= 0265 nm
vậy baacuten kiacutenh cực đại của ion lạ = 0265 ndash 0126 = 0139 nm
Bagravei 35
Bạc baacuten kiacutenh nguyecircn tử R = 144pm kết tinh dạng ocirc mạng cfc Tugravey theo kiacutech thướ c
magrave caacutec nguyecircn tử lạ E coacute thể đi vagraveo trong mạng bạc tạo ra một dung dịch rắn coacute tecircn gọikhaacutec nhau dung dịch rắn xen kẽ ( bằng caacutech chiếm caacutec lỗ xen kẽ) hoặc dung dịch rắn
thay thế (bằng caacutech thay thế caacutec nguyecircn tử bạc)
1) Tiacutenh khối lượ ng thể tiacutech của bạc nguyecircn chất
2) Xaacutec định số phối triacute vagrave độ compac của mạng cfc
3) Xen kẽ lỗ tinh thể học khaacutec nhau khi tạo thagravenh
a) Cho biết bản chất vagrave số mắt của mỗi chất chứa trong một ocirc mạng
b) Xaacutec định baacuten kiacutenh cực đại ri của một nguyecircn tử lạ E higravenh cầu nằm trong mạng ở mỗi
kiểu lỗ magrave khocircng lagravem biến dạng mạng4) Vagraveng baacuten kiacutenh nguyecircn tử Rrsquo = 147pm tạo dung dịch rắn a vớ i bạc
a) Suy ra bản chất của dung dịch a nagravey
b) Biểu thị cấu truacutec hoacutea học của a theo phần mol x của vagraveng
5) Một hợ p kim bạc-vagraveng tươ ng ứng vớ i một thagravenh phần đặc biệt của dung dịch rắn a đặc
trưng bở i phần khối lượ ng vagraveng w = 01
a) Tiacutenh giaacute trị của x
b) Xaacutec định khối lượ ng thể tiacutech của hợ p kim nagravey
(Theo ENSIETA Ban Vật lyacute1992) H ướ ng d ẫ n giải
1) Sơ đồ ocirc mạng cfc
Số nguyecircn tử bạc trong một ocirc mạng
WWWFACEBOOKCOMDAYKEMQUY
WWWBOIDUONGHOAHOCQUYNHONBLOGSPO
WWDAYKEMQUYNHONUCOZCOM
ng goacutep PDF bởi GV Nguyễn Thanh Tuacute
7262019 CHUYEcircN ĐỀ DUYEcircN HẢI BẮC BỘ NĂM 2015 - HOacuteA HỌC TINH THỂ
983107983144983157983161983274983150 đề 983108983112983106983106 983090983088983089983093 983085 983124983145983150983144 983156983144ề 983124983154983137983150983143 983092983095983087983093983092
b) Baacuten kiacutenh gaacuten cho nguyecircn tử hidro lagrave r = 37 pm Suy ra kiểu lỗ tươ ng thiacutech vớ i sự
lấp đầy
c) Trong thực tế caacutec nguyecircn tử hidro nằm trong mọi lỗ kiểu khaacutec hatildey lập cocircng thức
nguyecircn của hiđrua vagrave necircu một viacute dụ về tinh thể ion đẳng cấu truacutec
2 ) Hợ p kim của titan vagrave sắt thagravenh phần TiFe lagrave hợ p chất magrave caacutec nguyecircn tử titan chiếm caacutec
lỗ mạng lập phươ ng đơ n giản của sắt thocircng số = 298 pm
a ) Necircu ra hợ p chất ion kiểu tươ ng ứng cấu truacutec nagravey
b ) Trong hợ p chất TiFe caacutec nguyecircn tử hiđro chiếm mọi lỗ tạo ra từ bốn nguyecircn tử titan
vagrave hai nguyecircn tử sắt ( xem higravenh vẽ )
Xaacutec định higravenh học của một lỗ như vậy Xaacutec định cocircng thức của hiđrua thu đượ c khi batildeo
hogravea caacutec lỗ nagravey
3 ) Khả năng trữ hiđro của một vật liệu M i biểu thị bằng dung lượ ng thể tiacutech hấp phụ C va ( M i ) đượ c định ngh ĩ a lagrave tỷ số khối lượ ng hiđro bị hấp phụ trecircn thể tiacutech đơ n vị của vật liệu
nguyecircn chất
a ) Biểu thị C va ( M i ) theo thể tiacutech V i của ocirc mạng vagrave theo lượ ng hiđro ni bị hấp phụ
b ) So saacutenh dung lượ ng thể tiacutech hấp phụ lyacute thuyết của hai vật liệu xeacutet ở mục 1 vagrave 2
c ) Tiacutenh khối lượ ng cực tiểu của vật liệu rắn cần để tạo ra cugraveng lượ ng hiđro magrave bigravenh chứa
đựng 700 kg khiacute hoacutea lỏng Kết luận
H ướ ng d ẫ n giải
1 a)Lỗ O R + r 0 =2 R =gt r 0 =662 pm
b)Lỗ T R + r t = 2 R =gt r t = 36 pm
c) Lỗ chiếm tươ ng thiacutech đượ c dự kiến lagrave O
WWWFACEBOOKCOMDAYKEMQUY
WWWBOIDUONGHOAHOCQUYNHONBLOGSPO
WWDAYKEMQUYNHONUCOZCOM
ng goacutep PDF bởi GV Nguyễn Thanh Tuacute
7262019 CHUYEcircN ĐỀ DUYEcircN HẢI BẮC BỘ NĂM 2015 - HOacuteA HỌC TINH THỂ
983107983144983157983161983274983150 đề 983108983112983106983106 983090983088983089983093 983085 983124983145983150983144 983156983144ề 983124983154983137983150983143 983092983097983087983093983092
VI Ứng dụng kiến thức tinh thể vagraveo cuộc sống
(Bagravei được triacutech từ ldquoBagravei chuẩn bị Icho 39rdquo)
HOA QUẢ RAU CỎ VAgrave CAacuteC NGUYEcircN TỬ
Khi giải quyế t vấ n đề nagraveychư a coacute loại rau quả nagraveo bị phaacute hủ y
Năm 1611 nhagrave toaacuten học vagrave thiecircn văn học người Đức Johannes Kepler nghiecircn cứu
sự sắp xếp caacutec viecircn đạn của suacuteng thần cocircng trong một kim tự thaacutep Ocircng khẳng định rằngchỉ coacute một caacutech duy nhất để sắp xếp caacutec quả cầu cứng giống hệt nhau vagraveo một thể tiacutech sao
cho khiacutet nhất coacute thể ldquohellipkhocircng thể coacute thếm bất cứ một caacutech sắp xếp nagraveo khaacutec để chegraven thecircm
dugrave một viecircn đạn nữa vagraveo hogravem đoacuterdquo Ocircng lagrave ngườ i đầu tiecircn phaacutet biểu về một vấn đề như vậy
vagrave sau nagravey noacute đượ c gọi lagrave ldquosự phỏng đoaacuten Keplerrdquo Năm 1998 Giaacuteo sư Thomas Hales1 đatilde
đưa ra giải phaacutep cho ldquosự phỏng đoaacuten Keplerrdquo Nội dung của giải phaacutep nagravey đatilde đượ c trigravenh
bagravey trong loạt bagravei baacuteo trecircn tờ ldquoHigravenh học rờ i rạc vagrave điện toaacutenrdquo ra đờ i từ năm 1997 Ocircng
nghiecircn cứu hơ n 150 caacutech sắp xếp khaacutec nhau khaacutec vớ i caacutech magrave Kepler đatilde đưa ra Giải phaacutep
của Hales đogravei hỏi khoảng 250 trang giấy in vagrave dung lượ ng 3 GB caacutec file trong maacutey tiacutenh
Qua caacutec chứng minh toaacuten học chặt chẽ thuật ngữ ldquosự sắp xếp đặc khiacutet caacutec quả cầurdquo (cps)
đatilde đượ c chấp nhận rộng ratildei trong l ĩ nh vực hoacutea học chất rắn vagrave cho đến nay noacute vẫn cograven giaacute
trị
WWWFACEBOOKCOMDAYKEMQUY
WWWBOIDUONGHOAHOCQUYNHONBLOGSPO
WWDAYKEMQUYNHONUCOZCOM
ng goacutep PDF bởi GV Nguyễn Thanh Tuacute
7262019 CHUYEcircN ĐỀ DUYEcircN HẢI BẮC BỘ NĂM 2015 - HOacuteA HỌC TINH THỂ
983107983144983157983161983274983150 đề 983108983112983106983106 983090983088983089983093 983085 983124983145983150983144 983156983144ề 983124983154983137983150983143 983093983089983087983093983092
thứ 3 đượ c xếp lecircn trecircn khoảng trống của lớ p thứ nhất (xem trườ ng hợ p B higravenh 2) Hatildey
tiacutenh độ chặt khiacutet cho caacutech sắp xếp thứ 2 đượ c gọi lagrave sắp xếp lập phươ ng tacircm diện fbc
d) Coacute một ngườ i nocircng dacircn đatilde xếp lớ p thứ ba theo kiểu fcc vagrave bacircy giờ khocircng xaacutec định
đượ c đacircu lagrave khoảng trống đacircu lagrave rau củ đatilde xếp ở lớ p thứ nhất Giaacute trị sẽ thay đổi như thế
nagraveo do sự sai lệch khi sắp xếp caacutec lớ p chặt khiacutet tiếp theo
3 Giả sử ngườ i nocircng dacircn nảy ra yacute định muốn xếp chung đagraveo vagrave dưa hấu vagraveo xe bằng caacutech
xếp đagraveo vagraveo khoảng trống giữa caacutec quả dưa hấu
a) Hatildey tiacutenh tỉ lệ baacuten kiacutenh giữa quả đagraveo vagrave dưa hấu lớ n nhất coacute thể để traacutenh bị dập caacutec quả
đagraveo trong caacutec trườ ng hợ p xếp đagraveo vagraveo
iLỗ trống lập phươ ng trong kiếu lập phươ ng đơ n giản
ii Lỗ trống baacutet diện trong kiếu lập phươ ng tacircm khối
iii Lỗ trống baacutet diện trong kiếu lập phươ ng tacircm diện
b) Trong caacutec kiếu sắp xếp sc hcp bcc vagrave fcc trung bigravenh vớ i một quả dưa hấu coacute thể
xếp tối đa bao nhiecircu quả đagraveo
c) Tiacutenh giaacute trị lớ n nhất cho caacutec kiếu sắp xếp sc bcc vagrave fcc coacute xếp đagraveo ở caacutec khoảng
trống
4 Hoa quả coacute thể bị hỏng do xe khocircng thoaacuteng gioacute
a) Để giữ caacutec khoảng trống trong kiểu sắp xếp bcc vagrave fcc ngườ i nocircng dacircn quyết định
chỉ xếp caacutec quả đagraveo vagraveo caacutec lỗ trống baacutet diện khocircng nối vớ i nhau qua mặt hay tacircm Trong
trườ ng hợ p nagravey vớ i một quả dưa coacute thể xếp đượ c bao nhiecircu quả đagraveo
b) Ngườ i nocircng dacircn ngh ĩ ra một caacutech khaacutec trong caacutech sắp xếp fcc ocircng xếp đagraveo vagraveo tất cả
caacutec lỗ trống baacutet diện (như trecircn) vagrave vớ i caacutec lỗ trống tứ diện ocircng xếp taacuteo vagraveo Theo caacutech
nagravey vớ i một quả dưa ocircng coacute thể xếp đượ c bao nhiecircu quả taacuteo
Tạo hoacutea cũng lagravem nảy sinh những vấn đề liacute thuacute như ldquosự phỏng đoaacuten Keplerrdquo Ngọc
opal lagrave một loại đaacute tự nhiecircn đượ c cấu tạo từ caacutec quả cầu beacute xiacuteu SiO2
(cỡ micro) sắp xếp đặc
khiacutet vớ i nhau Đặc tiacutenh của opal lagrave coacute thể phaacutet ra caacutec aacutenh saacuteng khaacutec nhau (phaacutet ngũ sắc) khi
đượ c chiếu saacuteng Hiện tượ ng nagravey đượ c giải thiacutech bằng sự nhiễu xạ aacutenh saacuteng nhigraven thấy tuacircn
theo định luật Bragg λ = 2d sinθ
Trong đoacute λ lagrave độ dagravei soacuteng của tia saacuteng d lagrave khoảng caacutech giữa caacutec lớ p sắp xếp chặtkhiacutet trong opal 2θ lagrave goacutec giữa tia tớ i vagrave tia nhiễu xạ (noacutei caacutech khaacutec θ lagrave goacutec nghiecircng giữa
tia sang vớ i bề mặt của đaacute opal)
Opal lagrave loại đaacute coacute cấu truacutec tinh thể đầu tiecircn đượ c biết lagrave coacute khả năng khuacutec xạ loại
vật chất đượ c cấu tạo từ caacutec quả cầu cỡ micro vớ i chỉ số khuacutec xạ cao Quang phổ của noacute đatilde
WWWFACEBOOKCOMDAYKEMQUY
WWWBOIDUONGHOAHOCQUYNHONBLOGSPO
WWDAYKEMQUYNHONUCOZCOM
ng goacutep PDF bởi GV Nguyễn Thanh Tuacute
7262019 CHUYEcircN ĐỀ DUYEcircN HẢI BẮC BỘ NĂM 2015 - HOacuteA HỌC TINH THỂ
983107983144983157983161983274983150 đề 983108983112983106983106 983090983088983089983093 983085 983124983145983150983144 983156983144ề 983124983154983137983150983143 983091983090983087983093983092
Magrave D=m
V = (2times M)(6023times 10
23times a
3)
Thay D=795 a= 2864 Ao
=gt M= 2679 gmol
Vậy M lagrave kim loại Fe
Bagravei 23 Một nguyecircn tố A coacute baacuten kiacutenh nguyecircn tử R = 136 pm vagrave đơ n chất kết tinh theo cấu
truacutec lập phươ ng tacircm diện tỷ khối d = 224 Xaacutec định A
H ướ ng d ẫ n giải
2R2a = = 385 pm 1A3
molg192Z
NaM minus=
ρ=
Đoacute lagrave Ir
Bagravei 24
Kim loại X đượ c tigravem thấy vagraveo năm 1737 Tecircn của noacute coacute nguồn gốc tiếng Đức lagraveldquokoboldrdquo coacute ngh ĩ a lagrave ldquolinh hồn của quỷrdquo Một mẫu kim loại X đượ c ngacircm trong nướ c cacircn
nặng 13315g trong khi đoacute đem ngacircm cugraveng khối lượ ng mẫu kim loại vagraveo CCl4 chỉ nặng
12331g Biết khối lượ ng riecircng của CCl4 lagrave 15842 gcm3Để xaacutec định nguyecircn tố X thigrave
ngườ i ta phải dugraveng đến nhiễu xạ neutron Phươ ng phaacutep nhiễu xạ nagravey chỉ đặc trưng cho cấu
truacutec lập phươ ng tacircm mặt (fcc) vagrave đo đượ c thocircng số mạng a= 35302pm
Hướng dẫn giải
3
3 3 7 3 23 1 1
4
890 (3530210 ) 60210 ( ) 5893( )4 4
A A
A
Z M M d
V N a N
d a N g cm cm mol M g mol
minus minus minus
= =
rArr = = =
Vậy X lagrave Co
Bagravei 25
Khi nhuacuteng chigravem một vật hoagraven vagraveo trong một chất lỏng thigrave noacute sẽ coacute khối lượ ng biểu
kiến vigrave noacute chịu lực đẩy Acsimet Nếu coi kim loại X coacute khối lượ ng m vagrave thể tiacutech V thigrave ta
coacute
4 4
2 2
33
1500012331 15842890
13315 10000 1685
X CCl CCl
X
X H O H O
m m d V m gm V d g cm
m m d V m V V cm
= minus == minusrArr rArr rArr =
= minus = minus =
Ocirc mạng fcc gồm 4 nguyecircn tử coacute
WWWFACEBOOKCOMDAYKEMQUY
WWWBOIDUONGHOAHOCQUYNHONBLOGSPO
WWDAYKEMQUYNHONUCOZCOM
ng goacutep PDF bởi GV Nguyễn Thanh Tuacute
7262019 CHUYEcircN ĐỀ DUYEcircN HẢI BẮC BỘ NĂM 2015 - HOacuteA HỌC TINH THỂ
1 Phacircn loại caacutec chất sau đacircy theo bản chất của lực tương taacutec giữa caacutec đơn vị cấu truacutec trong
mạng tinh thể của chuacuteng Cu kim cươ ng MgO C6H12O6 I2 Pb BN NaH
2 Maacuteu trong cơ thể ngườ i coacute magraveu đỏ vigrave chứa hemoglobin (chất vậnchuyển oxi chứa sắt) Maacuteu của một số động vật nhuyễn thể khocircng coacute
magraveu đỏ magrave coacute magraveu khaacutec vigrave chứa một kim loại khaacutec (X) Tế bagraveo đơ n vị (ocirc
mạng cơ sở ) lập phươ ng tacircm diện của tinh thể X (higravenh becircn) coacute cạnh
bằng 36210-8 cm Khối lượ ng riecircng của nguyecircn tố nagravey lagrave 8920 kgm3
WWWFACEBOOKCOMDAYKEMQUY
WWWBOIDUONGHOAHOCQUYNHONBLOGSPO
WWDAYKEMQUYNHONUCOZCOM
ng goacutep PDF bởi GV Nguyễn Thanh Tuacute
7262019 CHUYEcircN ĐỀ DUYEcircN HẢI BẮC BỘ NĂM 2015 - HOacuteA HỌC TINH THỂ
983107983144983157983161983274983150 đề 983108983112983106983106 983090983088983089983093 983085 983124983145983150983144 983156983144ề 983124983154983137983150983143 983091983097983087983093983092
Trong mỗi ocirc cơ sở coacute 4 phacircn tử BaO2 rarr thể tiacutech của mỗi ocirc V = 4mD
Vớ i m =100236
99915232713723
+= 2811310-22 gam
rarr V = 1979810-22 (cm3) = 197979342 (pm3)
(2x134 + 2a)2( 2x134 + 2a+149) = 197979342
(134 + a)2(134 + a+745) = 24747418
(134 + a)3+ (134 + a)2 745 - 24747418 = 0
rarr a = 2686-134 = 135 pm
Bagravei 33
Niken (II) oxit coacute cấu truacutec tinh thể giống mạng tinh thể natri clorua Caacutec ion O2- tạo
thagravenh mạng lập phươ ng tacircm mặt caacutec hốc baacutet diện coacute caacutec ion Ni2+ Khối lượ ng riecircng của
Niken (II) oxit lagrave 667 gcm3 Nếu cho Niken (II) oxit taacutec dụng vớ i Liti oxit vagrave oxi thigrave đượ c
caacutec tinh thể trắng coacute thagravenh phần LixNi1-xO
2x
Li2O + (1-x) NiO +4x
O2 rarr LixNi1-xO
Cấu truacutec mạng tinh thể của LixNi1-xO giống cấu truacutec mạng tinh thể của NiO nhưng
một số ion Ni2+ đượ c thay thế bằng caacutec ion Liti vagrave một số ion Ni2+ bị oxi hoacutea để đảm bảo
tiacutenh trung hogravea điện của phacircn tử Khối lượ ng riecircng của tinh thể LixNi1-xO lagrave 621 gcm3
Tiacutenh x (chấp nhận thể tiacutech của ocirc mạng cơ sở khocircng thay đổi khi chuyển từ NiO
thagravenh LixNi1-xO)
Cho NA= 60231023 mol-1 Ni = 5871 Li = 694 O = 16
H ướ ng d ẫ n giải
Trong một tinh thể sự sắp xếp của caacutec anion vagrave caacutec cation theo cấu truacutec mạng lậpphươ ng tacircm mặt Caacutec cation vagrave anion nằm xen kẽ nhau Một ocirc mạng cơ sở chứa 4 cation
vagrave 4 anion
3A
NiONiO aN
nMD =
Tiacutenh cạnh a của ocirc mạng cơ sở của NiO
WWWFACEBOOKCOMDAYKEMQUY
WWWBOIDUONGHOAHOCQUYNHONBLOGSPO
WWDAYKEMQUYNHONUCOZCOM
ng goacutep PDF bởi GV Nguyễn Thanh Tuacute
7262019 CHUYEcircN ĐỀ DUYEcircN HẢI BẮC BỘ NĂM 2015 - HOacuteA HỌC TINH THỂ
983107983144983157983161983274983150 đề 983108983112983106983106 983090983088983089983093 983085 983124983145983150983144 983156983144ề 983124983154983137983150983143 983092983088983087983093983092
323 667602310
74714a
timestimes
= = 400610-8 cm
Vậy[ ]
( )3823 420610602310
16x)5871(1694x4621
minustimes
+minus+times= =gt x = 01
Bagravei 34 (Đề thi chọn đội tuyển quốc tế 2013)
Hiện tượ ng caacutec ion khaacutech xacircm nhập vagraveo mạng lướ i tinh thể chủ vagrave chiếm caacutec vị triacute
hốc trống trong mạng lướ i tinh thể chủ xảy ra khaacute phổ biến Quaacute trigravenh nagravey thườ ng diễn ra
chậm vagrave ở nhiệt độ cao Tuy nhiecircn quaacute trigravenh xacircm nhập của cation Li+ vagraveo mạng lướ i tinh
thể ReO3 lại đặc biệt bở i chuacuteng xảy ra khaacute nhanh ngay ở nhiệt độ phograveng Trong tinh thể
ReO3 mỗi nguyecircn tử Re đượ c bao quanh bở i 6 nguyecircn tử oxi tạo necircn những baacutet diện đều
giống nhau Biết rằng tinh thể ReO3 thuộc hệ lập phươ ng (chiều dagravei mỗi cạnh lagrave 0374 nm)
trong đoacute nguyecircn tử Re chiếm caacutec vị triacute đỉnh của higravenh lập phươ ng
1 Hatildey chứng minh rằng nguyecircn tử oxi chỉ coacute thể chiếm vị triacute trung điểm tất cả caacutec cạnh
của ocirc mạng vagrave vẽ một ocirc mạng cơ sở của tinh thể ReO3
2 Giả sử tinh thể ReO3 coacute bản chất ion Cho biết baacuten kiacutenh của ion O2- lagrave 0126 nm
a) Tiacutenh baacuten kiacutenh của ion Re6+
b) Cation khaacutech coacute kiacutech thướ c lớ n nhất bằng bao nhiecircu để khi xacircm nhập vagraveo mạng lướ i
tinh thể ReO3 khocircng lagravem thay đổi kiacutech thướ c của ocirc mạng tinh thể (bỏ qua mọi tươ ng taacutec
giữa ion nagravey vagrave tinh thể ReO3)
Hướng dẫn giải
1 Biện luận vị triacute của O
- Do số phối triacute của Re = 6 vagrave tỉ lệ ReO = 13 necircn số phối triacute của O = 63 = 2
- Như vậy một O phối triacute vớ i 2 Re vagrave caacutech đều hai Re vigrave caacutec nguyecircn tử Re lagrave tươ ng đươ ng- Giả sử nguyecircn tử O1 (khocircng nằm trecircn cạnh a) phối triacute vớ i 2 Re thuộc cạnh a thigrave trong ocirc
mạng phiacutea trecircn (hoặc phiacutea dướ i) cũng sẽ coacute nguyecircn tử O1rsquo tươ ng đươ ng vớ i O1 cugraveng phối
triacute vớ i nguyecircn tử Re chung nagravey Goacutec liecircn kết O1ReO1rsquo ne 180 o vagrave ne 90 o (= 90o thigrave O1
phải ở tacircm của higravenh lập phươ ng SPT = 8) như vậy khocircng thỏa matilden điều kiện phối triacute baacutet
WWWFACEBOOKCOMDAYKEMQUY
WWWBOIDUONGHOAHOCQUYNHONBLOGSPO
WWDAYKEMQUYNHONUCOZCOM
ng goacutep PDF bởi GV Nguyễn Thanh Tuacute
7262019 CHUYEcircN ĐỀ DUYEcircN HẢI BẮC BỘ NĂM 2015 - HOacuteA HỌC TINH THỂ
983107983144983157983161983274983150 đề 983108983112983106983106 983090983088983089983093 983085 983124983145983150983144 983156983144ề 983124983154983137983150983143 983092983089983087983093983092
diện đều của Re Vậy O1 phải nằm trecircn cạnh a Vagrave đươ ng nhiecircn phải nằm ở trung điểm vigrave
noacute caacutech đều hai Re ở hai đỉnh
Kết luận Caacutec nguyecircn tử O nằm ở trung điểm của mỗi cạnh Kiểm tra tỉ lệ ReO
trong một ocirc mạng = (818) (1214) = 13
2 Tiacutenh baacuten kiacutenh Re6+
2r minus2O + 2r +6Re = a = 0374 nm vậy r +6Re = (0374 ndash 20126)2 = 0061 nm
Tiacutenh baacuten kiacutenh cự c đại của ion lạ
Ion lạ xacircm nhập sẽ chiếm vị triacute trung tacircm của ocirc mạng cơ sở Do vậy khoảng caacutech từ
tacircm đến trung điểm mỗi cạnh tươ ng ứng bằng r minus2O+ rion lạ = a 2 = 0374 141= 0265 nm
vậy baacuten kiacutenh cực đại của ion lạ = 0265 ndash 0126 = 0139 nm
Bagravei 35
Bạc baacuten kiacutenh nguyecircn tử R = 144pm kết tinh dạng ocirc mạng cfc Tugravey theo kiacutech thướ c
magrave caacutec nguyecircn tử lạ E coacute thể đi vagraveo trong mạng bạc tạo ra một dung dịch rắn coacute tecircn gọikhaacutec nhau dung dịch rắn xen kẽ ( bằng caacutech chiếm caacutec lỗ xen kẽ) hoặc dung dịch rắn
thay thế (bằng caacutech thay thế caacutec nguyecircn tử bạc)
1) Tiacutenh khối lượ ng thể tiacutech của bạc nguyecircn chất
2) Xaacutec định số phối triacute vagrave độ compac của mạng cfc
3) Xen kẽ lỗ tinh thể học khaacutec nhau khi tạo thagravenh
a) Cho biết bản chất vagrave số mắt của mỗi chất chứa trong một ocirc mạng
b) Xaacutec định baacuten kiacutenh cực đại ri của một nguyecircn tử lạ E higravenh cầu nằm trong mạng ở mỗi
kiểu lỗ magrave khocircng lagravem biến dạng mạng4) Vagraveng baacuten kiacutenh nguyecircn tử Rrsquo = 147pm tạo dung dịch rắn a vớ i bạc
a) Suy ra bản chất của dung dịch a nagravey
b) Biểu thị cấu truacutec hoacutea học của a theo phần mol x của vagraveng
5) Một hợ p kim bạc-vagraveng tươ ng ứng vớ i một thagravenh phần đặc biệt của dung dịch rắn a đặc
trưng bở i phần khối lượ ng vagraveng w = 01
a) Tiacutenh giaacute trị của x
b) Xaacutec định khối lượ ng thể tiacutech của hợ p kim nagravey
(Theo ENSIETA Ban Vật lyacute1992) H ướ ng d ẫ n giải
1) Sơ đồ ocirc mạng cfc
Số nguyecircn tử bạc trong một ocirc mạng
WWWFACEBOOKCOMDAYKEMQUY
WWWBOIDUONGHOAHOCQUYNHONBLOGSPO
WWDAYKEMQUYNHONUCOZCOM
ng goacutep PDF bởi GV Nguyễn Thanh Tuacute
7262019 CHUYEcircN ĐỀ DUYEcircN HẢI BẮC BỘ NĂM 2015 - HOacuteA HỌC TINH THỂ
983107983144983157983161983274983150 đề 983108983112983106983106 983090983088983089983093 983085 983124983145983150983144 983156983144ề 983124983154983137983150983143 983092983095983087983093983092
b) Baacuten kiacutenh gaacuten cho nguyecircn tử hidro lagrave r = 37 pm Suy ra kiểu lỗ tươ ng thiacutech vớ i sự
lấp đầy
c) Trong thực tế caacutec nguyecircn tử hidro nằm trong mọi lỗ kiểu khaacutec hatildey lập cocircng thức
nguyecircn của hiđrua vagrave necircu một viacute dụ về tinh thể ion đẳng cấu truacutec
2 ) Hợ p kim của titan vagrave sắt thagravenh phần TiFe lagrave hợ p chất magrave caacutec nguyecircn tử titan chiếm caacutec
lỗ mạng lập phươ ng đơ n giản của sắt thocircng số = 298 pm
a ) Necircu ra hợ p chất ion kiểu tươ ng ứng cấu truacutec nagravey
b ) Trong hợ p chất TiFe caacutec nguyecircn tử hiđro chiếm mọi lỗ tạo ra từ bốn nguyecircn tử titan
vagrave hai nguyecircn tử sắt ( xem higravenh vẽ )
Xaacutec định higravenh học của một lỗ như vậy Xaacutec định cocircng thức của hiđrua thu đượ c khi batildeo
hogravea caacutec lỗ nagravey
3 ) Khả năng trữ hiđro của một vật liệu M i biểu thị bằng dung lượ ng thể tiacutech hấp phụ C va ( M i ) đượ c định ngh ĩ a lagrave tỷ số khối lượ ng hiđro bị hấp phụ trecircn thể tiacutech đơ n vị của vật liệu
nguyecircn chất
a ) Biểu thị C va ( M i ) theo thể tiacutech V i của ocirc mạng vagrave theo lượ ng hiđro ni bị hấp phụ
b ) So saacutenh dung lượ ng thể tiacutech hấp phụ lyacute thuyết của hai vật liệu xeacutet ở mục 1 vagrave 2
c ) Tiacutenh khối lượ ng cực tiểu của vật liệu rắn cần để tạo ra cugraveng lượ ng hiđro magrave bigravenh chứa
đựng 700 kg khiacute hoacutea lỏng Kết luận
H ướ ng d ẫ n giải
1 a)Lỗ O R + r 0 =2 R =gt r 0 =662 pm
b)Lỗ T R + r t = 2 R =gt r t = 36 pm
c) Lỗ chiếm tươ ng thiacutech đượ c dự kiến lagrave O
WWWFACEBOOKCOMDAYKEMQUY
WWWBOIDUONGHOAHOCQUYNHONBLOGSPO
WWDAYKEMQUYNHONUCOZCOM
ng goacutep PDF bởi GV Nguyễn Thanh Tuacute
7262019 CHUYEcircN ĐỀ DUYEcircN HẢI BẮC BỘ NĂM 2015 - HOacuteA HỌC TINH THỂ
983107983144983157983161983274983150 đề 983108983112983106983106 983090983088983089983093 983085 983124983145983150983144 983156983144ề 983124983154983137983150983143 983092983097983087983093983092
VI Ứng dụng kiến thức tinh thể vagraveo cuộc sống
(Bagravei được triacutech từ ldquoBagravei chuẩn bị Icho 39rdquo)
HOA QUẢ RAU CỎ VAgrave CAacuteC NGUYEcircN TỬ
Khi giải quyế t vấ n đề nagraveychư a coacute loại rau quả nagraveo bị phaacute hủ y
Năm 1611 nhagrave toaacuten học vagrave thiecircn văn học người Đức Johannes Kepler nghiecircn cứu
sự sắp xếp caacutec viecircn đạn của suacuteng thần cocircng trong một kim tự thaacutep Ocircng khẳng định rằngchỉ coacute một caacutech duy nhất để sắp xếp caacutec quả cầu cứng giống hệt nhau vagraveo một thể tiacutech sao
cho khiacutet nhất coacute thể ldquohellipkhocircng thể coacute thếm bất cứ một caacutech sắp xếp nagraveo khaacutec để chegraven thecircm
dugrave một viecircn đạn nữa vagraveo hogravem đoacuterdquo Ocircng lagrave ngườ i đầu tiecircn phaacutet biểu về một vấn đề như vậy
vagrave sau nagravey noacute đượ c gọi lagrave ldquosự phỏng đoaacuten Keplerrdquo Năm 1998 Giaacuteo sư Thomas Hales1 đatilde
đưa ra giải phaacutep cho ldquosự phỏng đoaacuten Keplerrdquo Nội dung của giải phaacutep nagravey đatilde đượ c trigravenh
bagravey trong loạt bagravei baacuteo trecircn tờ ldquoHigravenh học rờ i rạc vagrave điện toaacutenrdquo ra đờ i từ năm 1997 Ocircng
nghiecircn cứu hơ n 150 caacutech sắp xếp khaacutec nhau khaacutec vớ i caacutech magrave Kepler đatilde đưa ra Giải phaacutep
của Hales đogravei hỏi khoảng 250 trang giấy in vagrave dung lượ ng 3 GB caacutec file trong maacutey tiacutenh
Qua caacutec chứng minh toaacuten học chặt chẽ thuật ngữ ldquosự sắp xếp đặc khiacutet caacutec quả cầurdquo (cps)
đatilde đượ c chấp nhận rộng ratildei trong l ĩ nh vực hoacutea học chất rắn vagrave cho đến nay noacute vẫn cograven giaacute
trị
WWWFACEBOOKCOMDAYKEMQUY
WWWBOIDUONGHOAHOCQUYNHONBLOGSPO
WWDAYKEMQUYNHONUCOZCOM
ng goacutep PDF bởi GV Nguyễn Thanh Tuacute
7262019 CHUYEcircN ĐỀ DUYEcircN HẢI BẮC BỘ NĂM 2015 - HOacuteA HỌC TINH THỂ
983107983144983157983161983274983150 đề 983108983112983106983106 983090983088983089983093 983085 983124983145983150983144 983156983144ề 983124983154983137983150983143 983093983089983087983093983092
thứ 3 đượ c xếp lecircn trecircn khoảng trống của lớ p thứ nhất (xem trườ ng hợ p B higravenh 2) Hatildey
tiacutenh độ chặt khiacutet cho caacutech sắp xếp thứ 2 đượ c gọi lagrave sắp xếp lập phươ ng tacircm diện fbc
d) Coacute một ngườ i nocircng dacircn đatilde xếp lớ p thứ ba theo kiểu fcc vagrave bacircy giờ khocircng xaacutec định
đượ c đacircu lagrave khoảng trống đacircu lagrave rau củ đatilde xếp ở lớ p thứ nhất Giaacute trị sẽ thay đổi như thế
nagraveo do sự sai lệch khi sắp xếp caacutec lớ p chặt khiacutet tiếp theo
3 Giả sử ngườ i nocircng dacircn nảy ra yacute định muốn xếp chung đagraveo vagrave dưa hấu vagraveo xe bằng caacutech
xếp đagraveo vagraveo khoảng trống giữa caacutec quả dưa hấu
a) Hatildey tiacutenh tỉ lệ baacuten kiacutenh giữa quả đagraveo vagrave dưa hấu lớ n nhất coacute thể để traacutenh bị dập caacutec quả
đagraveo trong caacutec trườ ng hợ p xếp đagraveo vagraveo
iLỗ trống lập phươ ng trong kiếu lập phươ ng đơ n giản
ii Lỗ trống baacutet diện trong kiếu lập phươ ng tacircm khối
iii Lỗ trống baacutet diện trong kiếu lập phươ ng tacircm diện
b) Trong caacutec kiếu sắp xếp sc hcp bcc vagrave fcc trung bigravenh vớ i một quả dưa hấu coacute thể
xếp tối đa bao nhiecircu quả đagraveo
c) Tiacutenh giaacute trị lớ n nhất cho caacutec kiếu sắp xếp sc bcc vagrave fcc coacute xếp đagraveo ở caacutec khoảng
trống
4 Hoa quả coacute thể bị hỏng do xe khocircng thoaacuteng gioacute
a) Để giữ caacutec khoảng trống trong kiểu sắp xếp bcc vagrave fcc ngườ i nocircng dacircn quyết định
chỉ xếp caacutec quả đagraveo vagraveo caacutec lỗ trống baacutet diện khocircng nối vớ i nhau qua mặt hay tacircm Trong
trườ ng hợ p nagravey vớ i một quả dưa coacute thể xếp đượ c bao nhiecircu quả đagraveo
b) Ngườ i nocircng dacircn ngh ĩ ra một caacutech khaacutec trong caacutech sắp xếp fcc ocircng xếp đagraveo vagraveo tất cả
caacutec lỗ trống baacutet diện (như trecircn) vagrave vớ i caacutec lỗ trống tứ diện ocircng xếp taacuteo vagraveo Theo caacutech
nagravey vớ i một quả dưa ocircng coacute thể xếp đượ c bao nhiecircu quả taacuteo
Tạo hoacutea cũng lagravem nảy sinh những vấn đề liacute thuacute như ldquosự phỏng đoaacuten Keplerrdquo Ngọc
opal lagrave một loại đaacute tự nhiecircn đượ c cấu tạo từ caacutec quả cầu beacute xiacuteu SiO2
(cỡ micro) sắp xếp đặc
khiacutet vớ i nhau Đặc tiacutenh của opal lagrave coacute thể phaacutet ra caacutec aacutenh saacuteng khaacutec nhau (phaacutet ngũ sắc) khi
đượ c chiếu saacuteng Hiện tượ ng nagravey đượ c giải thiacutech bằng sự nhiễu xạ aacutenh saacuteng nhigraven thấy tuacircn
theo định luật Bragg λ = 2d sinθ
Trong đoacute λ lagrave độ dagravei soacuteng của tia saacuteng d lagrave khoảng caacutech giữa caacutec lớ p sắp xếp chặtkhiacutet trong opal 2θ lagrave goacutec giữa tia tớ i vagrave tia nhiễu xạ (noacutei caacutech khaacutec θ lagrave goacutec nghiecircng giữa
tia sang vớ i bề mặt của đaacute opal)
Opal lagrave loại đaacute coacute cấu truacutec tinh thể đầu tiecircn đượ c biết lagrave coacute khả năng khuacutec xạ loại
vật chất đượ c cấu tạo từ caacutec quả cầu cỡ micro vớ i chỉ số khuacutec xạ cao Quang phổ của noacute đatilde
WWWFACEBOOKCOMDAYKEMQUY
WWWBOIDUONGHOAHOCQUYNHONBLOGSPO
WWDAYKEMQUYNHONUCOZCOM
ng goacutep PDF bởi GV Nguyễn Thanh Tuacute
7262019 CHUYEcircN ĐỀ DUYEcircN HẢI BẮC BỘ NĂM 2015 - HOacuteA HỌC TINH THỂ
983107983144983157983161983274983150 đề 983108983112983106983106 983090983088983089983093 983085 983124983145983150983144 983156983144ề 983124983154983137983150983143 983091983090983087983093983092
Magrave D=m
V = (2times M)(6023times 10
23times a
3)
Thay D=795 a= 2864 Ao
=gt M= 2679 gmol
Vậy M lagrave kim loại Fe
Bagravei 23 Một nguyecircn tố A coacute baacuten kiacutenh nguyecircn tử R = 136 pm vagrave đơ n chất kết tinh theo cấu
truacutec lập phươ ng tacircm diện tỷ khối d = 224 Xaacutec định A
H ướ ng d ẫ n giải
2R2a = = 385 pm 1A3
molg192Z
NaM minus=
ρ=
Đoacute lagrave Ir
Bagravei 24
Kim loại X đượ c tigravem thấy vagraveo năm 1737 Tecircn của noacute coacute nguồn gốc tiếng Đức lagraveldquokoboldrdquo coacute ngh ĩ a lagrave ldquolinh hồn của quỷrdquo Một mẫu kim loại X đượ c ngacircm trong nướ c cacircn
nặng 13315g trong khi đoacute đem ngacircm cugraveng khối lượ ng mẫu kim loại vagraveo CCl4 chỉ nặng
12331g Biết khối lượ ng riecircng của CCl4 lagrave 15842 gcm3Để xaacutec định nguyecircn tố X thigrave
ngườ i ta phải dugraveng đến nhiễu xạ neutron Phươ ng phaacutep nhiễu xạ nagravey chỉ đặc trưng cho cấu
truacutec lập phươ ng tacircm mặt (fcc) vagrave đo đượ c thocircng số mạng a= 35302pm
Hướng dẫn giải
3
3 3 7 3 23 1 1
4
890 (3530210 ) 60210 ( ) 5893( )4 4
A A
A
Z M M d
V N a N
d a N g cm cm mol M g mol
minus minus minus
= =
rArr = = =
Vậy X lagrave Co
Bagravei 25
Khi nhuacuteng chigravem một vật hoagraven vagraveo trong một chất lỏng thigrave noacute sẽ coacute khối lượ ng biểu
kiến vigrave noacute chịu lực đẩy Acsimet Nếu coi kim loại X coacute khối lượ ng m vagrave thể tiacutech V thigrave ta
coacute
4 4
2 2
33
1500012331 15842890
13315 10000 1685
X CCl CCl
X
X H O H O
m m d V m gm V d g cm
m m d V m V V cm
= minus == minusrArr rArr rArr =
= minus = minus =
Ocirc mạng fcc gồm 4 nguyecircn tử coacute
WWWFACEBOOKCOMDAYKEMQUY
WWWBOIDUONGHOAHOCQUYNHONBLOGSPO
WWDAYKEMQUYNHONUCOZCOM
ng goacutep PDF bởi GV Nguyễn Thanh Tuacute
7262019 CHUYEcircN ĐỀ DUYEcircN HẢI BẮC BỘ NĂM 2015 - HOacuteA HỌC TINH THỂ
1 Phacircn loại caacutec chất sau đacircy theo bản chất của lực tương taacutec giữa caacutec đơn vị cấu truacutec trong
mạng tinh thể của chuacuteng Cu kim cươ ng MgO C6H12O6 I2 Pb BN NaH
2 Maacuteu trong cơ thể ngườ i coacute magraveu đỏ vigrave chứa hemoglobin (chất vậnchuyển oxi chứa sắt) Maacuteu của một số động vật nhuyễn thể khocircng coacute
magraveu đỏ magrave coacute magraveu khaacutec vigrave chứa một kim loại khaacutec (X) Tế bagraveo đơ n vị (ocirc
mạng cơ sở ) lập phươ ng tacircm diện của tinh thể X (higravenh becircn) coacute cạnh
bằng 36210-8 cm Khối lượ ng riecircng của nguyecircn tố nagravey lagrave 8920 kgm3
WWWFACEBOOKCOMDAYKEMQUY
WWWBOIDUONGHOAHOCQUYNHONBLOGSPO
WWDAYKEMQUYNHONUCOZCOM
ng goacutep PDF bởi GV Nguyễn Thanh Tuacute
7262019 CHUYEcircN ĐỀ DUYEcircN HẢI BẮC BỘ NĂM 2015 - HOacuteA HỌC TINH THỂ
983107983144983157983161983274983150 đề 983108983112983106983106 983090983088983089983093 983085 983124983145983150983144 983156983144ề 983124983154983137983150983143 983091983097983087983093983092
Trong mỗi ocirc cơ sở coacute 4 phacircn tử BaO2 rarr thể tiacutech của mỗi ocirc V = 4mD
Vớ i m =100236
99915232713723
+= 2811310-22 gam
rarr V = 1979810-22 (cm3) = 197979342 (pm3)
(2x134 + 2a)2( 2x134 + 2a+149) = 197979342
(134 + a)2(134 + a+745) = 24747418
(134 + a)3+ (134 + a)2 745 - 24747418 = 0
rarr a = 2686-134 = 135 pm
Bagravei 33
Niken (II) oxit coacute cấu truacutec tinh thể giống mạng tinh thể natri clorua Caacutec ion O2- tạo
thagravenh mạng lập phươ ng tacircm mặt caacutec hốc baacutet diện coacute caacutec ion Ni2+ Khối lượ ng riecircng của
Niken (II) oxit lagrave 667 gcm3 Nếu cho Niken (II) oxit taacutec dụng vớ i Liti oxit vagrave oxi thigrave đượ c
caacutec tinh thể trắng coacute thagravenh phần LixNi1-xO
2x
Li2O + (1-x) NiO +4x
O2 rarr LixNi1-xO
Cấu truacutec mạng tinh thể của LixNi1-xO giống cấu truacutec mạng tinh thể của NiO nhưng
một số ion Ni2+ đượ c thay thế bằng caacutec ion Liti vagrave một số ion Ni2+ bị oxi hoacutea để đảm bảo
tiacutenh trung hogravea điện của phacircn tử Khối lượ ng riecircng của tinh thể LixNi1-xO lagrave 621 gcm3
Tiacutenh x (chấp nhận thể tiacutech của ocirc mạng cơ sở khocircng thay đổi khi chuyển từ NiO
thagravenh LixNi1-xO)
Cho NA= 60231023 mol-1 Ni = 5871 Li = 694 O = 16
H ướ ng d ẫ n giải
Trong một tinh thể sự sắp xếp của caacutec anion vagrave caacutec cation theo cấu truacutec mạng lậpphươ ng tacircm mặt Caacutec cation vagrave anion nằm xen kẽ nhau Một ocirc mạng cơ sở chứa 4 cation
vagrave 4 anion
3A
NiONiO aN
nMD =
Tiacutenh cạnh a của ocirc mạng cơ sở của NiO
WWWFACEBOOKCOMDAYKEMQUY
WWWBOIDUONGHOAHOCQUYNHONBLOGSPO
WWDAYKEMQUYNHONUCOZCOM
ng goacutep PDF bởi GV Nguyễn Thanh Tuacute
7262019 CHUYEcircN ĐỀ DUYEcircN HẢI BẮC BỘ NĂM 2015 - HOacuteA HỌC TINH THỂ
983107983144983157983161983274983150 đề 983108983112983106983106 983090983088983089983093 983085 983124983145983150983144 983156983144ề 983124983154983137983150983143 983092983088983087983093983092
323 667602310
74714a
timestimes
= = 400610-8 cm
Vậy[ ]
( )3823 420610602310
16x)5871(1694x4621
minustimes
+minus+times= =gt x = 01
Bagravei 34 (Đề thi chọn đội tuyển quốc tế 2013)
Hiện tượ ng caacutec ion khaacutech xacircm nhập vagraveo mạng lướ i tinh thể chủ vagrave chiếm caacutec vị triacute
hốc trống trong mạng lướ i tinh thể chủ xảy ra khaacute phổ biến Quaacute trigravenh nagravey thườ ng diễn ra
chậm vagrave ở nhiệt độ cao Tuy nhiecircn quaacute trigravenh xacircm nhập của cation Li+ vagraveo mạng lướ i tinh
thể ReO3 lại đặc biệt bở i chuacuteng xảy ra khaacute nhanh ngay ở nhiệt độ phograveng Trong tinh thể
ReO3 mỗi nguyecircn tử Re đượ c bao quanh bở i 6 nguyecircn tử oxi tạo necircn những baacutet diện đều
giống nhau Biết rằng tinh thể ReO3 thuộc hệ lập phươ ng (chiều dagravei mỗi cạnh lagrave 0374 nm)
trong đoacute nguyecircn tử Re chiếm caacutec vị triacute đỉnh của higravenh lập phươ ng
1 Hatildey chứng minh rằng nguyecircn tử oxi chỉ coacute thể chiếm vị triacute trung điểm tất cả caacutec cạnh
của ocirc mạng vagrave vẽ một ocirc mạng cơ sở của tinh thể ReO3
2 Giả sử tinh thể ReO3 coacute bản chất ion Cho biết baacuten kiacutenh của ion O2- lagrave 0126 nm
a) Tiacutenh baacuten kiacutenh của ion Re6+
b) Cation khaacutech coacute kiacutech thướ c lớ n nhất bằng bao nhiecircu để khi xacircm nhập vagraveo mạng lướ i
tinh thể ReO3 khocircng lagravem thay đổi kiacutech thướ c của ocirc mạng tinh thể (bỏ qua mọi tươ ng taacutec
giữa ion nagravey vagrave tinh thể ReO3)
Hướng dẫn giải
1 Biện luận vị triacute của O
- Do số phối triacute của Re = 6 vagrave tỉ lệ ReO = 13 necircn số phối triacute của O = 63 = 2
- Như vậy một O phối triacute vớ i 2 Re vagrave caacutech đều hai Re vigrave caacutec nguyecircn tử Re lagrave tươ ng đươ ng- Giả sử nguyecircn tử O1 (khocircng nằm trecircn cạnh a) phối triacute vớ i 2 Re thuộc cạnh a thigrave trong ocirc
mạng phiacutea trecircn (hoặc phiacutea dướ i) cũng sẽ coacute nguyecircn tử O1rsquo tươ ng đươ ng vớ i O1 cugraveng phối
triacute vớ i nguyecircn tử Re chung nagravey Goacutec liecircn kết O1ReO1rsquo ne 180 o vagrave ne 90 o (= 90o thigrave O1
phải ở tacircm của higravenh lập phươ ng SPT = 8) như vậy khocircng thỏa matilden điều kiện phối triacute baacutet
WWWFACEBOOKCOMDAYKEMQUY
WWWBOIDUONGHOAHOCQUYNHONBLOGSPO
WWDAYKEMQUYNHONUCOZCOM
ng goacutep PDF bởi GV Nguyễn Thanh Tuacute
7262019 CHUYEcircN ĐỀ DUYEcircN HẢI BẮC BỘ NĂM 2015 - HOacuteA HỌC TINH THỂ
983107983144983157983161983274983150 đề 983108983112983106983106 983090983088983089983093 983085 983124983145983150983144 983156983144ề 983124983154983137983150983143 983092983089983087983093983092
diện đều của Re Vậy O1 phải nằm trecircn cạnh a Vagrave đươ ng nhiecircn phải nằm ở trung điểm vigrave
noacute caacutech đều hai Re ở hai đỉnh
Kết luận Caacutec nguyecircn tử O nằm ở trung điểm của mỗi cạnh Kiểm tra tỉ lệ ReO
trong một ocirc mạng = (818) (1214) = 13
2 Tiacutenh baacuten kiacutenh Re6+
2r minus2O + 2r +6Re = a = 0374 nm vậy r +6Re = (0374 ndash 20126)2 = 0061 nm
Tiacutenh baacuten kiacutenh cự c đại của ion lạ
Ion lạ xacircm nhập sẽ chiếm vị triacute trung tacircm của ocirc mạng cơ sở Do vậy khoảng caacutech từ
tacircm đến trung điểm mỗi cạnh tươ ng ứng bằng r minus2O+ rion lạ = a 2 = 0374 141= 0265 nm
vậy baacuten kiacutenh cực đại của ion lạ = 0265 ndash 0126 = 0139 nm
Bagravei 35
Bạc baacuten kiacutenh nguyecircn tử R = 144pm kết tinh dạng ocirc mạng cfc Tugravey theo kiacutech thướ c
magrave caacutec nguyecircn tử lạ E coacute thể đi vagraveo trong mạng bạc tạo ra một dung dịch rắn coacute tecircn gọikhaacutec nhau dung dịch rắn xen kẽ ( bằng caacutech chiếm caacutec lỗ xen kẽ) hoặc dung dịch rắn
thay thế (bằng caacutech thay thế caacutec nguyecircn tử bạc)
1) Tiacutenh khối lượ ng thể tiacutech của bạc nguyecircn chất
2) Xaacutec định số phối triacute vagrave độ compac của mạng cfc
3) Xen kẽ lỗ tinh thể học khaacutec nhau khi tạo thagravenh
a) Cho biết bản chất vagrave số mắt của mỗi chất chứa trong một ocirc mạng
b) Xaacutec định baacuten kiacutenh cực đại ri của một nguyecircn tử lạ E higravenh cầu nằm trong mạng ở mỗi
kiểu lỗ magrave khocircng lagravem biến dạng mạng4) Vagraveng baacuten kiacutenh nguyecircn tử Rrsquo = 147pm tạo dung dịch rắn a vớ i bạc
a) Suy ra bản chất của dung dịch a nagravey
b) Biểu thị cấu truacutec hoacutea học của a theo phần mol x của vagraveng
5) Một hợ p kim bạc-vagraveng tươ ng ứng vớ i một thagravenh phần đặc biệt của dung dịch rắn a đặc
trưng bở i phần khối lượ ng vagraveng w = 01
a) Tiacutenh giaacute trị của x
b) Xaacutec định khối lượ ng thể tiacutech của hợ p kim nagravey
(Theo ENSIETA Ban Vật lyacute1992) H ướ ng d ẫ n giải
1) Sơ đồ ocirc mạng cfc
Số nguyecircn tử bạc trong một ocirc mạng
WWWFACEBOOKCOMDAYKEMQUY
WWWBOIDUONGHOAHOCQUYNHONBLOGSPO
WWDAYKEMQUYNHONUCOZCOM
ng goacutep PDF bởi GV Nguyễn Thanh Tuacute
7262019 CHUYEcircN ĐỀ DUYEcircN HẢI BẮC BỘ NĂM 2015 - HOacuteA HỌC TINH THỂ
983107983144983157983161983274983150 đề 983108983112983106983106 983090983088983089983093 983085 983124983145983150983144 983156983144ề 983124983154983137983150983143 983092983095983087983093983092
b) Baacuten kiacutenh gaacuten cho nguyecircn tử hidro lagrave r = 37 pm Suy ra kiểu lỗ tươ ng thiacutech vớ i sự
lấp đầy
c) Trong thực tế caacutec nguyecircn tử hidro nằm trong mọi lỗ kiểu khaacutec hatildey lập cocircng thức
nguyecircn của hiđrua vagrave necircu một viacute dụ về tinh thể ion đẳng cấu truacutec
2 ) Hợ p kim của titan vagrave sắt thagravenh phần TiFe lagrave hợ p chất magrave caacutec nguyecircn tử titan chiếm caacutec
lỗ mạng lập phươ ng đơ n giản của sắt thocircng số = 298 pm
a ) Necircu ra hợ p chất ion kiểu tươ ng ứng cấu truacutec nagravey
b ) Trong hợ p chất TiFe caacutec nguyecircn tử hiđro chiếm mọi lỗ tạo ra từ bốn nguyecircn tử titan
vagrave hai nguyecircn tử sắt ( xem higravenh vẽ )
Xaacutec định higravenh học của một lỗ như vậy Xaacutec định cocircng thức của hiđrua thu đượ c khi batildeo
hogravea caacutec lỗ nagravey
3 ) Khả năng trữ hiđro của một vật liệu M i biểu thị bằng dung lượ ng thể tiacutech hấp phụ C va ( M i ) đượ c định ngh ĩ a lagrave tỷ số khối lượ ng hiđro bị hấp phụ trecircn thể tiacutech đơ n vị của vật liệu
nguyecircn chất
a ) Biểu thị C va ( M i ) theo thể tiacutech V i của ocirc mạng vagrave theo lượ ng hiđro ni bị hấp phụ
b ) So saacutenh dung lượ ng thể tiacutech hấp phụ lyacute thuyết của hai vật liệu xeacutet ở mục 1 vagrave 2
c ) Tiacutenh khối lượ ng cực tiểu của vật liệu rắn cần để tạo ra cugraveng lượ ng hiđro magrave bigravenh chứa
đựng 700 kg khiacute hoacutea lỏng Kết luận
H ướ ng d ẫ n giải
1 a)Lỗ O R + r 0 =2 R =gt r 0 =662 pm
b)Lỗ T R + r t = 2 R =gt r t = 36 pm
c) Lỗ chiếm tươ ng thiacutech đượ c dự kiến lagrave O
WWWFACEBOOKCOMDAYKEMQUY
WWWBOIDUONGHOAHOCQUYNHONBLOGSPO
WWDAYKEMQUYNHONUCOZCOM
ng goacutep PDF bởi GV Nguyễn Thanh Tuacute
7262019 CHUYEcircN ĐỀ DUYEcircN HẢI BẮC BỘ NĂM 2015 - HOacuteA HỌC TINH THỂ
983107983144983157983161983274983150 đề 983108983112983106983106 983090983088983089983093 983085 983124983145983150983144 983156983144ề 983124983154983137983150983143 983092983097983087983093983092
VI Ứng dụng kiến thức tinh thể vagraveo cuộc sống
(Bagravei được triacutech từ ldquoBagravei chuẩn bị Icho 39rdquo)
HOA QUẢ RAU CỎ VAgrave CAacuteC NGUYEcircN TỬ
Khi giải quyế t vấ n đề nagraveychư a coacute loại rau quả nagraveo bị phaacute hủ y
Năm 1611 nhagrave toaacuten học vagrave thiecircn văn học người Đức Johannes Kepler nghiecircn cứu
sự sắp xếp caacutec viecircn đạn của suacuteng thần cocircng trong một kim tự thaacutep Ocircng khẳng định rằngchỉ coacute một caacutech duy nhất để sắp xếp caacutec quả cầu cứng giống hệt nhau vagraveo một thể tiacutech sao
cho khiacutet nhất coacute thể ldquohellipkhocircng thể coacute thếm bất cứ một caacutech sắp xếp nagraveo khaacutec để chegraven thecircm
dugrave một viecircn đạn nữa vagraveo hogravem đoacuterdquo Ocircng lagrave ngườ i đầu tiecircn phaacutet biểu về một vấn đề như vậy
vagrave sau nagravey noacute đượ c gọi lagrave ldquosự phỏng đoaacuten Keplerrdquo Năm 1998 Giaacuteo sư Thomas Hales1 đatilde
đưa ra giải phaacutep cho ldquosự phỏng đoaacuten Keplerrdquo Nội dung của giải phaacutep nagravey đatilde đượ c trigravenh
bagravey trong loạt bagravei baacuteo trecircn tờ ldquoHigravenh học rờ i rạc vagrave điện toaacutenrdquo ra đờ i từ năm 1997 Ocircng
nghiecircn cứu hơ n 150 caacutech sắp xếp khaacutec nhau khaacutec vớ i caacutech magrave Kepler đatilde đưa ra Giải phaacutep
của Hales đogravei hỏi khoảng 250 trang giấy in vagrave dung lượ ng 3 GB caacutec file trong maacutey tiacutenh
Qua caacutec chứng minh toaacuten học chặt chẽ thuật ngữ ldquosự sắp xếp đặc khiacutet caacutec quả cầurdquo (cps)
đatilde đượ c chấp nhận rộng ratildei trong l ĩ nh vực hoacutea học chất rắn vagrave cho đến nay noacute vẫn cograven giaacute
trị
WWWFACEBOOKCOMDAYKEMQUY
WWWBOIDUONGHOAHOCQUYNHONBLOGSPO
WWDAYKEMQUYNHONUCOZCOM
ng goacutep PDF bởi GV Nguyễn Thanh Tuacute
7262019 CHUYEcircN ĐỀ DUYEcircN HẢI BẮC BỘ NĂM 2015 - HOacuteA HỌC TINH THỂ
983107983144983157983161983274983150 đề 983108983112983106983106 983090983088983089983093 983085 983124983145983150983144 983156983144ề 983124983154983137983150983143 983093983089983087983093983092
thứ 3 đượ c xếp lecircn trecircn khoảng trống của lớ p thứ nhất (xem trườ ng hợ p B higravenh 2) Hatildey
tiacutenh độ chặt khiacutet cho caacutech sắp xếp thứ 2 đượ c gọi lagrave sắp xếp lập phươ ng tacircm diện fbc
d) Coacute một ngườ i nocircng dacircn đatilde xếp lớ p thứ ba theo kiểu fcc vagrave bacircy giờ khocircng xaacutec định
đượ c đacircu lagrave khoảng trống đacircu lagrave rau củ đatilde xếp ở lớ p thứ nhất Giaacute trị sẽ thay đổi như thế
nagraveo do sự sai lệch khi sắp xếp caacutec lớ p chặt khiacutet tiếp theo
3 Giả sử ngườ i nocircng dacircn nảy ra yacute định muốn xếp chung đagraveo vagrave dưa hấu vagraveo xe bằng caacutech
xếp đagraveo vagraveo khoảng trống giữa caacutec quả dưa hấu
a) Hatildey tiacutenh tỉ lệ baacuten kiacutenh giữa quả đagraveo vagrave dưa hấu lớ n nhất coacute thể để traacutenh bị dập caacutec quả
đagraveo trong caacutec trườ ng hợ p xếp đagraveo vagraveo
iLỗ trống lập phươ ng trong kiếu lập phươ ng đơ n giản
ii Lỗ trống baacutet diện trong kiếu lập phươ ng tacircm khối
iii Lỗ trống baacutet diện trong kiếu lập phươ ng tacircm diện
b) Trong caacutec kiếu sắp xếp sc hcp bcc vagrave fcc trung bigravenh vớ i một quả dưa hấu coacute thể
xếp tối đa bao nhiecircu quả đagraveo
c) Tiacutenh giaacute trị lớ n nhất cho caacutec kiếu sắp xếp sc bcc vagrave fcc coacute xếp đagraveo ở caacutec khoảng
trống
4 Hoa quả coacute thể bị hỏng do xe khocircng thoaacuteng gioacute
a) Để giữ caacutec khoảng trống trong kiểu sắp xếp bcc vagrave fcc ngườ i nocircng dacircn quyết định
chỉ xếp caacutec quả đagraveo vagraveo caacutec lỗ trống baacutet diện khocircng nối vớ i nhau qua mặt hay tacircm Trong
trườ ng hợ p nagravey vớ i một quả dưa coacute thể xếp đượ c bao nhiecircu quả đagraveo
b) Ngườ i nocircng dacircn ngh ĩ ra một caacutech khaacutec trong caacutech sắp xếp fcc ocircng xếp đagraveo vagraveo tất cả
caacutec lỗ trống baacutet diện (như trecircn) vagrave vớ i caacutec lỗ trống tứ diện ocircng xếp taacuteo vagraveo Theo caacutech
nagravey vớ i một quả dưa ocircng coacute thể xếp đượ c bao nhiecircu quả taacuteo
Tạo hoacutea cũng lagravem nảy sinh những vấn đề liacute thuacute như ldquosự phỏng đoaacuten Keplerrdquo Ngọc
opal lagrave một loại đaacute tự nhiecircn đượ c cấu tạo từ caacutec quả cầu beacute xiacuteu SiO2
(cỡ micro) sắp xếp đặc
khiacutet vớ i nhau Đặc tiacutenh của opal lagrave coacute thể phaacutet ra caacutec aacutenh saacuteng khaacutec nhau (phaacutet ngũ sắc) khi
đượ c chiếu saacuteng Hiện tượ ng nagravey đượ c giải thiacutech bằng sự nhiễu xạ aacutenh saacuteng nhigraven thấy tuacircn
theo định luật Bragg λ = 2d sinθ
Trong đoacute λ lagrave độ dagravei soacuteng của tia saacuteng d lagrave khoảng caacutech giữa caacutec lớ p sắp xếp chặtkhiacutet trong opal 2θ lagrave goacutec giữa tia tớ i vagrave tia nhiễu xạ (noacutei caacutech khaacutec θ lagrave goacutec nghiecircng giữa
tia sang vớ i bề mặt của đaacute opal)
Opal lagrave loại đaacute coacute cấu truacutec tinh thể đầu tiecircn đượ c biết lagrave coacute khả năng khuacutec xạ loại
vật chất đượ c cấu tạo từ caacutec quả cầu cỡ micro vớ i chỉ số khuacutec xạ cao Quang phổ của noacute đatilde
WWWFACEBOOKCOMDAYKEMQUY
WWWBOIDUONGHOAHOCQUYNHONBLOGSPO
WWDAYKEMQUYNHONUCOZCOM
ng goacutep PDF bởi GV Nguyễn Thanh Tuacute
7262019 CHUYEcircN ĐỀ DUYEcircN HẢI BẮC BỘ NĂM 2015 - HOacuteA HỌC TINH THỂ
983107983144983157983161983274983150 đề 983108983112983106983106 983090983088983089983093 983085 983124983145983150983144 983156983144ề 983124983154983137983150983143 983091983090983087983093983092
Magrave D=m
V = (2times M)(6023times 10
23times a
3)
Thay D=795 a= 2864 Ao
=gt M= 2679 gmol
Vậy M lagrave kim loại Fe
Bagravei 23 Một nguyecircn tố A coacute baacuten kiacutenh nguyecircn tử R = 136 pm vagrave đơ n chất kết tinh theo cấu
truacutec lập phươ ng tacircm diện tỷ khối d = 224 Xaacutec định A
H ướ ng d ẫ n giải
2R2a = = 385 pm 1A3
molg192Z
NaM minus=
ρ=
Đoacute lagrave Ir
Bagravei 24
Kim loại X đượ c tigravem thấy vagraveo năm 1737 Tecircn của noacute coacute nguồn gốc tiếng Đức lagraveldquokoboldrdquo coacute ngh ĩ a lagrave ldquolinh hồn của quỷrdquo Một mẫu kim loại X đượ c ngacircm trong nướ c cacircn
nặng 13315g trong khi đoacute đem ngacircm cugraveng khối lượ ng mẫu kim loại vagraveo CCl4 chỉ nặng
12331g Biết khối lượ ng riecircng của CCl4 lagrave 15842 gcm3Để xaacutec định nguyecircn tố X thigrave
ngườ i ta phải dugraveng đến nhiễu xạ neutron Phươ ng phaacutep nhiễu xạ nagravey chỉ đặc trưng cho cấu
truacutec lập phươ ng tacircm mặt (fcc) vagrave đo đượ c thocircng số mạng a= 35302pm
Hướng dẫn giải
3
3 3 7 3 23 1 1
4
890 (3530210 ) 60210 ( ) 5893( )4 4
A A
A
Z M M d
V N a N
d a N g cm cm mol M g mol
minus minus minus
= =
rArr = = =
Vậy X lagrave Co
Bagravei 25
Khi nhuacuteng chigravem một vật hoagraven vagraveo trong một chất lỏng thigrave noacute sẽ coacute khối lượ ng biểu
kiến vigrave noacute chịu lực đẩy Acsimet Nếu coi kim loại X coacute khối lượ ng m vagrave thể tiacutech V thigrave ta
coacute
4 4
2 2
33
1500012331 15842890
13315 10000 1685
X CCl CCl
X
X H O H O
m m d V m gm V d g cm
m m d V m V V cm
= minus == minusrArr rArr rArr =
= minus = minus =
Ocirc mạng fcc gồm 4 nguyecircn tử coacute
WWWFACEBOOKCOMDAYKEMQUY
WWWBOIDUONGHOAHOCQUYNHONBLOGSPO
WWDAYKEMQUYNHONUCOZCOM
ng goacutep PDF bởi GV Nguyễn Thanh Tuacute
7262019 CHUYEcircN ĐỀ DUYEcircN HẢI BẮC BỘ NĂM 2015 - HOacuteA HỌC TINH THỂ
1 Phacircn loại caacutec chất sau đacircy theo bản chất của lực tương taacutec giữa caacutec đơn vị cấu truacutec trong
mạng tinh thể của chuacuteng Cu kim cươ ng MgO C6H12O6 I2 Pb BN NaH
2 Maacuteu trong cơ thể ngườ i coacute magraveu đỏ vigrave chứa hemoglobin (chất vậnchuyển oxi chứa sắt) Maacuteu của một số động vật nhuyễn thể khocircng coacute
magraveu đỏ magrave coacute magraveu khaacutec vigrave chứa một kim loại khaacutec (X) Tế bagraveo đơ n vị (ocirc
mạng cơ sở ) lập phươ ng tacircm diện của tinh thể X (higravenh becircn) coacute cạnh
bằng 36210-8 cm Khối lượ ng riecircng của nguyecircn tố nagravey lagrave 8920 kgm3
WWWFACEBOOKCOMDAYKEMQUY
WWWBOIDUONGHOAHOCQUYNHONBLOGSPO
WWDAYKEMQUYNHONUCOZCOM
ng goacutep PDF bởi GV Nguyễn Thanh Tuacute
7262019 CHUYEcircN ĐỀ DUYEcircN HẢI BẮC BỘ NĂM 2015 - HOacuteA HỌC TINH THỂ
983107983144983157983161983274983150 đề 983108983112983106983106 983090983088983089983093 983085 983124983145983150983144 983156983144ề 983124983154983137983150983143 983091983097983087983093983092
Trong mỗi ocirc cơ sở coacute 4 phacircn tử BaO2 rarr thể tiacutech của mỗi ocirc V = 4mD
Vớ i m =100236
99915232713723
+= 2811310-22 gam
rarr V = 1979810-22 (cm3) = 197979342 (pm3)
(2x134 + 2a)2( 2x134 + 2a+149) = 197979342
(134 + a)2(134 + a+745) = 24747418
(134 + a)3+ (134 + a)2 745 - 24747418 = 0
rarr a = 2686-134 = 135 pm
Bagravei 33
Niken (II) oxit coacute cấu truacutec tinh thể giống mạng tinh thể natri clorua Caacutec ion O2- tạo
thagravenh mạng lập phươ ng tacircm mặt caacutec hốc baacutet diện coacute caacutec ion Ni2+ Khối lượ ng riecircng của
Niken (II) oxit lagrave 667 gcm3 Nếu cho Niken (II) oxit taacutec dụng vớ i Liti oxit vagrave oxi thigrave đượ c
caacutec tinh thể trắng coacute thagravenh phần LixNi1-xO
2x
Li2O + (1-x) NiO +4x
O2 rarr LixNi1-xO
Cấu truacutec mạng tinh thể của LixNi1-xO giống cấu truacutec mạng tinh thể của NiO nhưng
một số ion Ni2+ đượ c thay thế bằng caacutec ion Liti vagrave một số ion Ni2+ bị oxi hoacutea để đảm bảo
tiacutenh trung hogravea điện của phacircn tử Khối lượ ng riecircng của tinh thể LixNi1-xO lagrave 621 gcm3
Tiacutenh x (chấp nhận thể tiacutech của ocirc mạng cơ sở khocircng thay đổi khi chuyển từ NiO
thagravenh LixNi1-xO)
Cho NA= 60231023 mol-1 Ni = 5871 Li = 694 O = 16
H ướ ng d ẫ n giải
Trong một tinh thể sự sắp xếp của caacutec anion vagrave caacutec cation theo cấu truacutec mạng lậpphươ ng tacircm mặt Caacutec cation vagrave anion nằm xen kẽ nhau Một ocirc mạng cơ sở chứa 4 cation
vagrave 4 anion
3A
NiONiO aN
nMD =
Tiacutenh cạnh a của ocirc mạng cơ sở của NiO
WWWFACEBOOKCOMDAYKEMQUY
WWWBOIDUONGHOAHOCQUYNHONBLOGSPO
WWDAYKEMQUYNHONUCOZCOM
ng goacutep PDF bởi GV Nguyễn Thanh Tuacute
7262019 CHUYEcircN ĐỀ DUYEcircN HẢI BẮC BỘ NĂM 2015 - HOacuteA HỌC TINH THỂ
983107983144983157983161983274983150 đề 983108983112983106983106 983090983088983089983093 983085 983124983145983150983144 983156983144ề 983124983154983137983150983143 983092983088983087983093983092
323 667602310
74714a
timestimes
= = 400610-8 cm
Vậy[ ]
( )3823 420610602310
16x)5871(1694x4621
minustimes
+minus+times= =gt x = 01
Bagravei 34 (Đề thi chọn đội tuyển quốc tế 2013)
Hiện tượ ng caacutec ion khaacutech xacircm nhập vagraveo mạng lướ i tinh thể chủ vagrave chiếm caacutec vị triacute
hốc trống trong mạng lướ i tinh thể chủ xảy ra khaacute phổ biến Quaacute trigravenh nagravey thườ ng diễn ra
chậm vagrave ở nhiệt độ cao Tuy nhiecircn quaacute trigravenh xacircm nhập của cation Li+ vagraveo mạng lướ i tinh
thể ReO3 lại đặc biệt bở i chuacuteng xảy ra khaacute nhanh ngay ở nhiệt độ phograveng Trong tinh thể
ReO3 mỗi nguyecircn tử Re đượ c bao quanh bở i 6 nguyecircn tử oxi tạo necircn những baacutet diện đều
giống nhau Biết rằng tinh thể ReO3 thuộc hệ lập phươ ng (chiều dagravei mỗi cạnh lagrave 0374 nm)
trong đoacute nguyecircn tử Re chiếm caacutec vị triacute đỉnh của higravenh lập phươ ng
1 Hatildey chứng minh rằng nguyecircn tử oxi chỉ coacute thể chiếm vị triacute trung điểm tất cả caacutec cạnh
của ocirc mạng vagrave vẽ một ocirc mạng cơ sở của tinh thể ReO3
2 Giả sử tinh thể ReO3 coacute bản chất ion Cho biết baacuten kiacutenh của ion O2- lagrave 0126 nm
a) Tiacutenh baacuten kiacutenh của ion Re6+
b) Cation khaacutech coacute kiacutech thướ c lớ n nhất bằng bao nhiecircu để khi xacircm nhập vagraveo mạng lướ i
tinh thể ReO3 khocircng lagravem thay đổi kiacutech thướ c của ocirc mạng tinh thể (bỏ qua mọi tươ ng taacutec
giữa ion nagravey vagrave tinh thể ReO3)
Hướng dẫn giải
1 Biện luận vị triacute của O
- Do số phối triacute của Re = 6 vagrave tỉ lệ ReO = 13 necircn số phối triacute của O = 63 = 2
- Như vậy một O phối triacute vớ i 2 Re vagrave caacutech đều hai Re vigrave caacutec nguyecircn tử Re lagrave tươ ng đươ ng- Giả sử nguyecircn tử O1 (khocircng nằm trecircn cạnh a) phối triacute vớ i 2 Re thuộc cạnh a thigrave trong ocirc
mạng phiacutea trecircn (hoặc phiacutea dướ i) cũng sẽ coacute nguyecircn tử O1rsquo tươ ng đươ ng vớ i O1 cugraveng phối
triacute vớ i nguyecircn tử Re chung nagravey Goacutec liecircn kết O1ReO1rsquo ne 180 o vagrave ne 90 o (= 90o thigrave O1
phải ở tacircm của higravenh lập phươ ng SPT = 8) như vậy khocircng thỏa matilden điều kiện phối triacute baacutet
WWWFACEBOOKCOMDAYKEMQUY
WWWBOIDUONGHOAHOCQUYNHONBLOGSPO
WWDAYKEMQUYNHONUCOZCOM
ng goacutep PDF bởi GV Nguyễn Thanh Tuacute
7262019 CHUYEcircN ĐỀ DUYEcircN HẢI BẮC BỘ NĂM 2015 - HOacuteA HỌC TINH THỂ
983107983144983157983161983274983150 đề 983108983112983106983106 983090983088983089983093 983085 983124983145983150983144 983156983144ề 983124983154983137983150983143 983092983089983087983093983092
diện đều của Re Vậy O1 phải nằm trecircn cạnh a Vagrave đươ ng nhiecircn phải nằm ở trung điểm vigrave
noacute caacutech đều hai Re ở hai đỉnh
Kết luận Caacutec nguyecircn tử O nằm ở trung điểm của mỗi cạnh Kiểm tra tỉ lệ ReO
trong một ocirc mạng = (818) (1214) = 13
2 Tiacutenh baacuten kiacutenh Re6+
2r minus2O + 2r +6Re = a = 0374 nm vậy r +6Re = (0374 ndash 20126)2 = 0061 nm
Tiacutenh baacuten kiacutenh cự c đại của ion lạ
Ion lạ xacircm nhập sẽ chiếm vị triacute trung tacircm của ocirc mạng cơ sở Do vậy khoảng caacutech từ
tacircm đến trung điểm mỗi cạnh tươ ng ứng bằng r minus2O+ rion lạ = a 2 = 0374 141= 0265 nm
vậy baacuten kiacutenh cực đại của ion lạ = 0265 ndash 0126 = 0139 nm
Bagravei 35
Bạc baacuten kiacutenh nguyecircn tử R = 144pm kết tinh dạng ocirc mạng cfc Tugravey theo kiacutech thướ c
magrave caacutec nguyecircn tử lạ E coacute thể đi vagraveo trong mạng bạc tạo ra một dung dịch rắn coacute tecircn gọikhaacutec nhau dung dịch rắn xen kẽ ( bằng caacutech chiếm caacutec lỗ xen kẽ) hoặc dung dịch rắn
thay thế (bằng caacutech thay thế caacutec nguyecircn tử bạc)
1) Tiacutenh khối lượ ng thể tiacutech của bạc nguyecircn chất
2) Xaacutec định số phối triacute vagrave độ compac của mạng cfc
3) Xen kẽ lỗ tinh thể học khaacutec nhau khi tạo thagravenh
a) Cho biết bản chất vagrave số mắt của mỗi chất chứa trong một ocirc mạng
b) Xaacutec định baacuten kiacutenh cực đại ri của một nguyecircn tử lạ E higravenh cầu nằm trong mạng ở mỗi
kiểu lỗ magrave khocircng lagravem biến dạng mạng4) Vagraveng baacuten kiacutenh nguyecircn tử Rrsquo = 147pm tạo dung dịch rắn a vớ i bạc
a) Suy ra bản chất của dung dịch a nagravey
b) Biểu thị cấu truacutec hoacutea học của a theo phần mol x của vagraveng
5) Một hợ p kim bạc-vagraveng tươ ng ứng vớ i một thagravenh phần đặc biệt của dung dịch rắn a đặc
trưng bở i phần khối lượ ng vagraveng w = 01
a) Tiacutenh giaacute trị của x
b) Xaacutec định khối lượ ng thể tiacutech của hợ p kim nagravey
(Theo ENSIETA Ban Vật lyacute1992) H ướ ng d ẫ n giải
1) Sơ đồ ocirc mạng cfc
Số nguyecircn tử bạc trong một ocirc mạng
WWWFACEBOOKCOMDAYKEMQUY
WWWBOIDUONGHOAHOCQUYNHONBLOGSPO
WWDAYKEMQUYNHONUCOZCOM
ng goacutep PDF bởi GV Nguyễn Thanh Tuacute
7262019 CHUYEcircN ĐỀ DUYEcircN HẢI BẮC BỘ NĂM 2015 - HOacuteA HỌC TINH THỂ
983107983144983157983161983274983150 đề 983108983112983106983106 983090983088983089983093 983085 983124983145983150983144 983156983144ề 983124983154983137983150983143 983092983095983087983093983092
b) Baacuten kiacutenh gaacuten cho nguyecircn tử hidro lagrave r = 37 pm Suy ra kiểu lỗ tươ ng thiacutech vớ i sự
lấp đầy
c) Trong thực tế caacutec nguyecircn tử hidro nằm trong mọi lỗ kiểu khaacutec hatildey lập cocircng thức
nguyecircn của hiđrua vagrave necircu một viacute dụ về tinh thể ion đẳng cấu truacutec
2 ) Hợ p kim của titan vagrave sắt thagravenh phần TiFe lagrave hợ p chất magrave caacutec nguyecircn tử titan chiếm caacutec
lỗ mạng lập phươ ng đơ n giản của sắt thocircng số = 298 pm
a ) Necircu ra hợ p chất ion kiểu tươ ng ứng cấu truacutec nagravey
b ) Trong hợ p chất TiFe caacutec nguyecircn tử hiđro chiếm mọi lỗ tạo ra từ bốn nguyecircn tử titan
vagrave hai nguyecircn tử sắt ( xem higravenh vẽ )
Xaacutec định higravenh học của một lỗ như vậy Xaacutec định cocircng thức của hiđrua thu đượ c khi batildeo
hogravea caacutec lỗ nagravey
3 ) Khả năng trữ hiđro của một vật liệu M i biểu thị bằng dung lượ ng thể tiacutech hấp phụ C va ( M i ) đượ c định ngh ĩ a lagrave tỷ số khối lượ ng hiđro bị hấp phụ trecircn thể tiacutech đơ n vị của vật liệu
nguyecircn chất
a ) Biểu thị C va ( M i ) theo thể tiacutech V i của ocirc mạng vagrave theo lượ ng hiđro ni bị hấp phụ
b ) So saacutenh dung lượ ng thể tiacutech hấp phụ lyacute thuyết của hai vật liệu xeacutet ở mục 1 vagrave 2
c ) Tiacutenh khối lượ ng cực tiểu của vật liệu rắn cần để tạo ra cugraveng lượ ng hiđro magrave bigravenh chứa
đựng 700 kg khiacute hoacutea lỏng Kết luận
H ướ ng d ẫ n giải
1 a)Lỗ O R + r 0 =2 R =gt r 0 =662 pm
b)Lỗ T R + r t = 2 R =gt r t = 36 pm
c) Lỗ chiếm tươ ng thiacutech đượ c dự kiến lagrave O
WWWFACEBOOKCOMDAYKEMQUY
WWWBOIDUONGHOAHOCQUYNHONBLOGSPO
WWDAYKEMQUYNHONUCOZCOM
ng goacutep PDF bởi GV Nguyễn Thanh Tuacute
7262019 CHUYEcircN ĐỀ DUYEcircN HẢI BẮC BỘ NĂM 2015 - HOacuteA HỌC TINH THỂ
983107983144983157983161983274983150 đề 983108983112983106983106 983090983088983089983093 983085 983124983145983150983144 983156983144ề 983124983154983137983150983143 983092983097983087983093983092
VI Ứng dụng kiến thức tinh thể vagraveo cuộc sống
(Bagravei được triacutech từ ldquoBagravei chuẩn bị Icho 39rdquo)
HOA QUẢ RAU CỎ VAgrave CAacuteC NGUYEcircN TỬ
Khi giải quyế t vấ n đề nagraveychư a coacute loại rau quả nagraveo bị phaacute hủ y
Năm 1611 nhagrave toaacuten học vagrave thiecircn văn học người Đức Johannes Kepler nghiecircn cứu
sự sắp xếp caacutec viecircn đạn của suacuteng thần cocircng trong một kim tự thaacutep Ocircng khẳng định rằngchỉ coacute một caacutech duy nhất để sắp xếp caacutec quả cầu cứng giống hệt nhau vagraveo một thể tiacutech sao
cho khiacutet nhất coacute thể ldquohellipkhocircng thể coacute thếm bất cứ một caacutech sắp xếp nagraveo khaacutec để chegraven thecircm
dugrave một viecircn đạn nữa vagraveo hogravem đoacuterdquo Ocircng lagrave ngườ i đầu tiecircn phaacutet biểu về một vấn đề như vậy
vagrave sau nagravey noacute đượ c gọi lagrave ldquosự phỏng đoaacuten Keplerrdquo Năm 1998 Giaacuteo sư Thomas Hales1 đatilde
đưa ra giải phaacutep cho ldquosự phỏng đoaacuten Keplerrdquo Nội dung của giải phaacutep nagravey đatilde đượ c trigravenh
bagravey trong loạt bagravei baacuteo trecircn tờ ldquoHigravenh học rờ i rạc vagrave điện toaacutenrdquo ra đờ i từ năm 1997 Ocircng
nghiecircn cứu hơ n 150 caacutech sắp xếp khaacutec nhau khaacutec vớ i caacutech magrave Kepler đatilde đưa ra Giải phaacutep
của Hales đogravei hỏi khoảng 250 trang giấy in vagrave dung lượ ng 3 GB caacutec file trong maacutey tiacutenh
Qua caacutec chứng minh toaacuten học chặt chẽ thuật ngữ ldquosự sắp xếp đặc khiacutet caacutec quả cầurdquo (cps)
đatilde đượ c chấp nhận rộng ratildei trong l ĩ nh vực hoacutea học chất rắn vagrave cho đến nay noacute vẫn cograven giaacute
trị
WWWFACEBOOKCOMDAYKEMQUY
WWWBOIDUONGHOAHOCQUYNHONBLOGSPO
WWDAYKEMQUYNHONUCOZCOM
ng goacutep PDF bởi GV Nguyễn Thanh Tuacute
7262019 CHUYEcircN ĐỀ DUYEcircN HẢI BẮC BỘ NĂM 2015 - HOacuteA HỌC TINH THỂ
983107983144983157983161983274983150 đề 983108983112983106983106 983090983088983089983093 983085 983124983145983150983144 983156983144ề 983124983154983137983150983143 983093983089983087983093983092
thứ 3 đượ c xếp lecircn trecircn khoảng trống của lớ p thứ nhất (xem trườ ng hợ p B higravenh 2) Hatildey
tiacutenh độ chặt khiacutet cho caacutech sắp xếp thứ 2 đượ c gọi lagrave sắp xếp lập phươ ng tacircm diện fbc
d) Coacute một ngườ i nocircng dacircn đatilde xếp lớ p thứ ba theo kiểu fcc vagrave bacircy giờ khocircng xaacutec định
đượ c đacircu lagrave khoảng trống đacircu lagrave rau củ đatilde xếp ở lớ p thứ nhất Giaacute trị sẽ thay đổi như thế
nagraveo do sự sai lệch khi sắp xếp caacutec lớ p chặt khiacutet tiếp theo
3 Giả sử ngườ i nocircng dacircn nảy ra yacute định muốn xếp chung đagraveo vagrave dưa hấu vagraveo xe bằng caacutech
xếp đagraveo vagraveo khoảng trống giữa caacutec quả dưa hấu
a) Hatildey tiacutenh tỉ lệ baacuten kiacutenh giữa quả đagraveo vagrave dưa hấu lớ n nhất coacute thể để traacutenh bị dập caacutec quả
đagraveo trong caacutec trườ ng hợ p xếp đagraveo vagraveo
iLỗ trống lập phươ ng trong kiếu lập phươ ng đơ n giản
ii Lỗ trống baacutet diện trong kiếu lập phươ ng tacircm khối
iii Lỗ trống baacutet diện trong kiếu lập phươ ng tacircm diện
b) Trong caacutec kiếu sắp xếp sc hcp bcc vagrave fcc trung bigravenh vớ i một quả dưa hấu coacute thể
xếp tối đa bao nhiecircu quả đagraveo
c) Tiacutenh giaacute trị lớ n nhất cho caacutec kiếu sắp xếp sc bcc vagrave fcc coacute xếp đagraveo ở caacutec khoảng
trống
4 Hoa quả coacute thể bị hỏng do xe khocircng thoaacuteng gioacute
a) Để giữ caacutec khoảng trống trong kiểu sắp xếp bcc vagrave fcc ngườ i nocircng dacircn quyết định
chỉ xếp caacutec quả đagraveo vagraveo caacutec lỗ trống baacutet diện khocircng nối vớ i nhau qua mặt hay tacircm Trong
trườ ng hợ p nagravey vớ i một quả dưa coacute thể xếp đượ c bao nhiecircu quả đagraveo
b) Ngườ i nocircng dacircn ngh ĩ ra một caacutech khaacutec trong caacutech sắp xếp fcc ocircng xếp đagraveo vagraveo tất cả
caacutec lỗ trống baacutet diện (như trecircn) vagrave vớ i caacutec lỗ trống tứ diện ocircng xếp taacuteo vagraveo Theo caacutech
nagravey vớ i một quả dưa ocircng coacute thể xếp đượ c bao nhiecircu quả taacuteo
Tạo hoacutea cũng lagravem nảy sinh những vấn đề liacute thuacute như ldquosự phỏng đoaacuten Keplerrdquo Ngọc
opal lagrave một loại đaacute tự nhiecircn đượ c cấu tạo từ caacutec quả cầu beacute xiacuteu SiO2
(cỡ micro) sắp xếp đặc
khiacutet vớ i nhau Đặc tiacutenh của opal lagrave coacute thể phaacutet ra caacutec aacutenh saacuteng khaacutec nhau (phaacutet ngũ sắc) khi
đượ c chiếu saacuteng Hiện tượ ng nagravey đượ c giải thiacutech bằng sự nhiễu xạ aacutenh saacuteng nhigraven thấy tuacircn
theo định luật Bragg λ = 2d sinθ
Trong đoacute λ lagrave độ dagravei soacuteng của tia saacuteng d lagrave khoảng caacutech giữa caacutec lớ p sắp xếp chặtkhiacutet trong opal 2θ lagrave goacutec giữa tia tớ i vagrave tia nhiễu xạ (noacutei caacutech khaacutec θ lagrave goacutec nghiecircng giữa
tia sang vớ i bề mặt của đaacute opal)
Opal lagrave loại đaacute coacute cấu truacutec tinh thể đầu tiecircn đượ c biết lagrave coacute khả năng khuacutec xạ loại
vật chất đượ c cấu tạo từ caacutec quả cầu cỡ micro vớ i chỉ số khuacutec xạ cao Quang phổ của noacute đatilde
WWWFACEBOOKCOMDAYKEMQUY
WWWBOIDUONGHOAHOCQUYNHONBLOGSPO
WWDAYKEMQUYNHONUCOZCOM
ng goacutep PDF bởi GV Nguyễn Thanh Tuacute
7262019 CHUYEcircN ĐỀ DUYEcircN HẢI BẮC BỘ NĂM 2015 - HOacuteA HỌC TINH THỂ
983107983144983157983161983274983150 đề 983108983112983106983106 983090983088983089983093 983085 983124983145983150983144 983156983144ề 983124983154983137983150983143 983091983090983087983093983092
Magrave D=m
V = (2times M)(6023times 10
23times a
3)
Thay D=795 a= 2864 Ao
=gt M= 2679 gmol
Vậy M lagrave kim loại Fe
Bagravei 23 Một nguyecircn tố A coacute baacuten kiacutenh nguyecircn tử R = 136 pm vagrave đơ n chất kết tinh theo cấu
truacutec lập phươ ng tacircm diện tỷ khối d = 224 Xaacutec định A
H ướ ng d ẫ n giải
2R2a = = 385 pm 1A3
molg192Z
NaM minus=
ρ=
Đoacute lagrave Ir
Bagravei 24
Kim loại X đượ c tigravem thấy vagraveo năm 1737 Tecircn của noacute coacute nguồn gốc tiếng Đức lagraveldquokoboldrdquo coacute ngh ĩ a lagrave ldquolinh hồn của quỷrdquo Một mẫu kim loại X đượ c ngacircm trong nướ c cacircn
nặng 13315g trong khi đoacute đem ngacircm cugraveng khối lượ ng mẫu kim loại vagraveo CCl4 chỉ nặng
12331g Biết khối lượ ng riecircng của CCl4 lagrave 15842 gcm3Để xaacutec định nguyecircn tố X thigrave
ngườ i ta phải dugraveng đến nhiễu xạ neutron Phươ ng phaacutep nhiễu xạ nagravey chỉ đặc trưng cho cấu
truacutec lập phươ ng tacircm mặt (fcc) vagrave đo đượ c thocircng số mạng a= 35302pm
Hướng dẫn giải
3
3 3 7 3 23 1 1
4
890 (3530210 ) 60210 ( ) 5893( )4 4
A A
A
Z M M d
V N a N
d a N g cm cm mol M g mol
minus minus minus
= =
rArr = = =
Vậy X lagrave Co
Bagravei 25
Khi nhuacuteng chigravem một vật hoagraven vagraveo trong một chất lỏng thigrave noacute sẽ coacute khối lượ ng biểu
kiến vigrave noacute chịu lực đẩy Acsimet Nếu coi kim loại X coacute khối lượ ng m vagrave thể tiacutech V thigrave ta
coacute
4 4
2 2
33
1500012331 15842890
13315 10000 1685
X CCl CCl
X
X H O H O
m m d V m gm V d g cm
m m d V m V V cm
= minus == minusrArr rArr rArr =
= minus = minus =
Ocirc mạng fcc gồm 4 nguyecircn tử coacute
WWWFACEBOOKCOMDAYKEMQUY
WWWBOIDUONGHOAHOCQUYNHONBLOGSPO
WWDAYKEMQUYNHONUCOZCOM
ng goacutep PDF bởi GV Nguyễn Thanh Tuacute
7262019 CHUYEcircN ĐỀ DUYEcircN HẢI BẮC BỘ NĂM 2015 - HOacuteA HỌC TINH THỂ
1 Phacircn loại caacutec chất sau đacircy theo bản chất của lực tương taacutec giữa caacutec đơn vị cấu truacutec trong
mạng tinh thể của chuacuteng Cu kim cươ ng MgO C6H12O6 I2 Pb BN NaH
2 Maacuteu trong cơ thể ngườ i coacute magraveu đỏ vigrave chứa hemoglobin (chất vậnchuyển oxi chứa sắt) Maacuteu của một số động vật nhuyễn thể khocircng coacute
magraveu đỏ magrave coacute magraveu khaacutec vigrave chứa một kim loại khaacutec (X) Tế bagraveo đơ n vị (ocirc
mạng cơ sở ) lập phươ ng tacircm diện của tinh thể X (higravenh becircn) coacute cạnh
bằng 36210-8 cm Khối lượ ng riecircng của nguyecircn tố nagravey lagrave 8920 kgm3
WWWFACEBOOKCOMDAYKEMQUY
WWWBOIDUONGHOAHOCQUYNHONBLOGSPO
WWDAYKEMQUYNHONUCOZCOM
ng goacutep PDF bởi GV Nguyễn Thanh Tuacute
7262019 CHUYEcircN ĐỀ DUYEcircN HẢI BẮC BỘ NĂM 2015 - HOacuteA HỌC TINH THỂ
983107983144983157983161983274983150 đề 983108983112983106983106 983090983088983089983093 983085 983124983145983150983144 983156983144ề 983124983154983137983150983143 983091983097983087983093983092
Trong mỗi ocirc cơ sở coacute 4 phacircn tử BaO2 rarr thể tiacutech của mỗi ocirc V = 4mD
Vớ i m =100236
99915232713723
+= 2811310-22 gam
rarr V = 1979810-22 (cm3) = 197979342 (pm3)
(2x134 + 2a)2( 2x134 + 2a+149) = 197979342
(134 + a)2(134 + a+745) = 24747418
(134 + a)3+ (134 + a)2 745 - 24747418 = 0
rarr a = 2686-134 = 135 pm
Bagravei 33
Niken (II) oxit coacute cấu truacutec tinh thể giống mạng tinh thể natri clorua Caacutec ion O2- tạo
thagravenh mạng lập phươ ng tacircm mặt caacutec hốc baacutet diện coacute caacutec ion Ni2+ Khối lượ ng riecircng của
Niken (II) oxit lagrave 667 gcm3 Nếu cho Niken (II) oxit taacutec dụng vớ i Liti oxit vagrave oxi thigrave đượ c
caacutec tinh thể trắng coacute thagravenh phần LixNi1-xO
2x
Li2O + (1-x) NiO +4x
O2 rarr LixNi1-xO
Cấu truacutec mạng tinh thể của LixNi1-xO giống cấu truacutec mạng tinh thể của NiO nhưng
một số ion Ni2+ đượ c thay thế bằng caacutec ion Liti vagrave một số ion Ni2+ bị oxi hoacutea để đảm bảo
tiacutenh trung hogravea điện của phacircn tử Khối lượ ng riecircng của tinh thể LixNi1-xO lagrave 621 gcm3
Tiacutenh x (chấp nhận thể tiacutech của ocirc mạng cơ sở khocircng thay đổi khi chuyển từ NiO
thagravenh LixNi1-xO)
Cho NA= 60231023 mol-1 Ni = 5871 Li = 694 O = 16
H ướ ng d ẫ n giải
Trong một tinh thể sự sắp xếp của caacutec anion vagrave caacutec cation theo cấu truacutec mạng lậpphươ ng tacircm mặt Caacutec cation vagrave anion nằm xen kẽ nhau Một ocirc mạng cơ sở chứa 4 cation
vagrave 4 anion
3A
NiONiO aN
nMD =
Tiacutenh cạnh a của ocirc mạng cơ sở của NiO
WWWFACEBOOKCOMDAYKEMQUY
WWWBOIDUONGHOAHOCQUYNHONBLOGSPO
WWDAYKEMQUYNHONUCOZCOM
ng goacutep PDF bởi GV Nguyễn Thanh Tuacute
7262019 CHUYEcircN ĐỀ DUYEcircN HẢI BẮC BỘ NĂM 2015 - HOacuteA HỌC TINH THỂ
983107983144983157983161983274983150 đề 983108983112983106983106 983090983088983089983093 983085 983124983145983150983144 983156983144ề 983124983154983137983150983143 983092983088983087983093983092
323 667602310
74714a
timestimes
= = 400610-8 cm
Vậy[ ]
( )3823 420610602310
16x)5871(1694x4621
minustimes
+minus+times= =gt x = 01
Bagravei 34 (Đề thi chọn đội tuyển quốc tế 2013)
Hiện tượ ng caacutec ion khaacutech xacircm nhập vagraveo mạng lướ i tinh thể chủ vagrave chiếm caacutec vị triacute
hốc trống trong mạng lướ i tinh thể chủ xảy ra khaacute phổ biến Quaacute trigravenh nagravey thườ ng diễn ra
chậm vagrave ở nhiệt độ cao Tuy nhiecircn quaacute trigravenh xacircm nhập của cation Li+ vagraveo mạng lướ i tinh
thể ReO3 lại đặc biệt bở i chuacuteng xảy ra khaacute nhanh ngay ở nhiệt độ phograveng Trong tinh thể
ReO3 mỗi nguyecircn tử Re đượ c bao quanh bở i 6 nguyecircn tử oxi tạo necircn những baacutet diện đều
giống nhau Biết rằng tinh thể ReO3 thuộc hệ lập phươ ng (chiều dagravei mỗi cạnh lagrave 0374 nm)
trong đoacute nguyecircn tử Re chiếm caacutec vị triacute đỉnh của higravenh lập phươ ng
1 Hatildey chứng minh rằng nguyecircn tử oxi chỉ coacute thể chiếm vị triacute trung điểm tất cả caacutec cạnh
của ocirc mạng vagrave vẽ một ocirc mạng cơ sở của tinh thể ReO3
2 Giả sử tinh thể ReO3 coacute bản chất ion Cho biết baacuten kiacutenh của ion O2- lagrave 0126 nm
a) Tiacutenh baacuten kiacutenh của ion Re6+
b) Cation khaacutech coacute kiacutech thướ c lớ n nhất bằng bao nhiecircu để khi xacircm nhập vagraveo mạng lướ i
tinh thể ReO3 khocircng lagravem thay đổi kiacutech thướ c của ocirc mạng tinh thể (bỏ qua mọi tươ ng taacutec
giữa ion nagravey vagrave tinh thể ReO3)
Hướng dẫn giải
1 Biện luận vị triacute của O
- Do số phối triacute của Re = 6 vagrave tỉ lệ ReO = 13 necircn số phối triacute của O = 63 = 2
- Như vậy một O phối triacute vớ i 2 Re vagrave caacutech đều hai Re vigrave caacutec nguyecircn tử Re lagrave tươ ng đươ ng- Giả sử nguyecircn tử O1 (khocircng nằm trecircn cạnh a) phối triacute vớ i 2 Re thuộc cạnh a thigrave trong ocirc
mạng phiacutea trecircn (hoặc phiacutea dướ i) cũng sẽ coacute nguyecircn tử O1rsquo tươ ng đươ ng vớ i O1 cugraveng phối
triacute vớ i nguyecircn tử Re chung nagravey Goacutec liecircn kết O1ReO1rsquo ne 180 o vagrave ne 90 o (= 90o thigrave O1
phải ở tacircm của higravenh lập phươ ng SPT = 8) như vậy khocircng thỏa matilden điều kiện phối triacute baacutet
WWWFACEBOOKCOMDAYKEMQUY
WWWBOIDUONGHOAHOCQUYNHONBLOGSPO
WWDAYKEMQUYNHONUCOZCOM
ng goacutep PDF bởi GV Nguyễn Thanh Tuacute
7262019 CHUYEcircN ĐỀ DUYEcircN HẢI BẮC BỘ NĂM 2015 - HOacuteA HỌC TINH THỂ
983107983144983157983161983274983150 đề 983108983112983106983106 983090983088983089983093 983085 983124983145983150983144 983156983144ề 983124983154983137983150983143 983092983089983087983093983092
diện đều của Re Vậy O1 phải nằm trecircn cạnh a Vagrave đươ ng nhiecircn phải nằm ở trung điểm vigrave
noacute caacutech đều hai Re ở hai đỉnh
Kết luận Caacutec nguyecircn tử O nằm ở trung điểm của mỗi cạnh Kiểm tra tỉ lệ ReO
trong một ocirc mạng = (818) (1214) = 13
2 Tiacutenh baacuten kiacutenh Re6+
2r minus2O + 2r +6Re = a = 0374 nm vậy r +6Re = (0374 ndash 20126)2 = 0061 nm
Tiacutenh baacuten kiacutenh cự c đại của ion lạ
Ion lạ xacircm nhập sẽ chiếm vị triacute trung tacircm của ocirc mạng cơ sở Do vậy khoảng caacutech từ
tacircm đến trung điểm mỗi cạnh tươ ng ứng bằng r minus2O+ rion lạ = a 2 = 0374 141= 0265 nm
vậy baacuten kiacutenh cực đại của ion lạ = 0265 ndash 0126 = 0139 nm
Bagravei 35
Bạc baacuten kiacutenh nguyecircn tử R = 144pm kết tinh dạng ocirc mạng cfc Tugravey theo kiacutech thướ c
magrave caacutec nguyecircn tử lạ E coacute thể đi vagraveo trong mạng bạc tạo ra một dung dịch rắn coacute tecircn gọikhaacutec nhau dung dịch rắn xen kẽ ( bằng caacutech chiếm caacutec lỗ xen kẽ) hoặc dung dịch rắn
thay thế (bằng caacutech thay thế caacutec nguyecircn tử bạc)
1) Tiacutenh khối lượ ng thể tiacutech của bạc nguyecircn chất
2) Xaacutec định số phối triacute vagrave độ compac của mạng cfc
3) Xen kẽ lỗ tinh thể học khaacutec nhau khi tạo thagravenh
a) Cho biết bản chất vagrave số mắt của mỗi chất chứa trong một ocirc mạng
b) Xaacutec định baacuten kiacutenh cực đại ri của một nguyecircn tử lạ E higravenh cầu nằm trong mạng ở mỗi
kiểu lỗ magrave khocircng lagravem biến dạng mạng4) Vagraveng baacuten kiacutenh nguyecircn tử Rrsquo = 147pm tạo dung dịch rắn a vớ i bạc
a) Suy ra bản chất của dung dịch a nagravey
b) Biểu thị cấu truacutec hoacutea học của a theo phần mol x của vagraveng
5) Một hợ p kim bạc-vagraveng tươ ng ứng vớ i một thagravenh phần đặc biệt của dung dịch rắn a đặc
trưng bở i phần khối lượ ng vagraveng w = 01
a) Tiacutenh giaacute trị của x
b) Xaacutec định khối lượ ng thể tiacutech của hợ p kim nagravey
(Theo ENSIETA Ban Vật lyacute1992) H ướ ng d ẫ n giải
1) Sơ đồ ocirc mạng cfc
Số nguyecircn tử bạc trong một ocirc mạng
WWWFACEBOOKCOMDAYKEMQUY
WWWBOIDUONGHOAHOCQUYNHONBLOGSPO
WWDAYKEMQUYNHONUCOZCOM
ng goacutep PDF bởi GV Nguyễn Thanh Tuacute
7262019 CHUYEcircN ĐỀ DUYEcircN HẢI BẮC BỘ NĂM 2015 - HOacuteA HỌC TINH THỂ
983107983144983157983161983274983150 đề 983108983112983106983106 983090983088983089983093 983085 983124983145983150983144 983156983144ề 983124983154983137983150983143 983092983095983087983093983092
b) Baacuten kiacutenh gaacuten cho nguyecircn tử hidro lagrave r = 37 pm Suy ra kiểu lỗ tươ ng thiacutech vớ i sự
lấp đầy
c) Trong thực tế caacutec nguyecircn tử hidro nằm trong mọi lỗ kiểu khaacutec hatildey lập cocircng thức
nguyecircn của hiđrua vagrave necircu một viacute dụ về tinh thể ion đẳng cấu truacutec
2 ) Hợ p kim của titan vagrave sắt thagravenh phần TiFe lagrave hợ p chất magrave caacutec nguyecircn tử titan chiếm caacutec
lỗ mạng lập phươ ng đơ n giản của sắt thocircng số = 298 pm
a ) Necircu ra hợ p chất ion kiểu tươ ng ứng cấu truacutec nagravey
b ) Trong hợ p chất TiFe caacutec nguyecircn tử hiđro chiếm mọi lỗ tạo ra từ bốn nguyecircn tử titan
vagrave hai nguyecircn tử sắt ( xem higravenh vẽ )
Xaacutec định higravenh học của một lỗ như vậy Xaacutec định cocircng thức của hiđrua thu đượ c khi batildeo
hogravea caacutec lỗ nagravey
3 ) Khả năng trữ hiđro của một vật liệu M i biểu thị bằng dung lượ ng thể tiacutech hấp phụ C va ( M i ) đượ c định ngh ĩ a lagrave tỷ số khối lượ ng hiđro bị hấp phụ trecircn thể tiacutech đơ n vị của vật liệu
nguyecircn chất
a ) Biểu thị C va ( M i ) theo thể tiacutech V i của ocirc mạng vagrave theo lượ ng hiđro ni bị hấp phụ
b ) So saacutenh dung lượ ng thể tiacutech hấp phụ lyacute thuyết của hai vật liệu xeacutet ở mục 1 vagrave 2
c ) Tiacutenh khối lượ ng cực tiểu của vật liệu rắn cần để tạo ra cugraveng lượ ng hiđro magrave bigravenh chứa
đựng 700 kg khiacute hoacutea lỏng Kết luận
H ướ ng d ẫ n giải
1 a)Lỗ O R + r 0 =2 R =gt r 0 =662 pm
b)Lỗ T R + r t = 2 R =gt r t = 36 pm
c) Lỗ chiếm tươ ng thiacutech đượ c dự kiến lagrave O
WWWFACEBOOKCOMDAYKEMQUY
WWWBOIDUONGHOAHOCQUYNHONBLOGSPO
WWDAYKEMQUYNHONUCOZCOM
ng goacutep PDF bởi GV Nguyễn Thanh Tuacute
7262019 CHUYEcircN ĐỀ DUYEcircN HẢI BẮC BỘ NĂM 2015 - HOacuteA HỌC TINH THỂ
983107983144983157983161983274983150 đề 983108983112983106983106 983090983088983089983093 983085 983124983145983150983144 983156983144ề 983124983154983137983150983143 983092983097983087983093983092
VI Ứng dụng kiến thức tinh thể vagraveo cuộc sống
(Bagravei được triacutech từ ldquoBagravei chuẩn bị Icho 39rdquo)
HOA QUẢ RAU CỎ VAgrave CAacuteC NGUYEcircN TỬ
Khi giải quyế t vấ n đề nagraveychư a coacute loại rau quả nagraveo bị phaacute hủ y
Năm 1611 nhagrave toaacuten học vagrave thiecircn văn học người Đức Johannes Kepler nghiecircn cứu
sự sắp xếp caacutec viecircn đạn của suacuteng thần cocircng trong một kim tự thaacutep Ocircng khẳng định rằngchỉ coacute một caacutech duy nhất để sắp xếp caacutec quả cầu cứng giống hệt nhau vagraveo một thể tiacutech sao
cho khiacutet nhất coacute thể ldquohellipkhocircng thể coacute thếm bất cứ một caacutech sắp xếp nagraveo khaacutec để chegraven thecircm
dugrave một viecircn đạn nữa vagraveo hogravem đoacuterdquo Ocircng lagrave ngườ i đầu tiecircn phaacutet biểu về một vấn đề như vậy
vagrave sau nagravey noacute đượ c gọi lagrave ldquosự phỏng đoaacuten Keplerrdquo Năm 1998 Giaacuteo sư Thomas Hales1 đatilde
đưa ra giải phaacutep cho ldquosự phỏng đoaacuten Keplerrdquo Nội dung của giải phaacutep nagravey đatilde đượ c trigravenh
bagravey trong loạt bagravei baacuteo trecircn tờ ldquoHigravenh học rờ i rạc vagrave điện toaacutenrdquo ra đờ i từ năm 1997 Ocircng
nghiecircn cứu hơ n 150 caacutech sắp xếp khaacutec nhau khaacutec vớ i caacutech magrave Kepler đatilde đưa ra Giải phaacutep
của Hales đogravei hỏi khoảng 250 trang giấy in vagrave dung lượ ng 3 GB caacutec file trong maacutey tiacutenh
Qua caacutec chứng minh toaacuten học chặt chẽ thuật ngữ ldquosự sắp xếp đặc khiacutet caacutec quả cầurdquo (cps)
đatilde đượ c chấp nhận rộng ratildei trong l ĩ nh vực hoacutea học chất rắn vagrave cho đến nay noacute vẫn cograven giaacute
trị
WWWFACEBOOKCOMDAYKEMQUY
WWWBOIDUONGHOAHOCQUYNHONBLOGSPO
WWDAYKEMQUYNHONUCOZCOM
ng goacutep PDF bởi GV Nguyễn Thanh Tuacute
7262019 CHUYEcircN ĐỀ DUYEcircN HẢI BẮC BỘ NĂM 2015 - HOacuteA HỌC TINH THỂ
983107983144983157983161983274983150 đề 983108983112983106983106 983090983088983089983093 983085 983124983145983150983144 983156983144ề 983124983154983137983150983143 983093983089983087983093983092
thứ 3 đượ c xếp lecircn trecircn khoảng trống của lớ p thứ nhất (xem trườ ng hợ p B higravenh 2) Hatildey
tiacutenh độ chặt khiacutet cho caacutech sắp xếp thứ 2 đượ c gọi lagrave sắp xếp lập phươ ng tacircm diện fbc
d) Coacute một ngườ i nocircng dacircn đatilde xếp lớ p thứ ba theo kiểu fcc vagrave bacircy giờ khocircng xaacutec định
đượ c đacircu lagrave khoảng trống đacircu lagrave rau củ đatilde xếp ở lớ p thứ nhất Giaacute trị sẽ thay đổi như thế
nagraveo do sự sai lệch khi sắp xếp caacutec lớ p chặt khiacutet tiếp theo
3 Giả sử ngườ i nocircng dacircn nảy ra yacute định muốn xếp chung đagraveo vagrave dưa hấu vagraveo xe bằng caacutech
xếp đagraveo vagraveo khoảng trống giữa caacutec quả dưa hấu
a) Hatildey tiacutenh tỉ lệ baacuten kiacutenh giữa quả đagraveo vagrave dưa hấu lớ n nhất coacute thể để traacutenh bị dập caacutec quả
đagraveo trong caacutec trườ ng hợ p xếp đagraveo vagraveo
iLỗ trống lập phươ ng trong kiếu lập phươ ng đơ n giản
ii Lỗ trống baacutet diện trong kiếu lập phươ ng tacircm khối
iii Lỗ trống baacutet diện trong kiếu lập phươ ng tacircm diện
b) Trong caacutec kiếu sắp xếp sc hcp bcc vagrave fcc trung bigravenh vớ i một quả dưa hấu coacute thể
xếp tối đa bao nhiecircu quả đagraveo
c) Tiacutenh giaacute trị lớ n nhất cho caacutec kiếu sắp xếp sc bcc vagrave fcc coacute xếp đagraveo ở caacutec khoảng
trống
4 Hoa quả coacute thể bị hỏng do xe khocircng thoaacuteng gioacute
a) Để giữ caacutec khoảng trống trong kiểu sắp xếp bcc vagrave fcc ngườ i nocircng dacircn quyết định
chỉ xếp caacutec quả đagraveo vagraveo caacutec lỗ trống baacutet diện khocircng nối vớ i nhau qua mặt hay tacircm Trong
trườ ng hợ p nagravey vớ i một quả dưa coacute thể xếp đượ c bao nhiecircu quả đagraveo
b) Ngườ i nocircng dacircn ngh ĩ ra một caacutech khaacutec trong caacutech sắp xếp fcc ocircng xếp đagraveo vagraveo tất cả
caacutec lỗ trống baacutet diện (như trecircn) vagrave vớ i caacutec lỗ trống tứ diện ocircng xếp taacuteo vagraveo Theo caacutech
nagravey vớ i một quả dưa ocircng coacute thể xếp đượ c bao nhiecircu quả taacuteo
Tạo hoacutea cũng lagravem nảy sinh những vấn đề liacute thuacute như ldquosự phỏng đoaacuten Keplerrdquo Ngọc
opal lagrave một loại đaacute tự nhiecircn đượ c cấu tạo từ caacutec quả cầu beacute xiacuteu SiO2
(cỡ micro) sắp xếp đặc
khiacutet vớ i nhau Đặc tiacutenh của opal lagrave coacute thể phaacutet ra caacutec aacutenh saacuteng khaacutec nhau (phaacutet ngũ sắc) khi
đượ c chiếu saacuteng Hiện tượ ng nagravey đượ c giải thiacutech bằng sự nhiễu xạ aacutenh saacuteng nhigraven thấy tuacircn
theo định luật Bragg λ = 2d sinθ
Trong đoacute λ lagrave độ dagravei soacuteng của tia saacuteng d lagrave khoảng caacutech giữa caacutec lớ p sắp xếp chặtkhiacutet trong opal 2θ lagrave goacutec giữa tia tớ i vagrave tia nhiễu xạ (noacutei caacutech khaacutec θ lagrave goacutec nghiecircng giữa
tia sang vớ i bề mặt của đaacute opal)
Opal lagrave loại đaacute coacute cấu truacutec tinh thể đầu tiecircn đượ c biết lagrave coacute khả năng khuacutec xạ loại
vật chất đượ c cấu tạo từ caacutec quả cầu cỡ micro vớ i chỉ số khuacutec xạ cao Quang phổ của noacute đatilde
WWWFACEBOOKCOMDAYKEMQUY
WWWBOIDUONGHOAHOCQUYNHONBLOGSPO
WWDAYKEMQUYNHONUCOZCOM
ng goacutep PDF bởi GV Nguyễn Thanh Tuacute
7262019 CHUYEcircN ĐỀ DUYEcircN HẢI BẮC BỘ NĂM 2015 - HOacuteA HỌC TINH THỂ
983107983144983157983161983274983150 đề 983108983112983106983106 983090983088983089983093 983085 983124983145983150983144 983156983144ề 983124983154983137983150983143 983091983090983087983093983092
Magrave D=m
V = (2times M)(6023times 10
23times a
3)
Thay D=795 a= 2864 Ao
=gt M= 2679 gmol
Vậy M lagrave kim loại Fe
Bagravei 23 Một nguyecircn tố A coacute baacuten kiacutenh nguyecircn tử R = 136 pm vagrave đơ n chất kết tinh theo cấu
truacutec lập phươ ng tacircm diện tỷ khối d = 224 Xaacutec định A
H ướ ng d ẫ n giải
2R2a = = 385 pm 1A3
molg192Z
NaM minus=
ρ=
Đoacute lagrave Ir
Bagravei 24
Kim loại X đượ c tigravem thấy vagraveo năm 1737 Tecircn của noacute coacute nguồn gốc tiếng Đức lagraveldquokoboldrdquo coacute ngh ĩ a lagrave ldquolinh hồn của quỷrdquo Một mẫu kim loại X đượ c ngacircm trong nướ c cacircn
nặng 13315g trong khi đoacute đem ngacircm cugraveng khối lượ ng mẫu kim loại vagraveo CCl4 chỉ nặng
12331g Biết khối lượ ng riecircng của CCl4 lagrave 15842 gcm3Để xaacutec định nguyecircn tố X thigrave
ngườ i ta phải dugraveng đến nhiễu xạ neutron Phươ ng phaacutep nhiễu xạ nagravey chỉ đặc trưng cho cấu
truacutec lập phươ ng tacircm mặt (fcc) vagrave đo đượ c thocircng số mạng a= 35302pm
Hướng dẫn giải
3
3 3 7 3 23 1 1
4
890 (3530210 ) 60210 ( ) 5893( )4 4
A A
A
Z M M d
V N a N
d a N g cm cm mol M g mol
minus minus minus
= =
rArr = = =
Vậy X lagrave Co
Bagravei 25
Khi nhuacuteng chigravem một vật hoagraven vagraveo trong một chất lỏng thigrave noacute sẽ coacute khối lượ ng biểu
kiến vigrave noacute chịu lực đẩy Acsimet Nếu coi kim loại X coacute khối lượ ng m vagrave thể tiacutech V thigrave ta
coacute
4 4
2 2
33
1500012331 15842890
13315 10000 1685
X CCl CCl
X
X H O H O
m m d V m gm V d g cm
m m d V m V V cm
= minus == minusrArr rArr rArr =
= minus = minus =
Ocirc mạng fcc gồm 4 nguyecircn tử coacute
WWWFACEBOOKCOMDAYKEMQUY
WWWBOIDUONGHOAHOCQUYNHONBLOGSPO
WWDAYKEMQUYNHONUCOZCOM
ng goacutep PDF bởi GV Nguyễn Thanh Tuacute
7262019 CHUYEcircN ĐỀ DUYEcircN HẢI BẮC BỘ NĂM 2015 - HOacuteA HỌC TINH THỂ
1 Phacircn loại caacutec chất sau đacircy theo bản chất của lực tương taacutec giữa caacutec đơn vị cấu truacutec trong
mạng tinh thể của chuacuteng Cu kim cươ ng MgO C6H12O6 I2 Pb BN NaH
2 Maacuteu trong cơ thể ngườ i coacute magraveu đỏ vigrave chứa hemoglobin (chất vậnchuyển oxi chứa sắt) Maacuteu của một số động vật nhuyễn thể khocircng coacute
magraveu đỏ magrave coacute magraveu khaacutec vigrave chứa một kim loại khaacutec (X) Tế bagraveo đơ n vị (ocirc
mạng cơ sở ) lập phươ ng tacircm diện của tinh thể X (higravenh becircn) coacute cạnh
bằng 36210-8 cm Khối lượ ng riecircng của nguyecircn tố nagravey lagrave 8920 kgm3
WWWFACEBOOKCOMDAYKEMQUY
WWWBOIDUONGHOAHOCQUYNHONBLOGSPO
WWDAYKEMQUYNHONUCOZCOM
ng goacutep PDF bởi GV Nguyễn Thanh Tuacute
7262019 CHUYEcircN ĐỀ DUYEcircN HẢI BẮC BỘ NĂM 2015 - HOacuteA HỌC TINH THỂ
983107983144983157983161983274983150 đề 983108983112983106983106 983090983088983089983093 983085 983124983145983150983144 983156983144ề 983124983154983137983150983143 983091983097983087983093983092
Trong mỗi ocirc cơ sở coacute 4 phacircn tử BaO2 rarr thể tiacutech của mỗi ocirc V = 4mD
Vớ i m =100236
99915232713723
+= 2811310-22 gam
rarr V = 1979810-22 (cm3) = 197979342 (pm3)
(2x134 + 2a)2( 2x134 + 2a+149) = 197979342
(134 + a)2(134 + a+745) = 24747418
(134 + a)3+ (134 + a)2 745 - 24747418 = 0
rarr a = 2686-134 = 135 pm
Bagravei 33
Niken (II) oxit coacute cấu truacutec tinh thể giống mạng tinh thể natri clorua Caacutec ion O2- tạo
thagravenh mạng lập phươ ng tacircm mặt caacutec hốc baacutet diện coacute caacutec ion Ni2+ Khối lượ ng riecircng của
Niken (II) oxit lagrave 667 gcm3 Nếu cho Niken (II) oxit taacutec dụng vớ i Liti oxit vagrave oxi thigrave đượ c
caacutec tinh thể trắng coacute thagravenh phần LixNi1-xO
2x
Li2O + (1-x) NiO +4x
O2 rarr LixNi1-xO
Cấu truacutec mạng tinh thể của LixNi1-xO giống cấu truacutec mạng tinh thể của NiO nhưng
một số ion Ni2+ đượ c thay thế bằng caacutec ion Liti vagrave một số ion Ni2+ bị oxi hoacutea để đảm bảo
tiacutenh trung hogravea điện của phacircn tử Khối lượ ng riecircng của tinh thể LixNi1-xO lagrave 621 gcm3
Tiacutenh x (chấp nhận thể tiacutech của ocirc mạng cơ sở khocircng thay đổi khi chuyển từ NiO
thagravenh LixNi1-xO)
Cho NA= 60231023 mol-1 Ni = 5871 Li = 694 O = 16
H ướ ng d ẫ n giải
Trong một tinh thể sự sắp xếp của caacutec anion vagrave caacutec cation theo cấu truacutec mạng lậpphươ ng tacircm mặt Caacutec cation vagrave anion nằm xen kẽ nhau Một ocirc mạng cơ sở chứa 4 cation
vagrave 4 anion
3A
NiONiO aN
nMD =
Tiacutenh cạnh a của ocirc mạng cơ sở của NiO
WWWFACEBOOKCOMDAYKEMQUY
WWWBOIDUONGHOAHOCQUYNHONBLOGSPO
WWDAYKEMQUYNHONUCOZCOM
ng goacutep PDF bởi GV Nguyễn Thanh Tuacute
7262019 CHUYEcircN ĐỀ DUYEcircN HẢI BẮC BỘ NĂM 2015 - HOacuteA HỌC TINH THỂ
983107983144983157983161983274983150 đề 983108983112983106983106 983090983088983089983093 983085 983124983145983150983144 983156983144ề 983124983154983137983150983143 983092983088983087983093983092
323 667602310
74714a
timestimes
= = 400610-8 cm
Vậy[ ]
( )3823 420610602310
16x)5871(1694x4621
minustimes
+minus+times= =gt x = 01
Bagravei 34 (Đề thi chọn đội tuyển quốc tế 2013)
Hiện tượ ng caacutec ion khaacutech xacircm nhập vagraveo mạng lướ i tinh thể chủ vagrave chiếm caacutec vị triacute
hốc trống trong mạng lướ i tinh thể chủ xảy ra khaacute phổ biến Quaacute trigravenh nagravey thườ ng diễn ra
chậm vagrave ở nhiệt độ cao Tuy nhiecircn quaacute trigravenh xacircm nhập của cation Li+ vagraveo mạng lướ i tinh
thể ReO3 lại đặc biệt bở i chuacuteng xảy ra khaacute nhanh ngay ở nhiệt độ phograveng Trong tinh thể
ReO3 mỗi nguyecircn tử Re đượ c bao quanh bở i 6 nguyecircn tử oxi tạo necircn những baacutet diện đều
giống nhau Biết rằng tinh thể ReO3 thuộc hệ lập phươ ng (chiều dagravei mỗi cạnh lagrave 0374 nm)
trong đoacute nguyecircn tử Re chiếm caacutec vị triacute đỉnh của higravenh lập phươ ng
1 Hatildey chứng minh rằng nguyecircn tử oxi chỉ coacute thể chiếm vị triacute trung điểm tất cả caacutec cạnh
của ocirc mạng vagrave vẽ một ocirc mạng cơ sở của tinh thể ReO3
2 Giả sử tinh thể ReO3 coacute bản chất ion Cho biết baacuten kiacutenh của ion O2- lagrave 0126 nm
a) Tiacutenh baacuten kiacutenh của ion Re6+
b) Cation khaacutech coacute kiacutech thướ c lớ n nhất bằng bao nhiecircu để khi xacircm nhập vagraveo mạng lướ i
tinh thể ReO3 khocircng lagravem thay đổi kiacutech thướ c của ocirc mạng tinh thể (bỏ qua mọi tươ ng taacutec
giữa ion nagravey vagrave tinh thể ReO3)
Hướng dẫn giải
1 Biện luận vị triacute của O
- Do số phối triacute của Re = 6 vagrave tỉ lệ ReO = 13 necircn số phối triacute của O = 63 = 2
- Như vậy một O phối triacute vớ i 2 Re vagrave caacutech đều hai Re vigrave caacutec nguyecircn tử Re lagrave tươ ng đươ ng- Giả sử nguyecircn tử O1 (khocircng nằm trecircn cạnh a) phối triacute vớ i 2 Re thuộc cạnh a thigrave trong ocirc
mạng phiacutea trecircn (hoặc phiacutea dướ i) cũng sẽ coacute nguyecircn tử O1rsquo tươ ng đươ ng vớ i O1 cugraveng phối
triacute vớ i nguyecircn tử Re chung nagravey Goacutec liecircn kết O1ReO1rsquo ne 180 o vagrave ne 90 o (= 90o thigrave O1
phải ở tacircm của higravenh lập phươ ng SPT = 8) như vậy khocircng thỏa matilden điều kiện phối triacute baacutet
WWWFACEBOOKCOMDAYKEMQUY
WWWBOIDUONGHOAHOCQUYNHONBLOGSPO
WWDAYKEMQUYNHONUCOZCOM
ng goacutep PDF bởi GV Nguyễn Thanh Tuacute
7262019 CHUYEcircN ĐỀ DUYEcircN HẢI BẮC BỘ NĂM 2015 - HOacuteA HỌC TINH THỂ
983107983144983157983161983274983150 đề 983108983112983106983106 983090983088983089983093 983085 983124983145983150983144 983156983144ề 983124983154983137983150983143 983092983089983087983093983092
diện đều của Re Vậy O1 phải nằm trecircn cạnh a Vagrave đươ ng nhiecircn phải nằm ở trung điểm vigrave
noacute caacutech đều hai Re ở hai đỉnh
Kết luận Caacutec nguyecircn tử O nằm ở trung điểm của mỗi cạnh Kiểm tra tỉ lệ ReO
trong một ocirc mạng = (818) (1214) = 13
2 Tiacutenh baacuten kiacutenh Re6+
2r minus2O + 2r +6Re = a = 0374 nm vậy r +6Re = (0374 ndash 20126)2 = 0061 nm
Tiacutenh baacuten kiacutenh cự c đại của ion lạ
Ion lạ xacircm nhập sẽ chiếm vị triacute trung tacircm của ocirc mạng cơ sở Do vậy khoảng caacutech từ
tacircm đến trung điểm mỗi cạnh tươ ng ứng bằng r minus2O+ rion lạ = a 2 = 0374 141= 0265 nm
vậy baacuten kiacutenh cực đại của ion lạ = 0265 ndash 0126 = 0139 nm
Bagravei 35
Bạc baacuten kiacutenh nguyecircn tử R = 144pm kết tinh dạng ocirc mạng cfc Tugravey theo kiacutech thướ c
magrave caacutec nguyecircn tử lạ E coacute thể đi vagraveo trong mạng bạc tạo ra một dung dịch rắn coacute tecircn gọikhaacutec nhau dung dịch rắn xen kẽ ( bằng caacutech chiếm caacutec lỗ xen kẽ) hoặc dung dịch rắn
thay thế (bằng caacutech thay thế caacutec nguyecircn tử bạc)
1) Tiacutenh khối lượ ng thể tiacutech của bạc nguyecircn chất
2) Xaacutec định số phối triacute vagrave độ compac của mạng cfc
3) Xen kẽ lỗ tinh thể học khaacutec nhau khi tạo thagravenh
a) Cho biết bản chất vagrave số mắt của mỗi chất chứa trong một ocirc mạng
b) Xaacutec định baacuten kiacutenh cực đại ri của một nguyecircn tử lạ E higravenh cầu nằm trong mạng ở mỗi
kiểu lỗ magrave khocircng lagravem biến dạng mạng4) Vagraveng baacuten kiacutenh nguyecircn tử Rrsquo = 147pm tạo dung dịch rắn a vớ i bạc
a) Suy ra bản chất của dung dịch a nagravey
b) Biểu thị cấu truacutec hoacutea học của a theo phần mol x của vagraveng
5) Một hợ p kim bạc-vagraveng tươ ng ứng vớ i một thagravenh phần đặc biệt của dung dịch rắn a đặc
trưng bở i phần khối lượ ng vagraveng w = 01
a) Tiacutenh giaacute trị của x
b) Xaacutec định khối lượ ng thể tiacutech của hợ p kim nagravey
(Theo ENSIETA Ban Vật lyacute1992) H ướ ng d ẫ n giải
1) Sơ đồ ocirc mạng cfc
Số nguyecircn tử bạc trong một ocirc mạng
WWWFACEBOOKCOMDAYKEMQUY
WWWBOIDUONGHOAHOCQUYNHONBLOGSPO
WWDAYKEMQUYNHONUCOZCOM
ng goacutep PDF bởi GV Nguyễn Thanh Tuacute
7262019 CHUYEcircN ĐỀ DUYEcircN HẢI BẮC BỘ NĂM 2015 - HOacuteA HỌC TINH THỂ
983107983144983157983161983274983150 đề 983108983112983106983106 983090983088983089983093 983085 983124983145983150983144 983156983144ề 983124983154983137983150983143 983092983095983087983093983092
b) Baacuten kiacutenh gaacuten cho nguyecircn tử hidro lagrave r = 37 pm Suy ra kiểu lỗ tươ ng thiacutech vớ i sự
lấp đầy
c) Trong thực tế caacutec nguyecircn tử hidro nằm trong mọi lỗ kiểu khaacutec hatildey lập cocircng thức
nguyecircn của hiđrua vagrave necircu một viacute dụ về tinh thể ion đẳng cấu truacutec
2 ) Hợ p kim của titan vagrave sắt thagravenh phần TiFe lagrave hợ p chất magrave caacutec nguyecircn tử titan chiếm caacutec
lỗ mạng lập phươ ng đơ n giản của sắt thocircng số = 298 pm
a ) Necircu ra hợ p chất ion kiểu tươ ng ứng cấu truacutec nagravey
b ) Trong hợ p chất TiFe caacutec nguyecircn tử hiđro chiếm mọi lỗ tạo ra từ bốn nguyecircn tử titan
vagrave hai nguyecircn tử sắt ( xem higravenh vẽ )
Xaacutec định higravenh học của một lỗ như vậy Xaacutec định cocircng thức của hiđrua thu đượ c khi batildeo
hogravea caacutec lỗ nagravey
3 ) Khả năng trữ hiđro của một vật liệu M i biểu thị bằng dung lượ ng thể tiacutech hấp phụ C va ( M i ) đượ c định ngh ĩ a lagrave tỷ số khối lượ ng hiđro bị hấp phụ trecircn thể tiacutech đơ n vị của vật liệu
nguyecircn chất
a ) Biểu thị C va ( M i ) theo thể tiacutech V i của ocirc mạng vagrave theo lượ ng hiđro ni bị hấp phụ
b ) So saacutenh dung lượ ng thể tiacutech hấp phụ lyacute thuyết của hai vật liệu xeacutet ở mục 1 vagrave 2
c ) Tiacutenh khối lượ ng cực tiểu của vật liệu rắn cần để tạo ra cugraveng lượ ng hiđro magrave bigravenh chứa
đựng 700 kg khiacute hoacutea lỏng Kết luận
H ướ ng d ẫ n giải
1 a)Lỗ O R + r 0 =2 R =gt r 0 =662 pm
b)Lỗ T R + r t = 2 R =gt r t = 36 pm
c) Lỗ chiếm tươ ng thiacutech đượ c dự kiến lagrave O
WWWFACEBOOKCOMDAYKEMQUY
WWWBOIDUONGHOAHOCQUYNHONBLOGSPO
WWDAYKEMQUYNHONUCOZCOM
ng goacutep PDF bởi GV Nguyễn Thanh Tuacute
7262019 CHUYEcircN ĐỀ DUYEcircN HẢI BẮC BỘ NĂM 2015 - HOacuteA HỌC TINH THỂ
983107983144983157983161983274983150 đề 983108983112983106983106 983090983088983089983093 983085 983124983145983150983144 983156983144ề 983124983154983137983150983143 983092983097983087983093983092
VI Ứng dụng kiến thức tinh thể vagraveo cuộc sống
(Bagravei được triacutech từ ldquoBagravei chuẩn bị Icho 39rdquo)
HOA QUẢ RAU CỎ VAgrave CAacuteC NGUYEcircN TỬ
Khi giải quyế t vấ n đề nagraveychư a coacute loại rau quả nagraveo bị phaacute hủ y
Năm 1611 nhagrave toaacuten học vagrave thiecircn văn học người Đức Johannes Kepler nghiecircn cứu
sự sắp xếp caacutec viecircn đạn của suacuteng thần cocircng trong một kim tự thaacutep Ocircng khẳng định rằngchỉ coacute một caacutech duy nhất để sắp xếp caacutec quả cầu cứng giống hệt nhau vagraveo một thể tiacutech sao
cho khiacutet nhất coacute thể ldquohellipkhocircng thể coacute thếm bất cứ một caacutech sắp xếp nagraveo khaacutec để chegraven thecircm
dugrave một viecircn đạn nữa vagraveo hogravem đoacuterdquo Ocircng lagrave ngườ i đầu tiecircn phaacutet biểu về một vấn đề như vậy
vagrave sau nagravey noacute đượ c gọi lagrave ldquosự phỏng đoaacuten Keplerrdquo Năm 1998 Giaacuteo sư Thomas Hales1 đatilde
đưa ra giải phaacutep cho ldquosự phỏng đoaacuten Keplerrdquo Nội dung của giải phaacutep nagravey đatilde đượ c trigravenh
bagravey trong loạt bagravei baacuteo trecircn tờ ldquoHigravenh học rờ i rạc vagrave điện toaacutenrdquo ra đờ i từ năm 1997 Ocircng
nghiecircn cứu hơ n 150 caacutech sắp xếp khaacutec nhau khaacutec vớ i caacutech magrave Kepler đatilde đưa ra Giải phaacutep
của Hales đogravei hỏi khoảng 250 trang giấy in vagrave dung lượ ng 3 GB caacutec file trong maacutey tiacutenh
Qua caacutec chứng minh toaacuten học chặt chẽ thuật ngữ ldquosự sắp xếp đặc khiacutet caacutec quả cầurdquo (cps)
đatilde đượ c chấp nhận rộng ratildei trong l ĩ nh vực hoacutea học chất rắn vagrave cho đến nay noacute vẫn cograven giaacute
trị
WWWFACEBOOKCOMDAYKEMQUY
WWWBOIDUONGHOAHOCQUYNHONBLOGSPO
WWDAYKEMQUYNHONUCOZCOM
ng goacutep PDF bởi GV Nguyễn Thanh Tuacute
7262019 CHUYEcircN ĐỀ DUYEcircN HẢI BẮC BỘ NĂM 2015 - HOacuteA HỌC TINH THỂ
983107983144983157983161983274983150 đề 983108983112983106983106 983090983088983089983093 983085 983124983145983150983144 983156983144ề 983124983154983137983150983143 983093983089983087983093983092
thứ 3 đượ c xếp lecircn trecircn khoảng trống của lớ p thứ nhất (xem trườ ng hợ p B higravenh 2) Hatildey
tiacutenh độ chặt khiacutet cho caacutech sắp xếp thứ 2 đượ c gọi lagrave sắp xếp lập phươ ng tacircm diện fbc
d) Coacute một ngườ i nocircng dacircn đatilde xếp lớ p thứ ba theo kiểu fcc vagrave bacircy giờ khocircng xaacutec định
đượ c đacircu lagrave khoảng trống đacircu lagrave rau củ đatilde xếp ở lớ p thứ nhất Giaacute trị sẽ thay đổi như thế
nagraveo do sự sai lệch khi sắp xếp caacutec lớ p chặt khiacutet tiếp theo
3 Giả sử ngườ i nocircng dacircn nảy ra yacute định muốn xếp chung đagraveo vagrave dưa hấu vagraveo xe bằng caacutech
xếp đagraveo vagraveo khoảng trống giữa caacutec quả dưa hấu
a) Hatildey tiacutenh tỉ lệ baacuten kiacutenh giữa quả đagraveo vagrave dưa hấu lớ n nhất coacute thể để traacutenh bị dập caacutec quả
đagraveo trong caacutec trườ ng hợ p xếp đagraveo vagraveo
iLỗ trống lập phươ ng trong kiếu lập phươ ng đơ n giản
ii Lỗ trống baacutet diện trong kiếu lập phươ ng tacircm khối
iii Lỗ trống baacutet diện trong kiếu lập phươ ng tacircm diện
b) Trong caacutec kiếu sắp xếp sc hcp bcc vagrave fcc trung bigravenh vớ i một quả dưa hấu coacute thể
xếp tối đa bao nhiecircu quả đagraveo
c) Tiacutenh giaacute trị lớ n nhất cho caacutec kiếu sắp xếp sc bcc vagrave fcc coacute xếp đagraveo ở caacutec khoảng
trống
4 Hoa quả coacute thể bị hỏng do xe khocircng thoaacuteng gioacute
a) Để giữ caacutec khoảng trống trong kiểu sắp xếp bcc vagrave fcc ngườ i nocircng dacircn quyết định
chỉ xếp caacutec quả đagraveo vagraveo caacutec lỗ trống baacutet diện khocircng nối vớ i nhau qua mặt hay tacircm Trong
trườ ng hợ p nagravey vớ i một quả dưa coacute thể xếp đượ c bao nhiecircu quả đagraveo
b) Ngườ i nocircng dacircn ngh ĩ ra một caacutech khaacutec trong caacutech sắp xếp fcc ocircng xếp đagraveo vagraveo tất cả
caacutec lỗ trống baacutet diện (như trecircn) vagrave vớ i caacutec lỗ trống tứ diện ocircng xếp taacuteo vagraveo Theo caacutech
nagravey vớ i một quả dưa ocircng coacute thể xếp đượ c bao nhiecircu quả taacuteo
Tạo hoacutea cũng lagravem nảy sinh những vấn đề liacute thuacute như ldquosự phỏng đoaacuten Keplerrdquo Ngọc
opal lagrave một loại đaacute tự nhiecircn đượ c cấu tạo từ caacutec quả cầu beacute xiacuteu SiO2
(cỡ micro) sắp xếp đặc
khiacutet vớ i nhau Đặc tiacutenh của opal lagrave coacute thể phaacutet ra caacutec aacutenh saacuteng khaacutec nhau (phaacutet ngũ sắc) khi
đượ c chiếu saacuteng Hiện tượ ng nagravey đượ c giải thiacutech bằng sự nhiễu xạ aacutenh saacuteng nhigraven thấy tuacircn
theo định luật Bragg λ = 2d sinθ
Trong đoacute λ lagrave độ dagravei soacuteng của tia saacuteng d lagrave khoảng caacutech giữa caacutec lớ p sắp xếp chặtkhiacutet trong opal 2θ lagrave goacutec giữa tia tớ i vagrave tia nhiễu xạ (noacutei caacutech khaacutec θ lagrave goacutec nghiecircng giữa
tia sang vớ i bề mặt của đaacute opal)
Opal lagrave loại đaacute coacute cấu truacutec tinh thể đầu tiecircn đượ c biết lagrave coacute khả năng khuacutec xạ loại
vật chất đượ c cấu tạo từ caacutec quả cầu cỡ micro vớ i chỉ số khuacutec xạ cao Quang phổ của noacute đatilde
WWWFACEBOOKCOMDAYKEMQUY
WWWBOIDUONGHOAHOCQUYNHONBLOGSPO
WWDAYKEMQUYNHONUCOZCOM
ng goacutep PDF bởi GV Nguyễn Thanh Tuacute
7262019 CHUYEcircN ĐỀ DUYEcircN HẢI BẮC BỘ NĂM 2015 - HOacuteA HỌC TINH THỂ
983107983144983157983161983274983150 đề 983108983112983106983106 983090983088983089983093 983085 983124983145983150983144 983156983144ề 983124983154983137983150983143 983091983090983087983093983092
Magrave D=m
V = (2times M)(6023times 10
23times a
3)
Thay D=795 a= 2864 Ao
=gt M= 2679 gmol
Vậy M lagrave kim loại Fe
Bagravei 23 Một nguyecircn tố A coacute baacuten kiacutenh nguyecircn tử R = 136 pm vagrave đơ n chất kết tinh theo cấu
truacutec lập phươ ng tacircm diện tỷ khối d = 224 Xaacutec định A
H ướ ng d ẫ n giải
2R2a = = 385 pm 1A3
molg192Z
NaM minus=
ρ=
Đoacute lagrave Ir
Bagravei 24
Kim loại X đượ c tigravem thấy vagraveo năm 1737 Tecircn của noacute coacute nguồn gốc tiếng Đức lagraveldquokoboldrdquo coacute ngh ĩ a lagrave ldquolinh hồn của quỷrdquo Một mẫu kim loại X đượ c ngacircm trong nướ c cacircn
nặng 13315g trong khi đoacute đem ngacircm cugraveng khối lượ ng mẫu kim loại vagraveo CCl4 chỉ nặng
12331g Biết khối lượ ng riecircng của CCl4 lagrave 15842 gcm3Để xaacutec định nguyecircn tố X thigrave
ngườ i ta phải dugraveng đến nhiễu xạ neutron Phươ ng phaacutep nhiễu xạ nagravey chỉ đặc trưng cho cấu
truacutec lập phươ ng tacircm mặt (fcc) vagrave đo đượ c thocircng số mạng a= 35302pm
Hướng dẫn giải
3
3 3 7 3 23 1 1
4
890 (3530210 ) 60210 ( ) 5893( )4 4
A A
A
Z M M d
V N a N
d a N g cm cm mol M g mol
minus minus minus
= =
rArr = = =
Vậy X lagrave Co
Bagravei 25
Khi nhuacuteng chigravem một vật hoagraven vagraveo trong một chất lỏng thigrave noacute sẽ coacute khối lượ ng biểu
kiến vigrave noacute chịu lực đẩy Acsimet Nếu coi kim loại X coacute khối lượ ng m vagrave thể tiacutech V thigrave ta
coacute
4 4
2 2
33
1500012331 15842890
13315 10000 1685
X CCl CCl
X
X H O H O
m m d V m gm V d g cm
m m d V m V V cm
= minus == minusrArr rArr rArr =
= minus = minus =
Ocirc mạng fcc gồm 4 nguyecircn tử coacute
WWWFACEBOOKCOMDAYKEMQUY
WWWBOIDUONGHOAHOCQUYNHONBLOGSPO
WWDAYKEMQUYNHONUCOZCOM
ng goacutep PDF bởi GV Nguyễn Thanh Tuacute
7262019 CHUYEcircN ĐỀ DUYEcircN HẢI BẮC BỘ NĂM 2015 - HOacuteA HỌC TINH THỂ
1 Phacircn loại caacutec chất sau đacircy theo bản chất của lực tương taacutec giữa caacutec đơn vị cấu truacutec trong
mạng tinh thể của chuacuteng Cu kim cươ ng MgO C6H12O6 I2 Pb BN NaH
2 Maacuteu trong cơ thể ngườ i coacute magraveu đỏ vigrave chứa hemoglobin (chất vậnchuyển oxi chứa sắt) Maacuteu của một số động vật nhuyễn thể khocircng coacute
magraveu đỏ magrave coacute magraveu khaacutec vigrave chứa một kim loại khaacutec (X) Tế bagraveo đơ n vị (ocirc
mạng cơ sở ) lập phươ ng tacircm diện của tinh thể X (higravenh becircn) coacute cạnh
bằng 36210-8 cm Khối lượ ng riecircng của nguyecircn tố nagravey lagrave 8920 kgm3
WWWFACEBOOKCOMDAYKEMQUY
WWWBOIDUONGHOAHOCQUYNHONBLOGSPO
WWDAYKEMQUYNHONUCOZCOM
ng goacutep PDF bởi GV Nguyễn Thanh Tuacute
7262019 CHUYEcircN ĐỀ DUYEcircN HẢI BẮC BỘ NĂM 2015 - HOacuteA HỌC TINH THỂ
983107983144983157983161983274983150 đề 983108983112983106983106 983090983088983089983093 983085 983124983145983150983144 983156983144ề 983124983154983137983150983143 983091983097983087983093983092
Trong mỗi ocirc cơ sở coacute 4 phacircn tử BaO2 rarr thể tiacutech của mỗi ocirc V = 4mD
Vớ i m =100236
99915232713723
+= 2811310-22 gam
rarr V = 1979810-22 (cm3) = 197979342 (pm3)
(2x134 + 2a)2( 2x134 + 2a+149) = 197979342
(134 + a)2(134 + a+745) = 24747418
(134 + a)3+ (134 + a)2 745 - 24747418 = 0
rarr a = 2686-134 = 135 pm
Bagravei 33
Niken (II) oxit coacute cấu truacutec tinh thể giống mạng tinh thể natri clorua Caacutec ion O2- tạo
thagravenh mạng lập phươ ng tacircm mặt caacutec hốc baacutet diện coacute caacutec ion Ni2+ Khối lượ ng riecircng của
Niken (II) oxit lagrave 667 gcm3 Nếu cho Niken (II) oxit taacutec dụng vớ i Liti oxit vagrave oxi thigrave đượ c
caacutec tinh thể trắng coacute thagravenh phần LixNi1-xO
2x
Li2O + (1-x) NiO +4x
O2 rarr LixNi1-xO
Cấu truacutec mạng tinh thể của LixNi1-xO giống cấu truacutec mạng tinh thể của NiO nhưng
một số ion Ni2+ đượ c thay thế bằng caacutec ion Liti vagrave một số ion Ni2+ bị oxi hoacutea để đảm bảo
tiacutenh trung hogravea điện của phacircn tử Khối lượ ng riecircng của tinh thể LixNi1-xO lagrave 621 gcm3
Tiacutenh x (chấp nhận thể tiacutech của ocirc mạng cơ sở khocircng thay đổi khi chuyển từ NiO
thagravenh LixNi1-xO)
Cho NA= 60231023 mol-1 Ni = 5871 Li = 694 O = 16
H ướ ng d ẫ n giải
Trong một tinh thể sự sắp xếp của caacutec anion vagrave caacutec cation theo cấu truacutec mạng lậpphươ ng tacircm mặt Caacutec cation vagrave anion nằm xen kẽ nhau Một ocirc mạng cơ sở chứa 4 cation
vagrave 4 anion
3A
NiONiO aN
nMD =
Tiacutenh cạnh a của ocirc mạng cơ sở của NiO
WWWFACEBOOKCOMDAYKEMQUY
WWWBOIDUONGHOAHOCQUYNHONBLOGSPO
WWDAYKEMQUYNHONUCOZCOM
ng goacutep PDF bởi GV Nguyễn Thanh Tuacute
7262019 CHUYEcircN ĐỀ DUYEcircN HẢI BẮC BỘ NĂM 2015 - HOacuteA HỌC TINH THỂ
983107983144983157983161983274983150 đề 983108983112983106983106 983090983088983089983093 983085 983124983145983150983144 983156983144ề 983124983154983137983150983143 983092983088983087983093983092
323 667602310
74714a
timestimes
= = 400610-8 cm
Vậy[ ]
( )3823 420610602310
16x)5871(1694x4621
minustimes
+minus+times= =gt x = 01
Bagravei 34 (Đề thi chọn đội tuyển quốc tế 2013)
Hiện tượ ng caacutec ion khaacutech xacircm nhập vagraveo mạng lướ i tinh thể chủ vagrave chiếm caacutec vị triacute
hốc trống trong mạng lướ i tinh thể chủ xảy ra khaacute phổ biến Quaacute trigravenh nagravey thườ ng diễn ra
chậm vagrave ở nhiệt độ cao Tuy nhiecircn quaacute trigravenh xacircm nhập của cation Li+ vagraveo mạng lướ i tinh
thể ReO3 lại đặc biệt bở i chuacuteng xảy ra khaacute nhanh ngay ở nhiệt độ phograveng Trong tinh thể
ReO3 mỗi nguyecircn tử Re đượ c bao quanh bở i 6 nguyecircn tử oxi tạo necircn những baacutet diện đều
giống nhau Biết rằng tinh thể ReO3 thuộc hệ lập phươ ng (chiều dagravei mỗi cạnh lagrave 0374 nm)
trong đoacute nguyecircn tử Re chiếm caacutec vị triacute đỉnh của higravenh lập phươ ng
1 Hatildey chứng minh rằng nguyecircn tử oxi chỉ coacute thể chiếm vị triacute trung điểm tất cả caacutec cạnh
của ocirc mạng vagrave vẽ một ocirc mạng cơ sở của tinh thể ReO3
2 Giả sử tinh thể ReO3 coacute bản chất ion Cho biết baacuten kiacutenh của ion O2- lagrave 0126 nm
a) Tiacutenh baacuten kiacutenh của ion Re6+
b) Cation khaacutech coacute kiacutech thướ c lớ n nhất bằng bao nhiecircu để khi xacircm nhập vagraveo mạng lướ i
tinh thể ReO3 khocircng lagravem thay đổi kiacutech thướ c của ocirc mạng tinh thể (bỏ qua mọi tươ ng taacutec
giữa ion nagravey vagrave tinh thể ReO3)
Hướng dẫn giải
1 Biện luận vị triacute của O
- Do số phối triacute của Re = 6 vagrave tỉ lệ ReO = 13 necircn số phối triacute của O = 63 = 2
- Như vậy một O phối triacute vớ i 2 Re vagrave caacutech đều hai Re vigrave caacutec nguyecircn tử Re lagrave tươ ng đươ ng- Giả sử nguyecircn tử O1 (khocircng nằm trecircn cạnh a) phối triacute vớ i 2 Re thuộc cạnh a thigrave trong ocirc
mạng phiacutea trecircn (hoặc phiacutea dướ i) cũng sẽ coacute nguyecircn tử O1rsquo tươ ng đươ ng vớ i O1 cugraveng phối
triacute vớ i nguyecircn tử Re chung nagravey Goacutec liecircn kết O1ReO1rsquo ne 180 o vagrave ne 90 o (= 90o thigrave O1
phải ở tacircm của higravenh lập phươ ng SPT = 8) như vậy khocircng thỏa matilden điều kiện phối triacute baacutet
WWWFACEBOOKCOMDAYKEMQUY
WWWBOIDUONGHOAHOCQUYNHONBLOGSPO
WWDAYKEMQUYNHONUCOZCOM
ng goacutep PDF bởi GV Nguyễn Thanh Tuacute
7262019 CHUYEcircN ĐỀ DUYEcircN HẢI BẮC BỘ NĂM 2015 - HOacuteA HỌC TINH THỂ
983107983144983157983161983274983150 đề 983108983112983106983106 983090983088983089983093 983085 983124983145983150983144 983156983144ề 983124983154983137983150983143 983092983089983087983093983092
diện đều của Re Vậy O1 phải nằm trecircn cạnh a Vagrave đươ ng nhiecircn phải nằm ở trung điểm vigrave
noacute caacutech đều hai Re ở hai đỉnh
Kết luận Caacutec nguyecircn tử O nằm ở trung điểm của mỗi cạnh Kiểm tra tỉ lệ ReO
trong một ocirc mạng = (818) (1214) = 13
2 Tiacutenh baacuten kiacutenh Re6+
2r minus2O + 2r +6Re = a = 0374 nm vậy r +6Re = (0374 ndash 20126)2 = 0061 nm
Tiacutenh baacuten kiacutenh cự c đại của ion lạ
Ion lạ xacircm nhập sẽ chiếm vị triacute trung tacircm của ocirc mạng cơ sở Do vậy khoảng caacutech từ
tacircm đến trung điểm mỗi cạnh tươ ng ứng bằng r minus2O+ rion lạ = a 2 = 0374 141= 0265 nm
vậy baacuten kiacutenh cực đại của ion lạ = 0265 ndash 0126 = 0139 nm
Bagravei 35
Bạc baacuten kiacutenh nguyecircn tử R = 144pm kết tinh dạng ocirc mạng cfc Tugravey theo kiacutech thướ c
magrave caacutec nguyecircn tử lạ E coacute thể đi vagraveo trong mạng bạc tạo ra một dung dịch rắn coacute tecircn gọikhaacutec nhau dung dịch rắn xen kẽ ( bằng caacutech chiếm caacutec lỗ xen kẽ) hoặc dung dịch rắn
thay thế (bằng caacutech thay thế caacutec nguyecircn tử bạc)
1) Tiacutenh khối lượ ng thể tiacutech của bạc nguyecircn chất
2) Xaacutec định số phối triacute vagrave độ compac của mạng cfc
3) Xen kẽ lỗ tinh thể học khaacutec nhau khi tạo thagravenh
a) Cho biết bản chất vagrave số mắt của mỗi chất chứa trong một ocirc mạng
b) Xaacutec định baacuten kiacutenh cực đại ri của một nguyecircn tử lạ E higravenh cầu nằm trong mạng ở mỗi
kiểu lỗ magrave khocircng lagravem biến dạng mạng4) Vagraveng baacuten kiacutenh nguyecircn tử Rrsquo = 147pm tạo dung dịch rắn a vớ i bạc
a) Suy ra bản chất của dung dịch a nagravey
b) Biểu thị cấu truacutec hoacutea học của a theo phần mol x của vagraveng
5) Một hợ p kim bạc-vagraveng tươ ng ứng vớ i một thagravenh phần đặc biệt của dung dịch rắn a đặc
trưng bở i phần khối lượ ng vagraveng w = 01
a) Tiacutenh giaacute trị của x
b) Xaacutec định khối lượ ng thể tiacutech của hợ p kim nagravey
(Theo ENSIETA Ban Vật lyacute1992) H ướ ng d ẫ n giải
1) Sơ đồ ocirc mạng cfc
Số nguyecircn tử bạc trong một ocirc mạng
WWWFACEBOOKCOMDAYKEMQUY
WWWBOIDUONGHOAHOCQUYNHONBLOGSPO
WWDAYKEMQUYNHONUCOZCOM
ng goacutep PDF bởi GV Nguyễn Thanh Tuacute
7262019 CHUYEcircN ĐỀ DUYEcircN HẢI BẮC BỘ NĂM 2015 - HOacuteA HỌC TINH THỂ
983107983144983157983161983274983150 đề 983108983112983106983106 983090983088983089983093 983085 983124983145983150983144 983156983144ề 983124983154983137983150983143 983092983095983087983093983092
b) Baacuten kiacutenh gaacuten cho nguyecircn tử hidro lagrave r = 37 pm Suy ra kiểu lỗ tươ ng thiacutech vớ i sự
lấp đầy
c) Trong thực tế caacutec nguyecircn tử hidro nằm trong mọi lỗ kiểu khaacutec hatildey lập cocircng thức
nguyecircn của hiđrua vagrave necircu một viacute dụ về tinh thể ion đẳng cấu truacutec
2 ) Hợ p kim của titan vagrave sắt thagravenh phần TiFe lagrave hợ p chất magrave caacutec nguyecircn tử titan chiếm caacutec
lỗ mạng lập phươ ng đơ n giản của sắt thocircng số = 298 pm
a ) Necircu ra hợ p chất ion kiểu tươ ng ứng cấu truacutec nagravey
b ) Trong hợ p chất TiFe caacutec nguyecircn tử hiđro chiếm mọi lỗ tạo ra từ bốn nguyecircn tử titan
vagrave hai nguyecircn tử sắt ( xem higravenh vẽ )
Xaacutec định higravenh học của một lỗ như vậy Xaacutec định cocircng thức của hiđrua thu đượ c khi batildeo
hogravea caacutec lỗ nagravey
3 ) Khả năng trữ hiđro của một vật liệu M i biểu thị bằng dung lượ ng thể tiacutech hấp phụ C va ( M i ) đượ c định ngh ĩ a lagrave tỷ số khối lượ ng hiđro bị hấp phụ trecircn thể tiacutech đơ n vị của vật liệu
nguyecircn chất
a ) Biểu thị C va ( M i ) theo thể tiacutech V i của ocirc mạng vagrave theo lượ ng hiđro ni bị hấp phụ
b ) So saacutenh dung lượ ng thể tiacutech hấp phụ lyacute thuyết của hai vật liệu xeacutet ở mục 1 vagrave 2
c ) Tiacutenh khối lượ ng cực tiểu của vật liệu rắn cần để tạo ra cugraveng lượ ng hiđro magrave bigravenh chứa
đựng 700 kg khiacute hoacutea lỏng Kết luận
H ướ ng d ẫ n giải
1 a)Lỗ O R + r 0 =2 R =gt r 0 =662 pm
b)Lỗ T R + r t = 2 R =gt r t = 36 pm
c) Lỗ chiếm tươ ng thiacutech đượ c dự kiến lagrave O
WWWFACEBOOKCOMDAYKEMQUY
WWWBOIDUONGHOAHOCQUYNHONBLOGSPO
WWDAYKEMQUYNHONUCOZCOM
ng goacutep PDF bởi GV Nguyễn Thanh Tuacute
7262019 CHUYEcircN ĐỀ DUYEcircN HẢI BẮC BỘ NĂM 2015 - HOacuteA HỌC TINH THỂ
983107983144983157983161983274983150 đề 983108983112983106983106 983090983088983089983093 983085 983124983145983150983144 983156983144ề 983124983154983137983150983143 983092983097983087983093983092
VI Ứng dụng kiến thức tinh thể vagraveo cuộc sống
(Bagravei được triacutech từ ldquoBagravei chuẩn bị Icho 39rdquo)
HOA QUẢ RAU CỎ VAgrave CAacuteC NGUYEcircN TỬ
Khi giải quyế t vấ n đề nagraveychư a coacute loại rau quả nagraveo bị phaacute hủ y
Năm 1611 nhagrave toaacuten học vagrave thiecircn văn học người Đức Johannes Kepler nghiecircn cứu
sự sắp xếp caacutec viecircn đạn của suacuteng thần cocircng trong một kim tự thaacutep Ocircng khẳng định rằngchỉ coacute một caacutech duy nhất để sắp xếp caacutec quả cầu cứng giống hệt nhau vagraveo một thể tiacutech sao
cho khiacutet nhất coacute thể ldquohellipkhocircng thể coacute thếm bất cứ một caacutech sắp xếp nagraveo khaacutec để chegraven thecircm
dugrave một viecircn đạn nữa vagraveo hogravem đoacuterdquo Ocircng lagrave ngườ i đầu tiecircn phaacutet biểu về một vấn đề như vậy
vagrave sau nagravey noacute đượ c gọi lagrave ldquosự phỏng đoaacuten Keplerrdquo Năm 1998 Giaacuteo sư Thomas Hales1 đatilde
đưa ra giải phaacutep cho ldquosự phỏng đoaacuten Keplerrdquo Nội dung của giải phaacutep nagravey đatilde đượ c trigravenh
bagravey trong loạt bagravei baacuteo trecircn tờ ldquoHigravenh học rờ i rạc vagrave điện toaacutenrdquo ra đờ i từ năm 1997 Ocircng
nghiecircn cứu hơ n 150 caacutech sắp xếp khaacutec nhau khaacutec vớ i caacutech magrave Kepler đatilde đưa ra Giải phaacutep
của Hales đogravei hỏi khoảng 250 trang giấy in vagrave dung lượ ng 3 GB caacutec file trong maacutey tiacutenh
Qua caacutec chứng minh toaacuten học chặt chẽ thuật ngữ ldquosự sắp xếp đặc khiacutet caacutec quả cầurdquo (cps)
đatilde đượ c chấp nhận rộng ratildei trong l ĩ nh vực hoacutea học chất rắn vagrave cho đến nay noacute vẫn cograven giaacute
trị
WWWFACEBOOKCOMDAYKEMQUY
WWWBOIDUONGHOAHOCQUYNHONBLOGSPO
WWDAYKEMQUYNHONUCOZCOM
ng goacutep PDF bởi GV Nguyễn Thanh Tuacute
7262019 CHUYEcircN ĐỀ DUYEcircN HẢI BẮC BỘ NĂM 2015 - HOacuteA HỌC TINH THỂ
983107983144983157983161983274983150 đề 983108983112983106983106 983090983088983089983093 983085 983124983145983150983144 983156983144ề 983124983154983137983150983143 983093983089983087983093983092
thứ 3 đượ c xếp lecircn trecircn khoảng trống của lớ p thứ nhất (xem trườ ng hợ p B higravenh 2) Hatildey
tiacutenh độ chặt khiacutet cho caacutech sắp xếp thứ 2 đượ c gọi lagrave sắp xếp lập phươ ng tacircm diện fbc
d) Coacute một ngườ i nocircng dacircn đatilde xếp lớ p thứ ba theo kiểu fcc vagrave bacircy giờ khocircng xaacutec định
đượ c đacircu lagrave khoảng trống đacircu lagrave rau củ đatilde xếp ở lớ p thứ nhất Giaacute trị sẽ thay đổi như thế
nagraveo do sự sai lệch khi sắp xếp caacutec lớ p chặt khiacutet tiếp theo
3 Giả sử ngườ i nocircng dacircn nảy ra yacute định muốn xếp chung đagraveo vagrave dưa hấu vagraveo xe bằng caacutech
xếp đagraveo vagraveo khoảng trống giữa caacutec quả dưa hấu
a) Hatildey tiacutenh tỉ lệ baacuten kiacutenh giữa quả đagraveo vagrave dưa hấu lớ n nhất coacute thể để traacutenh bị dập caacutec quả
đagraveo trong caacutec trườ ng hợ p xếp đagraveo vagraveo
iLỗ trống lập phươ ng trong kiếu lập phươ ng đơ n giản
ii Lỗ trống baacutet diện trong kiếu lập phươ ng tacircm khối
iii Lỗ trống baacutet diện trong kiếu lập phươ ng tacircm diện
b) Trong caacutec kiếu sắp xếp sc hcp bcc vagrave fcc trung bigravenh vớ i một quả dưa hấu coacute thể
xếp tối đa bao nhiecircu quả đagraveo
c) Tiacutenh giaacute trị lớ n nhất cho caacutec kiếu sắp xếp sc bcc vagrave fcc coacute xếp đagraveo ở caacutec khoảng
trống
4 Hoa quả coacute thể bị hỏng do xe khocircng thoaacuteng gioacute
a) Để giữ caacutec khoảng trống trong kiểu sắp xếp bcc vagrave fcc ngườ i nocircng dacircn quyết định
chỉ xếp caacutec quả đagraveo vagraveo caacutec lỗ trống baacutet diện khocircng nối vớ i nhau qua mặt hay tacircm Trong
trườ ng hợ p nagravey vớ i một quả dưa coacute thể xếp đượ c bao nhiecircu quả đagraveo
b) Ngườ i nocircng dacircn ngh ĩ ra một caacutech khaacutec trong caacutech sắp xếp fcc ocircng xếp đagraveo vagraveo tất cả
caacutec lỗ trống baacutet diện (như trecircn) vagrave vớ i caacutec lỗ trống tứ diện ocircng xếp taacuteo vagraveo Theo caacutech
nagravey vớ i một quả dưa ocircng coacute thể xếp đượ c bao nhiecircu quả taacuteo
Tạo hoacutea cũng lagravem nảy sinh những vấn đề liacute thuacute như ldquosự phỏng đoaacuten Keplerrdquo Ngọc
opal lagrave một loại đaacute tự nhiecircn đượ c cấu tạo từ caacutec quả cầu beacute xiacuteu SiO2
(cỡ micro) sắp xếp đặc
khiacutet vớ i nhau Đặc tiacutenh của opal lagrave coacute thể phaacutet ra caacutec aacutenh saacuteng khaacutec nhau (phaacutet ngũ sắc) khi
đượ c chiếu saacuteng Hiện tượ ng nagravey đượ c giải thiacutech bằng sự nhiễu xạ aacutenh saacuteng nhigraven thấy tuacircn
theo định luật Bragg λ = 2d sinθ
Trong đoacute λ lagrave độ dagravei soacuteng của tia saacuteng d lagrave khoảng caacutech giữa caacutec lớ p sắp xếp chặtkhiacutet trong opal 2θ lagrave goacutec giữa tia tớ i vagrave tia nhiễu xạ (noacutei caacutech khaacutec θ lagrave goacutec nghiecircng giữa
tia sang vớ i bề mặt của đaacute opal)
Opal lagrave loại đaacute coacute cấu truacutec tinh thể đầu tiecircn đượ c biết lagrave coacute khả năng khuacutec xạ loại
vật chất đượ c cấu tạo từ caacutec quả cầu cỡ micro vớ i chỉ số khuacutec xạ cao Quang phổ của noacute đatilde
WWWFACEBOOKCOMDAYKEMQUY
WWWBOIDUONGHOAHOCQUYNHONBLOGSPO
WWDAYKEMQUYNHONUCOZCOM
ng goacutep PDF bởi GV Nguyễn Thanh Tuacute
7262019 CHUYEcircN ĐỀ DUYEcircN HẢI BẮC BỘ NĂM 2015 - HOacuteA HỌC TINH THỂ
983107983144983157983161983274983150 đề 983108983112983106983106 983090983088983089983093 983085 983124983145983150983144 983156983144ề 983124983154983137983150983143 983091983090983087983093983092
Magrave D=m
V = (2times M)(6023times 10
23times a
3)
Thay D=795 a= 2864 Ao
=gt M= 2679 gmol
Vậy M lagrave kim loại Fe
Bagravei 23 Một nguyecircn tố A coacute baacuten kiacutenh nguyecircn tử R = 136 pm vagrave đơ n chất kết tinh theo cấu
truacutec lập phươ ng tacircm diện tỷ khối d = 224 Xaacutec định A
H ướ ng d ẫ n giải
2R2a = = 385 pm 1A3
molg192Z
NaM minus=
ρ=
Đoacute lagrave Ir
Bagravei 24
Kim loại X đượ c tigravem thấy vagraveo năm 1737 Tecircn của noacute coacute nguồn gốc tiếng Đức lagraveldquokoboldrdquo coacute ngh ĩ a lagrave ldquolinh hồn của quỷrdquo Một mẫu kim loại X đượ c ngacircm trong nướ c cacircn
nặng 13315g trong khi đoacute đem ngacircm cugraveng khối lượ ng mẫu kim loại vagraveo CCl4 chỉ nặng
12331g Biết khối lượ ng riecircng của CCl4 lagrave 15842 gcm3Để xaacutec định nguyecircn tố X thigrave
ngườ i ta phải dugraveng đến nhiễu xạ neutron Phươ ng phaacutep nhiễu xạ nagravey chỉ đặc trưng cho cấu
truacutec lập phươ ng tacircm mặt (fcc) vagrave đo đượ c thocircng số mạng a= 35302pm
Hướng dẫn giải
3
3 3 7 3 23 1 1
4
890 (3530210 ) 60210 ( ) 5893( )4 4
A A
A
Z M M d
V N a N
d a N g cm cm mol M g mol
minus minus minus
= =
rArr = = =
Vậy X lagrave Co
Bagravei 25
Khi nhuacuteng chigravem một vật hoagraven vagraveo trong một chất lỏng thigrave noacute sẽ coacute khối lượ ng biểu
kiến vigrave noacute chịu lực đẩy Acsimet Nếu coi kim loại X coacute khối lượ ng m vagrave thể tiacutech V thigrave ta
coacute
4 4
2 2
33
1500012331 15842890
13315 10000 1685
X CCl CCl
X
X H O H O
m m d V m gm V d g cm
m m d V m V V cm
= minus == minusrArr rArr rArr =
= minus = minus =
Ocirc mạng fcc gồm 4 nguyecircn tử coacute
WWWFACEBOOKCOMDAYKEMQUY
WWWBOIDUONGHOAHOCQUYNHONBLOGSPO
WWDAYKEMQUYNHONUCOZCOM
ng goacutep PDF bởi GV Nguyễn Thanh Tuacute
7262019 CHUYEcircN ĐỀ DUYEcircN HẢI BẮC BỘ NĂM 2015 - HOacuteA HỌC TINH THỂ
1 Phacircn loại caacutec chất sau đacircy theo bản chất của lực tương taacutec giữa caacutec đơn vị cấu truacutec trong
mạng tinh thể của chuacuteng Cu kim cươ ng MgO C6H12O6 I2 Pb BN NaH
2 Maacuteu trong cơ thể ngườ i coacute magraveu đỏ vigrave chứa hemoglobin (chất vậnchuyển oxi chứa sắt) Maacuteu của một số động vật nhuyễn thể khocircng coacute
magraveu đỏ magrave coacute magraveu khaacutec vigrave chứa một kim loại khaacutec (X) Tế bagraveo đơ n vị (ocirc
mạng cơ sở ) lập phươ ng tacircm diện của tinh thể X (higravenh becircn) coacute cạnh
bằng 36210-8 cm Khối lượ ng riecircng của nguyecircn tố nagravey lagrave 8920 kgm3
WWWFACEBOOKCOMDAYKEMQUY
WWWBOIDUONGHOAHOCQUYNHONBLOGSPO
WWDAYKEMQUYNHONUCOZCOM
ng goacutep PDF bởi GV Nguyễn Thanh Tuacute
7262019 CHUYEcircN ĐỀ DUYEcircN HẢI BẮC BỘ NĂM 2015 - HOacuteA HỌC TINH THỂ
983107983144983157983161983274983150 đề 983108983112983106983106 983090983088983089983093 983085 983124983145983150983144 983156983144ề 983124983154983137983150983143 983091983097983087983093983092
Trong mỗi ocirc cơ sở coacute 4 phacircn tử BaO2 rarr thể tiacutech của mỗi ocirc V = 4mD
Vớ i m =100236
99915232713723
+= 2811310-22 gam
rarr V = 1979810-22 (cm3) = 197979342 (pm3)
(2x134 + 2a)2( 2x134 + 2a+149) = 197979342
(134 + a)2(134 + a+745) = 24747418
(134 + a)3+ (134 + a)2 745 - 24747418 = 0
rarr a = 2686-134 = 135 pm
Bagravei 33
Niken (II) oxit coacute cấu truacutec tinh thể giống mạng tinh thể natri clorua Caacutec ion O2- tạo
thagravenh mạng lập phươ ng tacircm mặt caacutec hốc baacutet diện coacute caacutec ion Ni2+ Khối lượ ng riecircng của
Niken (II) oxit lagrave 667 gcm3 Nếu cho Niken (II) oxit taacutec dụng vớ i Liti oxit vagrave oxi thigrave đượ c
caacutec tinh thể trắng coacute thagravenh phần LixNi1-xO
2x
Li2O + (1-x) NiO +4x
O2 rarr LixNi1-xO
Cấu truacutec mạng tinh thể của LixNi1-xO giống cấu truacutec mạng tinh thể của NiO nhưng
một số ion Ni2+ đượ c thay thế bằng caacutec ion Liti vagrave một số ion Ni2+ bị oxi hoacutea để đảm bảo
tiacutenh trung hogravea điện của phacircn tử Khối lượ ng riecircng của tinh thể LixNi1-xO lagrave 621 gcm3
Tiacutenh x (chấp nhận thể tiacutech của ocirc mạng cơ sở khocircng thay đổi khi chuyển từ NiO
thagravenh LixNi1-xO)
Cho NA= 60231023 mol-1 Ni = 5871 Li = 694 O = 16
H ướ ng d ẫ n giải
Trong một tinh thể sự sắp xếp của caacutec anion vagrave caacutec cation theo cấu truacutec mạng lậpphươ ng tacircm mặt Caacutec cation vagrave anion nằm xen kẽ nhau Một ocirc mạng cơ sở chứa 4 cation
vagrave 4 anion
3A
NiONiO aN
nMD =
Tiacutenh cạnh a của ocirc mạng cơ sở của NiO
WWWFACEBOOKCOMDAYKEMQUY
WWWBOIDUONGHOAHOCQUYNHONBLOGSPO
WWDAYKEMQUYNHONUCOZCOM
ng goacutep PDF bởi GV Nguyễn Thanh Tuacute
7262019 CHUYEcircN ĐỀ DUYEcircN HẢI BẮC BỘ NĂM 2015 - HOacuteA HỌC TINH THỂ
983107983144983157983161983274983150 đề 983108983112983106983106 983090983088983089983093 983085 983124983145983150983144 983156983144ề 983124983154983137983150983143 983092983088983087983093983092
323 667602310
74714a
timestimes
= = 400610-8 cm
Vậy[ ]
( )3823 420610602310
16x)5871(1694x4621
minustimes
+minus+times= =gt x = 01
Bagravei 34 (Đề thi chọn đội tuyển quốc tế 2013)
Hiện tượ ng caacutec ion khaacutech xacircm nhập vagraveo mạng lướ i tinh thể chủ vagrave chiếm caacutec vị triacute
hốc trống trong mạng lướ i tinh thể chủ xảy ra khaacute phổ biến Quaacute trigravenh nagravey thườ ng diễn ra
chậm vagrave ở nhiệt độ cao Tuy nhiecircn quaacute trigravenh xacircm nhập của cation Li+ vagraveo mạng lướ i tinh
thể ReO3 lại đặc biệt bở i chuacuteng xảy ra khaacute nhanh ngay ở nhiệt độ phograveng Trong tinh thể
ReO3 mỗi nguyecircn tử Re đượ c bao quanh bở i 6 nguyecircn tử oxi tạo necircn những baacutet diện đều
giống nhau Biết rằng tinh thể ReO3 thuộc hệ lập phươ ng (chiều dagravei mỗi cạnh lagrave 0374 nm)
trong đoacute nguyecircn tử Re chiếm caacutec vị triacute đỉnh của higravenh lập phươ ng
1 Hatildey chứng minh rằng nguyecircn tử oxi chỉ coacute thể chiếm vị triacute trung điểm tất cả caacutec cạnh
của ocirc mạng vagrave vẽ một ocirc mạng cơ sở của tinh thể ReO3
2 Giả sử tinh thể ReO3 coacute bản chất ion Cho biết baacuten kiacutenh của ion O2- lagrave 0126 nm
a) Tiacutenh baacuten kiacutenh của ion Re6+
b) Cation khaacutech coacute kiacutech thướ c lớ n nhất bằng bao nhiecircu để khi xacircm nhập vagraveo mạng lướ i
tinh thể ReO3 khocircng lagravem thay đổi kiacutech thướ c của ocirc mạng tinh thể (bỏ qua mọi tươ ng taacutec
giữa ion nagravey vagrave tinh thể ReO3)
Hướng dẫn giải
1 Biện luận vị triacute của O
- Do số phối triacute của Re = 6 vagrave tỉ lệ ReO = 13 necircn số phối triacute của O = 63 = 2
- Như vậy một O phối triacute vớ i 2 Re vagrave caacutech đều hai Re vigrave caacutec nguyecircn tử Re lagrave tươ ng đươ ng- Giả sử nguyecircn tử O1 (khocircng nằm trecircn cạnh a) phối triacute vớ i 2 Re thuộc cạnh a thigrave trong ocirc
mạng phiacutea trecircn (hoặc phiacutea dướ i) cũng sẽ coacute nguyecircn tử O1rsquo tươ ng đươ ng vớ i O1 cugraveng phối
triacute vớ i nguyecircn tử Re chung nagravey Goacutec liecircn kết O1ReO1rsquo ne 180 o vagrave ne 90 o (= 90o thigrave O1
phải ở tacircm của higravenh lập phươ ng SPT = 8) như vậy khocircng thỏa matilden điều kiện phối triacute baacutet
WWWFACEBOOKCOMDAYKEMQUY
WWWBOIDUONGHOAHOCQUYNHONBLOGSPO
WWDAYKEMQUYNHONUCOZCOM
ng goacutep PDF bởi GV Nguyễn Thanh Tuacute
7262019 CHUYEcircN ĐỀ DUYEcircN HẢI BẮC BỘ NĂM 2015 - HOacuteA HỌC TINH THỂ
983107983144983157983161983274983150 đề 983108983112983106983106 983090983088983089983093 983085 983124983145983150983144 983156983144ề 983124983154983137983150983143 983092983089983087983093983092
diện đều của Re Vậy O1 phải nằm trecircn cạnh a Vagrave đươ ng nhiecircn phải nằm ở trung điểm vigrave
noacute caacutech đều hai Re ở hai đỉnh
Kết luận Caacutec nguyecircn tử O nằm ở trung điểm của mỗi cạnh Kiểm tra tỉ lệ ReO
trong một ocirc mạng = (818) (1214) = 13
2 Tiacutenh baacuten kiacutenh Re6+
2r minus2O + 2r +6Re = a = 0374 nm vậy r +6Re = (0374 ndash 20126)2 = 0061 nm
Tiacutenh baacuten kiacutenh cự c đại của ion lạ
Ion lạ xacircm nhập sẽ chiếm vị triacute trung tacircm của ocirc mạng cơ sở Do vậy khoảng caacutech từ
tacircm đến trung điểm mỗi cạnh tươ ng ứng bằng r minus2O+ rion lạ = a 2 = 0374 141= 0265 nm
vậy baacuten kiacutenh cực đại của ion lạ = 0265 ndash 0126 = 0139 nm
Bagravei 35
Bạc baacuten kiacutenh nguyecircn tử R = 144pm kết tinh dạng ocirc mạng cfc Tugravey theo kiacutech thướ c
magrave caacutec nguyecircn tử lạ E coacute thể đi vagraveo trong mạng bạc tạo ra một dung dịch rắn coacute tecircn gọikhaacutec nhau dung dịch rắn xen kẽ ( bằng caacutech chiếm caacutec lỗ xen kẽ) hoặc dung dịch rắn
thay thế (bằng caacutech thay thế caacutec nguyecircn tử bạc)
1) Tiacutenh khối lượ ng thể tiacutech của bạc nguyecircn chất
2) Xaacutec định số phối triacute vagrave độ compac của mạng cfc
3) Xen kẽ lỗ tinh thể học khaacutec nhau khi tạo thagravenh
a) Cho biết bản chất vagrave số mắt của mỗi chất chứa trong một ocirc mạng
b) Xaacutec định baacuten kiacutenh cực đại ri của một nguyecircn tử lạ E higravenh cầu nằm trong mạng ở mỗi
kiểu lỗ magrave khocircng lagravem biến dạng mạng4) Vagraveng baacuten kiacutenh nguyecircn tử Rrsquo = 147pm tạo dung dịch rắn a vớ i bạc
a) Suy ra bản chất của dung dịch a nagravey
b) Biểu thị cấu truacutec hoacutea học của a theo phần mol x của vagraveng
5) Một hợ p kim bạc-vagraveng tươ ng ứng vớ i một thagravenh phần đặc biệt của dung dịch rắn a đặc
trưng bở i phần khối lượ ng vagraveng w = 01
a) Tiacutenh giaacute trị của x
b) Xaacutec định khối lượ ng thể tiacutech của hợ p kim nagravey
(Theo ENSIETA Ban Vật lyacute1992) H ướ ng d ẫ n giải
1) Sơ đồ ocirc mạng cfc
Số nguyecircn tử bạc trong một ocirc mạng
WWWFACEBOOKCOMDAYKEMQUY
WWWBOIDUONGHOAHOCQUYNHONBLOGSPO
WWDAYKEMQUYNHONUCOZCOM
ng goacutep PDF bởi GV Nguyễn Thanh Tuacute
7262019 CHUYEcircN ĐỀ DUYEcircN HẢI BẮC BỘ NĂM 2015 - HOacuteA HỌC TINH THỂ
983107983144983157983161983274983150 đề 983108983112983106983106 983090983088983089983093 983085 983124983145983150983144 983156983144ề 983124983154983137983150983143 983092983095983087983093983092
b) Baacuten kiacutenh gaacuten cho nguyecircn tử hidro lagrave r = 37 pm Suy ra kiểu lỗ tươ ng thiacutech vớ i sự
lấp đầy
c) Trong thực tế caacutec nguyecircn tử hidro nằm trong mọi lỗ kiểu khaacutec hatildey lập cocircng thức
nguyecircn của hiđrua vagrave necircu một viacute dụ về tinh thể ion đẳng cấu truacutec
2 ) Hợ p kim của titan vagrave sắt thagravenh phần TiFe lagrave hợ p chất magrave caacutec nguyecircn tử titan chiếm caacutec
lỗ mạng lập phươ ng đơ n giản của sắt thocircng số = 298 pm
a ) Necircu ra hợ p chất ion kiểu tươ ng ứng cấu truacutec nagravey
b ) Trong hợ p chất TiFe caacutec nguyecircn tử hiđro chiếm mọi lỗ tạo ra từ bốn nguyecircn tử titan
vagrave hai nguyecircn tử sắt ( xem higravenh vẽ )
Xaacutec định higravenh học của một lỗ như vậy Xaacutec định cocircng thức của hiđrua thu đượ c khi batildeo
hogravea caacutec lỗ nagravey
3 ) Khả năng trữ hiđro của một vật liệu M i biểu thị bằng dung lượ ng thể tiacutech hấp phụ C va ( M i ) đượ c định ngh ĩ a lagrave tỷ số khối lượ ng hiđro bị hấp phụ trecircn thể tiacutech đơ n vị của vật liệu
nguyecircn chất
a ) Biểu thị C va ( M i ) theo thể tiacutech V i của ocirc mạng vagrave theo lượ ng hiđro ni bị hấp phụ
b ) So saacutenh dung lượ ng thể tiacutech hấp phụ lyacute thuyết của hai vật liệu xeacutet ở mục 1 vagrave 2
c ) Tiacutenh khối lượ ng cực tiểu của vật liệu rắn cần để tạo ra cugraveng lượ ng hiđro magrave bigravenh chứa
đựng 700 kg khiacute hoacutea lỏng Kết luận
H ướ ng d ẫ n giải
1 a)Lỗ O R + r 0 =2 R =gt r 0 =662 pm
b)Lỗ T R + r t = 2 R =gt r t = 36 pm
c) Lỗ chiếm tươ ng thiacutech đượ c dự kiến lagrave O
WWWFACEBOOKCOMDAYKEMQUY
WWWBOIDUONGHOAHOCQUYNHONBLOGSPO
WWDAYKEMQUYNHONUCOZCOM
ng goacutep PDF bởi GV Nguyễn Thanh Tuacute
7262019 CHUYEcircN ĐỀ DUYEcircN HẢI BẮC BỘ NĂM 2015 - HOacuteA HỌC TINH THỂ
983107983144983157983161983274983150 đề 983108983112983106983106 983090983088983089983093 983085 983124983145983150983144 983156983144ề 983124983154983137983150983143 983092983097983087983093983092
VI Ứng dụng kiến thức tinh thể vagraveo cuộc sống
(Bagravei được triacutech từ ldquoBagravei chuẩn bị Icho 39rdquo)
HOA QUẢ RAU CỎ VAgrave CAacuteC NGUYEcircN TỬ
Khi giải quyế t vấ n đề nagraveychư a coacute loại rau quả nagraveo bị phaacute hủ y
Năm 1611 nhagrave toaacuten học vagrave thiecircn văn học người Đức Johannes Kepler nghiecircn cứu
sự sắp xếp caacutec viecircn đạn của suacuteng thần cocircng trong một kim tự thaacutep Ocircng khẳng định rằngchỉ coacute một caacutech duy nhất để sắp xếp caacutec quả cầu cứng giống hệt nhau vagraveo một thể tiacutech sao
cho khiacutet nhất coacute thể ldquohellipkhocircng thể coacute thếm bất cứ một caacutech sắp xếp nagraveo khaacutec để chegraven thecircm
dugrave một viecircn đạn nữa vagraveo hogravem đoacuterdquo Ocircng lagrave ngườ i đầu tiecircn phaacutet biểu về một vấn đề như vậy
vagrave sau nagravey noacute đượ c gọi lagrave ldquosự phỏng đoaacuten Keplerrdquo Năm 1998 Giaacuteo sư Thomas Hales1 đatilde
đưa ra giải phaacutep cho ldquosự phỏng đoaacuten Keplerrdquo Nội dung của giải phaacutep nagravey đatilde đượ c trigravenh
bagravey trong loạt bagravei baacuteo trecircn tờ ldquoHigravenh học rờ i rạc vagrave điện toaacutenrdquo ra đờ i từ năm 1997 Ocircng
nghiecircn cứu hơ n 150 caacutech sắp xếp khaacutec nhau khaacutec vớ i caacutech magrave Kepler đatilde đưa ra Giải phaacutep
của Hales đogravei hỏi khoảng 250 trang giấy in vagrave dung lượ ng 3 GB caacutec file trong maacutey tiacutenh
Qua caacutec chứng minh toaacuten học chặt chẽ thuật ngữ ldquosự sắp xếp đặc khiacutet caacutec quả cầurdquo (cps)
đatilde đượ c chấp nhận rộng ratildei trong l ĩ nh vực hoacutea học chất rắn vagrave cho đến nay noacute vẫn cograven giaacute
trị
WWWFACEBOOKCOMDAYKEMQUY
WWWBOIDUONGHOAHOCQUYNHONBLOGSPO
WWDAYKEMQUYNHONUCOZCOM
ng goacutep PDF bởi GV Nguyễn Thanh Tuacute
7262019 CHUYEcircN ĐỀ DUYEcircN HẢI BẮC BỘ NĂM 2015 - HOacuteA HỌC TINH THỂ
983107983144983157983161983274983150 đề 983108983112983106983106 983090983088983089983093 983085 983124983145983150983144 983156983144ề 983124983154983137983150983143 983093983089983087983093983092
thứ 3 đượ c xếp lecircn trecircn khoảng trống của lớ p thứ nhất (xem trườ ng hợ p B higravenh 2) Hatildey
tiacutenh độ chặt khiacutet cho caacutech sắp xếp thứ 2 đượ c gọi lagrave sắp xếp lập phươ ng tacircm diện fbc
d) Coacute một ngườ i nocircng dacircn đatilde xếp lớ p thứ ba theo kiểu fcc vagrave bacircy giờ khocircng xaacutec định
đượ c đacircu lagrave khoảng trống đacircu lagrave rau củ đatilde xếp ở lớ p thứ nhất Giaacute trị sẽ thay đổi như thế
nagraveo do sự sai lệch khi sắp xếp caacutec lớ p chặt khiacutet tiếp theo
3 Giả sử ngườ i nocircng dacircn nảy ra yacute định muốn xếp chung đagraveo vagrave dưa hấu vagraveo xe bằng caacutech
xếp đagraveo vagraveo khoảng trống giữa caacutec quả dưa hấu
a) Hatildey tiacutenh tỉ lệ baacuten kiacutenh giữa quả đagraveo vagrave dưa hấu lớ n nhất coacute thể để traacutenh bị dập caacutec quả
đagraveo trong caacutec trườ ng hợ p xếp đagraveo vagraveo
iLỗ trống lập phươ ng trong kiếu lập phươ ng đơ n giản
ii Lỗ trống baacutet diện trong kiếu lập phươ ng tacircm khối
iii Lỗ trống baacutet diện trong kiếu lập phươ ng tacircm diện
b) Trong caacutec kiếu sắp xếp sc hcp bcc vagrave fcc trung bigravenh vớ i một quả dưa hấu coacute thể
xếp tối đa bao nhiecircu quả đagraveo
c) Tiacutenh giaacute trị lớ n nhất cho caacutec kiếu sắp xếp sc bcc vagrave fcc coacute xếp đagraveo ở caacutec khoảng
trống
4 Hoa quả coacute thể bị hỏng do xe khocircng thoaacuteng gioacute
a) Để giữ caacutec khoảng trống trong kiểu sắp xếp bcc vagrave fcc ngườ i nocircng dacircn quyết định
chỉ xếp caacutec quả đagraveo vagraveo caacutec lỗ trống baacutet diện khocircng nối vớ i nhau qua mặt hay tacircm Trong
trườ ng hợ p nagravey vớ i một quả dưa coacute thể xếp đượ c bao nhiecircu quả đagraveo
b) Ngườ i nocircng dacircn ngh ĩ ra một caacutech khaacutec trong caacutech sắp xếp fcc ocircng xếp đagraveo vagraveo tất cả
caacutec lỗ trống baacutet diện (như trecircn) vagrave vớ i caacutec lỗ trống tứ diện ocircng xếp taacuteo vagraveo Theo caacutech
nagravey vớ i một quả dưa ocircng coacute thể xếp đượ c bao nhiecircu quả taacuteo
Tạo hoacutea cũng lagravem nảy sinh những vấn đề liacute thuacute như ldquosự phỏng đoaacuten Keplerrdquo Ngọc
opal lagrave một loại đaacute tự nhiecircn đượ c cấu tạo từ caacutec quả cầu beacute xiacuteu SiO2
(cỡ micro) sắp xếp đặc
khiacutet vớ i nhau Đặc tiacutenh của opal lagrave coacute thể phaacutet ra caacutec aacutenh saacuteng khaacutec nhau (phaacutet ngũ sắc) khi
đượ c chiếu saacuteng Hiện tượ ng nagravey đượ c giải thiacutech bằng sự nhiễu xạ aacutenh saacuteng nhigraven thấy tuacircn
theo định luật Bragg λ = 2d sinθ
Trong đoacute λ lagrave độ dagravei soacuteng của tia saacuteng d lagrave khoảng caacutech giữa caacutec lớ p sắp xếp chặtkhiacutet trong opal 2θ lagrave goacutec giữa tia tớ i vagrave tia nhiễu xạ (noacutei caacutech khaacutec θ lagrave goacutec nghiecircng giữa
tia sang vớ i bề mặt của đaacute opal)
Opal lagrave loại đaacute coacute cấu truacutec tinh thể đầu tiecircn đượ c biết lagrave coacute khả năng khuacutec xạ loại
vật chất đượ c cấu tạo từ caacutec quả cầu cỡ micro vớ i chỉ số khuacutec xạ cao Quang phổ của noacute đatilde
WWWFACEBOOKCOMDAYKEMQUY
WWWBOIDUONGHOAHOCQUYNHONBLOGSPO
WWDAYKEMQUYNHONUCOZCOM
ng goacutep PDF bởi GV Nguyễn Thanh Tuacute
7262019 CHUYEcircN ĐỀ DUYEcircN HẢI BẮC BỘ NĂM 2015 - HOacuteA HỌC TINH THỂ
983107983144983157983161983274983150 đề 983108983112983106983106 983090983088983089983093 983085 983124983145983150983144 983156983144ề 983124983154983137983150983143 983091983090983087983093983092
Magrave D=m
V = (2times M)(6023times 10
23times a
3)
Thay D=795 a= 2864 Ao
=gt M= 2679 gmol
Vậy M lagrave kim loại Fe
Bagravei 23 Một nguyecircn tố A coacute baacuten kiacutenh nguyecircn tử R = 136 pm vagrave đơ n chất kết tinh theo cấu
truacutec lập phươ ng tacircm diện tỷ khối d = 224 Xaacutec định A
H ướ ng d ẫ n giải
2R2a = = 385 pm 1A3
molg192Z
NaM minus=
ρ=
Đoacute lagrave Ir
Bagravei 24
Kim loại X đượ c tigravem thấy vagraveo năm 1737 Tecircn của noacute coacute nguồn gốc tiếng Đức lagraveldquokoboldrdquo coacute ngh ĩ a lagrave ldquolinh hồn của quỷrdquo Một mẫu kim loại X đượ c ngacircm trong nướ c cacircn
nặng 13315g trong khi đoacute đem ngacircm cugraveng khối lượ ng mẫu kim loại vagraveo CCl4 chỉ nặng
12331g Biết khối lượ ng riecircng của CCl4 lagrave 15842 gcm3Để xaacutec định nguyecircn tố X thigrave
ngườ i ta phải dugraveng đến nhiễu xạ neutron Phươ ng phaacutep nhiễu xạ nagravey chỉ đặc trưng cho cấu
truacutec lập phươ ng tacircm mặt (fcc) vagrave đo đượ c thocircng số mạng a= 35302pm
Hướng dẫn giải
3
3 3 7 3 23 1 1
4
890 (3530210 ) 60210 ( ) 5893( )4 4
A A
A
Z M M d
V N a N
d a N g cm cm mol M g mol
minus minus minus
= =
rArr = = =
Vậy X lagrave Co
Bagravei 25
Khi nhuacuteng chigravem một vật hoagraven vagraveo trong một chất lỏng thigrave noacute sẽ coacute khối lượ ng biểu
kiến vigrave noacute chịu lực đẩy Acsimet Nếu coi kim loại X coacute khối lượ ng m vagrave thể tiacutech V thigrave ta
coacute
4 4
2 2
33
1500012331 15842890
13315 10000 1685
X CCl CCl
X
X H O H O
m m d V m gm V d g cm
m m d V m V V cm
= minus == minusrArr rArr rArr =
= minus = minus =
Ocirc mạng fcc gồm 4 nguyecircn tử coacute
WWWFACEBOOKCOMDAYKEMQUY
WWWBOIDUONGHOAHOCQUYNHONBLOGSPO
WWDAYKEMQUYNHONUCOZCOM
ng goacutep PDF bởi GV Nguyễn Thanh Tuacute
7262019 CHUYEcircN ĐỀ DUYEcircN HẢI BẮC BỘ NĂM 2015 - HOacuteA HỌC TINH THỂ
1 Phacircn loại caacutec chất sau đacircy theo bản chất của lực tương taacutec giữa caacutec đơn vị cấu truacutec trong
mạng tinh thể của chuacuteng Cu kim cươ ng MgO C6H12O6 I2 Pb BN NaH
2 Maacuteu trong cơ thể ngườ i coacute magraveu đỏ vigrave chứa hemoglobin (chất vậnchuyển oxi chứa sắt) Maacuteu của một số động vật nhuyễn thể khocircng coacute
magraveu đỏ magrave coacute magraveu khaacutec vigrave chứa một kim loại khaacutec (X) Tế bagraveo đơ n vị (ocirc
mạng cơ sở ) lập phươ ng tacircm diện của tinh thể X (higravenh becircn) coacute cạnh
bằng 36210-8 cm Khối lượ ng riecircng của nguyecircn tố nagravey lagrave 8920 kgm3
WWWFACEBOOKCOMDAYKEMQUY
WWWBOIDUONGHOAHOCQUYNHONBLOGSPO
WWDAYKEMQUYNHONUCOZCOM
ng goacutep PDF bởi GV Nguyễn Thanh Tuacute
7262019 CHUYEcircN ĐỀ DUYEcircN HẢI BẮC BỘ NĂM 2015 - HOacuteA HỌC TINH THỂ
983107983144983157983161983274983150 đề 983108983112983106983106 983090983088983089983093 983085 983124983145983150983144 983156983144ề 983124983154983137983150983143 983091983097983087983093983092
Trong mỗi ocirc cơ sở coacute 4 phacircn tử BaO2 rarr thể tiacutech của mỗi ocirc V = 4mD
Vớ i m =100236
99915232713723
+= 2811310-22 gam
rarr V = 1979810-22 (cm3) = 197979342 (pm3)
(2x134 + 2a)2( 2x134 + 2a+149) = 197979342
(134 + a)2(134 + a+745) = 24747418
(134 + a)3+ (134 + a)2 745 - 24747418 = 0
rarr a = 2686-134 = 135 pm
Bagravei 33
Niken (II) oxit coacute cấu truacutec tinh thể giống mạng tinh thể natri clorua Caacutec ion O2- tạo
thagravenh mạng lập phươ ng tacircm mặt caacutec hốc baacutet diện coacute caacutec ion Ni2+ Khối lượ ng riecircng của
Niken (II) oxit lagrave 667 gcm3 Nếu cho Niken (II) oxit taacutec dụng vớ i Liti oxit vagrave oxi thigrave đượ c
caacutec tinh thể trắng coacute thagravenh phần LixNi1-xO
2x
Li2O + (1-x) NiO +4x
O2 rarr LixNi1-xO
Cấu truacutec mạng tinh thể của LixNi1-xO giống cấu truacutec mạng tinh thể của NiO nhưng
một số ion Ni2+ đượ c thay thế bằng caacutec ion Liti vagrave một số ion Ni2+ bị oxi hoacutea để đảm bảo
tiacutenh trung hogravea điện của phacircn tử Khối lượ ng riecircng của tinh thể LixNi1-xO lagrave 621 gcm3
Tiacutenh x (chấp nhận thể tiacutech của ocirc mạng cơ sở khocircng thay đổi khi chuyển từ NiO
thagravenh LixNi1-xO)
Cho NA= 60231023 mol-1 Ni = 5871 Li = 694 O = 16
H ướ ng d ẫ n giải
Trong một tinh thể sự sắp xếp của caacutec anion vagrave caacutec cation theo cấu truacutec mạng lậpphươ ng tacircm mặt Caacutec cation vagrave anion nằm xen kẽ nhau Một ocirc mạng cơ sở chứa 4 cation
vagrave 4 anion
3A
NiONiO aN
nMD =
Tiacutenh cạnh a của ocirc mạng cơ sở của NiO
WWWFACEBOOKCOMDAYKEMQUY
WWWBOIDUONGHOAHOCQUYNHONBLOGSPO
WWDAYKEMQUYNHONUCOZCOM
ng goacutep PDF bởi GV Nguyễn Thanh Tuacute
7262019 CHUYEcircN ĐỀ DUYEcircN HẢI BẮC BỘ NĂM 2015 - HOacuteA HỌC TINH THỂ
983107983144983157983161983274983150 đề 983108983112983106983106 983090983088983089983093 983085 983124983145983150983144 983156983144ề 983124983154983137983150983143 983092983088983087983093983092
323 667602310
74714a
timestimes
= = 400610-8 cm
Vậy[ ]
( )3823 420610602310
16x)5871(1694x4621
minustimes
+minus+times= =gt x = 01
Bagravei 34 (Đề thi chọn đội tuyển quốc tế 2013)
Hiện tượ ng caacutec ion khaacutech xacircm nhập vagraveo mạng lướ i tinh thể chủ vagrave chiếm caacutec vị triacute
hốc trống trong mạng lướ i tinh thể chủ xảy ra khaacute phổ biến Quaacute trigravenh nagravey thườ ng diễn ra
chậm vagrave ở nhiệt độ cao Tuy nhiecircn quaacute trigravenh xacircm nhập của cation Li+ vagraveo mạng lướ i tinh
thể ReO3 lại đặc biệt bở i chuacuteng xảy ra khaacute nhanh ngay ở nhiệt độ phograveng Trong tinh thể
ReO3 mỗi nguyecircn tử Re đượ c bao quanh bở i 6 nguyecircn tử oxi tạo necircn những baacutet diện đều
giống nhau Biết rằng tinh thể ReO3 thuộc hệ lập phươ ng (chiều dagravei mỗi cạnh lagrave 0374 nm)
trong đoacute nguyecircn tử Re chiếm caacutec vị triacute đỉnh của higravenh lập phươ ng
1 Hatildey chứng minh rằng nguyecircn tử oxi chỉ coacute thể chiếm vị triacute trung điểm tất cả caacutec cạnh
của ocirc mạng vagrave vẽ một ocirc mạng cơ sở của tinh thể ReO3
2 Giả sử tinh thể ReO3 coacute bản chất ion Cho biết baacuten kiacutenh của ion O2- lagrave 0126 nm
a) Tiacutenh baacuten kiacutenh của ion Re6+
b) Cation khaacutech coacute kiacutech thướ c lớ n nhất bằng bao nhiecircu để khi xacircm nhập vagraveo mạng lướ i
tinh thể ReO3 khocircng lagravem thay đổi kiacutech thướ c của ocirc mạng tinh thể (bỏ qua mọi tươ ng taacutec
giữa ion nagravey vagrave tinh thể ReO3)
Hướng dẫn giải
1 Biện luận vị triacute của O
- Do số phối triacute của Re = 6 vagrave tỉ lệ ReO = 13 necircn số phối triacute của O = 63 = 2
- Như vậy một O phối triacute vớ i 2 Re vagrave caacutech đều hai Re vigrave caacutec nguyecircn tử Re lagrave tươ ng đươ ng- Giả sử nguyecircn tử O1 (khocircng nằm trecircn cạnh a) phối triacute vớ i 2 Re thuộc cạnh a thigrave trong ocirc
mạng phiacutea trecircn (hoặc phiacutea dướ i) cũng sẽ coacute nguyecircn tử O1rsquo tươ ng đươ ng vớ i O1 cugraveng phối
triacute vớ i nguyecircn tử Re chung nagravey Goacutec liecircn kết O1ReO1rsquo ne 180 o vagrave ne 90 o (= 90o thigrave O1
phải ở tacircm của higravenh lập phươ ng SPT = 8) như vậy khocircng thỏa matilden điều kiện phối triacute baacutet
WWWFACEBOOKCOMDAYKEMQUY
WWWBOIDUONGHOAHOCQUYNHONBLOGSPO
WWDAYKEMQUYNHONUCOZCOM
ng goacutep PDF bởi GV Nguyễn Thanh Tuacute
7262019 CHUYEcircN ĐỀ DUYEcircN HẢI BẮC BỘ NĂM 2015 - HOacuteA HỌC TINH THỂ
983107983144983157983161983274983150 đề 983108983112983106983106 983090983088983089983093 983085 983124983145983150983144 983156983144ề 983124983154983137983150983143 983092983089983087983093983092
diện đều của Re Vậy O1 phải nằm trecircn cạnh a Vagrave đươ ng nhiecircn phải nằm ở trung điểm vigrave
noacute caacutech đều hai Re ở hai đỉnh
Kết luận Caacutec nguyecircn tử O nằm ở trung điểm của mỗi cạnh Kiểm tra tỉ lệ ReO
trong một ocirc mạng = (818) (1214) = 13
2 Tiacutenh baacuten kiacutenh Re6+
2r minus2O + 2r +6Re = a = 0374 nm vậy r +6Re = (0374 ndash 20126)2 = 0061 nm
Tiacutenh baacuten kiacutenh cự c đại của ion lạ
Ion lạ xacircm nhập sẽ chiếm vị triacute trung tacircm của ocirc mạng cơ sở Do vậy khoảng caacutech từ
tacircm đến trung điểm mỗi cạnh tươ ng ứng bằng r minus2O+ rion lạ = a 2 = 0374 141= 0265 nm
vậy baacuten kiacutenh cực đại của ion lạ = 0265 ndash 0126 = 0139 nm
Bagravei 35
Bạc baacuten kiacutenh nguyecircn tử R = 144pm kết tinh dạng ocirc mạng cfc Tugravey theo kiacutech thướ c
magrave caacutec nguyecircn tử lạ E coacute thể đi vagraveo trong mạng bạc tạo ra một dung dịch rắn coacute tecircn gọikhaacutec nhau dung dịch rắn xen kẽ ( bằng caacutech chiếm caacutec lỗ xen kẽ) hoặc dung dịch rắn
thay thế (bằng caacutech thay thế caacutec nguyecircn tử bạc)
1) Tiacutenh khối lượ ng thể tiacutech của bạc nguyecircn chất
2) Xaacutec định số phối triacute vagrave độ compac của mạng cfc
3) Xen kẽ lỗ tinh thể học khaacutec nhau khi tạo thagravenh
a) Cho biết bản chất vagrave số mắt của mỗi chất chứa trong một ocirc mạng
b) Xaacutec định baacuten kiacutenh cực đại ri của một nguyecircn tử lạ E higravenh cầu nằm trong mạng ở mỗi
kiểu lỗ magrave khocircng lagravem biến dạng mạng4) Vagraveng baacuten kiacutenh nguyecircn tử Rrsquo = 147pm tạo dung dịch rắn a vớ i bạc
a) Suy ra bản chất của dung dịch a nagravey
b) Biểu thị cấu truacutec hoacutea học của a theo phần mol x của vagraveng
5) Một hợ p kim bạc-vagraveng tươ ng ứng vớ i một thagravenh phần đặc biệt của dung dịch rắn a đặc
trưng bở i phần khối lượ ng vagraveng w = 01
a) Tiacutenh giaacute trị của x
b) Xaacutec định khối lượ ng thể tiacutech của hợ p kim nagravey
(Theo ENSIETA Ban Vật lyacute1992) H ướ ng d ẫ n giải
1) Sơ đồ ocirc mạng cfc
Số nguyecircn tử bạc trong một ocirc mạng
WWWFACEBOOKCOMDAYKEMQUY
WWWBOIDUONGHOAHOCQUYNHONBLOGSPO
WWDAYKEMQUYNHONUCOZCOM
ng goacutep PDF bởi GV Nguyễn Thanh Tuacute
7262019 CHUYEcircN ĐỀ DUYEcircN HẢI BẮC BỘ NĂM 2015 - HOacuteA HỌC TINH THỂ
983107983144983157983161983274983150 đề 983108983112983106983106 983090983088983089983093 983085 983124983145983150983144 983156983144ề 983124983154983137983150983143 983092983095983087983093983092
b) Baacuten kiacutenh gaacuten cho nguyecircn tử hidro lagrave r = 37 pm Suy ra kiểu lỗ tươ ng thiacutech vớ i sự
lấp đầy
c) Trong thực tế caacutec nguyecircn tử hidro nằm trong mọi lỗ kiểu khaacutec hatildey lập cocircng thức
nguyecircn của hiđrua vagrave necircu một viacute dụ về tinh thể ion đẳng cấu truacutec
2 ) Hợ p kim của titan vagrave sắt thagravenh phần TiFe lagrave hợ p chất magrave caacutec nguyecircn tử titan chiếm caacutec
lỗ mạng lập phươ ng đơ n giản của sắt thocircng số = 298 pm
a ) Necircu ra hợ p chất ion kiểu tươ ng ứng cấu truacutec nagravey
b ) Trong hợ p chất TiFe caacutec nguyecircn tử hiđro chiếm mọi lỗ tạo ra từ bốn nguyecircn tử titan
vagrave hai nguyecircn tử sắt ( xem higravenh vẽ )
Xaacutec định higravenh học của một lỗ như vậy Xaacutec định cocircng thức của hiđrua thu đượ c khi batildeo
hogravea caacutec lỗ nagravey
3 ) Khả năng trữ hiđro của một vật liệu M i biểu thị bằng dung lượ ng thể tiacutech hấp phụ C va ( M i ) đượ c định ngh ĩ a lagrave tỷ số khối lượ ng hiđro bị hấp phụ trecircn thể tiacutech đơ n vị của vật liệu
nguyecircn chất
a ) Biểu thị C va ( M i ) theo thể tiacutech V i của ocirc mạng vagrave theo lượ ng hiđro ni bị hấp phụ
b ) So saacutenh dung lượ ng thể tiacutech hấp phụ lyacute thuyết của hai vật liệu xeacutet ở mục 1 vagrave 2
c ) Tiacutenh khối lượ ng cực tiểu của vật liệu rắn cần để tạo ra cugraveng lượ ng hiđro magrave bigravenh chứa
đựng 700 kg khiacute hoacutea lỏng Kết luận
H ướ ng d ẫ n giải
1 a)Lỗ O R + r 0 =2 R =gt r 0 =662 pm
b)Lỗ T R + r t = 2 R =gt r t = 36 pm
c) Lỗ chiếm tươ ng thiacutech đượ c dự kiến lagrave O
WWWFACEBOOKCOMDAYKEMQUY
WWWBOIDUONGHOAHOCQUYNHONBLOGSPO
WWDAYKEMQUYNHONUCOZCOM
ng goacutep PDF bởi GV Nguyễn Thanh Tuacute
7262019 CHUYEcircN ĐỀ DUYEcircN HẢI BẮC BỘ NĂM 2015 - HOacuteA HỌC TINH THỂ
983107983144983157983161983274983150 đề 983108983112983106983106 983090983088983089983093 983085 983124983145983150983144 983156983144ề 983124983154983137983150983143 983092983097983087983093983092
VI Ứng dụng kiến thức tinh thể vagraveo cuộc sống
(Bagravei được triacutech từ ldquoBagravei chuẩn bị Icho 39rdquo)
HOA QUẢ RAU CỎ VAgrave CAacuteC NGUYEcircN TỬ
Khi giải quyế t vấ n đề nagraveychư a coacute loại rau quả nagraveo bị phaacute hủ y
Năm 1611 nhagrave toaacuten học vagrave thiecircn văn học người Đức Johannes Kepler nghiecircn cứu
sự sắp xếp caacutec viecircn đạn của suacuteng thần cocircng trong một kim tự thaacutep Ocircng khẳng định rằngchỉ coacute một caacutech duy nhất để sắp xếp caacutec quả cầu cứng giống hệt nhau vagraveo một thể tiacutech sao
cho khiacutet nhất coacute thể ldquohellipkhocircng thể coacute thếm bất cứ một caacutech sắp xếp nagraveo khaacutec để chegraven thecircm
dugrave một viecircn đạn nữa vagraveo hogravem đoacuterdquo Ocircng lagrave ngườ i đầu tiecircn phaacutet biểu về một vấn đề như vậy
vagrave sau nagravey noacute đượ c gọi lagrave ldquosự phỏng đoaacuten Keplerrdquo Năm 1998 Giaacuteo sư Thomas Hales1 đatilde
đưa ra giải phaacutep cho ldquosự phỏng đoaacuten Keplerrdquo Nội dung của giải phaacutep nagravey đatilde đượ c trigravenh
bagravey trong loạt bagravei baacuteo trecircn tờ ldquoHigravenh học rờ i rạc vagrave điện toaacutenrdquo ra đờ i từ năm 1997 Ocircng
nghiecircn cứu hơ n 150 caacutech sắp xếp khaacutec nhau khaacutec vớ i caacutech magrave Kepler đatilde đưa ra Giải phaacutep
của Hales đogravei hỏi khoảng 250 trang giấy in vagrave dung lượ ng 3 GB caacutec file trong maacutey tiacutenh
Qua caacutec chứng minh toaacuten học chặt chẽ thuật ngữ ldquosự sắp xếp đặc khiacutet caacutec quả cầurdquo (cps)
đatilde đượ c chấp nhận rộng ratildei trong l ĩ nh vực hoacutea học chất rắn vagrave cho đến nay noacute vẫn cograven giaacute
trị
WWWFACEBOOKCOMDAYKEMQUY
WWWBOIDUONGHOAHOCQUYNHONBLOGSPO
WWDAYKEMQUYNHONUCOZCOM
ng goacutep PDF bởi GV Nguyễn Thanh Tuacute
7262019 CHUYEcircN ĐỀ DUYEcircN HẢI BẮC BỘ NĂM 2015 - HOacuteA HỌC TINH THỂ
983107983144983157983161983274983150 đề 983108983112983106983106 983090983088983089983093 983085 983124983145983150983144 983156983144ề 983124983154983137983150983143 983093983089983087983093983092
thứ 3 đượ c xếp lecircn trecircn khoảng trống của lớ p thứ nhất (xem trườ ng hợ p B higravenh 2) Hatildey
tiacutenh độ chặt khiacutet cho caacutech sắp xếp thứ 2 đượ c gọi lagrave sắp xếp lập phươ ng tacircm diện fbc
d) Coacute một ngườ i nocircng dacircn đatilde xếp lớ p thứ ba theo kiểu fcc vagrave bacircy giờ khocircng xaacutec định
đượ c đacircu lagrave khoảng trống đacircu lagrave rau củ đatilde xếp ở lớ p thứ nhất Giaacute trị sẽ thay đổi như thế
nagraveo do sự sai lệch khi sắp xếp caacutec lớ p chặt khiacutet tiếp theo
3 Giả sử ngườ i nocircng dacircn nảy ra yacute định muốn xếp chung đagraveo vagrave dưa hấu vagraveo xe bằng caacutech
xếp đagraveo vagraveo khoảng trống giữa caacutec quả dưa hấu
a) Hatildey tiacutenh tỉ lệ baacuten kiacutenh giữa quả đagraveo vagrave dưa hấu lớ n nhất coacute thể để traacutenh bị dập caacutec quả
đagraveo trong caacutec trườ ng hợ p xếp đagraveo vagraveo
iLỗ trống lập phươ ng trong kiếu lập phươ ng đơ n giản
ii Lỗ trống baacutet diện trong kiếu lập phươ ng tacircm khối
iii Lỗ trống baacutet diện trong kiếu lập phươ ng tacircm diện
b) Trong caacutec kiếu sắp xếp sc hcp bcc vagrave fcc trung bigravenh vớ i một quả dưa hấu coacute thể
xếp tối đa bao nhiecircu quả đagraveo
c) Tiacutenh giaacute trị lớ n nhất cho caacutec kiếu sắp xếp sc bcc vagrave fcc coacute xếp đagraveo ở caacutec khoảng
trống
4 Hoa quả coacute thể bị hỏng do xe khocircng thoaacuteng gioacute
a) Để giữ caacutec khoảng trống trong kiểu sắp xếp bcc vagrave fcc ngườ i nocircng dacircn quyết định
chỉ xếp caacutec quả đagraveo vagraveo caacutec lỗ trống baacutet diện khocircng nối vớ i nhau qua mặt hay tacircm Trong
trườ ng hợ p nagravey vớ i một quả dưa coacute thể xếp đượ c bao nhiecircu quả đagraveo
b) Ngườ i nocircng dacircn ngh ĩ ra một caacutech khaacutec trong caacutech sắp xếp fcc ocircng xếp đagraveo vagraveo tất cả
caacutec lỗ trống baacutet diện (như trecircn) vagrave vớ i caacutec lỗ trống tứ diện ocircng xếp taacuteo vagraveo Theo caacutech
nagravey vớ i một quả dưa ocircng coacute thể xếp đượ c bao nhiecircu quả taacuteo
Tạo hoacutea cũng lagravem nảy sinh những vấn đề liacute thuacute như ldquosự phỏng đoaacuten Keplerrdquo Ngọc
opal lagrave một loại đaacute tự nhiecircn đượ c cấu tạo từ caacutec quả cầu beacute xiacuteu SiO2
(cỡ micro) sắp xếp đặc
khiacutet vớ i nhau Đặc tiacutenh của opal lagrave coacute thể phaacutet ra caacutec aacutenh saacuteng khaacutec nhau (phaacutet ngũ sắc) khi
đượ c chiếu saacuteng Hiện tượ ng nagravey đượ c giải thiacutech bằng sự nhiễu xạ aacutenh saacuteng nhigraven thấy tuacircn
theo định luật Bragg λ = 2d sinθ
Trong đoacute λ lagrave độ dagravei soacuteng của tia saacuteng d lagrave khoảng caacutech giữa caacutec lớ p sắp xếp chặtkhiacutet trong opal 2θ lagrave goacutec giữa tia tớ i vagrave tia nhiễu xạ (noacutei caacutech khaacutec θ lagrave goacutec nghiecircng giữa
tia sang vớ i bề mặt của đaacute opal)
Opal lagrave loại đaacute coacute cấu truacutec tinh thể đầu tiecircn đượ c biết lagrave coacute khả năng khuacutec xạ loại
vật chất đượ c cấu tạo từ caacutec quả cầu cỡ micro vớ i chỉ số khuacutec xạ cao Quang phổ của noacute đatilde
WWWFACEBOOKCOMDAYKEMQUY
WWWBOIDUONGHOAHOCQUYNHONBLOGSPO
WWDAYKEMQUYNHONUCOZCOM
ng goacutep PDF bởi GV Nguyễn Thanh Tuacute
7262019 CHUYEcircN ĐỀ DUYEcircN HẢI BẮC BỘ NĂM 2015 - HOacuteA HỌC TINH THỂ
983107983144983157983161983274983150 đề 983108983112983106983106 983090983088983089983093 983085 983124983145983150983144 983156983144ề 983124983154983137983150983143 983091983090983087983093983092
Magrave D=m
V = (2times M)(6023times 10
23times a
3)
Thay D=795 a= 2864 Ao
=gt M= 2679 gmol
Vậy M lagrave kim loại Fe
Bagravei 23 Một nguyecircn tố A coacute baacuten kiacutenh nguyecircn tử R = 136 pm vagrave đơ n chất kết tinh theo cấu
truacutec lập phươ ng tacircm diện tỷ khối d = 224 Xaacutec định A
H ướ ng d ẫ n giải
2R2a = = 385 pm 1A3
molg192Z
NaM minus=
ρ=
Đoacute lagrave Ir
Bagravei 24
Kim loại X đượ c tigravem thấy vagraveo năm 1737 Tecircn của noacute coacute nguồn gốc tiếng Đức lagraveldquokoboldrdquo coacute ngh ĩ a lagrave ldquolinh hồn của quỷrdquo Một mẫu kim loại X đượ c ngacircm trong nướ c cacircn
nặng 13315g trong khi đoacute đem ngacircm cugraveng khối lượ ng mẫu kim loại vagraveo CCl4 chỉ nặng
12331g Biết khối lượ ng riecircng của CCl4 lagrave 15842 gcm3Để xaacutec định nguyecircn tố X thigrave
ngườ i ta phải dugraveng đến nhiễu xạ neutron Phươ ng phaacutep nhiễu xạ nagravey chỉ đặc trưng cho cấu
truacutec lập phươ ng tacircm mặt (fcc) vagrave đo đượ c thocircng số mạng a= 35302pm
Hướng dẫn giải
3
3 3 7 3 23 1 1
4
890 (3530210 ) 60210 ( ) 5893( )4 4
A A
A
Z M M d
V N a N
d a N g cm cm mol M g mol
minus minus minus
= =
rArr = = =
Vậy X lagrave Co
Bagravei 25
Khi nhuacuteng chigravem một vật hoagraven vagraveo trong một chất lỏng thigrave noacute sẽ coacute khối lượ ng biểu
kiến vigrave noacute chịu lực đẩy Acsimet Nếu coi kim loại X coacute khối lượ ng m vagrave thể tiacutech V thigrave ta
coacute
4 4
2 2
33
1500012331 15842890
13315 10000 1685
X CCl CCl
X
X H O H O
m m d V m gm V d g cm
m m d V m V V cm
= minus == minusrArr rArr rArr =
= minus = minus =
Ocirc mạng fcc gồm 4 nguyecircn tử coacute
WWWFACEBOOKCOMDAYKEMQUY
WWWBOIDUONGHOAHOCQUYNHONBLOGSPO
WWDAYKEMQUYNHONUCOZCOM
ng goacutep PDF bởi GV Nguyễn Thanh Tuacute
7262019 CHUYEcircN ĐỀ DUYEcircN HẢI BẮC BỘ NĂM 2015 - HOacuteA HỌC TINH THỂ
1 Phacircn loại caacutec chất sau đacircy theo bản chất của lực tương taacutec giữa caacutec đơn vị cấu truacutec trong
mạng tinh thể của chuacuteng Cu kim cươ ng MgO C6H12O6 I2 Pb BN NaH
2 Maacuteu trong cơ thể ngườ i coacute magraveu đỏ vigrave chứa hemoglobin (chất vậnchuyển oxi chứa sắt) Maacuteu của một số động vật nhuyễn thể khocircng coacute
magraveu đỏ magrave coacute magraveu khaacutec vigrave chứa một kim loại khaacutec (X) Tế bagraveo đơ n vị (ocirc
mạng cơ sở ) lập phươ ng tacircm diện của tinh thể X (higravenh becircn) coacute cạnh
bằng 36210-8 cm Khối lượ ng riecircng của nguyecircn tố nagravey lagrave 8920 kgm3
WWWFACEBOOKCOMDAYKEMQUY
WWWBOIDUONGHOAHOCQUYNHONBLOGSPO
WWDAYKEMQUYNHONUCOZCOM
ng goacutep PDF bởi GV Nguyễn Thanh Tuacute
7262019 CHUYEcircN ĐỀ DUYEcircN HẢI BẮC BỘ NĂM 2015 - HOacuteA HỌC TINH THỂ
983107983144983157983161983274983150 đề 983108983112983106983106 983090983088983089983093 983085 983124983145983150983144 983156983144ề 983124983154983137983150983143 983091983097983087983093983092
Trong mỗi ocirc cơ sở coacute 4 phacircn tử BaO2 rarr thể tiacutech của mỗi ocirc V = 4mD
Vớ i m =100236
99915232713723
+= 2811310-22 gam
rarr V = 1979810-22 (cm3) = 197979342 (pm3)
(2x134 + 2a)2( 2x134 + 2a+149) = 197979342
(134 + a)2(134 + a+745) = 24747418
(134 + a)3+ (134 + a)2 745 - 24747418 = 0
rarr a = 2686-134 = 135 pm
Bagravei 33
Niken (II) oxit coacute cấu truacutec tinh thể giống mạng tinh thể natri clorua Caacutec ion O2- tạo
thagravenh mạng lập phươ ng tacircm mặt caacutec hốc baacutet diện coacute caacutec ion Ni2+ Khối lượ ng riecircng của
Niken (II) oxit lagrave 667 gcm3 Nếu cho Niken (II) oxit taacutec dụng vớ i Liti oxit vagrave oxi thigrave đượ c
caacutec tinh thể trắng coacute thagravenh phần LixNi1-xO
2x
Li2O + (1-x) NiO +4x
O2 rarr LixNi1-xO
Cấu truacutec mạng tinh thể của LixNi1-xO giống cấu truacutec mạng tinh thể của NiO nhưng
một số ion Ni2+ đượ c thay thế bằng caacutec ion Liti vagrave một số ion Ni2+ bị oxi hoacutea để đảm bảo
tiacutenh trung hogravea điện của phacircn tử Khối lượ ng riecircng của tinh thể LixNi1-xO lagrave 621 gcm3
Tiacutenh x (chấp nhận thể tiacutech của ocirc mạng cơ sở khocircng thay đổi khi chuyển từ NiO
thagravenh LixNi1-xO)
Cho NA= 60231023 mol-1 Ni = 5871 Li = 694 O = 16
H ướ ng d ẫ n giải
Trong một tinh thể sự sắp xếp của caacutec anion vagrave caacutec cation theo cấu truacutec mạng lậpphươ ng tacircm mặt Caacutec cation vagrave anion nằm xen kẽ nhau Một ocirc mạng cơ sở chứa 4 cation
vagrave 4 anion
3A
NiONiO aN
nMD =
Tiacutenh cạnh a của ocirc mạng cơ sở của NiO
WWWFACEBOOKCOMDAYKEMQUY
WWWBOIDUONGHOAHOCQUYNHONBLOGSPO
WWDAYKEMQUYNHONUCOZCOM
ng goacutep PDF bởi GV Nguyễn Thanh Tuacute
7262019 CHUYEcircN ĐỀ DUYEcircN HẢI BẮC BỘ NĂM 2015 - HOacuteA HỌC TINH THỂ
983107983144983157983161983274983150 đề 983108983112983106983106 983090983088983089983093 983085 983124983145983150983144 983156983144ề 983124983154983137983150983143 983092983088983087983093983092
323 667602310
74714a
timestimes
= = 400610-8 cm
Vậy[ ]
( )3823 420610602310
16x)5871(1694x4621
minustimes
+minus+times= =gt x = 01
Bagravei 34 (Đề thi chọn đội tuyển quốc tế 2013)
Hiện tượ ng caacutec ion khaacutech xacircm nhập vagraveo mạng lướ i tinh thể chủ vagrave chiếm caacutec vị triacute
hốc trống trong mạng lướ i tinh thể chủ xảy ra khaacute phổ biến Quaacute trigravenh nagravey thườ ng diễn ra
chậm vagrave ở nhiệt độ cao Tuy nhiecircn quaacute trigravenh xacircm nhập của cation Li+ vagraveo mạng lướ i tinh
thể ReO3 lại đặc biệt bở i chuacuteng xảy ra khaacute nhanh ngay ở nhiệt độ phograveng Trong tinh thể
ReO3 mỗi nguyecircn tử Re đượ c bao quanh bở i 6 nguyecircn tử oxi tạo necircn những baacutet diện đều
giống nhau Biết rằng tinh thể ReO3 thuộc hệ lập phươ ng (chiều dagravei mỗi cạnh lagrave 0374 nm)
trong đoacute nguyecircn tử Re chiếm caacutec vị triacute đỉnh của higravenh lập phươ ng
1 Hatildey chứng minh rằng nguyecircn tử oxi chỉ coacute thể chiếm vị triacute trung điểm tất cả caacutec cạnh
của ocirc mạng vagrave vẽ một ocirc mạng cơ sở của tinh thể ReO3
2 Giả sử tinh thể ReO3 coacute bản chất ion Cho biết baacuten kiacutenh của ion O2- lagrave 0126 nm
a) Tiacutenh baacuten kiacutenh của ion Re6+
b) Cation khaacutech coacute kiacutech thướ c lớ n nhất bằng bao nhiecircu để khi xacircm nhập vagraveo mạng lướ i
tinh thể ReO3 khocircng lagravem thay đổi kiacutech thướ c của ocirc mạng tinh thể (bỏ qua mọi tươ ng taacutec
giữa ion nagravey vagrave tinh thể ReO3)
Hướng dẫn giải
1 Biện luận vị triacute của O
- Do số phối triacute của Re = 6 vagrave tỉ lệ ReO = 13 necircn số phối triacute của O = 63 = 2
- Như vậy một O phối triacute vớ i 2 Re vagrave caacutech đều hai Re vigrave caacutec nguyecircn tử Re lagrave tươ ng đươ ng- Giả sử nguyecircn tử O1 (khocircng nằm trecircn cạnh a) phối triacute vớ i 2 Re thuộc cạnh a thigrave trong ocirc
mạng phiacutea trecircn (hoặc phiacutea dướ i) cũng sẽ coacute nguyecircn tử O1rsquo tươ ng đươ ng vớ i O1 cugraveng phối
triacute vớ i nguyecircn tử Re chung nagravey Goacutec liecircn kết O1ReO1rsquo ne 180 o vagrave ne 90 o (= 90o thigrave O1
phải ở tacircm của higravenh lập phươ ng SPT = 8) như vậy khocircng thỏa matilden điều kiện phối triacute baacutet
WWWFACEBOOKCOMDAYKEMQUY
WWWBOIDUONGHOAHOCQUYNHONBLOGSPO
WWDAYKEMQUYNHONUCOZCOM
ng goacutep PDF bởi GV Nguyễn Thanh Tuacute
7262019 CHUYEcircN ĐỀ DUYEcircN HẢI BẮC BỘ NĂM 2015 - HOacuteA HỌC TINH THỂ
983107983144983157983161983274983150 đề 983108983112983106983106 983090983088983089983093 983085 983124983145983150983144 983156983144ề 983124983154983137983150983143 983092983089983087983093983092
diện đều của Re Vậy O1 phải nằm trecircn cạnh a Vagrave đươ ng nhiecircn phải nằm ở trung điểm vigrave
noacute caacutech đều hai Re ở hai đỉnh
Kết luận Caacutec nguyecircn tử O nằm ở trung điểm của mỗi cạnh Kiểm tra tỉ lệ ReO
trong một ocirc mạng = (818) (1214) = 13
2 Tiacutenh baacuten kiacutenh Re6+
2r minus2O + 2r +6Re = a = 0374 nm vậy r +6Re = (0374 ndash 20126)2 = 0061 nm
Tiacutenh baacuten kiacutenh cự c đại của ion lạ
Ion lạ xacircm nhập sẽ chiếm vị triacute trung tacircm của ocirc mạng cơ sở Do vậy khoảng caacutech từ
tacircm đến trung điểm mỗi cạnh tươ ng ứng bằng r minus2O+ rion lạ = a 2 = 0374 141= 0265 nm
vậy baacuten kiacutenh cực đại của ion lạ = 0265 ndash 0126 = 0139 nm
Bagravei 35
Bạc baacuten kiacutenh nguyecircn tử R = 144pm kết tinh dạng ocirc mạng cfc Tugravey theo kiacutech thướ c
magrave caacutec nguyecircn tử lạ E coacute thể đi vagraveo trong mạng bạc tạo ra một dung dịch rắn coacute tecircn gọikhaacutec nhau dung dịch rắn xen kẽ ( bằng caacutech chiếm caacutec lỗ xen kẽ) hoặc dung dịch rắn
thay thế (bằng caacutech thay thế caacutec nguyecircn tử bạc)
1) Tiacutenh khối lượ ng thể tiacutech của bạc nguyecircn chất
2) Xaacutec định số phối triacute vagrave độ compac của mạng cfc
3) Xen kẽ lỗ tinh thể học khaacutec nhau khi tạo thagravenh
a) Cho biết bản chất vagrave số mắt của mỗi chất chứa trong một ocirc mạng
b) Xaacutec định baacuten kiacutenh cực đại ri của một nguyecircn tử lạ E higravenh cầu nằm trong mạng ở mỗi
kiểu lỗ magrave khocircng lagravem biến dạng mạng4) Vagraveng baacuten kiacutenh nguyecircn tử Rrsquo = 147pm tạo dung dịch rắn a vớ i bạc
a) Suy ra bản chất của dung dịch a nagravey
b) Biểu thị cấu truacutec hoacutea học của a theo phần mol x của vagraveng
5) Một hợ p kim bạc-vagraveng tươ ng ứng vớ i một thagravenh phần đặc biệt của dung dịch rắn a đặc
trưng bở i phần khối lượ ng vagraveng w = 01
a) Tiacutenh giaacute trị của x
b) Xaacutec định khối lượ ng thể tiacutech của hợ p kim nagravey
(Theo ENSIETA Ban Vật lyacute1992) H ướ ng d ẫ n giải
1) Sơ đồ ocirc mạng cfc
Số nguyecircn tử bạc trong một ocirc mạng
WWWFACEBOOKCOMDAYKEMQUY
WWWBOIDUONGHOAHOCQUYNHONBLOGSPO
WWDAYKEMQUYNHONUCOZCOM
ng goacutep PDF bởi GV Nguyễn Thanh Tuacute
7262019 CHUYEcircN ĐỀ DUYEcircN HẢI BẮC BỘ NĂM 2015 - HOacuteA HỌC TINH THỂ
983107983144983157983161983274983150 đề 983108983112983106983106 983090983088983089983093 983085 983124983145983150983144 983156983144ề 983124983154983137983150983143 983092983095983087983093983092
b) Baacuten kiacutenh gaacuten cho nguyecircn tử hidro lagrave r = 37 pm Suy ra kiểu lỗ tươ ng thiacutech vớ i sự
lấp đầy
c) Trong thực tế caacutec nguyecircn tử hidro nằm trong mọi lỗ kiểu khaacutec hatildey lập cocircng thức
nguyecircn của hiđrua vagrave necircu một viacute dụ về tinh thể ion đẳng cấu truacutec
2 ) Hợ p kim của titan vagrave sắt thagravenh phần TiFe lagrave hợ p chất magrave caacutec nguyecircn tử titan chiếm caacutec
lỗ mạng lập phươ ng đơ n giản của sắt thocircng số = 298 pm
a ) Necircu ra hợ p chất ion kiểu tươ ng ứng cấu truacutec nagravey
b ) Trong hợ p chất TiFe caacutec nguyecircn tử hiđro chiếm mọi lỗ tạo ra từ bốn nguyecircn tử titan
vagrave hai nguyecircn tử sắt ( xem higravenh vẽ )
Xaacutec định higravenh học của một lỗ như vậy Xaacutec định cocircng thức của hiđrua thu đượ c khi batildeo
hogravea caacutec lỗ nagravey
3 ) Khả năng trữ hiđro của một vật liệu M i biểu thị bằng dung lượ ng thể tiacutech hấp phụ C va ( M i ) đượ c định ngh ĩ a lagrave tỷ số khối lượ ng hiđro bị hấp phụ trecircn thể tiacutech đơ n vị của vật liệu
nguyecircn chất
a ) Biểu thị C va ( M i ) theo thể tiacutech V i của ocirc mạng vagrave theo lượ ng hiđro ni bị hấp phụ
b ) So saacutenh dung lượ ng thể tiacutech hấp phụ lyacute thuyết của hai vật liệu xeacutet ở mục 1 vagrave 2
c ) Tiacutenh khối lượ ng cực tiểu của vật liệu rắn cần để tạo ra cugraveng lượ ng hiđro magrave bigravenh chứa
đựng 700 kg khiacute hoacutea lỏng Kết luận
H ướ ng d ẫ n giải
1 a)Lỗ O R + r 0 =2 R =gt r 0 =662 pm
b)Lỗ T R + r t = 2 R =gt r t = 36 pm
c) Lỗ chiếm tươ ng thiacutech đượ c dự kiến lagrave O
WWWFACEBOOKCOMDAYKEMQUY
WWWBOIDUONGHOAHOCQUYNHONBLOGSPO
WWDAYKEMQUYNHONUCOZCOM
ng goacutep PDF bởi GV Nguyễn Thanh Tuacute
7262019 CHUYEcircN ĐỀ DUYEcircN HẢI BẮC BỘ NĂM 2015 - HOacuteA HỌC TINH THỂ
983107983144983157983161983274983150 đề 983108983112983106983106 983090983088983089983093 983085 983124983145983150983144 983156983144ề 983124983154983137983150983143 983092983097983087983093983092
VI Ứng dụng kiến thức tinh thể vagraveo cuộc sống
(Bagravei được triacutech từ ldquoBagravei chuẩn bị Icho 39rdquo)
HOA QUẢ RAU CỎ VAgrave CAacuteC NGUYEcircN TỬ
Khi giải quyế t vấ n đề nagraveychư a coacute loại rau quả nagraveo bị phaacute hủ y
Năm 1611 nhagrave toaacuten học vagrave thiecircn văn học người Đức Johannes Kepler nghiecircn cứu
sự sắp xếp caacutec viecircn đạn của suacuteng thần cocircng trong một kim tự thaacutep Ocircng khẳng định rằngchỉ coacute một caacutech duy nhất để sắp xếp caacutec quả cầu cứng giống hệt nhau vagraveo một thể tiacutech sao
cho khiacutet nhất coacute thể ldquohellipkhocircng thể coacute thếm bất cứ một caacutech sắp xếp nagraveo khaacutec để chegraven thecircm
dugrave một viecircn đạn nữa vagraveo hogravem đoacuterdquo Ocircng lagrave ngườ i đầu tiecircn phaacutet biểu về một vấn đề như vậy
vagrave sau nagravey noacute đượ c gọi lagrave ldquosự phỏng đoaacuten Keplerrdquo Năm 1998 Giaacuteo sư Thomas Hales1 đatilde
đưa ra giải phaacutep cho ldquosự phỏng đoaacuten Keplerrdquo Nội dung của giải phaacutep nagravey đatilde đượ c trigravenh
bagravey trong loạt bagravei baacuteo trecircn tờ ldquoHigravenh học rờ i rạc vagrave điện toaacutenrdquo ra đờ i từ năm 1997 Ocircng
nghiecircn cứu hơ n 150 caacutech sắp xếp khaacutec nhau khaacutec vớ i caacutech magrave Kepler đatilde đưa ra Giải phaacutep
của Hales đogravei hỏi khoảng 250 trang giấy in vagrave dung lượ ng 3 GB caacutec file trong maacutey tiacutenh
Qua caacutec chứng minh toaacuten học chặt chẽ thuật ngữ ldquosự sắp xếp đặc khiacutet caacutec quả cầurdquo (cps)
đatilde đượ c chấp nhận rộng ratildei trong l ĩ nh vực hoacutea học chất rắn vagrave cho đến nay noacute vẫn cograven giaacute
trị
WWWFACEBOOKCOMDAYKEMQUY
WWWBOIDUONGHOAHOCQUYNHONBLOGSPO
WWDAYKEMQUYNHONUCOZCOM
ng goacutep PDF bởi GV Nguyễn Thanh Tuacute
7262019 CHUYEcircN ĐỀ DUYEcircN HẢI BẮC BỘ NĂM 2015 - HOacuteA HỌC TINH THỂ
983107983144983157983161983274983150 đề 983108983112983106983106 983090983088983089983093 983085 983124983145983150983144 983156983144ề 983124983154983137983150983143 983093983089983087983093983092
thứ 3 đượ c xếp lecircn trecircn khoảng trống của lớ p thứ nhất (xem trườ ng hợ p B higravenh 2) Hatildey
tiacutenh độ chặt khiacutet cho caacutech sắp xếp thứ 2 đượ c gọi lagrave sắp xếp lập phươ ng tacircm diện fbc
d) Coacute một ngườ i nocircng dacircn đatilde xếp lớ p thứ ba theo kiểu fcc vagrave bacircy giờ khocircng xaacutec định
đượ c đacircu lagrave khoảng trống đacircu lagrave rau củ đatilde xếp ở lớ p thứ nhất Giaacute trị sẽ thay đổi như thế
nagraveo do sự sai lệch khi sắp xếp caacutec lớ p chặt khiacutet tiếp theo
3 Giả sử ngườ i nocircng dacircn nảy ra yacute định muốn xếp chung đagraveo vagrave dưa hấu vagraveo xe bằng caacutech
xếp đagraveo vagraveo khoảng trống giữa caacutec quả dưa hấu
a) Hatildey tiacutenh tỉ lệ baacuten kiacutenh giữa quả đagraveo vagrave dưa hấu lớ n nhất coacute thể để traacutenh bị dập caacutec quả
đagraveo trong caacutec trườ ng hợ p xếp đagraveo vagraveo
iLỗ trống lập phươ ng trong kiếu lập phươ ng đơ n giản
ii Lỗ trống baacutet diện trong kiếu lập phươ ng tacircm khối
iii Lỗ trống baacutet diện trong kiếu lập phươ ng tacircm diện
b) Trong caacutec kiếu sắp xếp sc hcp bcc vagrave fcc trung bigravenh vớ i một quả dưa hấu coacute thể
xếp tối đa bao nhiecircu quả đagraveo
c) Tiacutenh giaacute trị lớ n nhất cho caacutec kiếu sắp xếp sc bcc vagrave fcc coacute xếp đagraveo ở caacutec khoảng
trống
4 Hoa quả coacute thể bị hỏng do xe khocircng thoaacuteng gioacute
a) Để giữ caacutec khoảng trống trong kiểu sắp xếp bcc vagrave fcc ngườ i nocircng dacircn quyết định
chỉ xếp caacutec quả đagraveo vagraveo caacutec lỗ trống baacutet diện khocircng nối vớ i nhau qua mặt hay tacircm Trong
trườ ng hợ p nagravey vớ i một quả dưa coacute thể xếp đượ c bao nhiecircu quả đagraveo
b) Ngườ i nocircng dacircn ngh ĩ ra một caacutech khaacutec trong caacutech sắp xếp fcc ocircng xếp đagraveo vagraveo tất cả
caacutec lỗ trống baacutet diện (như trecircn) vagrave vớ i caacutec lỗ trống tứ diện ocircng xếp taacuteo vagraveo Theo caacutech
nagravey vớ i một quả dưa ocircng coacute thể xếp đượ c bao nhiecircu quả taacuteo
Tạo hoacutea cũng lagravem nảy sinh những vấn đề liacute thuacute như ldquosự phỏng đoaacuten Keplerrdquo Ngọc
opal lagrave một loại đaacute tự nhiecircn đượ c cấu tạo từ caacutec quả cầu beacute xiacuteu SiO2
(cỡ micro) sắp xếp đặc
khiacutet vớ i nhau Đặc tiacutenh của opal lagrave coacute thể phaacutet ra caacutec aacutenh saacuteng khaacutec nhau (phaacutet ngũ sắc) khi
đượ c chiếu saacuteng Hiện tượ ng nagravey đượ c giải thiacutech bằng sự nhiễu xạ aacutenh saacuteng nhigraven thấy tuacircn
theo định luật Bragg λ = 2d sinθ
Trong đoacute λ lagrave độ dagravei soacuteng của tia saacuteng d lagrave khoảng caacutech giữa caacutec lớ p sắp xếp chặtkhiacutet trong opal 2θ lagrave goacutec giữa tia tớ i vagrave tia nhiễu xạ (noacutei caacutech khaacutec θ lagrave goacutec nghiecircng giữa
tia sang vớ i bề mặt của đaacute opal)
Opal lagrave loại đaacute coacute cấu truacutec tinh thể đầu tiecircn đượ c biết lagrave coacute khả năng khuacutec xạ loại
vật chất đượ c cấu tạo từ caacutec quả cầu cỡ micro vớ i chỉ số khuacutec xạ cao Quang phổ của noacute đatilde
WWWFACEBOOKCOMDAYKEMQUY
WWWBOIDUONGHOAHOCQUYNHONBLOGSPO
WWDAYKEMQUYNHONUCOZCOM
ng goacutep PDF bởi GV Nguyễn Thanh Tuacute
7262019 CHUYEcircN ĐỀ DUYEcircN HẢI BẮC BỘ NĂM 2015 - HOacuteA HỌC TINH THỂ
983107983144983157983161983274983150 đề 983108983112983106983106 983090983088983089983093 983085 983124983145983150983144 983156983144ề 983124983154983137983150983143 983091983090983087983093983092
Magrave D=m
V = (2times M)(6023times 10
23times a
3)
Thay D=795 a= 2864 Ao
=gt M= 2679 gmol
Vậy M lagrave kim loại Fe
Bagravei 23 Một nguyecircn tố A coacute baacuten kiacutenh nguyecircn tử R = 136 pm vagrave đơ n chất kết tinh theo cấu
truacutec lập phươ ng tacircm diện tỷ khối d = 224 Xaacutec định A
H ướ ng d ẫ n giải
2R2a = = 385 pm 1A3
molg192Z
NaM minus=
ρ=
Đoacute lagrave Ir
Bagravei 24
Kim loại X đượ c tigravem thấy vagraveo năm 1737 Tecircn của noacute coacute nguồn gốc tiếng Đức lagraveldquokoboldrdquo coacute ngh ĩ a lagrave ldquolinh hồn của quỷrdquo Một mẫu kim loại X đượ c ngacircm trong nướ c cacircn
nặng 13315g trong khi đoacute đem ngacircm cugraveng khối lượ ng mẫu kim loại vagraveo CCl4 chỉ nặng
12331g Biết khối lượ ng riecircng của CCl4 lagrave 15842 gcm3Để xaacutec định nguyecircn tố X thigrave
ngườ i ta phải dugraveng đến nhiễu xạ neutron Phươ ng phaacutep nhiễu xạ nagravey chỉ đặc trưng cho cấu
truacutec lập phươ ng tacircm mặt (fcc) vagrave đo đượ c thocircng số mạng a= 35302pm
Hướng dẫn giải
3
3 3 7 3 23 1 1
4
890 (3530210 ) 60210 ( ) 5893( )4 4
A A
A
Z M M d
V N a N
d a N g cm cm mol M g mol
minus minus minus
= =
rArr = = =
Vậy X lagrave Co
Bagravei 25
Khi nhuacuteng chigravem một vật hoagraven vagraveo trong một chất lỏng thigrave noacute sẽ coacute khối lượ ng biểu
kiến vigrave noacute chịu lực đẩy Acsimet Nếu coi kim loại X coacute khối lượ ng m vagrave thể tiacutech V thigrave ta
coacute
4 4
2 2
33
1500012331 15842890
13315 10000 1685
X CCl CCl
X
X H O H O
m m d V m gm V d g cm
m m d V m V V cm
= minus == minusrArr rArr rArr =
= minus = minus =
Ocirc mạng fcc gồm 4 nguyecircn tử coacute
WWWFACEBOOKCOMDAYKEMQUY
WWWBOIDUONGHOAHOCQUYNHONBLOGSPO
WWDAYKEMQUYNHONUCOZCOM
ng goacutep PDF bởi GV Nguyễn Thanh Tuacute
7262019 CHUYEcircN ĐỀ DUYEcircN HẢI BẮC BỘ NĂM 2015 - HOacuteA HỌC TINH THỂ
1 Phacircn loại caacutec chất sau đacircy theo bản chất của lực tương taacutec giữa caacutec đơn vị cấu truacutec trong
mạng tinh thể của chuacuteng Cu kim cươ ng MgO C6H12O6 I2 Pb BN NaH
2 Maacuteu trong cơ thể ngườ i coacute magraveu đỏ vigrave chứa hemoglobin (chất vậnchuyển oxi chứa sắt) Maacuteu của một số động vật nhuyễn thể khocircng coacute
magraveu đỏ magrave coacute magraveu khaacutec vigrave chứa một kim loại khaacutec (X) Tế bagraveo đơ n vị (ocirc
mạng cơ sở ) lập phươ ng tacircm diện của tinh thể X (higravenh becircn) coacute cạnh
bằng 36210-8 cm Khối lượ ng riecircng của nguyecircn tố nagravey lagrave 8920 kgm3
WWWFACEBOOKCOMDAYKEMQUY
WWWBOIDUONGHOAHOCQUYNHONBLOGSPO
WWDAYKEMQUYNHONUCOZCOM
ng goacutep PDF bởi GV Nguyễn Thanh Tuacute
7262019 CHUYEcircN ĐỀ DUYEcircN HẢI BẮC BỘ NĂM 2015 - HOacuteA HỌC TINH THỂ
983107983144983157983161983274983150 đề 983108983112983106983106 983090983088983089983093 983085 983124983145983150983144 983156983144ề 983124983154983137983150983143 983091983097983087983093983092
Trong mỗi ocirc cơ sở coacute 4 phacircn tử BaO2 rarr thể tiacutech của mỗi ocirc V = 4mD
Vớ i m =100236
99915232713723
+= 2811310-22 gam
rarr V = 1979810-22 (cm3) = 197979342 (pm3)
(2x134 + 2a)2( 2x134 + 2a+149) = 197979342
(134 + a)2(134 + a+745) = 24747418
(134 + a)3+ (134 + a)2 745 - 24747418 = 0
rarr a = 2686-134 = 135 pm
Bagravei 33
Niken (II) oxit coacute cấu truacutec tinh thể giống mạng tinh thể natri clorua Caacutec ion O2- tạo
thagravenh mạng lập phươ ng tacircm mặt caacutec hốc baacutet diện coacute caacutec ion Ni2+ Khối lượ ng riecircng của
Niken (II) oxit lagrave 667 gcm3 Nếu cho Niken (II) oxit taacutec dụng vớ i Liti oxit vagrave oxi thigrave đượ c
caacutec tinh thể trắng coacute thagravenh phần LixNi1-xO
2x
Li2O + (1-x) NiO +4x
O2 rarr LixNi1-xO
Cấu truacutec mạng tinh thể của LixNi1-xO giống cấu truacutec mạng tinh thể của NiO nhưng
một số ion Ni2+ đượ c thay thế bằng caacutec ion Liti vagrave một số ion Ni2+ bị oxi hoacutea để đảm bảo
tiacutenh trung hogravea điện của phacircn tử Khối lượ ng riecircng của tinh thể LixNi1-xO lagrave 621 gcm3
Tiacutenh x (chấp nhận thể tiacutech của ocirc mạng cơ sở khocircng thay đổi khi chuyển từ NiO
thagravenh LixNi1-xO)
Cho NA= 60231023 mol-1 Ni = 5871 Li = 694 O = 16
H ướ ng d ẫ n giải
Trong một tinh thể sự sắp xếp của caacutec anion vagrave caacutec cation theo cấu truacutec mạng lậpphươ ng tacircm mặt Caacutec cation vagrave anion nằm xen kẽ nhau Một ocirc mạng cơ sở chứa 4 cation
vagrave 4 anion
3A
NiONiO aN
nMD =
Tiacutenh cạnh a của ocirc mạng cơ sở của NiO
WWWFACEBOOKCOMDAYKEMQUY
WWWBOIDUONGHOAHOCQUYNHONBLOGSPO
WWDAYKEMQUYNHONUCOZCOM
ng goacutep PDF bởi GV Nguyễn Thanh Tuacute
7262019 CHUYEcircN ĐỀ DUYEcircN HẢI BẮC BỘ NĂM 2015 - HOacuteA HỌC TINH THỂ
983107983144983157983161983274983150 đề 983108983112983106983106 983090983088983089983093 983085 983124983145983150983144 983156983144ề 983124983154983137983150983143 983092983088983087983093983092
323 667602310
74714a
timestimes
= = 400610-8 cm
Vậy[ ]
( )3823 420610602310
16x)5871(1694x4621
minustimes
+minus+times= =gt x = 01
Bagravei 34 (Đề thi chọn đội tuyển quốc tế 2013)
Hiện tượ ng caacutec ion khaacutech xacircm nhập vagraveo mạng lướ i tinh thể chủ vagrave chiếm caacutec vị triacute
hốc trống trong mạng lướ i tinh thể chủ xảy ra khaacute phổ biến Quaacute trigravenh nagravey thườ ng diễn ra
chậm vagrave ở nhiệt độ cao Tuy nhiecircn quaacute trigravenh xacircm nhập của cation Li+ vagraveo mạng lướ i tinh
thể ReO3 lại đặc biệt bở i chuacuteng xảy ra khaacute nhanh ngay ở nhiệt độ phograveng Trong tinh thể
ReO3 mỗi nguyecircn tử Re đượ c bao quanh bở i 6 nguyecircn tử oxi tạo necircn những baacutet diện đều
giống nhau Biết rằng tinh thể ReO3 thuộc hệ lập phươ ng (chiều dagravei mỗi cạnh lagrave 0374 nm)
trong đoacute nguyecircn tử Re chiếm caacutec vị triacute đỉnh của higravenh lập phươ ng
1 Hatildey chứng minh rằng nguyecircn tử oxi chỉ coacute thể chiếm vị triacute trung điểm tất cả caacutec cạnh
của ocirc mạng vagrave vẽ một ocirc mạng cơ sở của tinh thể ReO3
2 Giả sử tinh thể ReO3 coacute bản chất ion Cho biết baacuten kiacutenh của ion O2- lagrave 0126 nm
a) Tiacutenh baacuten kiacutenh của ion Re6+
b) Cation khaacutech coacute kiacutech thướ c lớ n nhất bằng bao nhiecircu để khi xacircm nhập vagraveo mạng lướ i
tinh thể ReO3 khocircng lagravem thay đổi kiacutech thướ c của ocirc mạng tinh thể (bỏ qua mọi tươ ng taacutec
giữa ion nagravey vagrave tinh thể ReO3)
Hướng dẫn giải
1 Biện luận vị triacute của O
- Do số phối triacute của Re = 6 vagrave tỉ lệ ReO = 13 necircn số phối triacute của O = 63 = 2
- Như vậy một O phối triacute vớ i 2 Re vagrave caacutech đều hai Re vigrave caacutec nguyecircn tử Re lagrave tươ ng đươ ng- Giả sử nguyecircn tử O1 (khocircng nằm trecircn cạnh a) phối triacute vớ i 2 Re thuộc cạnh a thigrave trong ocirc
mạng phiacutea trecircn (hoặc phiacutea dướ i) cũng sẽ coacute nguyecircn tử O1rsquo tươ ng đươ ng vớ i O1 cugraveng phối
triacute vớ i nguyecircn tử Re chung nagravey Goacutec liecircn kết O1ReO1rsquo ne 180 o vagrave ne 90 o (= 90o thigrave O1
phải ở tacircm của higravenh lập phươ ng SPT = 8) như vậy khocircng thỏa matilden điều kiện phối triacute baacutet
WWWFACEBOOKCOMDAYKEMQUY
WWWBOIDUONGHOAHOCQUYNHONBLOGSPO
WWDAYKEMQUYNHONUCOZCOM
ng goacutep PDF bởi GV Nguyễn Thanh Tuacute
7262019 CHUYEcircN ĐỀ DUYEcircN HẢI BẮC BỘ NĂM 2015 - HOacuteA HỌC TINH THỂ
983107983144983157983161983274983150 đề 983108983112983106983106 983090983088983089983093 983085 983124983145983150983144 983156983144ề 983124983154983137983150983143 983092983089983087983093983092
diện đều của Re Vậy O1 phải nằm trecircn cạnh a Vagrave đươ ng nhiecircn phải nằm ở trung điểm vigrave
noacute caacutech đều hai Re ở hai đỉnh
Kết luận Caacutec nguyecircn tử O nằm ở trung điểm của mỗi cạnh Kiểm tra tỉ lệ ReO
trong một ocirc mạng = (818) (1214) = 13
2 Tiacutenh baacuten kiacutenh Re6+
2r minus2O + 2r +6Re = a = 0374 nm vậy r +6Re = (0374 ndash 20126)2 = 0061 nm
Tiacutenh baacuten kiacutenh cự c đại của ion lạ
Ion lạ xacircm nhập sẽ chiếm vị triacute trung tacircm của ocirc mạng cơ sở Do vậy khoảng caacutech từ
tacircm đến trung điểm mỗi cạnh tươ ng ứng bằng r minus2O+ rion lạ = a 2 = 0374 141= 0265 nm
vậy baacuten kiacutenh cực đại của ion lạ = 0265 ndash 0126 = 0139 nm
Bagravei 35
Bạc baacuten kiacutenh nguyecircn tử R = 144pm kết tinh dạng ocirc mạng cfc Tugravey theo kiacutech thướ c
magrave caacutec nguyecircn tử lạ E coacute thể đi vagraveo trong mạng bạc tạo ra một dung dịch rắn coacute tecircn gọikhaacutec nhau dung dịch rắn xen kẽ ( bằng caacutech chiếm caacutec lỗ xen kẽ) hoặc dung dịch rắn
thay thế (bằng caacutech thay thế caacutec nguyecircn tử bạc)
1) Tiacutenh khối lượ ng thể tiacutech của bạc nguyecircn chất
2) Xaacutec định số phối triacute vagrave độ compac của mạng cfc
3) Xen kẽ lỗ tinh thể học khaacutec nhau khi tạo thagravenh
a) Cho biết bản chất vagrave số mắt của mỗi chất chứa trong một ocirc mạng
b) Xaacutec định baacuten kiacutenh cực đại ri của một nguyecircn tử lạ E higravenh cầu nằm trong mạng ở mỗi
kiểu lỗ magrave khocircng lagravem biến dạng mạng4) Vagraveng baacuten kiacutenh nguyecircn tử Rrsquo = 147pm tạo dung dịch rắn a vớ i bạc
a) Suy ra bản chất của dung dịch a nagravey
b) Biểu thị cấu truacutec hoacutea học của a theo phần mol x của vagraveng
5) Một hợ p kim bạc-vagraveng tươ ng ứng vớ i một thagravenh phần đặc biệt của dung dịch rắn a đặc
trưng bở i phần khối lượ ng vagraveng w = 01
a) Tiacutenh giaacute trị của x
b) Xaacutec định khối lượ ng thể tiacutech của hợ p kim nagravey
(Theo ENSIETA Ban Vật lyacute1992) H ướ ng d ẫ n giải
1) Sơ đồ ocirc mạng cfc
Số nguyecircn tử bạc trong một ocirc mạng
WWWFACEBOOKCOMDAYKEMQUY
WWWBOIDUONGHOAHOCQUYNHONBLOGSPO
WWDAYKEMQUYNHONUCOZCOM
ng goacutep PDF bởi GV Nguyễn Thanh Tuacute
7262019 CHUYEcircN ĐỀ DUYEcircN HẢI BẮC BỘ NĂM 2015 - HOacuteA HỌC TINH THỂ
983107983144983157983161983274983150 đề 983108983112983106983106 983090983088983089983093 983085 983124983145983150983144 983156983144ề 983124983154983137983150983143 983092983095983087983093983092
b) Baacuten kiacutenh gaacuten cho nguyecircn tử hidro lagrave r = 37 pm Suy ra kiểu lỗ tươ ng thiacutech vớ i sự
lấp đầy
c) Trong thực tế caacutec nguyecircn tử hidro nằm trong mọi lỗ kiểu khaacutec hatildey lập cocircng thức
nguyecircn của hiđrua vagrave necircu một viacute dụ về tinh thể ion đẳng cấu truacutec
2 ) Hợ p kim của titan vagrave sắt thagravenh phần TiFe lagrave hợ p chất magrave caacutec nguyecircn tử titan chiếm caacutec
lỗ mạng lập phươ ng đơ n giản của sắt thocircng số = 298 pm
a ) Necircu ra hợ p chất ion kiểu tươ ng ứng cấu truacutec nagravey
b ) Trong hợ p chất TiFe caacutec nguyecircn tử hiđro chiếm mọi lỗ tạo ra từ bốn nguyecircn tử titan
vagrave hai nguyecircn tử sắt ( xem higravenh vẽ )
Xaacutec định higravenh học của một lỗ như vậy Xaacutec định cocircng thức của hiđrua thu đượ c khi batildeo
hogravea caacutec lỗ nagravey
3 ) Khả năng trữ hiđro của một vật liệu M i biểu thị bằng dung lượ ng thể tiacutech hấp phụ C va ( M i ) đượ c định ngh ĩ a lagrave tỷ số khối lượ ng hiđro bị hấp phụ trecircn thể tiacutech đơ n vị của vật liệu
nguyecircn chất
a ) Biểu thị C va ( M i ) theo thể tiacutech V i của ocirc mạng vagrave theo lượ ng hiđro ni bị hấp phụ
b ) So saacutenh dung lượ ng thể tiacutech hấp phụ lyacute thuyết của hai vật liệu xeacutet ở mục 1 vagrave 2
c ) Tiacutenh khối lượ ng cực tiểu của vật liệu rắn cần để tạo ra cugraveng lượ ng hiđro magrave bigravenh chứa
đựng 700 kg khiacute hoacutea lỏng Kết luận
H ướ ng d ẫ n giải
1 a)Lỗ O R + r 0 =2 R =gt r 0 =662 pm
b)Lỗ T R + r t = 2 R =gt r t = 36 pm
c) Lỗ chiếm tươ ng thiacutech đượ c dự kiến lagrave O
WWWFACEBOOKCOMDAYKEMQUY
WWWBOIDUONGHOAHOCQUYNHONBLOGSPO
WWDAYKEMQUYNHONUCOZCOM
ng goacutep PDF bởi GV Nguyễn Thanh Tuacute
7262019 CHUYEcircN ĐỀ DUYEcircN HẢI BẮC BỘ NĂM 2015 - HOacuteA HỌC TINH THỂ
983107983144983157983161983274983150 đề 983108983112983106983106 983090983088983089983093 983085 983124983145983150983144 983156983144ề 983124983154983137983150983143 983092983097983087983093983092
VI Ứng dụng kiến thức tinh thể vagraveo cuộc sống
(Bagravei được triacutech từ ldquoBagravei chuẩn bị Icho 39rdquo)
HOA QUẢ RAU CỎ VAgrave CAacuteC NGUYEcircN TỬ
Khi giải quyế t vấ n đề nagraveychư a coacute loại rau quả nagraveo bị phaacute hủ y
Năm 1611 nhagrave toaacuten học vagrave thiecircn văn học người Đức Johannes Kepler nghiecircn cứu
sự sắp xếp caacutec viecircn đạn của suacuteng thần cocircng trong một kim tự thaacutep Ocircng khẳng định rằngchỉ coacute một caacutech duy nhất để sắp xếp caacutec quả cầu cứng giống hệt nhau vagraveo một thể tiacutech sao
cho khiacutet nhất coacute thể ldquohellipkhocircng thể coacute thếm bất cứ một caacutech sắp xếp nagraveo khaacutec để chegraven thecircm
dugrave một viecircn đạn nữa vagraveo hogravem đoacuterdquo Ocircng lagrave ngườ i đầu tiecircn phaacutet biểu về một vấn đề như vậy
vagrave sau nagravey noacute đượ c gọi lagrave ldquosự phỏng đoaacuten Keplerrdquo Năm 1998 Giaacuteo sư Thomas Hales1 đatilde
đưa ra giải phaacutep cho ldquosự phỏng đoaacuten Keplerrdquo Nội dung của giải phaacutep nagravey đatilde đượ c trigravenh
bagravey trong loạt bagravei baacuteo trecircn tờ ldquoHigravenh học rờ i rạc vagrave điện toaacutenrdquo ra đờ i từ năm 1997 Ocircng
nghiecircn cứu hơ n 150 caacutech sắp xếp khaacutec nhau khaacutec vớ i caacutech magrave Kepler đatilde đưa ra Giải phaacutep
của Hales đogravei hỏi khoảng 250 trang giấy in vagrave dung lượ ng 3 GB caacutec file trong maacutey tiacutenh
Qua caacutec chứng minh toaacuten học chặt chẽ thuật ngữ ldquosự sắp xếp đặc khiacutet caacutec quả cầurdquo (cps)
đatilde đượ c chấp nhận rộng ratildei trong l ĩ nh vực hoacutea học chất rắn vagrave cho đến nay noacute vẫn cograven giaacute
trị
WWWFACEBOOKCOMDAYKEMQUY
WWWBOIDUONGHOAHOCQUYNHONBLOGSPO
WWDAYKEMQUYNHONUCOZCOM
ng goacutep PDF bởi GV Nguyễn Thanh Tuacute
7262019 CHUYEcircN ĐỀ DUYEcircN HẢI BẮC BỘ NĂM 2015 - HOacuteA HỌC TINH THỂ
983107983144983157983161983274983150 đề 983108983112983106983106 983090983088983089983093 983085 983124983145983150983144 983156983144ề 983124983154983137983150983143 983093983089983087983093983092
thứ 3 đượ c xếp lecircn trecircn khoảng trống của lớ p thứ nhất (xem trườ ng hợ p B higravenh 2) Hatildey
tiacutenh độ chặt khiacutet cho caacutech sắp xếp thứ 2 đượ c gọi lagrave sắp xếp lập phươ ng tacircm diện fbc
d) Coacute một ngườ i nocircng dacircn đatilde xếp lớ p thứ ba theo kiểu fcc vagrave bacircy giờ khocircng xaacutec định
đượ c đacircu lagrave khoảng trống đacircu lagrave rau củ đatilde xếp ở lớ p thứ nhất Giaacute trị sẽ thay đổi như thế
nagraveo do sự sai lệch khi sắp xếp caacutec lớ p chặt khiacutet tiếp theo
3 Giả sử ngườ i nocircng dacircn nảy ra yacute định muốn xếp chung đagraveo vagrave dưa hấu vagraveo xe bằng caacutech
xếp đagraveo vagraveo khoảng trống giữa caacutec quả dưa hấu
a) Hatildey tiacutenh tỉ lệ baacuten kiacutenh giữa quả đagraveo vagrave dưa hấu lớ n nhất coacute thể để traacutenh bị dập caacutec quả
đagraveo trong caacutec trườ ng hợ p xếp đagraveo vagraveo
iLỗ trống lập phươ ng trong kiếu lập phươ ng đơ n giản
ii Lỗ trống baacutet diện trong kiếu lập phươ ng tacircm khối
iii Lỗ trống baacutet diện trong kiếu lập phươ ng tacircm diện
b) Trong caacutec kiếu sắp xếp sc hcp bcc vagrave fcc trung bigravenh vớ i một quả dưa hấu coacute thể
xếp tối đa bao nhiecircu quả đagraveo
c) Tiacutenh giaacute trị lớ n nhất cho caacutec kiếu sắp xếp sc bcc vagrave fcc coacute xếp đagraveo ở caacutec khoảng
trống
4 Hoa quả coacute thể bị hỏng do xe khocircng thoaacuteng gioacute
a) Để giữ caacutec khoảng trống trong kiểu sắp xếp bcc vagrave fcc ngườ i nocircng dacircn quyết định
chỉ xếp caacutec quả đagraveo vagraveo caacutec lỗ trống baacutet diện khocircng nối vớ i nhau qua mặt hay tacircm Trong
trườ ng hợ p nagravey vớ i một quả dưa coacute thể xếp đượ c bao nhiecircu quả đagraveo
b) Ngườ i nocircng dacircn ngh ĩ ra một caacutech khaacutec trong caacutech sắp xếp fcc ocircng xếp đagraveo vagraveo tất cả
caacutec lỗ trống baacutet diện (như trecircn) vagrave vớ i caacutec lỗ trống tứ diện ocircng xếp taacuteo vagraveo Theo caacutech
nagravey vớ i một quả dưa ocircng coacute thể xếp đượ c bao nhiecircu quả taacuteo
Tạo hoacutea cũng lagravem nảy sinh những vấn đề liacute thuacute như ldquosự phỏng đoaacuten Keplerrdquo Ngọc
opal lagrave một loại đaacute tự nhiecircn đượ c cấu tạo từ caacutec quả cầu beacute xiacuteu SiO2
(cỡ micro) sắp xếp đặc
khiacutet vớ i nhau Đặc tiacutenh của opal lagrave coacute thể phaacutet ra caacutec aacutenh saacuteng khaacutec nhau (phaacutet ngũ sắc) khi
đượ c chiếu saacuteng Hiện tượ ng nagravey đượ c giải thiacutech bằng sự nhiễu xạ aacutenh saacuteng nhigraven thấy tuacircn
theo định luật Bragg λ = 2d sinθ
Trong đoacute λ lagrave độ dagravei soacuteng của tia saacuteng d lagrave khoảng caacutech giữa caacutec lớ p sắp xếp chặtkhiacutet trong opal 2θ lagrave goacutec giữa tia tớ i vagrave tia nhiễu xạ (noacutei caacutech khaacutec θ lagrave goacutec nghiecircng giữa
tia sang vớ i bề mặt của đaacute opal)
Opal lagrave loại đaacute coacute cấu truacutec tinh thể đầu tiecircn đượ c biết lagrave coacute khả năng khuacutec xạ loại
vật chất đượ c cấu tạo từ caacutec quả cầu cỡ micro vớ i chỉ số khuacutec xạ cao Quang phổ của noacute đatilde
WWWFACEBOOKCOMDAYKEMQUY
WWWBOIDUONGHOAHOCQUYNHONBLOGSPO
WWDAYKEMQUYNHONUCOZCOM
ng goacutep PDF bởi GV Nguyễn Thanh Tuacute
7262019 CHUYEcircN ĐỀ DUYEcircN HẢI BẮC BỘ NĂM 2015 - HOacuteA HỌC TINH THỂ
1 Phacircn loại caacutec chất sau đacircy theo bản chất của lực tương taacutec giữa caacutec đơn vị cấu truacutec trong
mạng tinh thể của chuacuteng Cu kim cươ ng MgO C6H12O6 I2 Pb BN NaH
2 Maacuteu trong cơ thể ngườ i coacute magraveu đỏ vigrave chứa hemoglobin (chất vậnchuyển oxi chứa sắt) Maacuteu của một số động vật nhuyễn thể khocircng coacute
magraveu đỏ magrave coacute magraveu khaacutec vigrave chứa một kim loại khaacutec (X) Tế bagraveo đơ n vị (ocirc
mạng cơ sở ) lập phươ ng tacircm diện của tinh thể X (higravenh becircn) coacute cạnh
bằng 36210-8 cm Khối lượ ng riecircng của nguyecircn tố nagravey lagrave 8920 kgm3
WWWFACEBOOKCOMDAYKEMQUY
WWWBOIDUONGHOAHOCQUYNHONBLOGSPO
WWDAYKEMQUYNHONUCOZCOM
ng goacutep PDF bởi GV Nguyễn Thanh Tuacute
7262019 CHUYEcircN ĐỀ DUYEcircN HẢI BẮC BỘ NĂM 2015 - HOacuteA HỌC TINH THỂ
983107983144983157983161983274983150 đề 983108983112983106983106 983090983088983089983093 983085 983124983145983150983144 983156983144ề 983124983154983137983150983143 983091983097983087983093983092
Trong mỗi ocirc cơ sở coacute 4 phacircn tử BaO2 rarr thể tiacutech của mỗi ocirc V = 4mD
Vớ i m =100236
99915232713723
+= 2811310-22 gam
rarr V = 1979810-22 (cm3) = 197979342 (pm3)
(2x134 + 2a)2( 2x134 + 2a+149) = 197979342
(134 + a)2(134 + a+745) = 24747418
(134 + a)3+ (134 + a)2 745 - 24747418 = 0
rarr a = 2686-134 = 135 pm
Bagravei 33
Niken (II) oxit coacute cấu truacutec tinh thể giống mạng tinh thể natri clorua Caacutec ion O2- tạo
thagravenh mạng lập phươ ng tacircm mặt caacutec hốc baacutet diện coacute caacutec ion Ni2+ Khối lượ ng riecircng của
Niken (II) oxit lagrave 667 gcm3 Nếu cho Niken (II) oxit taacutec dụng vớ i Liti oxit vagrave oxi thigrave đượ c
caacutec tinh thể trắng coacute thagravenh phần LixNi1-xO
2x
Li2O + (1-x) NiO +4x
O2 rarr LixNi1-xO
Cấu truacutec mạng tinh thể của LixNi1-xO giống cấu truacutec mạng tinh thể của NiO nhưng
một số ion Ni2+ đượ c thay thế bằng caacutec ion Liti vagrave một số ion Ni2+ bị oxi hoacutea để đảm bảo
tiacutenh trung hogravea điện của phacircn tử Khối lượ ng riecircng của tinh thể LixNi1-xO lagrave 621 gcm3
Tiacutenh x (chấp nhận thể tiacutech của ocirc mạng cơ sở khocircng thay đổi khi chuyển từ NiO
thagravenh LixNi1-xO)
Cho NA= 60231023 mol-1 Ni = 5871 Li = 694 O = 16
H ướ ng d ẫ n giải
Trong một tinh thể sự sắp xếp của caacutec anion vagrave caacutec cation theo cấu truacutec mạng lậpphươ ng tacircm mặt Caacutec cation vagrave anion nằm xen kẽ nhau Một ocirc mạng cơ sở chứa 4 cation
vagrave 4 anion
3A
NiONiO aN
nMD =
Tiacutenh cạnh a của ocirc mạng cơ sở của NiO
WWWFACEBOOKCOMDAYKEMQUY
WWWBOIDUONGHOAHOCQUYNHONBLOGSPO
WWDAYKEMQUYNHONUCOZCOM
ng goacutep PDF bởi GV Nguyễn Thanh Tuacute
7262019 CHUYEcircN ĐỀ DUYEcircN HẢI BẮC BỘ NĂM 2015 - HOacuteA HỌC TINH THỂ
983107983144983157983161983274983150 đề 983108983112983106983106 983090983088983089983093 983085 983124983145983150983144 983156983144ề 983124983154983137983150983143 983092983088983087983093983092
323 667602310
74714a
timestimes
= = 400610-8 cm
Vậy[ ]
( )3823 420610602310
16x)5871(1694x4621
minustimes
+minus+times= =gt x = 01
Bagravei 34 (Đề thi chọn đội tuyển quốc tế 2013)
Hiện tượ ng caacutec ion khaacutech xacircm nhập vagraveo mạng lướ i tinh thể chủ vagrave chiếm caacutec vị triacute
hốc trống trong mạng lướ i tinh thể chủ xảy ra khaacute phổ biến Quaacute trigravenh nagravey thườ ng diễn ra
chậm vagrave ở nhiệt độ cao Tuy nhiecircn quaacute trigravenh xacircm nhập của cation Li+ vagraveo mạng lướ i tinh
thể ReO3 lại đặc biệt bở i chuacuteng xảy ra khaacute nhanh ngay ở nhiệt độ phograveng Trong tinh thể
ReO3 mỗi nguyecircn tử Re đượ c bao quanh bở i 6 nguyecircn tử oxi tạo necircn những baacutet diện đều
giống nhau Biết rằng tinh thể ReO3 thuộc hệ lập phươ ng (chiều dagravei mỗi cạnh lagrave 0374 nm)
trong đoacute nguyecircn tử Re chiếm caacutec vị triacute đỉnh của higravenh lập phươ ng
1 Hatildey chứng minh rằng nguyecircn tử oxi chỉ coacute thể chiếm vị triacute trung điểm tất cả caacutec cạnh
của ocirc mạng vagrave vẽ một ocirc mạng cơ sở của tinh thể ReO3
2 Giả sử tinh thể ReO3 coacute bản chất ion Cho biết baacuten kiacutenh của ion O2- lagrave 0126 nm
a) Tiacutenh baacuten kiacutenh của ion Re6+
b) Cation khaacutech coacute kiacutech thướ c lớ n nhất bằng bao nhiecircu để khi xacircm nhập vagraveo mạng lướ i
tinh thể ReO3 khocircng lagravem thay đổi kiacutech thướ c của ocirc mạng tinh thể (bỏ qua mọi tươ ng taacutec
giữa ion nagravey vagrave tinh thể ReO3)
Hướng dẫn giải
1 Biện luận vị triacute của O
- Do số phối triacute của Re = 6 vagrave tỉ lệ ReO = 13 necircn số phối triacute của O = 63 = 2
- Như vậy một O phối triacute vớ i 2 Re vagrave caacutech đều hai Re vigrave caacutec nguyecircn tử Re lagrave tươ ng đươ ng- Giả sử nguyecircn tử O1 (khocircng nằm trecircn cạnh a) phối triacute vớ i 2 Re thuộc cạnh a thigrave trong ocirc
mạng phiacutea trecircn (hoặc phiacutea dướ i) cũng sẽ coacute nguyecircn tử O1rsquo tươ ng đươ ng vớ i O1 cugraveng phối
triacute vớ i nguyecircn tử Re chung nagravey Goacutec liecircn kết O1ReO1rsquo ne 180 o vagrave ne 90 o (= 90o thigrave O1
phải ở tacircm của higravenh lập phươ ng SPT = 8) như vậy khocircng thỏa matilden điều kiện phối triacute baacutet
WWWFACEBOOKCOMDAYKEMQUY
WWWBOIDUONGHOAHOCQUYNHONBLOGSPO
WWDAYKEMQUYNHONUCOZCOM
ng goacutep PDF bởi GV Nguyễn Thanh Tuacute
7262019 CHUYEcircN ĐỀ DUYEcircN HẢI BẮC BỘ NĂM 2015 - HOacuteA HỌC TINH THỂ
983107983144983157983161983274983150 đề 983108983112983106983106 983090983088983089983093 983085 983124983145983150983144 983156983144ề 983124983154983137983150983143 983092983089983087983093983092
diện đều của Re Vậy O1 phải nằm trecircn cạnh a Vagrave đươ ng nhiecircn phải nằm ở trung điểm vigrave
noacute caacutech đều hai Re ở hai đỉnh
Kết luận Caacutec nguyecircn tử O nằm ở trung điểm của mỗi cạnh Kiểm tra tỉ lệ ReO
trong một ocirc mạng = (818) (1214) = 13
2 Tiacutenh baacuten kiacutenh Re6+
2r minus2O + 2r +6Re = a = 0374 nm vậy r +6Re = (0374 ndash 20126)2 = 0061 nm
Tiacutenh baacuten kiacutenh cự c đại của ion lạ
Ion lạ xacircm nhập sẽ chiếm vị triacute trung tacircm của ocirc mạng cơ sở Do vậy khoảng caacutech từ
tacircm đến trung điểm mỗi cạnh tươ ng ứng bằng r minus2O+ rion lạ = a 2 = 0374 141= 0265 nm
vậy baacuten kiacutenh cực đại của ion lạ = 0265 ndash 0126 = 0139 nm
Bagravei 35
Bạc baacuten kiacutenh nguyecircn tử R = 144pm kết tinh dạng ocirc mạng cfc Tugravey theo kiacutech thướ c
magrave caacutec nguyecircn tử lạ E coacute thể đi vagraveo trong mạng bạc tạo ra một dung dịch rắn coacute tecircn gọikhaacutec nhau dung dịch rắn xen kẽ ( bằng caacutech chiếm caacutec lỗ xen kẽ) hoặc dung dịch rắn
thay thế (bằng caacutech thay thế caacutec nguyecircn tử bạc)
1) Tiacutenh khối lượ ng thể tiacutech của bạc nguyecircn chất
2) Xaacutec định số phối triacute vagrave độ compac của mạng cfc
3) Xen kẽ lỗ tinh thể học khaacutec nhau khi tạo thagravenh
a) Cho biết bản chất vagrave số mắt của mỗi chất chứa trong một ocirc mạng
b) Xaacutec định baacuten kiacutenh cực đại ri của một nguyecircn tử lạ E higravenh cầu nằm trong mạng ở mỗi
kiểu lỗ magrave khocircng lagravem biến dạng mạng4) Vagraveng baacuten kiacutenh nguyecircn tử Rrsquo = 147pm tạo dung dịch rắn a vớ i bạc
a) Suy ra bản chất của dung dịch a nagravey
b) Biểu thị cấu truacutec hoacutea học của a theo phần mol x của vagraveng
5) Một hợ p kim bạc-vagraveng tươ ng ứng vớ i một thagravenh phần đặc biệt của dung dịch rắn a đặc
trưng bở i phần khối lượ ng vagraveng w = 01
a) Tiacutenh giaacute trị của x
b) Xaacutec định khối lượ ng thể tiacutech của hợ p kim nagravey
(Theo ENSIETA Ban Vật lyacute1992) H ướ ng d ẫ n giải
1) Sơ đồ ocirc mạng cfc
Số nguyecircn tử bạc trong một ocirc mạng
WWWFACEBOOKCOMDAYKEMQUY
WWWBOIDUONGHOAHOCQUYNHONBLOGSPO
WWDAYKEMQUYNHONUCOZCOM
ng goacutep PDF bởi GV Nguyễn Thanh Tuacute
7262019 CHUYEcircN ĐỀ DUYEcircN HẢI BẮC BỘ NĂM 2015 - HOacuteA HỌC TINH THỂ
983107983144983157983161983274983150 đề 983108983112983106983106 983090983088983089983093 983085 983124983145983150983144 983156983144ề 983124983154983137983150983143 983092983095983087983093983092
b) Baacuten kiacutenh gaacuten cho nguyecircn tử hidro lagrave r = 37 pm Suy ra kiểu lỗ tươ ng thiacutech vớ i sự
lấp đầy
c) Trong thực tế caacutec nguyecircn tử hidro nằm trong mọi lỗ kiểu khaacutec hatildey lập cocircng thức
nguyecircn của hiđrua vagrave necircu một viacute dụ về tinh thể ion đẳng cấu truacutec
2 ) Hợ p kim của titan vagrave sắt thagravenh phần TiFe lagrave hợ p chất magrave caacutec nguyecircn tử titan chiếm caacutec
lỗ mạng lập phươ ng đơ n giản của sắt thocircng số = 298 pm
a ) Necircu ra hợ p chất ion kiểu tươ ng ứng cấu truacutec nagravey
b ) Trong hợ p chất TiFe caacutec nguyecircn tử hiđro chiếm mọi lỗ tạo ra từ bốn nguyecircn tử titan
vagrave hai nguyecircn tử sắt ( xem higravenh vẽ )
Xaacutec định higravenh học của một lỗ như vậy Xaacutec định cocircng thức của hiđrua thu đượ c khi batildeo
hogravea caacutec lỗ nagravey
3 ) Khả năng trữ hiđro của một vật liệu M i biểu thị bằng dung lượ ng thể tiacutech hấp phụ C va ( M i ) đượ c định ngh ĩ a lagrave tỷ số khối lượ ng hiđro bị hấp phụ trecircn thể tiacutech đơ n vị của vật liệu
nguyecircn chất
a ) Biểu thị C va ( M i ) theo thể tiacutech V i của ocirc mạng vagrave theo lượ ng hiđro ni bị hấp phụ
b ) So saacutenh dung lượ ng thể tiacutech hấp phụ lyacute thuyết của hai vật liệu xeacutet ở mục 1 vagrave 2
c ) Tiacutenh khối lượ ng cực tiểu của vật liệu rắn cần để tạo ra cugraveng lượ ng hiđro magrave bigravenh chứa
đựng 700 kg khiacute hoacutea lỏng Kết luận
H ướ ng d ẫ n giải
1 a)Lỗ O R + r 0 =2 R =gt r 0 =662 pm
b)Lỗ T R + r t = 2 R =gt r t = 36 pm
c) Lỗ chiếm tươ ng thiacutech đượ c dự kiến lagrave O
WWWFACEBOOKCOMDAYKEMQUY
WWWBOIDUONGHOAHOCQUYNHONBLOGSPO
WWDAYKEMQUYNHONUCOZCOM
ng goacutep PDF bởi GV Nguyễn Thanh Tuacute
7262019 CHUYEcircN ĐỀ DUYEcircN HẢI BẮC BỘ NĂM 2015 - HOacuteA HỌC TINH THỂ
983107983144983157983161983274983150 đề 983108983112983106983106 983090983088983089983093 983085 983124983145983150983144 983156983144ề 983124983154983137983150983143 983092983097983087983093983092
VI Ứng dụng kiến thức tinh thể vagraveo cuộc sống
(Bagravei được triacutech từ ldquoBagravei chuẩn bị Icho 39rdquo)
HOA QUẢ RAU CỎ VAgrave CAacuteC NGUYEcircN TỬ
Khi giải quyế t vấ n đề nagraveychư a coacute loại rau quả nagraveo bị phaacute hủ y
Năm 1611 nhagrave toaacuten học vagrave thiecircn văn học người Đức Johannes Kepler nghiecircn cứu
sự sắp xếp caacutec viecircn đạn của suacuteng thần cocircng trong một kim tự thaacutep Ocircng khẳng định rằngchỉ coacute một caacutech duy nhất để sắp xếp caacutec quả cầu cứng giống hệt nhau vagraveo một thể tiacutech sao
cho khiacutet nhất coacute thể ldquohellipkhocircng thể coacute thếm bất cứ một caacutech sắp xếp nagraveo khaacutec để chegraven thecircm
dugrave một viecircn đạn nữa vagraveo hogravem đoacuterdquo Ocircng lagrave ngườ i đầu tiecircn phaacutet biểu về một vấn đề như vậy
vagrave sau nagravey noacute đượ c gọi lagrave ldquosự phỏng đoaacuten Keplerrdquo Năm 1998 Giaacuteo sư Thomas Hales1 đatilde
đưa ra giải phaacutep cho ldquosự phỏng đoaacuten Keplerrdquo Nội dung của giải phaacutep nagravey đatilde đượ c trigravenh
bagravey trong loạt bagravei baacuteo trecircn tờ ldquoHigravenh học rờ i rạc vagrave điện toaacutenrdquo ra đờ i từ năm 1997 Ocircng
nghiecircn cứu hơ n 150 caacutech sắp xếp khaacutec nhau khaacutec vớ i caacutech magrave Kepler đatilde đưa ra Giải phaacutep
của Hales đogravei hỏi khoảng 250 trang giấy in vagrave dung lượ ng 3 GB caacutec file trong maacutey tiacutenh
Qua caacutec chứng minh toaacuten học chặt chẽ thuật ngữ ldquosự sắp xếp đặc khiacutet caacutec quả cầurdquo (cps)
đatilde đượ c chấp nhận rộng ratildei trong l ĩ nh vực hoacutea học chất rắn vagrave cho đến nay noacute vẫn cograven giaacute
trị
WWWFACEBOOKCOMDAYKEMQUY
WWWBOIDUONGHOAHOCQUYNHONBLOGSPO
WWDAYKEMQUYNHONUCOZCOM
ng goacutep PDF bởi GV Nguyễn Thanh Tuacute
7262019 CHUYEcircN ĐỀ DUYEcircN HẢI BẮC BỘ NĂM 2015 - HOacuteA HỌC TINH THỂ
983107983144983157983161983274983150 đề 983108983112983106983106 983090983088983089983093 983085 983124983145983150983144 983156983144ề 983124983154983137983150983143 983093983089983087983093983092
thứ 3 đượ c xếp lecircn trecircn khoảng trống của lớ p thứ nhất (xem trườ ng hợ p B higravenh 2) Hatildey
tiacutenh độ chặt khiacutet cho caacutech sắp xếp thứ 2 đượ c gọi lagrave sắp xếp lập phươ ng tacircm diện fbc
d) Coacute một ngườ i nocircng dacircn đatilde xếp lớ p thứ ba theo kiểu fcc vagrave bacircy giờ khocircng xaacutec định
đượ c đacircu lagrave khoảng trống đacircu lagrave rau củ đatilde xếp ở lớ p thứ nhất Giaacute trị sẽ thay đổi như thế
nagraveo do sự sai lệch khi sắp xếp caacutec lớ p chặt khiacutet tiếp theo
3 Giả sử ngườ i nocircng dacircn nảy ra yacute định muốn xếp chung đagraveo vagrave dưa hấu vagraveo xe bằng caacutech
xếp đagraveo vagraveo khoảng trống giữa caacutec quả dưa hấu
a) Hatildey tiacutenh tỉ lệ baacuten kiacutenh giữa quả đagraveo vagrave dưa hấu lớ n nhất coacute thể để traacutenh bị dập caacutec quả
đagraveo trong caacutec trườ ng hợ p xếp đagraveo vagraveo
iLỗ trống lập phươ ng trong kiếu lập phươ ng đơ n giản
ii Lỗ trống baacutet diện trong kiếu lập phươ ng tacircm khối
iii Lỗ trống baacutet diện trong kiếu lập phươ ng tacircm diện
b) Trong caacutec kiếu sắp xếp sc hcp bcc vagrave fcc trung bigravenh vớ i một quả dưa hấu coacute thể
xếp tối đa bao nhiecircu quả đagraveo
c) Tiacutenh giaacute trị lớ n nhất cho caacutec kiếu sắp xếp sc bcc vagrave fcc coacute xếp đagraveo ở caacutec khoảng
trống
4 Hoa quả coacute thể bị hỏng do xe khocircng thoaacuteng gioacute
a) Để giữ caacutec khoảng trống trong kiểu sắp xếp bcc vagrave fcc ngườ i nocircng dacircn quyết định
chỉ xếp caacutec quả đagraveo vagraveo caacutec lỗ trống baacutet diện khocircng nối vớ i nhau qua mặt hay tacircm Trong
trườ ng hợ p nagravey vớ i một quả dưa coacute thể xếp đượ c bao nhiecircu quả đagraveo
b) Ngườ i nocircng dacircn ngh ĩ ra một caacutech khaacutec trong caacutech sắp xếp fcc ocircng xếp đagraveo vagraveo tất cả
caacutec lỗ trống baacutet diện (như trecircn) vagrave vớ i caacutec lỗ trống tứ diện ocircng xếp taacuteo vagraveo Theo caacutech
nagravey vớ i một quả dưa ocircng coacute thể xếp đượ c bao nhiecircu quả taacuteo
Tạo hoacutea cũng lagravem nảy sinh những vấn đề liacute thuacute như ldquosự phỏng đoaacuten Keplerrdquo Ngọc
opal lagrave một loại đaacute tự nhiecircn đượ c cấu tạo từ caacutec quả cầu beacute xiacuteu SiO2
(cỡ micro) sắp xếp đặc
khiacutet vớ i nhau Đặc tiacutenh của opal lagrave coacute thể phaacutet ra caacutec aacutenh saacuteng khaacutec nhau (phaacutet ngũ sắc) khi
đượ c chiếu saacuteng Hiện tượ ng nagravey đượ c giải thiacutech bằng sự nhiễu xạ aacutenh saacuteng nhigraven thấy tuacircn
theo định luật Bragg λ = 2d sinθ
Trong đoacute λ lagrave độ dagravei soacuteng của tia saacuteng d lagrave khoảng caacutech giữa caacutec lớ p sắp xếp chặtkhiacutet trong opal 2θ lagrave goacutec giữa tia tớ i vagrave tia nhiễu xạ (noacutei caacutech khaacutec θ lagrave goacutec nghiecircng giữa
tia sang vớ i bề mặt của đaacute opal)
Opal lagrave loại đaacute coacute cấu truacutec tinh thể đầu tiecircn đượ c biết lagrave coacute khả năng khuacutec xạ loại
vật chất đượ c cấu tạo từ caacutec quả cầu cỡ micro vớ i chỉ số khuacutec xạ cao Quang phổ của noacute đatilde
WWWFACEBOOKCOMDAYKEMQUY
WWWBOIDUONGHOAHOCQUYNHONBLOGSPO
WWDAYKEMQUYNHONUCOZCOM
ng goacutep PDF bởi GV Nguyễn Thanh Tuacute
7262019 CHUYEcircN ĐỀ DUYEcircN HẢI BẮC BỘ NĂM 2015 - HOacuteA HỌC TINH THỂ
1 Phacircn loại caacutec chất sau đacircy theo bản chất của lực tương taacutec giữa caacutec đơn vị cấu truacutec trong
mạng tinh thể của chuacuteng Cu kim cươ ng MgO C6H12O6 I2 Pb BN NaH
2 Maacuteu trong cơ thể ngườ i coacute magraveu đỏ vigrave chứa hemoglobin (chất vậnchuyển oxi chứa sắt) Maacuteu của một số động vật nhuyễn thể khocircng coacute
magraveu đỏ magrave coacute magraveu khaacutec vigrave chứa một kim loại khaacutec (X) Tế bagraveo đơ n vị (ocirc
mạng cơ sở ) lập phươ ng tacircm diện của tinh thể X (higravenh becircn) coacute cạnh
bằng 36210-8 cm Khối lượ ng riecircng của nguyecircn tố nagravey lagrave 8920 kgm3
WWWFACEBOOKCOMDAYKEMQUY
WWWBOIDUONGHOAHOCQUYNHONBLOGSPO
WWDAYKEMQUYNHONUCOZCOM
ng goacutep PDF bởi GV Nguyễn Thanh Tuacute
7262019 CHUYEcircN ĐỀ DUYEcircN HẢI BẮC BỘ NĂM 2015 - HOacuteA HỌC TINH THỂ
983107983144983157983161983274983150 đề 983108983112983106983106 983090983088983089983093 983085 983124983145983150983144 983156983144ề 983124983154983137983150983143 983091983097983087983093983092
Trong mỗi ocirc cơ sở coacute 4 phacircn tử BaO2 rarr thể tiacutech của mỗi ocirc V = 4mD
Vớ i m =100236
99915232713723
+= 2811310-22 gam
rarr V = 1979810-22 (cm3) = 197979342 (pm3)
(2x134 + 2a)2( 2x134 + 2a+149) = 197979342
(134 + a)2(134 + a+745) = 24747418
(134 + a)3+ (134 + a)2 745 - 24747418 = 0
rarr a = 2686-134 = 135 pm
Bagravei 33
Niken (II) oxit coacute cấu truacutec tinh thể giống mạng tinh thể natri clorua Caacutec ion O2- tạo
thagravenh mạng lập phươ ng tacircm mặt caacutec hốc baacutet diện coacute caacutec ion Ni2+ Khối lượ ng riecircng của
Niken (II) oxit lagrave 667 gcm3 Nếu cho Niken (II) oxit taacutec dụng vớ i Liti oxit vagrave oxi thigrave đượ c
caacutec tinh thể trắng coacute thagravenh phần LixNi1-xO
2x
Li2O + (1-x) NiO +4x
O2 rarr LixNi1-xO
Cấu truacutec mạng tinh thể của LixNi1-xO giống cấu truacutec mạng tinh thể của NiO nhưng
một số ion Ni2+ đượ c thay thế bằng caacutec ion Liti vagrave một số ion Ni2+ bị oxi hoacutea để đảm bảo
tiacutenh trung hogravea điện của phacircn tử Khối lượ ng riecircng của tinh thể LixNi1-xO lagrave 621 gcm3
Tiacutenh x (chấp nhận thể tiacutech của ocirc mạng cơ sở khocircng thay đổi khi chuyển từ NiO
thagravenh LixNi1-xO)
Cho NA= 60231023 mol-1 Ni = 5871 Li = 694 O = 16
H ướ ng d ẫ n giải
Trong một tinh thể sự sắp xếp của caacutec anion vagrave caacutec cation theo cấu truacutec mạng lậpphươ ng tacircm mặt Caacutec cation vagrave anion nằm xen kẽ nhau Một ocirc mạng cơ sở chứa 4 cation
vagrave 4 anion
3A
NiONiO aN
nMD =
Tiacutenh cạnh a của ocirc mạng cơ sở của NiO
WWWFACEBOOKCOMDAYKEMQUY
WWWBOIDUONGHOAHOCQUYNHONBLOGSPO
WWDAYKEMQUYNHONUCOZCOM
ng goacutep PDF bởi GV Nguyễn Thanh Tuacute
7262019 CHUYEcircN ĐỀ DUYEcircN HẢI BẮC BỘ NĂM 2015 - HOacuteA HỌC TINH THỂ
983107983144983157983161983274983150 đề 983108983112983106983106 983090983088983089983093 983085 983124983145983150983144 983156983144ề 983124983154983137983150983143 983092983088983087983093983092
323 667602310
74714a
timestimes
= = 400610-8 cm
Vậy[ ]
( )3823 420610602310
16x)5871(1694x4621
minustimes
+minus+times= =gt x = 01
Bagravei 34 (Đề thi chọn đội tuyển quốc tế 2013)
Hiện tượ ng caacutec ion khaacutech xacircm nhập vagraveo mạng lướ i tinh thể chủ vagrave chiếm caacutec vị triacute
hốc trống trong mạng lướ i tinh thể chủ xảy ra khaacute phổ biến Quaacute trigravenh nagravey thườ ng diễn ra
chậm vagrave ở nhiệt độ cao Tuy nhiecircn quaacute trigravenh xacircm nhập của cation Li+ vagraveo mạng lướ i tinh
thể ReO3 lại đặc biệt bở i chuacuteng xảy ra khaacute nhanh ngay ở nhiệt độ phograveng Trong tinh thể
ReO3 mỗi nguyecircn tử Re đượ c bao quanh bở i 6 nguyecircn tử oxi tạo necircn những baacutet diện đều
giống nhau Biết rằng tinh thể ReO3 thuộc hệ lập phươ ng (chiều dagravei mỗi cạnh lagrave 0374 nm)
trong đoacute nguyecircn tử Re chiếm caacutec vị triacute đỉnh của higravenh lập phươ ng
1 Hatildey chứng minh rằng nguyecircn tử oxi chỉ coacute thể chiếm vị triacute trung điểm tất cả caacutec cạnh
của ocirc mạng vagrave vẽ một ocirc mạng cơ sở của tinh thể ReO3
2 Giả sử tinh thể ReO3 coacute bản chất ion Cho biết baacuten kiacutenh của ion O2- lagrave 0126 nm
a) Tiacutenh baacuten kiacutenh của ion Re6+
b) Cation khaacutech coacute kiacutech thướ c lớ n nhất bằng bao nhiecircu để khi xacircm nhập vagraveo mạng lướ i
tinh thể ReO3 khocircng lagravem thay đổi kiacutech thướ c của ocirc mạng tinh thể (bỏ qua mọi tươ ng taacutec
giữa ion nagravey vagrave tinh thể ReO3)
Hướng dẫn giải
1 Biện luận vị triacute của O
- Do số phối triacute của Re = 6 vagrave tỉ lệ ReO = 13 necircn số phối triacute của O = 63 = 2
- Như vậy một O phối triacute vớ i 2 Re vagrave caacutech đều hai Re vigrave caacutec nguyecircn tử Re lagrave tươ ng đươ ng- Giả sử nguyecircn tử O1 (khocircng nằm trecircn cạnh a) phối triacute vớ i 2 Re thuộc cạnh a thigrave trong ocirc
mạng phiacutea trecircn (hoặc phiacutea dướ i) cũng sẽ coacute nguyecircn tử O1rsquo tươ ng đươ ng vớ i O1 cugraveng phối
triacute vớ i nguyecircn tử Re chung nagravey Goacutec liecircn kết O1ReO1rsquo ne 180 o vagrave ne 90 o (= 90o thigrave O1
phải ở tacircm của higravenh lập phươ ng SPT = 8) như vậy khocircng thỏa matilden điều kiện phối triacute baacutet
WWWFACEBOOKCOMDAYKEMQUY
WWWBOIDUONGHOAHOCQUYNHONBLOGSPO
WWDAYKEMQUYNHONUCOZCOM
ng goacutep PDF bởi GV Nguyễn Thanh Tuacute
7262019 CHUYEcircN ĐỀ DUYEcircN HẢI BẮC BỘ NĂM 2015 - HOacuteA HỌC TINH THỂ
983107983144983157983161983274983150 đề 983108983112983106983106 983090983088983089983093 983085 983124983145983150983144 983156983144ề 983124983154983137983150983143 983092983089983087983093983092
diện đều của Re Vậy O1 phải nằm trecircn cạnh a Vagrave đươ ng nhiecircn phải nằm ở trung điểm vigrave
noacute caacutech đều hai Re ở hai đỉnh
Kết luận Caacutec nguyecircn tử O nằm ở trung điểm của mỗi cạnh Kiểm tra tỉ lệ ReO
trong một ocirc mạng = (818) (1214) = 13
2 Tiacutenh baacuten kiacutenh Re6+
2r minus2O + 2r +6Re = a = 0374 nm vậy r +6Re = (0374 ndash 20126)2 = 0061 nm
Tiacutenh baacuten kiacutenh cự c đại của ion lạ
Ion lạ xacircm nhập sẽ chiếm vị triacute trung tacircm của ocirc mạng cơ sở Do vậy khoảng caacutech từ
tacircm đến trung điểm mỗi cạnh tươ ng ứng bằng r minus2O+ rion lạ = a 2 = 0374 141= 0265 nm
vậy baacuten kiacutenh cực đại của ion lạ = 0265 ndash 0126 = 0139 nm
Bagravei 35
Bạc baacuten kiacutenh nguyecircn tử R = 144pm kết tinh dạng ocirc mạng cfc Tugravey theo kiacutech thướ c
magrave caacutec nguyecircn tử lạ E coacute thể đi vagraveo trong mạng bạc tạo ra một dung dịch rắn coacute tecircn gọikhaacutec nhau dung dịch rắn xen kẽ ( bằng caacutech chiếm caacutec lỗ xen kẽ) hoặc dung dịch rắn
thay thế (bằng caacutech thay thế caacutec nguyecircn tử bạc)
1) Tiacutenh khối lượ ng thể tiacutech của bạc nguyecircn chất
2) Xaacutec định số phối triacute vagrave độ compac của mạng cfc
3) Xen kẽ lỗ tinh thể học khaacutec nhau khi tạo thagravenh
a) Cho biết bản chất vagrave số mắt của mỗi chất chứa trong một ocirc mạng
b) Xaacutec định baacuten kiacutenh cực đại ri của một nguyecircn tử lạ E higravenh cầu nằm trong mạng ở mỗi
kiểu lỗ magrave khocircng lagravem biến dạng mạng4) Vagraveng baacuten kiacutenh nguyecircn tử Rrsquo = 147pm tạo dung dịch rắn a vớ i bạc
a) Suy ra bản chất của dung dịch a nagravey
b) Biểu thị cấu truacutec hoacutea học của a theo phần mol x của vagraveng
5) Một hợ p kim bạc-vagraveng tươ ng ứng vớ i một thagravenh phần đặc biệt của dung dịch rắn a đặc
trưng bở i phần khối lượ ng vagraveng w = 01
a) Tiacutenh giaacute trị của x
b) Xaacutec định khối lượ ng thể tiacutech của hợ p kim nagravey
(Theo ENSIETA Ban Vật lyacute1992) H ướ ng d ẫ n giải
1) Sơ đồ ocirc mạng cfc
Số nguyecircn tử bạc trong một ocirc mạng
WWWFACEBOOKCOMDAYKEMQUY
WWWBOIDUONGHOAHOCQUYNHONBLOGSPO
WWDAYKEMQUYNHONUCOZCOM
ng goacutep PDF bởi GV Nguyễn Thanh Tuacute
7262019 CHUYEcircN ĐỀ DUYEcircN HẢI BẮC BỘ NĂM 2015 - HOacuteA HỌC TINH THỂ
983107983144983157983161983274983150 đề 983108983112983106983106 983090983088983089983093 983085 983124983145983150983144 983156983144ề 983124983154983137983150983143 983092983095983087983093983092
b) Baacuten kiacutenh gaacuten cho nguyecircn tử hidro lagrave r = 37 pm Suy ra kiểu lỗ tươ ng thiacutech vớ i sự
lấp đầy
c) Trong thực tế caacutec nguyecircn tử hidro nằm trong mọi lỗ kiểu khaacutec hatildey lập cocircng thức
nguyecircn của hiđrua vagrave necircu một viacute dụ về tinh thể ion đẳng cấu truacutec
2 ) Hợ p kim của titan vagrave sắt thagravenh phần TiFe lagrave hợ p chất magrave caacutec nguyecircn tử titan chiếm caacutec
lỗ mạng lập phươ ng đơ n giản của sắt thocircng số = 298 pm
a ) Necircu ra hợ p chất ion kiểu tươ ng ứng cấu truacutec nagravey
b ) Trong hợ p chất TiFe caacutec nguyecircn tử hiđro chiếm mọi lỗ tạo ra từ bốn nguyecircn tử titan
vagrave hai nguyecircn tử sắt ( xem higravenh vẽ )
Xaacutec định higravenh học của một lỗ như vậy Xaacutec định cocircng thức của hiđrua thu đượ c khi batildeo
hogravea caacutec lỗ nagravey
3 ) Khả năng trữ hiđro của một vật liệu M i biểu thị bằng dung lượ ng thể tiacutech hấp phụ C va ( M i ) đượ c định ngh ĩ a lagrave tỷ số khối lượ ng hiđro bị hấp phụ trecircn thể tiacutech đơ n vị của vật liệu
nguyecircn chất
a ) Biểu thị C va ( M i ) theo thể tiacutech V i của ocirc mạng vagrave theo lượ ng hiđro ni bị hấp phụ
b ) So saacutenh dung lượ ng thể tiacutech hấp phụ lyacute thuyết của hai vật liệu xeacutet ở mục 1 vagrave 2
c ) Tiacutenh khối lượ ng cực tiểu của vật liệu rắn cần để tạo ra cugraveng lượ ng hiđro magrave bigravenh chứa
đựng 700 kg khiacute hoacutea lỏng Kết luận
H ướ ng d ẫ n giải
1 a)Lỗ O R + r 0 =2 R =gt r 0 =662 pm
b)Lỗ T R + r t = 2 R =gt r t = 36 pm
c) Lỗ chiếm tươ ng thiacutech đượ c dự kiến lagrave O
WWWFACEBOOKCOMDAYKEMQUY
WWWBOIDUONGHOAHOCQUYNHONBLOGSPO
WWDAYKEMQUYNHONUCOZCOM
ng goacutep PDF bởi GV Nguyễn Thanh Tuacute
7262019 CHUYEcircN ĐỀ DUYEcircN HẢI BẮC BỘ NĂM 2015 - HOacuteA HỌC TINH THỂ
983107983144983157983161983274983150 đề 983108983112983106983106 983090983088983089983093 983085 983124983145983150983144 983156983144ề 983124983154983137983150983143 983092983097983087983093983092
VI Ứng dụng kiến thức tinh thể vagraveo cuộc sống
(Bagravei được triacutech từ ldquoBagravei chuẩn bị Icho 39rdquo)
HOA QUẢ RAU CỎ VAgrave CAacuteC NGUYEcircN TỬ
Khi giải quyế t vấ n đề nagraveychư a coacute loại rau quả nagraveo bị phaacute hủ y
Năm 1611 nhagrave toaacuten học vagrave thiecircn văn học người Đức Johannes Kepler nghiecircn cứu
sự sắp xếp caacutec viecircn đạn của suacuteng thần cocircng trong một kim tự thaacutep Ocircng khẳng định rằngchỉ coacute một caacutech duy nhất để sắp xếp caacutec quả cầu cứng giống hệt nhau vagraveo một thể tiacutech sao
cho khiacutet nhất coacute thể ldquohellipkhocircng thể coacute thếm bất cứ một caacutech sắp xếp nagraveo khaacutec để chegraven thecircm
dugrave một viecircn đạn nữa vagraveo hogravem đoacuterdquo Ocircng lagrave ngườ i đầu tiecircn phaacutet biểu về một vấn đề như vậy
vagrave sau nagravey noacute đượ c gọi lagrave ldquosự phỏng đoaacuten Keplerrdquo Năm 1998 Giaacuteo sư Thomas Hales1 đatilde
đưa ra giải phaacutep cho ldquosự phỏng đoaacuten Keplerrdquo Nội dung của giải phaacutep nagravey đatilde đượ c trigravenh
bagravey trong loạt bagravei baacuteo trecircn tờ ldquoHigravenh học rờ i rạc vagrave điện toaacutenrdquo ra đờ i từ năm 1997 Ocircng
nghiecircn cứu hơ n 150 caacutech sắp xếp khaacutec nhau khaacutec vớ i caacutech magrave Kepler đatilde đưa ra Giải phaacutep
của Hales đogravei hỏi khoảng 250 trang giấy in vagrave dung lượ ng 3 GB caacutec file trong maacutey tiacutenh
Qua caacutec chứng minh toaacuten học chặt chẽ thuật ngữ ldquosự sắp xếp đặc khiacutet caacutec quả cầurdquo (cps)
đatilde đượ c chấp nhận rộng ratildei trong l ĩ nh vực hoacutea học chất rắn vagrave cho đến nay noacute vẫn cograven giaacute
trị
WWWFACEBOOKCOMDAYKEMQUY
WWWBOIDUONGHOAHOCQUYNHONBLOGSPO
WWDAYKEMQUYNHONUCOZCOM
ng goacutep PDF bởi GV Nguyễn Thanh Tuacute
7262019 CHUYEcircN ĐỀ DUYEcircN HẢI BẮC BỘ NĂM 2015 - HOacuteA HỌC TINH THỂ
983107983144983157983161983274983150 đề 983108983112983106983106 983090983088983089983093 983085 983124983145983150983144 983156983144ề 983124983154983137983150983143 983093983089983087983093983092
thứ 3 đượ c xếp lecircn trecircn khoảng trống của lớ p thứ nhất (xem trườ ng hợ p B higravenh 2) Hatildey
tiacutenh độ chặt khiacutet cho caacutech sắp xếp thứ 2 đượ c gọi lagrave sắp xếp lập phươ ng tacircm diện fbc
d) Coacute một ngườ i nocircng dacircn đatilde xếp lớ p thứ ba theo kiểu fcc vagrave bacircy giờ khocircng xaacutec định
đượ c đacircu lagrave khoảng trống đacircu lagrave rau củ đatilde xếp ở lớ p thứ nhất Giaacute trị sẽ thay đổi như thế
nagraveo do sự sai lệch khi sắp xếp caacutec lớ p chặt khiacutet tiếp theo
3 Giả sử ngườ i nocircng dacircn nảy ra yacute định muốn xếp chung đagraveo vagrave dưa hấu vagraveo xe bằng caacutech
xếp đagraveo vagraveo khoảng trống giữa caacutec quả dưa hấu
a) Hatildey tiacutenh tỉ lệ baacuten kiacutenh giữa quả đagraveo vagrave dưa hấu lớ n nhất coacute thể để traacutenh bị dập caacutec quả
đagraveo trong caacutec trườ ng hợ p xếp đagraveo vagraveo
iLỗ trống lập phươ ng trong kiếu lập phươ ng đơ n giản
ii Lỗ trống baacutet diện trong kiếu lập phươ ng tacircm khối
iii Lỗ trống baacutet diện trong kiếu lập phươ ng tacircm diện
b) Trong caacutec kiếu sắp xếp sc hcp bcc vagrave fcc trung bigravenh vớ i một quả dưa hấu coacute thể
xếp tối đa bao nhiecircu quả đagraveo
c) Tiacutenh giaacute trị lớ n nhất cho caacutec kiếu sắp xếp sc bcc vagrave fcc coacute xếp đagraveo ở caacutec khoảng
trống
4 Hoa quả coacute thể bị hỏng do xe khocircng thoaacuteng gioacute
a) Để giữ caacutec khoảng trống trong kiểu sắp xếp bcc vagrave fcc ngườ i nocircng dacircn quyết định
chỉ xếp caacutec quả đagraveo vagraveo caacutec lỗ trống baacutet diện khocircng nối vớ i nhau qua mặt hay tacircm Trong
trườ ng hợ p nagravey vớ i một quả dưa coacute thể xếp đượ c bao nhiecircu quả đagraveo
b) Ngườ i nocircng dacircn ngh ĩ ra một caacutech khaacutec trong caacutech sắp xếp fcc ocircng xếp đagraveo vagraveo tất cả
caacutec lỗ trống baacutet diện (như trecircn) vagrave vớ i caacutec lỗ trống tứ diện ocircng xếp taacuteo vagraveo Theo caacutech
nagravey vớ i một quả dưa ocircng coacute thể xếp đượ c bao nhiecircu quả taacuteo
Tạo hoacutea cũng lagravem nảy sinh những vấn đề liacute thuacute như ldquosự phỏng đoaacuten Keplerrdquo Ngọc
opal lagrave một loại đaacute tự nhiecircn đượ c cấu tạo từ caacutec quả cầu beacute xiacuteu SiO2
(cỡ micro) sắp xếp đặc
khiacutet vớ i nhau Đặc tiacutenh của opal lagrave coacute thể phaacutet ra caacutec aacutenh saacuteng khaacutec nhau (phaacutet ngũ sắc) khi
đượ c chiếu saacuteng Hiện tượ ng nagravey đượ c giải thiacutech bằng sự nhiễu xạ aacutenh saacuteng nhigraven thấy tuacircn
theo định luật Bragg λ = 2d sinθ
Trong đoacute λ lagrave độ dagravei soacuteng của tia saacuteng d lagrave khoảng caacutech giữa caacutec lớ p sắp xếp chặtkhiacutet trong opal 2θ lagrave goacutec giữa tia tớ i vagrave tia nhiễu xạ (noacutei caacutech khaacutec θ lagrave goacutec nghiecircng giữa
tia sang vớ i bề mặt của đaacute opal)
Opal lagrave loại đaacute coacute cấu truacutec tinh thể đầu tiecircn đượ c biết lagrave coacute khả năng khuacutec xạ loại
vật chất đượ c cấu tạo từ caacutec quả cầu cỡ micro vớ i chỉ số khuacutec xạ cao Quang phổ của noacute đatilde
WWWFACEBOOKCOMDAYKEMQUY
WWWBOIDUONGHOAHOCQUYNHONBLOGSPO
WWDAYKEMQUYNHONUCOZCOM
ng goacutep PDF bởi GV Nguyễn Thanh Tuacute
7262019 CHUYEcircN ĐỀ DUYEcircN HẢI BẮC BỘ NĂM 2015 - HOacuteA HỌC TINH THỂ
983107983144983157983161983274983150 đề 983108983112983106983106 983090983088983089983093 983085 983124983145983150983144 983156983144ề 983124983154983137983150983143 983091983097983087983093983092
Trong mỗi ocirc cơ sở coacute 4 phacircn tử BaO2 rarr thể tiacutech của mỗi ocirc V = 4mD
Vớ i m =100236
99915232713723
+= 2811310-22 gam
rarr V = 1979810-22 (cm3) = 197979342 (pm3)
(2x134 + 2a)2( 2x134 + 2a+149) = 197979342
(134 + a)2(134 + a+745) = 24747418
(134 + a)3+ (134 + a)2 745 - 24747418 = 0
rarr a = 2686-134 = 135 pm
Bagravei 33
Niken (II) oxit coacute cấu truacutec tinh thể giống mạng tinh thể natri clorua Caacutec ion O2- tạo
thagravenh mạng lập phươ ng tacircm mặt caacutec hốc baacutet diện coacute caacutec ion Ni2+ Khối lượ ng riecircng của
Niken (II) oxit lagrave 667 gcm3 Nếu cho Niken (II) oxit taacutec dụng vớ i Liti oxit vagrave oxi thigrave đượ c
caacutec tinh thể trắng coacute thagravenh phần LixNi1-xO
2x
Li2O + (1-x) NiO +4x
O2 rarr LixNi1-xO
Cấu truacutec mạng tinh thể của LixNi1-xO giống cấu truacutec mạng tinh thể của NiO nhưng
một số ion Ni2+ đượ c thay thế bằng caacutec ion Liti vagrave một số ion Ni2+ bị oxi hoacutea để đảm bảo
tiacutenh trung hogravea điện của phacircn tử Khối lượ ng riecircng của tinh thể LixNi1-xO lagrave 621 gcm3
Tiacutenh x (chấp nhận thể tiacutech của ocirc mạng cơ sở khocircng thay đổi khi chuyển từ NiO
thagravenh LixNi1-xO)
Cho NA= 60231023 mol-1 Ni = 5871 Li = 694 O = 16
H ướ ng d ẫ n giải
Trong một tinh thể sự sắp xếp của caacutec anion vagrave caacutec cation theo cấu truacutec mạng lậpphươ ng tacircm mặt Caacutec cation vagrave anion nằm xen kẽ nhau Một ocirc mạng cơ sở chứa 4 cation
vagrave 4 anion
3A
NiONiO aN
nMD =
Tiacutenh cạnh a của ocirc mạng cơ sở của NiO
WWWFACEBOOKCOMDAYKEMQUY
WWWBOIDUONGHOAHOCQUYNHONBLOGSPO
WWDAYKEMQUYNHONUCOZCOM
ng goacutep PDF bởi GV Nguyễn Thanh Tuacute
7262019 CHUYEcircN ĐỀ DUYEcircN HẢI BẮC BỘ NĂM 2015 - HOacuteA HỌC TINH THỂ
983107983144983157983161983274983150 đề 983108983112983106983106 983090983088983089983093 983085 983124983145983150983144 983156983144ề 983124983154983137983150983143 983092983088983087983093983092
323 667602310
74714a
timestimes
= = 400610-8 cm
Vậy[ ]
( )3823 420610602310
16x)5871(1694x4621
minustimes
+minus+times= =gt x = 01
Bagravei 34 (Đề thi chọn đội tuyển quốc tế 2013)
Hiện tượ ng caacutec ion khaacutech xacircm nhập vagraveo mạng lướ i tinh thể chủ vagrave chiếm caacutec vị triacute
hốc trống trong mạng lướ i tinh thể chủ xảy ra khaacute phổ biến Quaacute trigravenh nagravey thườ ng diễn ra
chậm vagrave ở nhiệt độ cao Tuy nhiecircn quaacute trigravenh xacircm nhập của cation Li+ vagraveo mạng lướ i tinh
thể ReO3 lại đặc biệt bở i chuacuteng xảy ra khaacute nhanh ngay ở nhiệt độ phograveng Trong tinh thể
ReO3 mỗi nguyecircn tử Re đượ c bao quanh bở i 6 nguyecircn tử oxi tạo necircn những baacutet diện đều
giống nhau Biết rằng tinh thể ReO3 thuộc hệ lập phươ ng (chiều dagravei mỗi cạnh lagrave 0374 nm)
trong đoacute nguyecircn tử Re chiếm caacutec vị triacute đỉnh của higravenh lập phươ ng
1 Hatildey chứng minh rằng nguyecircn tử oxi chỉ coacute thể chiếm vị triacute trung điểm tất cả caacutec cạnh
của ocirc mạng vagrave vẽ một ocirc mạng cơ sở của tinh thể ReO3
2 Giả sử tinh thể ReO3 coacute bản chất ion Cho biết baacuten kiacutenh của ion O2- lagrave 0126 nm
a) Tiacutenh baacuten kiacutenh của ion Re6+
b) Cation khaacutech coacute kiacutech thướ c lớ n nhất bằng bao nhiecircu để khi xacircm nhập vagraveo mạng lướ i
tinh thể ReO3 khocircng lagravem thay đổi kiacutech thướ c của ocirc mạng tinh thể (bỏ qua mọi tươ ng taacutec
giữa ion nagravey vagrave tinh thể ReO3)
Hướng dẫn giải
1 Biện luận vị triacute của O
- Do số phối triacute của Re = 6 vagrave tỉ lệ ReO = 13 necircn số phối triacute của O = 63 = 2
- Như vậy một O phối triacute vớ i 2 Re vagrave caacutech đều hai Re vigrave caacutec nguyecircn tử Re lagrave tươ ng đươ ng- Giả sử nguyecircn tử O1 (khocircng nằm trecircn cạnh a) phối triacute vớ i 2 Re thuộc cạnh a thigrave trong ocirc
mạng phiacutea trecircn (hoặc phiacutea dướ i) cũng sẽ coacute nguyecircn tử O1rsquo tươ ng đươ ng vớ i O1 cugraveng phối
triacute vớ i nguyecircn tử Re chung nagravey Goacutec liecircn kết O1ReO1rsquo ne 180 o vagrave ne 90 o (= 90o thigrave O1
phải ở tacircm của higravenh lập phươ ng SPT = 8) như vậy khocircng thỏa matilden điều kiện phối triacute baacutet
WWWFACEBOOKCOMDAYKEMQUY
WWWBOIDUONGHOAHOCQUYNHONBLOGSPO
WWDAYKEMQUYNHONUCOZCOM
ng goacutep PDF bởi GV Nguyễn Thanh Tuacute
7262019 CHUYEcircN ĐỀ DUYEcircN HẢI BẮC BỘ NĂM 2015 - HOacuteA HỌC TINH THỂ
983107983144983157983161983274983150 đề 983108983112983106983106 983090983088983089983093 983085 983124983145983150983144 983156983144ề 983124983154983137983150983143 983092983089983087983093983092
diện đều của Re Vậy O1 phải nằm trecircn cạnh a Vagrave đươ ng nhiecircn phải nằm ở trung điểm vigrave
noacute caacutech đều hai Re ở hai đỉnh
Kết luận Caacutec nguyecircn tử O nằm ở trung điểm của mỗi cạnh Kiểm tra tỉ lệ ReO
trong một ocirc mạng = (818) (1214) = 13
2 Tiacutenh baacuten kiacutenh Re6+
2r minus2O + 2r +6Re = a = 0374 nm vậy r +6Re = (0374 ndash 20126)2 = 0061 nm
Tiacutenh baacuten kiacutenh cự c đại của ion lạ
Ion lạ xacircm nhập sẽ chiếm vị triacute trung tacircm của ocirc mạng cơ sở Do vậy khoảng caacutech từ
tacircm đến trung điểm mỗi cạnh tươ ng ứng bằng r minus2O+ rion lạ = a 2 = 0374 141= 0265 nm
vậy baacuten kiacutenh cực đại của ion lạ = 0265 ndash 0126 = 0139 nm
Bagravei 35
Bạc baacuten kiacutenh nguyecircn tử R = 144pm kết tinh dạng ocirc mạng cfc Tugravey theo kiacutech thướ c
magrave caacutec nguyecircn tử lạ E coacute thể đi vagraveo trong mạng bạc tạo ra một dung dịch rắn coacute tecircn gọikhaacutec nhau dung dịch rắn xen kẽ ( bằng caacutech chiếm caacutec lỗ xen kẽ) hoặc dung dịch rắn
thay thế (bằng caacutech thay thế caacutec nguyecircn tử bạc)
1) Tiacutenh khối lượ ng thể tiacutech của bạc nguyecircn chất
2) Xaacutec định số phối triacute vagrave độ compac của mạng cfc
3) Xen kẽ lỗ tinh thể học khaacutec nhau khi tạo thagravenh
a) Cho biết bản chất vagrave số mắt của mỗi chất chứa trong một ocirc mạng
b) Xaacutec định baacuten kiacutenh cực đại ri của một nguyecircn tử lạ E higravenh cầu nằm trong mạng ở mỗi
kiểu lỗ magrave khocircng lagravem biến dạng mạng4) Vagraveng baacuten kiacutenh nguyecircn tử Rrsquo = 147pm tạo dung dịch rắn a vớ i bạc
a) Suy ra bản chất của dung dịch a nagravey
b) Biểu thị cấu truacutec hoacutea học của a theo phần mol x của vagraveng
5) Một hợ p kim bạc-vagraveng tươ ng ứng vớ i một thagravenh phần đặc biệt của dung dịch rắn a đặc
trưng bở i phần khối lượ ng vagraveng w = 01
a) Tiacutenh giaacute trị của x
b) Xaacutec định khối lượ ng thể tiacutech của hợ p kim nagravey
(Theo ENSIETA Ban Vật lyacute1992) H ướ ng d ẫ n giải
1) Sơ đồ ocirc mạng cfc
Số nguyecircn tử bạc trong một ocirc mạng
WWWFACEBOOKCOMDAYKEMQUY
WWWBOIDUONGHOAHOCQUYNHONBLOGSPO
WWDAYKEMQUYNHONUCOZCOM
ng goacutep PDF bởi GV Nguyễn Thanh Tuacute
7262019 CHUYEcircN ĐỀ DUYEcircN HẢI BẮC BỘ NĂM 2015 - HOacuteA HỌC TINH THỂ
983107983144983157983161983274983150 đề 983108983112983106983106 983090983088983089983093 983085 983124983145983150983144 983156983144ề 983124983154983137983150983143 983092983095983087983093983092
b) Baacuten kiacutenh gaacuten cho nguyecircn tử hidro lagrave r = 37 pm Suy ra kiểu lỗ tươ ng thiacutech vớ i sự
lấp đầy
c) Trong thực tế caacutec nguyecircn tử hidro nằm trong mọi lỗ kiểu khaacutec hatildey lập cocircng thức
nguyecircn của hiđrua vagrave necircu một viacute dụ về tinh thể ion đẳng cấu truacutec
2 ) Hợ p kim của titan vagrave sắt thagravenh phần TiFe lagrave hợ p chất magrave caacutec nguyecircn tử titan chiếm caacutec
lỗ mạng lập phươ ng đơ n giản của sắt thocircng số = 298 pm
a ) Necircu ra hợ p chất ion kiểu tươ ng ứng cấu truacutec nagravey
b ) Trong hợ p chất TiFe caacutec nguyecircn tử hiđro chiếm mọi lỗ tạo ra từ bốn nguyecircn tử titan
vagrave hai nguyecircn tử sắt ( xem higravenh vẽ )
Xaacutec định higravenh học của một lỗ như vậy Xaacutec định cocircng thức của hiđrua thu đượ c khi batildeo
hogravea caacutec lỗ nagravey
3 ) Khả năng trữ hiđro của một vật liệu M i biểu thị bằng dung lượ ng thể tiacutech hấp phụ C va ( M i ) đượ c định ngh ĩ a lagrave tỷ số khối lượ ng hiđro bị hấp phụ trecircn thể tiacutech đơ n vị của vật liệu
nguyecircn chất
a ) Biểu thị C va ( M i ) theo thể tiacutech V i của ocirc mạng vagrave theo lượ ng hiđro ni bị hấp phụ
b ) So saacutenh dung lượ ng thể tiacutech hấp phụ lyacute thuyết của hai vật liệu xeacutet ở mục 1 vagrave 2
c ) Tiacutenh khối lượ ng cực tiểu của vật liệu rắn cần để tạo ra cugraveng lượ ng hiđro magrave bigravenh chứa
đựng 700 kg khiacute hoacutea lỏng Kết luận
H ướ ng d ẫ n giải
1 a)Lỗ O R + r 0 =2 R =gt r 0 =662 pm
b)Lỗ T R + r t = 2 R =gt r t = 36 pm
c) Lỗ chiếm tươ ng thiacutech đượ c dự kiến lagrave O
WWWFACEBOOKCOMDAYKEMQUY
WWWBOIDUONGHOAHOCQUYNHONBLOGSPO
WWDAYKEMQUYNHONUCOZCOM
ng goacutep PDF bởi GV Nguyễn Thanh Tuacute
7262019 CHUYEcircN ĐỀ DUYEcircN HẢI BẮC BỘ NĂM 2015 - HOacuteA HỌC TINH THỂ
983107983144983157983161983274983150 đề 983108983112983106983106 983090983088983089983093 983085 983124983145983150983144 983156983144ề 983124983154983137983150983143 983092983097983087983093983092
VI Ứng dụng kiến thức tinh thể vagraveo cuộc sống
(Bagravei được triacutech từ ldquoBagravei chuẩn bị Icho 39rdquo)
HOA QUẢ RAU CỎ VAgrave CAacuteC NGUYEcircN TỬ
Khi giải quyế t vấ n đề nagraveychư a coacute loại rau quả nagraveo bị phaacute hủ y
Năm 1611 nhagrave toaacuten học vagrave thiecircn văn học người Đức Johannes Kepler nghiecircn cứu
sự sắp xếp caacutec viecircn đạn của suacuteng thần cocircng trong một kim tự thaacutep Ocircng khẳng định rằngchỉ coacute một caacutech duy nhất để sắp xếp caacutec quả cầu cứng giống hệt nhau vagraveo một thể tiacutech sao
cho khiacutet nhất coacute thể ldquohellipkhocircng thể coacute thếm bất cứ một caacutech sắp xếp nagraveo khaacutec để chegraven thecircm
dugrave một viecircn đạn nữa vagraveo hogravem đoacuterdquo Ocircng lagrave ngườ i đầu tiecircn phaacutet biểu về một vấn đề như vậy
vagrave sau nagravey noacute đượ c gọi lagrave ldquosự phỏng đoaacuten Keplerrdquo Năm 1998 Giaacuteo sư Thomas Hales1 đatilde
đưa ra giải phaacutep cho ldquosự phỏng đoaacuten Keplerrdquo Nội dung của giải phaacutep nagravey đatilde đượ c trigravenh
bagravey trong loạt bagravei baacuteo trecircn tờ ldquoHigravenh học rờ i rạc vagrave điện toaacutenrdquo ra đờ i từ năm 1997 Ocircng
nghiecircn cứu hơ n 150 caacutech sắp xếp khaacutec nhau khaacutec vớ i caacutech magrave Kepler đatilde đưa ra Giải phaacutep
của Hales đogravei hỏi khoảng 250 trang giấy in vagrave dung lượ ng 3 GB caacutec file trong maacutey tiacutenh
Qua caacutec chứng minh toaacuten học chặt chẽ thuật ngữ ldquosự sắp xếp đặc khiacutet caacutec quả cầurdquo (cps)
đatilde đượ c chấp nhận rộng ratildei trong l ĩ nh vực hoacutea học chất rắn vagrave cho đến nay noacute vẫn cograven giaacute
trị
WWWFACEBOOKCOMDAYKEMQUY
WWWBOIDUONGHOAHOCQUYNHONBLOGSPO
WWDAYKEMQUYNHONUCOZCOM
ng goacutep PDF bởi GV Nguyễn Thanh Tuacute
7262019 CHUYEcircN ĐỀ DUYEcircN HẢI BẮC BỘ NĂM 2015 - HOacuteA HỌC TINH THỂ
983107983144983157983161983274983150 đề 983108983112983106983106 983090983088983089983093 983085 983124983145983150983144 983156983144ề 983124983154983137983150983143 983093983089983087983093983092
thứ 3 đượ c xếp lecircn trecircn khoảng trống của lớ p thứ nhất (xem trườ ng hợ p B higravenh 2) Hatildey
tiacutenh độ chặt khiacutet cho caacutech sắp xếp thứ 2 đượ c gọi lagrave sắp xếp lập phươ ng tacircm diện fbc
d) Coacute một ngườ i nocircng dacircn đatilde xếp lớ p thứ ba theo kiểu fcc vagrave bacircy giờ khocircng xaacutec định
đượ c đacircu lagrave khoảng trống đacircu lagrave rau củ đatilde xếp ở lớ p thứ nhất Giaacute trị sẽ thay đổi như thế
nagraveo do sự sai lệch khi sắp xếp caacutec lớ p chặt khiacutet tiếp theo
3 Giả sử ngườ i nocircng dacircn nảy ra yacute định muốn xếp chung đagraveo vagrave dưa hấu vagraveo xe bằng caacutech
xếp đagraveo vagraveo khoảng trống giữa caacutec quả dưa hấu
a) Hatildey tiacutenh tỉ lệ baacuten kiacutenh giữa quả đagraveo vagrave dưa hấu lớ n nhất coacute thể để traacutenh bị dập caacutec quả
đagraveo trong caacutec trườ ng hợ p xếp đagraveo vagraveo
iLỗ trống lập phươ ng trong kiếu lập phươ ng đơ n giản
ii Lỗ trống baacutet diện trong kiếu lập phươ ng tacircm khối
iii Lỗ trống baacutet diện trong kiếu lập phươ ng tacircm diện
b) Trong caacutec kiếu sắp xếp sc hcp bcc vagrave fcc trung bigravenh vớ i một quả dưa hấu coacute thể
xếp tối đa bao nhiecircu quả đagraveo
c) Tiacutenh giaacute trị lớ n nhất cho caacutec kiếu sắp xếp sc bcc vagrave fcc coacute xếp đagraveo ở caacutec khoảng
trống
4 Hoa quả coacute thể bị hỏng do xe khocircng thoaacuteng gioacute
a) Để giữ caacutec khoảng trống trong kiểu sắp xếp bcc vagrave fcc ngườ i nocircng dacircn quyết định
chỉ xếp caacutec quả đagraveo vagraveo caacutec lỗ trống baacutet diện khocircng nối vớ i nhau qua mặt hay tacircm Trong
trườ ng hợ p nagravey vớ i một quả dưa coacute thể xếp đượ c bao nhiecircu quả đagraveo
b) Ngườ i nocircng dacircn ngh ĩ ra một caacutech khaacutec trong caacutech sắp xếp fcc ocircng xếp đagraveo vagraveo tất cả
caacutec lỗ trống baacutet diện (như trecircn) vagrave vớ i caacutec lỗ trống tứ diện ocircng xếp taacuteo vagraveo Theo caacutech
nagravey vớ i một quả dưa ocircng coacute thể xếp đượ c bao nhiecircu quả taacuteo
Tạo hoacutea cũng lagravem nảy sinh những vấn đề liacute thuacute như ldquosự phỏng đoaacuten Keplerrdquo Ngọc
opal lagrave một loại đaacute tự nhiecircn đượ c cấu tạo từ caacutec quả cầu beacute xiacuteu SiO2
(cỡ micro) sắp xếp đặc
khiacutet vớ i nhau Đặc tiacutenh của opal lagrave coacute thể phaacutet ra caacutec aacutenh saacuteng khaacutec nhau (phaacutet ngũ sắc) khi
đượ c chiếu saacuteng Hiện tượ ng nagravey đượ c giải thiacutech bằng sự nhiễu xạ aacutenh saacuteng nhigraven thấy tuacircn
theo định luật Bragg λ = 2d sinθ
Trong đoacute λ lagrave độ dagravei soacuteng của tia saacuteng d lagrave khoảng caacutech giữa caacutec lớ p sắp xếp chặtkhiacutet trong opal 2θ lagrave goacutec giữa tia tớ i vagrave tia nhiễu xạ (noacutei caacutech khaacutec θ lagrave goacutec nghiecircng giữa
tia sang vớ i bề mặt của đaacute opal)
Opal lagrave loại đaacute coacute cấu truacutec tinh thể đầu tiecircn đượ c biết lagrave coacute khả năng khuacutec xạ loại
vật chất đượ c cấu tạo từ caacutec quả cầu cỡ micro vớ i chỉ số khuacutec xạ cao Quang phổ của noacute đatilde
WWWFACEBOOKCOMDAYKEMQUY
WWWBOIDUONGHOAHOCQUYNHONBLOGSPO
WWDAYKEMQUYNHONUCOZCOM
ng goacutep PDF bởi GV Nguyễn Thanh Tuacute
7262019 CHUYEcircN ĐỀ DUYEcircN HẢI BẮC BỘ NĂM 2015 - HOacuteA HỌC TINH THỂ
983107983144983157983161983274983150 đề 983108983112983106983106 983090983088983089983093 983085 983124983145983150983144 983156983144ề 983124983154983137983150983143 983091983097983087983093983092
Trong mỗi ocirc cơ sở coacute 4 phacircn tử BaO2 rarr thể tiacutech của mỗi ocirc V = 4mD
Vớ i m =100236
99915232713723
+= 2811310-22 gam
rarr V = 1979810-22 (cm3) = 197979342 (pm3)
(2x134 + 2a)2( 2x134 + 2a+149) = 197979342
(134 + a)2(134 + a+745) = 24747418
(134 + a)3+ (134 + a)2 745 - 24747418 = 0
rarr a = 2686-134 = 135 pm
Bagravei 33
Niken (II) oxit coacute cấu truacutec tinh thể giống mạng tinh thể natri clorua Caacutec ion O2- tạo
thagravenh mạng lập phươ ng tacircm mặt caacutec hốc baacutet diện coacute caacutec ion Ni2+ Khối lượ ng riecircng của
Niken (II) oxit lagrave 667 gcm3 Nếu cho Niken (II) oxit taacutec dụng vớ i Liti oxit vagrave oxi thigrave đượ c
caacutec tinh thể trắng coacute thagravenh phần LixNi1-xO
2x
Li2O + (1-x) NiO +4x
O2 rarr LixNi1-xO
Cấu truacutec mạng tinh thể của LixNi1-xO giống cấu truacutec mạng tinh thể của NiO nhưng
một số ion Ni2+ đượ c thay thế bằng caacutec ion Liti vagrave một số ion Ni2+ bị oxi hoacutea để đảm bảo
tiacutenh trung hogravea điện của phacircn tử Khối lượ ng riecircng của tinh thể LixNi1-xO lagrave 621 gcm3
Tiacutenh x (chấp nhận thể tiacutech của ocirc mạng cơ sở khocircng thay đổi khi chuyển từ NiO
thagravenh LixNi1-xO)
Cho NA= 60231023 mol-1 Ni = 5871 Li = 694 O = 16
H ướ ng d ẫ n giải
Trong một tinh thể sự sắp xếp của caacutec anion vagrave caacutec cation theo cấu truacutec mạng lậpphươ ng tacircm mặt Caacutec cation vagrave anion nằm xen kẽ nhau Một ocirc mạng cơ sở chứa 4 cation
vagrave 4 anion
3A
NiONiO aN
nMD =
Tiacutenh cạnh a của ocirc mạng cơ sở của NiO
WWWFACEBOOKCOMDAYKEMQUY
WWWBOIDUONGHOAHOCQUYNHONBLOGSPO
WWDAYKEMQUYNHONUCOZCOM
ng goacutep PDF bởi GV Nguyễn Thanh Tuacute
7262019 CHUYEcircN ĐỀ DUYEcircN HẢI BẮC BỘ NĂM 2015 - HOacuteA HỌC TINH THỂ
983107983144983157983161983274983150 đề 983108983112983106983106 983090983088983089983093 983085 983124983145983150983144 983156983144ề 983124983154983137983150983143 983092983088983087983093983092
323 667602310
74714a
timestimes
= = 400610-8 cm
Vậy[ ]
( )3823 420610602310
16x)5871(1694x4621
minustimes
+minus+times= =gt x = 01
Bagravei 34 (Đề thi chọn đội tuyển quốc tế 2013)
Hiện tượ ng caacutec ion khaacutech xacircm nhập vagraveo mạng lướ i tinh thể chủ vagrave chiếm caacutec vị triacute
hốc trống trong mạng lướ i tinh thể chủ xảy ra khaacute phổ biến Quaacute trigravenh nagravey thườ ng diễn ra
chậm vagrave ở nhiệt độ cao Tuy nhiecircn quaacute trigravenh xacircm nhập của cation Li+ vagraveo mạng lướ i tinh
thể ReO3 lại đặc biệt bở i chuacuteng xảy ra khaacute nhanh ngay ở nhiệt độ phograveng Trong tinh thể
ReO3 mỗi nguyecircn tử Re đượ c bao quanh bở i 6 nguyecircn tử oxi tạo necircn những baacutet diện đều
giống nhau Biết rằng tinh thể ReO3 thuộc hệ lập phươ ng (chiều dagravei mỗi cạnh lagrave 0374 nm)
trong đoacute nguyecircn tử Re chiếm caacutec vị triacute đỉnh của higravenh lập phươ ng
1 Hatildey chứng minh rằng nguyecircn tử oxi chỉ coacute thể chiếm vị triacute trung điểm tất cả caacutec cạnh
của ocirc mạng vagrave vẽ một ocirc mạng cơ sở của tinh thể ReO3
2 Giả sử tinh thể ReO3 coacute bản chất ion Cho biết baacuten kiacutenh của ion O2- lagrave 0126 nm
a) Tiacutenh baacuten kiacutenh của ion Re6+
b) Cation khaacutech coacute kiacutech thướ c lớ n nhất bằng bao nhiecircu để khi xacircm nhập vagraveo mạng lướ i
tinh thể ReO3 khocircng lagravem thay đổi kiacutech thướ c của ocirc mạng tinh thể (bỏ qua mọi tươ ng taacutec
giữa ion nagravey vagrave tinh thể ReO3)
Hướng dẫn giải
1 Biện luận vị triacute của O
- Do số phối triacute của Re = 6 vagrave tỉ lệ ReO = 13 necircn số phối triacute của O = 63 = 2
- Như vậy một O phối triacute vớ i 2 Re vagrave caacutech đều hai Re vigrave caacutec nguyecircn tử Re lagrave tươ ng đươ ng- Giả sử nguyecircn tử O1 (khocircng nằm trecircn cạnh a) phối triacute vớ i 2 Re thuộc cạnh a thigrave trong ocirc
mạng phiacutea trecircn (hoặc phiacutea dướ i) cũng sẽ coacute nguyecircn tử O1rsquo tươ ng đươ ng vớ i O1 cugraveng phối
triacute vớ i nguyecircn tử Re chung nagravey Goacutec liecircn kết O1ReO1rsquo ne 180 o vagrave ne 90 o (= 90o thigrave O1
phải ở tacircm của higravenh lập phươ ng SPT = 8) như vậy khocircng thỏa matilden điều kiện phối triacute baacutet
WWWFACEBOOKCOMDAYKEMQUY
WWWBOIDUONGHOAHOCQUYNHONBLOGSPO
WWDAYKEMQUYNHONUCOZCOM
ng goacutep PDF bởi GV Nguyễn Thanh Tuacute
7262019 CHUYEcircN ĐỀ DUYEcircN HẢI BẮC BỘ NĂM 2015 - HOacuteA HỌC TINH THỂ
983107983144983157983161983274983150 đề 983108983112983106983106 983090983088983089983093 983085 983124983145983150983144 983156983144ề 983124983154983137983150983143 983092983089983087983093983092
diện đều của Re Vậy O1 phải nằm trecircn cạnh a Vagrave đươ ng nhiecircn phải nằm ở trung điểm vigrave
noacute caacutech đều hai Re ở hai đỉnh
Kết luận Caacutec nguyecircn tử O nằm ở trung điểm của mỗi cạnh Kiểm tra tỉ lệ ReO
trong một ocirc mạng = (818) (1214) = 13
2 Tiacutenh baacuten kiacutenh Re6+
2r minus2O + 2r +6Re = a = 0374 nm vậy r +6Re = (0374 ndash 20126)2 = 0061 nm
Tiacutenh baacuten kiacutenh cự c đại của ion lạ
Ion lạ xacircm nhập sẽ chiếm vị triacute trung tacircm của ocirc mạng cơ sở Do vậy khoảng caacutech từ
tacircm đến trung điểm mỗi cạnh tươ ng ứng bằng r minus2O+ rion lạ = a 2 = 0374 141= 0265 nm
vậy baacuten kiacutenh cực đại của ion lạ = 0265 ndash 0126 = 0139 nm
Bagravei 35
Bạc baacuten kiacutenh nguyecircn tử R = 144pm kết tinh dạng ocirc mạng cfc Tugravey theo kiacutech thướ c
magrave caacutec nguyecircn tử lạ E coacute thể đi vagraveo trong mạng bạc tạo ra một dung dịch rắn coacute tecircn gọikhaacutec nhau dung dịch rắn xen kẽ ( bằng caacutech chiếm caacutec lỗ xen kẽ) hoặc dung dịch rắn
thay thế (bằng caacutech thay thế caacutec nguyecircn tử bạc)
1) Tiacutenh khối lượ ng thể tiacutech của bạc nguyecircn chất
2) Xaacutec định số phối triacute vagrave độ compac của mạng cfc
3) Xen kẽ lỗ tinh thể học khaacutec nhau khi tạo thagravenh
a) Cho biết bản chất vagrave số mắt của mỗi chất chứa trong một ocirc mạng
b) Xaacutec định baacuten kiacutenh cực đại ri của một nguyecircn tử lạ E higravenh cầu nằm trong mạng ở mỗi
kiểu lỗ magrave khocircng lagravem biến dạng mạng4) Vagraveng baacuten kiacutenh nguyecircn tử Rrsquo = 147pm tạo dung dịch rắn a vớ i bạc
a) Suy ra bản chất của dung dịch a nagravey
b) Biểu thị cấu truacutec hoacutea học của a theo phần mol x của vagraveng
5) Một hợ p kim bạc-vagraveng tươ ng ứng vớ i một thagravenh phần đặc biệt của dung dịch rắn a đặc
trưng bở i phần khối lượ ng vagraveng w = 01
a) Tiacutenh giaacute trị của x
b) Xaacutec định khối lượ ng thể tiacutech của hợ p kim nagravey
(Theo ENSIETA Ban Vật lyacute1992) H ướ ng d ẫ n giải
1) Sơ đồ ocirc mạng cfc
Số nguyecircn tử bạc trong một ocirc mạng
WWWFACEBOOKCOMDAYKEMQUY
WWWBOIDUONGHOAHOCQUYNHONBLOGSPO
WWDAYKEMQUYNHONUCOZCOM
ng goacutep PDF bởi GV Nguyễn Thanh Tuacute
7262019 CHUYEcircN ĐỀ DUYEcircN HẢI BẮC BỘ NĂM 2015 - HOacuteA HỌC TINH THỂ
983107983144983157983161983274983150 đề 983108983112983106983106 983090983088983089983093 983085 983124983145983150983144 983156983144ề 983124983154983137983150983143 983092983095983087983093983092
b) Baacuten kiacutenh gaacuten cho nguyecircn tử hidro lagrave r = 37 pm Suy ra kiểu lỗ tươ ng thiacutech vớ i sự
lấp đầy
c) Trong thực tế caacutec nguyecircn tử hidro nằm trong mọi lỗ kiểu khaacutec hatildey lập cocircng thức
nguyecircn của hiđrua vagrave necircu một viacute dụ về tinh thể ion đẳng cấu truacutec
2 ) Hợ p kim của titan vagrave sắt thagravenh phần TiFe lagrave hợ p chất magrave caacutec nguyecircn tử titan chiếm caacutec
lỗ mạng lập phươ ng đơ n giản của sắt thocircng số = 298 pm
a ) Necircu ra hợ p chất ion kiểu tươ ng ứng cấu truacutec nagravey
b ) Trong hợ p chất TiFe caacutec nguyecircn tử hiđro chiếm mọi lỗ tạo ra từ bốn nguyecircn tử titan
vagrave hai nguyecircn tử sắt ( xem higravenh vẽ )
Xaacutec định higravenh học của một lỗ như vậy Xaacutec định cocircng thức của hiđrua thu đượ c khi batildeo
hogravea caacutec lỗ nagravey
3 ) Khả năng trữ hiđro của một vật liệu M i biểu thị bằng dung lượ ng thể tiacutech hấp phụ C va ( M i ) đượ c định ngh ĩ a lagrave tỷ số khối lượ ng hiđro bị hấp phụ trecircn thể tiacutech đơ n vị của vật liệu
nguyecircn chất
a ) Biểu thị C va ( M i ) theo thể tiacutech V i của ocirc mạng vagrave theo lượ ng hiđro ni bị hấp phụ
b ) So saacutenh dung lượ ng thể tiacutech hấp phụ lyacute thuyết của hai vật liệu xeacutet ở mục 1 vagrave 2
c ) Tiacutenh khối lượ ng cực tiểu của vật liệu rắn cần để tạo ra cugraveng lượ ng hiđro magrave bigravenh chứa
đựng 700 kg khiacute hoacutea lỏng Kết luận
H ướ ng d ẫ n giải
1 a)Lỗ O R + r 0 =2 R =gt r 0 =662 pm
b)Lỗ T R + r t = 2 R =gt r t = 36 pm
c) Lỗ chiếm tươ ng thiacutech đượ c dự kiến lagrave O
WWWFACEBOOKCOMDAYKEMQUY
WWWBOIDUONGHOAHOCQUYNHONBLOGSPO
WWDAYKEMQUYNHONUCOZCOM
ng goacutep PDF bởi GV Nguyễn Thanh Tuacute
7262019 CHUYEcircN ĐỀ DUYEcircN HẢI BẮC BỘ NĂM 2015 - HOacuteA HỌC TINH THỂ
983107983144983157983161983274983150 đề 983108983112983106983106 983090983088983089983093 983085 983124983145983150983144 983156983144ề 983124983154983137983150983143 983092983097983087983093983092
VI Ứng dụng kiến thức tinh thể vagraveo cuộc sống
(Bagravei được triacutech từ ldquoBagravei chuẩn bị Icho 39rdquo)
HOA QUẢ RAU CỎ VAgrave CAacuteC NGUYEcircN TỬ
Khi giải quyế t vấ n đề nagraveychư a coacute loại rau quả nagraveo bị phaacute hủ y
Năm 1611 nhagrave toaacuten học vagrave thiecircn văn học người Đức Johannes Kepler nghiecircn cứu
sự sắp xếp caacutec viecircn đạn của suacuteng thần cocircng trong một kim tự thaacutep Ocircng khẳng định rằngchỉ coacute một caacutech duy nhất để sắp xếp caacutec quả cầu cứng giống hệt nhau vagraveo một thể tiacutech sao
cho khiacutet nhất coacute thể ldquohellipkhocircng thể coacute thếm bất cứ một caacutech sắp xếp nagraveo khaacutec để chegraven thecircm
dugrave một viecircn đạn nữa vagraveo hogravem đoacuterdquo Ocircng lagrave ngườ i đầu tiecircn phaacutet biểu về một vấn đề như vậy
vagrave sau nagravey noacute đượ c gọi lagrave ldquosự phỏng đoaacuten Keplerrdquo Năm 1998 Giaacuteo sư Thomas Hales1 đatilde
đưa ra giải phaacutep cho ldquosự phỏng đoaacuten Keplerrdquo Nội dung của giải phaacutep nagravey đatilde đượ c trigravenh
bagravey trong loạt bagravei baacuteo trecircn tờ ldquoHigravenh học rờ i rạc vagrave điện toaacutenrdquo ra đờ i từ năm 1997 Ocircng
nghiecircn cứu hơ n 150 caacutech sắp xếp khaacutec nhau khaacutec vớ i caacutech magrave Kepler đatilde đưa ra Giải phaacutep
của Hales đogravei hỏi khoảng 250 trang giấy in vagrave dung lượ ng 3 GB caacutec file trong maacutey tiacutenh
Qua caacutec chứng minh toaacuten học chặt chẽ thuật ngữ ldquosự sắp xếp đặc khiacutet caacutec quả cầurdquo (cps)
đatilde đượ c chấp nhận rộng ratildei trong l ĩ nh vực hoacutea học chất rắn vagrave cho đến nay noacute vẫn cograven giaacute
trị
WWWFACEBOOKCOMDAYKEMQUY
WWWBOIDUONGHOAHOCQUYNHONBLOGSPO
WWDAYKEMQUYNHONUCOZCOM
ng goacutep PDF bởi GV Nguyễn Thanh Tuacute
7262019 CHUYEcircN ĐỀ DUYEcircN HẢI BẮC BỘ NĂM 2015 - HOacuteA HỌC TINH THỂ
983107983144983157983161983274983150 đề 983108983112983106983106 983090983088983089983093 983085 983124983145983150983144 983156983144ề 983124983154983137983150983143 983093983089983087983093983092
thứ 3 đượ c xếp lecircn trecircn khoảng trống của lớ p thứ nhất (xem trườ ng hợ p B higravenh 2) Hatildey
tiacutenh độ chặt khiacutet cho caacutech sắp xếp thứ 2 đượ c gọi lagrave sắp xếp lập phươ ng tacircm diện fbc
d) Coacute một ngườ i nocircng dacircn đatilde xếp lớ p thứ ba theo kiểu fcc vagrave bacircy giờ khocircng xaacutec định
đượ c đacircu lagrave khoảng trống đacircu lagrave rau củ đatilde xếp ở lớ p thứ nhất Giaacute trị sẽ thay đổi như thế
nagraveo do sự sai lệch khi sắp xếp caacutec lớ p chặt khiacutet tiếp theo
3 Giả sử ngườ i nocircng dacircn nảy ra yacute định muốn xếp chung đagraveo vagrave dưa hấu vagraveo xe bằng caacutech
xếp đagraveo vagraveo khoảng trống giữa caacutec quả dưa hấu
a) Hatildey tiacutenh tỉ lệ baacuten kiacutenh giữa quả đagraveo vagrave dưa hấu lớ n nhất coacute thể để traacutenh bị dập caacutec quả
đagraveo trong caacutec trườ ng hợ p xếp đagraveo vagraveo
iLỗ trống lập phươ ng trong kiếu lập phươ ng đơ n giản
ii Lỗ trống baacutet diện trong kiếu lập phươ ng tacircm khối
iii Lỗ trống baacutet diện trong kiếu lập phươ ng tacircm diện
b) Trong caacutec kiếu sắp xếp sc hcp bcc vagrave fcc trung bigravenh vớ i một quả dưa hấu coacute thể
xếp tối đa bao nhiecircu quả đagraveo
c) Tiacutenh giaacute trị lớ n nhất cho caacutec kiếu sắp xếp sc bcc vagrave fcc coacute xếp đagraveo ở caacutec khoảng
trống
4 Hoa quả coacute thể bị hỏng do xe khocircng thoaacuteng gioacute
a) Để giữ caacutec khoảng trống trong kiểu sắp xếp bcc vagrave fcc ngườ i nocircng dacircn quyết định
chỉ xếp caacutec quả đagraveo vagraveo caacutec lỗ trống baacutet diện khocircng nối vớ i nhau qua mặt hay tacircm Trong
trườ ng hợ p nagravey vớ i một quả dưa coacute thể xếp đượ c bao nhiecircu quả đagraveo
b) Ngườ i nocircng dacircn ngh ĩ ra một caacutech khaacutec trong caacutech sắp xếp fcc ocircng xếp đagraveo vagraveo tất cả
caacutec lỗ trống baacutet diện (như trecircn) vagrave vớ i caacutec lỗ trống tứ diện ocircng xếp taacuteo vagraveo Theo caacutech
nagravey vớ i một quả dưa ocircng coacute thể xếp đượ c bao nhiecircu quả taacuteo
Tạo hoacutea cũng lagravem nảy sinh những vấn đề liacute thuacute như ldquosự phỏng đoaacuten Keplerrdquo Ngọc
opal lagrave một loại đaacute tự nhiecircn đượ c cấu tạo từ caacutec quả cầu beacute xiacuteu SiO2
(cỡ micro) sắp xếp đặc
khiacutet vớ i nhau Đặc tiacutenh của opal lagrave coacute thể phaacutet ra caacutec aacutenh saacuteng khaacutec nhau (phaacutet ngũ sắc) khi
đượ c chiếu saacuteng Hiện tượ ng nagravey đượ c giải thiacutech bằng sự nhiễu xạ aacutenh saacuteng nhigraven thấy tuacircn
theo định luật Bragg λ = 2d sinθ
Trong đoacute λ lagrave độ dagravei soacuteng của tia saacuteng d lagrave khoảng caacutech giữa caacutec lớ p sắp xếp chặtkhiacutet trong opal 2θ lagrave goacutec giữa tia tớ i vagrave tia nhiễu xạ (noacutei caacutech khaacutec θ lagrave goacutec nghiecircng giữa
tia sang vớ i bề mặt của đaacute opal)
Opal lagrave loại đaacute coacute cấu truacutec tinh thể đầu tiecircn đượ c biết lagrave coacute khả năng khuacutec xạ loại
vật chất đượ c cấu tạo từ caacutec quả cầu cỡ micro vớ i chỉ số khuacutec xạ cao Quang phổ của noacute đatilde
WWWFACEBOOKCOMDAYKEMQUY
WWWBOIDUONGHOAHOCQUYNHONBLOGSPO
WWDAYKEMQUYNHONUCOZCOM
ng goacutep PDF bởi GV Nguyễn Thanh Tuacute
7262019 CHUYEcircN ĐỀ DUYEcircN HẢI BẮC BỘ NĂM 2015 - HOacuteA HỌC TINH THỂ
983107983144983157983161983274983150 đề 983108983112983106983106 983090983088983089983093 983085 983124983145983150983144 983156983144ề 983124983154983137983150983143 983091983097983087983093983092
Trong mỗi ocirc cơ sở coacute 4 phacircn tử BaO2 rarr thể tiacutech của mỗi ocirc V = 4mD
Vớ i m =100236
99915232713723
+= 2811310-22 gam
rarr V = 1979810-22 (cm3) = 197979342 (pm3)
(2x134 + 2a)2( 2x134 + 2a+149) = 197979342
(134 + a)2(134 + a+745) = 24747418
(134 + a)3+ (134 + a)2 745 - 24747418 = 0
rarr a = 2686-134 = 135 pm
Bagravei 33
Niken (II) oxit coacute cấu truacutec tinh thể giống mạng tinh thể natri clorua Caacutec ion O2- tạo
thagravenh mạng lập phươ ng tacircm mặt caacutec hốc baacutet diện coacute caacutec ion Ni2+ Khối lượ ng riecircng của
Niken (II) oxit lagrave 667 gcm3 Nếu cho Niken (II) oxit taacutec dụng vớ i Liti oxit vagrave oxi thigrave đượ c
caacutec tinh thể trắng coacute thagravenh phần LixNi1-xO
2x
Li2O + (1-x) NiO +4x
O2 rarr LixNi1-xO
Cấu truacutec mạng tinh thể của LixNi1-xO giống cấu truacutec mạng tinh thể của NiO nhưng
một số ion Ni2+ đượ c thay thế bằng caacutec ion Liti vagrave một số ion Ni2+ bị oxi hoacutea để đảm bảo
tiacutenh trung hogravea điện của phacircn tử Khối lượ ng riecircng của tinh thể LixNi1-xO lagrave 621 gcm3
Tiacutenh x (chấp nhận thể tiacutech của ocirc mạng cơ sở khocircng thay đổi khi chuyển từ NiO
thagravenh LixNi1-xO)
Cho NA= 60231023 mol-1 Ni = 5871 Li = 694 O = 16
H ướ ng d ẫ n giải
Trong một tinh thể sự sắp xếp của caacutec anion vagrave caacutec cation theo cấu truacutec mạng lậpphươ ng tacircm mặt Caacutec cation vagrave anion nằm xen kẽ nhau Một ocirc mạng cơ sở chứa 4 cation
vagrave 4 anion
3A
NiONiO aN
nMD =
Tiacutenh cạnh a của ocirc mạng cơ sở của NiO
WWWFACEBOOKCOMDAYKEMQUY
WWWBOIDUONGHOAHOCQUYNHONBLOGSPO
WWDAYKEMQUYNHONUCOZCOM
ng goacutep PDF bởi GV Nguyễn Thanh Tuacute
7262019 CHUYEcircN ĐỀ DUYEcircN HẢI BẮC BỘ NĂM 2015 - HOacuteA HỌC TINH THỂ
983107983144983157983161983274983150 đề 983108983112983106983106 983090983088983089983093 983085 983124983145983150983144 983156983144ề 983124983154983137983150983143 983092983088983087983093983092
323 667602310
74714a
timestimes
= = 400610-8 cm
Vậy[ ]
( )3823 420610602310
16x)5871(1694x4621
minustimes
+minus+times= =gt x = 01
Bagravei 34 (Đề thi chọn đội tuyển quốc tế 2013)
Hiện tượ ng caacutec ion khaacutech xacircm nhập vagraveo mạng lướ i tinh thể chủ vagrave chiếm caacutec vị triacute
hốc trống trong mạng lướ i tinh thể chủ xảy ra khaacute phổ biến Quaacute trigravenh nagravey thườ ng diễn ra
chậm vagrave ở nhiệt độ cao Tuy nhiecircn quaacute trigravenh xacircm nhập của cation Li+ vagraveo mạng lướ i tinh
thể ReO3 lại đặc biệt bở i chuacuteng xảy ra khaacute nhanh ngay ở nhiệt độ phograveng Trong tinh thể
ReO3 mỗi nguyecircn tử Re đượ c bao quanh bở i 6 nguyecircn tử oxi tạo necircn những baacutet diện đều
giống nhau Biết rằng tinh thể ReO3 thuộc hệ lập phươ ng (chiều dagravei mỗi cạnh lagrave 0374 nm)
trong đoacute nguyecircn tử Re chiếm caacutec vị triacute đỉnh của higravenh lập phươ ng
1 Hatildey chứng minh rằng nguyecircn tử oxi chỉ coacute thể chiếm vị triacute trung điểm tất cả caacutec cạnh
của ocirc mạng vagrave vẽ một ocirc mạng cơ sở của tinh thể ReO3
2 Giả sử tinh thể ReO3 coacute bản chất ion Cho biết baacuten kiacutenh của ion O2- lagrave 0126 nm
a) Tiacutenh baacuten kiacutenh của ion Re6+
b) Cation khaacutech coacute kiacutech thướ c lớ n nhất bằng bao nhiecircu để khi xacircm nhập vagraveo mạng lướ i
tinh thể ReO3 khocircng lagravem thay đổi kiacutech thướ c của ocirc mạng tinh thể (bỏ qua mọi tươ ng taacutec
giữa ion nagravey vagrave tinh thể ReO3)
Hướng dẫn giải
1 Biện luận vị triacute của O
- Do số phối triacute của Re = 6 vagrave tỉ lệ ReO = 13 necircn số phối triacute của O = 63 = 2
- Như vậy một O phối triacute vớ i 2 Re vagrave caacutech đều hai Re vigrave caacutec nguyecircn tử Re lagrave tươ ng đươ ng- Giả sử nguyecircn tử O1 (khocircng nằm trecircn cạnh a) phối triacute vớ i 2 Re thuộc cạnh a thigrave trong ocirc
mạng phiacutea trecircn (hoặc phiacutea dướ i) cũng sẽ coacute nguyecircn tử O1rsquo tươ ng đươ ng vớ i O1 cugraveng phối
triacute vớ i nguyecircn tử Re chung nagravey Goacutec liecircn kết O1ReO1rsquo ne 180 o vagrave ne 90 o (= 90o thigrave O1
phải ở tacircm của higravenh lập phươ ng SPT = 8) như vậy khocircng thỏa matilden điều kiện phối triacute baacutet
WWWFACEBOOKCOMDAYKEMQUY
WWWBOIDUONGHOAHOCQUYNHONBLOGSPO
WWDAYKEMQUYNHONUCOZCOM
ng goacutep PDF bởi GV Nguyễn Thanh Tuacute
7262019 CHUYEcircN ĐỀ DUYEcircN HẢI BẮC BỘ NĂM 2015 - HOacuteA HỌC TINH THỂ
983107983144983157983161983274983150 đề 983108983112983106983106 983090983088983089983093 983085 983124983145983150983144 983156983144ề 983124983154983137983150983143 983092983089983087983093983092
diện đều của Re Vậy O1 phải nằm trecircn cạnh a Vagrave đươ ng nhiecircn phải nằm ở trung điểm vigrave
noacute caacutech đều hai Re ở hai đỉnh
Kết luận Caacutec nguyecircn tử O nằm ở trung điểm của mỗi cạnh Kiểm tra tỉ lệ ReO
trong một ocirc mạng = (818) (1214) = 13
2 Tiacutenh baacuten kiacutenh Re6+
2r minus2O + 2r +6Re = a = 0374 nm vậy r +6Re = (0374 ndash 20126)2 = 0061 nm
Tiacutenh baacuten kiacutenh cự c đại của ion lạ
Ion lạ xacircm nhập sẽ chiếm vị triacute trung tacircm của ocirc mạng cơ sở Do vậy khoảng caacutech từ
tacircm đến trung điểm mỗi cạnh tươ ng ứng bằng r minus2O+ rion lạ = a 2 = 0374 141= 0265 nm
vậy baacuten kiacutenh cực đại của ion lạ = 0265 ndash 0126 = 0139 nm
Bagravei 35
Bạc baacuten kiacutenh nguyecircn tử R = 144pm kết tinh dạng ocirc mạng cfc Tugravey theo kiacutech thướ c
magrave caacutec nguyecircn tử lạ E coacute thể đi vagraveo trong mạng bạc tạo ra một dung dịch rắn coacute tecircn gọikhaacutec nhau dung dịch rắn xen kẽ ( bằng caacutech chiếm caacutec lỗ xen kẽ) hoặc dung dịch rắn
thay thế (bằng caacutech thay thế caacutec nguyecircn tử bạc)
1) Tiacutenh khối lượ ng thể tiacutech của bạc nguyecircn chất
2) Xaacutec định số phối triacute vagrave độ compac của mạng cfc
3) Xen kẽ lỗ tinh thể học khaacutec nhau khi tạo thagravenh
a) Cho biết bản chất vagrave số mắt của mỗi chất chứa trong một ocirc mạng
b) Xaacutec định baacuten kiacutenh cực đại ri của một nguyecircn tử lạ E higravenh cầu nằm trong mạng ở mỗi
kiểu lỗ magrave khocircng lagravem biến dạng mạng4) Vagraveng baacuten kiacutenh nguyecircn tử Rrsquo = 147pm tạo dung dịch rắn a vớ i bạc
a) Suy ra bản chất của dung dịch a nagravey
b) Biểu thị cấu truacutec hoacutea học của a theo phần mol x của vagraveng
5) Một hợ p kim bạc-vagraveng tươ ng ứng vớ i một thagravenh phần đặc biệt của dung dịch rắn a đặc
trưng bở i phần khối lượ ng vagraveng w = 01
a) Tiacutenh giaacute trị của x
b) Xaacutec định khối lượ ng thể tiacutech của hợ p kim nagravey
(Theo ENSIETA Ban Vật lyacute1992) H ướ ng d ẫ n giải
1) Sơ đồ ocirc mạng cfc
Số nguyecircn tử bạc trong một ocirc mạng
WWWFACEBOOKCOMDAYKEMQUY
WWWBOIDUONGHOAHOCQUYNHONBLOGSPO
WWDAYKEMQUYNHONUCOZCOM
ng goacutep PDF bởi GV Nguyễn Thanh Tuacute
7262019 CHUYEcircN ĐỀ DUYEcircN HẢI BẮC BỘ NĂM 2015 - HOacuteA HỌC TINH THỂ
983107983144983157983161983274983150 đề 983108983112983106983106 983090983088983089983093 983085 983124983145983150983144 983156983144ề 983124983154983137983150983143 983092983095983087983093983092
b) Baacuten kiacutenh gaacuten cho nguyecircn tử hidro lagrave r = 37 pm Suy ra kiểu lỗ tươ ng thiacutech vớ i sự
lấp đầy
c) Trong thực tế caacutec nguyecircn tử hidro nằm trong mọi lỗ kiểu khaacutec hatildey lập cocircng thức
nguyecircn của hiđrua vagrave necircu một viacute dụ về tinh thể ion đẳng cấu truacutec
2 ) Hợ p kim của titan vagrave sắt thagravenh phần TiFe lagrave hợ p chất magrave caacutec nguyecircn tử titan chiếm caacutec
lỗ mạng lập phươ ng đơ n giản của sắt thocircng số = 298 pm
a ) Necircu ra hợ p chất ion kiểu tươ ng ứng cấu truacutec nagravey
b ) Trong hợ p chất TiFe caacutec nguyecircn tử hiđro chiếm mọi lỗ tạo ra từ bốn nguyecircn tử titan
vagrave hai nguyecircn tử sắt ( xem higravenh vẽ )
Xaacutec định higravenh học của một lỗ như vậy Xaacutec định cocircng thức của hiđrua thu đượ c khi batildeo
hogravea caacutec lỗ nagravey
3 ) Khả năng trữ hiđro của một vật liệu M i biểu thị bằng dung lượ ng thể tiacutech hấp phụ C va ( M i ) đượ c định ngh ĩ a lagrave tỷ số khối lượ ng hiđro bị hấp phụ trecircn thể tiacutech đơ n vị của vật liệu
nguyecircn chất
a ) Biểu thị C va ( M i ) theo thể tiacutech V i của ocirc mạng vagrave theo lượ ng hiđro ni bị hấp phụ
b ) So saacutenh dung lượ ng thể tiacutech hấp phụ lyacute thuyết của hai vật liệu xeacutet ở mục 1 vagrave 2
c ) Tiacutenh khối lượ ng cực tiểu của vật liệu rắn cần để tạo ra cugraveng lượ ng hiđro magrave bigravenh chứa
đựng 700 kg khiacute hoacutea lỏng Kết luận
H ướ ng d ẫ n giải
1 a)Lỗ O R + r 0 =2 R =gt r 0 =662 pm
b)Lỗ T R + r t = 2 R =gt r t = 36 pm
c) Lỗ chiếm tươ ng thiacutech đượ c dự kiến lagrave O
WWWFACEBOOKCOMDAYKEMQUY
WWWBOIDUONGHOAHOCQUYNHONBLOGSPO
WWDAYKEMQUYNHONUCOZCOM
ng goacutep PDF bởi GV Nguyễn Thanh Tuacute
7262019 CHUYEcircN ĐỀ DUYEcircN HẢI BẮC BỘ NĂM 2015 - HOacuteA HỌC TINH THỂ
983107983144983157983161983274983150 đề 983108983112983106983106 983090983088983089983093 983085 983124983145983150983144 983156983144ề 983124983154983137983150983143 983092983097983087983093983092
VI Ứng dụng kiến thức tinh thể vagraveo cuộc sống
(Bagravei được triacutech từ ldquoBagravei chuẩn bị Icho 39rdquo)
HOA QUẢ RAU CỎ VAgrave CAacuteC NGUYEcircN TỬ
Khi giải quyế t vấ n đề nagraveychư a coacute loại rau quả nagraveo bị phaacute hủ y
Năm 1611 nhagrave toaacuten học vagrave thiecircn văn học người Đức Johannes Kepler nghiecircn cứu
sự sắp xếp caacutec viecircn đạn của suacuteng thần cocircng trong một kim tự thaacutep Ocircng khẳng định rằngchỉ coacute một caacutech duy nhất để sắp xếp caacutec quả cầu cứng giống hệt nhau vagraveo một thể tiacutech sao
cho khiacutet nhất coacute thể ldquohellipkhocircng thể coacute thếm bất cứ một caacutech sắp xếp nagraveo khaacutec để chegraven thecircm
dugrave một viecircn đạn nữa vagraveo hogravem đoacuterdquo Ocircng lagrave ngườ i đầu tiecircn phaacutet biểu về một vấn đề như vậy
vagrave sau nagravey noacute đượ c gọi lagrave ldquosự phỏng đoaacuten Keplerrdquo Năm 1998 Giaacuteo sư Thomas Hales1 đatilde
đưa ra giải phaacutep cho ldquosự phỏng đoaacuten Keplerrdquo Nội dung của giải phaacutep nagravey đatilde đượ c trigravenh
bagravey trong loạt bagravei baacuteo trecircn tờ ldquoHigravenh học rờ i rạc vagrave điện toaacutenrdquo ra đờ i từ năm 1997 Ocircng
nghiecircn cứu hơ n 150 caacutech sắp xếp khaacutec nhau khaacutec vớ i caacutech magrave Kepler đatilde đưa ra Giải phaacutep
của Hales đogravei hỏi khoảng 250 trang giấy in vagrave dung lượ ng 3 GB caacutec file trong maacutey tiacutenh
Qua caacutec chứng minh toaacuten học chặt chẽ thuật ngữ ldquosự sắp xếp đặc khiacutet caacutec quả cầurdquo (cps)
đatilde đượ c chấp nhận rộng ratildei trong l ĩ nh vực hoacutea học chất rắn vagrave cho đến nay noacute vẫn cograven giaacute
trị
WWWFACEBOOKCOMDAYKEMQUY
WWWBOIDUONGHOAHOCQUYNHONBLOGSPO
WWDAYKEMQUYNHONUCOZCOM
ng goacutep PDF bởi GV Nguyễn Thanh Tuacute
7262019 CHUYEcircN ĐỀ DUYEcircN HẢI BẮC BỘ NĂM 2015 - HOacuteA HỌC TINH THỂ
983107983144983157983161983274983150 đề 983108983112983106983106 983090983088983089983093 983085 983124983145983150983144 983156983144ề 983124983154983137983150983143 983093983089983087983093983092
thứ 3 đượ c xếp lecircn trecircn khoảng trống của lớ p thứ nhất (xem trườ ng hợ p B higravenh 2) Hatildey
tiacutenh độ chặt khiacutet cho caacutech sắp xếp thứ 2 đượ c gọi lagrave sắp xếp lập phươ ng tacircm diện fbc
d) Coacute một ngườ i nocircng dacircn đatilde xếp lớ p thứ ba theo kiểu fcc vagrave bacircy giờ khocircng xaacutec định
đượ c đacircu lagrave khoảng trống đacircu lagrave rau củ đatilde xếp ở lớ p thứ nhất Giaacute trị sẽ thay đổi như thế
nagraveo do sự sai lệch khi sắp xếp caacutec lớ p chặt khiacutet tiếp theo
3 Giả sử ngườ i nocircng dacircn nảy ra yacute định muốn xếp chung đagraveo vagrave dưa hấu vagraveo xe bằng caacutech
xếp đagraveo vagraveo khoảng trống giữa caacutec quả dưa hấu
a) Hatildey tiacutenh tỉ lệ baacuten kiacutenh giữa quả đagraveo vagrave dưa hấu lớ n nhất coacute thể để traacutenh bị dập caacutec quả
đagraveo trong caacutec trườ ng hợ p xếp đagraveo vagraveo
iLỗ trống lập phươ ng trong kiếu lập phươ ng đơ n giản
ii Lỗ trống baacutet diện trong kiếu lập phươ ng tacircm khối
iii Lỗ trống baacutet diện trong kiếu lập phươ ng tacircm diện
b) Trong caacutec kiếu sắp xếp sc hcp bcc vagrave fcc trung bigravenh vớ i một quả dưa hấu coacute thể
xếp tối đa bao nhiecircu quả đagraveo
c) Tiacutenh giaacute trị lớ n nhất cho caacutec kiếu sắp xếp sc bcc vagrave fcc coacute xếp đagraveo ở caacutec khoảng
trống
4 Hoa quả coacute thể bị hỏng do xe khocircng thoaacuteng gioacute
a) Để giữ caacutec khoảng trống trong kiểu sắp xếp bcc vagrave fcc ngườ i nocircng dacircn quyết định
chỉ xếp caacutec quả đagraveo vagraveo caacutec lỗ trống baacutet diện khocircng nối vớ i nhau qua mặt hay tacircm Trong
trườ ng hợ p nagravey vớ i một quả dưa coacute thể xếp đượ c bao nhiecircu quả đagraveo
b) Ngườ i nocircng dacircn ngh ĩ ra một caacutech khaacutec trong caacutech sắp xếp fcc ocircng xếp đagraveo vagraveo tất cả
caacutec lỗ trống baacutet diện (như trecircn) vagrave vớ i caacutec lỗ trống tứ diện ocircng xếp taacuteo vagraveo Theo caacutech
nagravey vớ i một quả dưa ocircng coacute thể xếp đượ c bao nhiecircu quả taacuteo
Tạo hoacutea cũng lagravem nảy sinh những vấn đề liacute thuacute như ldquosự phỏng đoaacuten Keplerrdquo Ngọc
opal lagrave một loại đaacute tự nhiecircn đượ c cấu tạo từ caacutec quả cầu beacute xiacuteu SiO2
(cỡ micro) sắp xếp đặc
khiacutet vớ i nhau Đặc tiacutenh của opal lagrave coacute thể phaacutet ra caacutec aacutenh saacuteng khaacutec nhau (phaacutet ngũ sắc) khi
đượ c chiếu saacuteng Hiện tượ ng nagravey đượ c giải thiacutech bằng sự nhiễu xạ aacutenh saacuteng nhigraven thấy tuacircn
theo định luật Bragg λ = 2d sinθ
Trong đoacute λ lagrave độ dagravei soacuteng của tia saacuteng d lagrave khoảng caacutech giữa caacutec lớ p sắp xếp chặtkhiacutet trong opal 2θ lagrave goacutec giữa tia tớ i vagrave tia nhiễu xạ (noacutei caacutech khaacutec θ lagrave goacutec nghiecircng giữa
tia sang vớ i bề mặt của đaacute opal)
Opal lagrave loại đaacute coacute cấu truacutec tinh thể đầu tiecircn đượ c biết lagrave coacute khả năng khuacutec xạ loại
vật chất đượ c cấu tạo từ caacutec quả cầu cỡ micro vớ i chỉ số khuacutec xạ cao Quang phổ của noacute đatilde
WWWFACEBOOKCOMDAYKEMQUY
WWWBOIDUONGHOAHOCQUYNHONBLOGSPO
WWDAYKEMQUYNHONUCOZCOM
ng goacutep PDF bởi GV Nguyễn Thanh Tuacute
7262019 CHUYEcircN ĐỀ DUYEcircN HẢI BẮC BỘ NĂM 2015 - HOacuteA HỌC TINH THỂ
983107983144983157983161983274983150 đề 983108983112983106983106 983090983088983089983093 983085 983124983145983150983144 983156983144ề 983124983154983137983150983143 983091983097983087983093983092
Trong mỗi ocirc cơ sở coacute 4 phacircn tử BaO2 rarr thể tiacutech của mỗi ocirc V = 4mD
Vớ i m =100236
99915232713723
+= 2811310-22 gam
rarr V = 1979810-22 (cm3) = 197979342 (pm3)
(2x134 + 2a)2( 2x134 + 2a+149) = 197979342
(134 + a)2(134 + a+745) = 24747418
(134 + a)3+ (134 + a)2 745 - 24747418 = 0
rarr a = 2686-134 = 135 pm
Bagravei 33
Niken (II) oxit coacute cấu truacutec tinh thể giống mạng tinh thể natri clorua Caacutec ion O2- tạo
thagravenh mạng lập phươ ng tacircm mặt caacutec hốc baacutet diện coacute caacutec ion Ni2+ Khối lượ ng riecircng của
Niken (II) oxit lagrave 667 gcm3 Nếu cho Niken (II) oxit taacutec dụng vớ i Liti oxit vagrave oxi thigrave đượ c
caacutec tinh thể trắng coacute thagravenh phần LixNi1-xO
2x
Li2O + (1-x) NiO +4x
O2 rarr LixNi1-xO
Cấu truacutec mạng tinh thể của LixNi1-xO giống cấu truacutec mạng tinh thể của NiO nhưng
một số ion Ni2+ đượ c thay thế bằng caacutec ion Liti vagrave một số ion Ni2+ bị oxi hoacutea để đảm bảo
tiacutenh trung hogravea điện của phacircn tử Khối lượ ng riecircng của tinh thể LixNi1-xO lagrave 621 gcm3
Tiacutenh x (chấp nhận thể tiacutech của ocirc mạng cơ sở khocircng thay đổi khi chuyển từ NiO
thagravenh LixNi1-xO)
Cho NA= 60231023 mol-1 Ni = 5871 Li = 694 O = 16
H ướ ng d ẫ n giải
Trong một tinh thể sự sắp xếp của caacutec anion vagrave caacutec cation theo cấu truacutec mạng lậpphươ ng tacircm mặt Caacutec cation vagrave anion nằm xen kẽ nhau Một ocirc mạng cơ sở chứa 4 cation
vagrave 4 anion
3A
NiONiO aN
nMD =
Tiacutenh cạnh a của ocirc mạng cơ sở của NiO
WWWFACEBOOKCOMDAYKEMQUY
WWWBOIDUONGHOAHOCQUYNHONBLOGSPO
WWDAYKEMQUYNHONUCOZCOM
ng goacutep PDF bởi GV Nguyễn Thanh Tuacute
7262019 CHUYEcircN ĐỀ DUYEcircN HẢI BẮC BỘ NĂM 2015 - HOacuteA HỌC TINH THỂ
983107983144983157983161983274983150 đề 983108983112983106983106 983090983088983089983093 983085 983124983145983150983144 983156983144ề 983124983154983137983150983143 983092983088983087983093983092
323 667602310
74714a
timestimes
= = 400610-8 cm
Vậy[ ]
( )3823 420610602310
16x)5871(1694x4621
minustimes
+minus+times= =gt x = 01
Bagravei 34 (Đề thi chọn đội tuyển quốc tế 2013)
Hiện tượ ng caacutec ion khaacutech xacircm nhập vagraveo mạng lướ i tinh thể chủ vagrave chiếm caacutec vị triacute
hốc trống trong mạng lướ i tinh thể chủ xảy ra khaacute phổ biến Quaacute trigravenh nagravey thườ ng diễn ra
chậm vagrave ở nhiệt độ cao Tuy nhiecircn quaacute trigravenh xacircm nhập của cation Li+ vagraveo mạng lướ i tinh
thể ReO3 lại đặc biệt bở i chuacuteng xảy ra khaacute nhanh ngay ở nhiệt độ phograveng Trong tinh thể
ReO3 mỗi nguyecircn tử Re đượ c bao quanh bở i 6 nguyecircn tử oxi tạo necircn những baacutet diện đều
giống nhau Biết rằng tinh thể ReO3 thuộc hệ lập phươ ng (chiều dagravei mỗi cạnh lagrave 0374 nm)
trong đoacute nguyecircn tử Re chiếm caacutec vị triacute đỉnh của higravenh lập phươ ng
1 Hatildey chứng minh rằng nguyecircn tử oxi chỉ coacute thể chiếm vị triacute trung điểm tất cả caacutec cạnh
của ocirc mạng vagrave vẽ một ocirc mạng cơ sở của tinh thể ReO3
2 Giả sử tinh thể ReO3 coacute bản chất ion Cho biết baacuten kiacutenh của ion O2- lagrave 0126 nm
a) Tiacutenh baacuten kiacutenh của ion Re6+
b) Cation khaacutech coacute kiacutech thướ c lớ n nhất bằng bao nhiecircu để khi xacircm nhập vagraveo mạng lướ i
tinh thể ReO3 khocircng lagravem thay đổi kiacutech thướ c của ocirc mạng tinh thể (bỏ qua mọi tươ ng taacutec
giữa ion nagravey vagrave tinh thể ReO3)
Hướng dẫn giải
1 Biện luận vị triacute của O
- Do số phối triacute của Re = 6 vagrave tỉ lệ ReO = 13 necircn số phối triacute của O = 63 = 2
- Như vậy một O phối triacute vớ i 2 Re vagrave caacutech đều hai Re vigrave caacutec nguyecircn tử Re lagrave tươ ng đươ ng- Giả sử nguyecircn tử O1 (khocircng nằm trecircn cạnh a) phối triacute vớ i 2 Re thuộc cạnh a thigrave trong ocirc
mạng phiacutea trecircn (hoặc phiacutea dướ i) cũng sẽ coacute nguyecircn tử O1rsquo tươ ng đươ ng vớ i O1 cugraveng phối
triacute vớ i nguyecircn tử Re chung nagravey Goacutec liecircn kết O1ReO1rsquo ne 180 o vagrave ne 90 o (= 90o thigrave O1
phải ở tacircm của higravenh lập phươ ng SPT = 8) như vậy khocircng thỏa matilden điều kiện phối triacute baacutet
WWWFACEBOOKCOMDAYKEMQUY
WWWBOIDUONGHOAHOCQUYNHONBLOGSPO
WWDAYKEMQUYNHONUCOZCOM
ng goacutep PDF bởi GV Nguyễn Thanh Tuacute
7262019 CHUYEcircN ĐỀ DUYEcircN HẢI BẮC BỘ NĂM 2015 - HOacuteA HỌC TINH THỂ
983107983144983157983161983274983150 đề 983108983112983106983106 983090983088983089983093 983085 983124983145983150983144 983156983144ề 983124983154983137983150983143 983092983089983087983093983092
diện đều của Re Vậy O1 phải nằm trecircn cạnh a Vagrave đươ ng nhiecircn phải nằm ở trung điểm vigrave
noacute caacutech đều hai Re ở hai đỉnh
Kết luận Caacutec nguyecircn tử O nằm ở trung điểm của mỗi cạnh Kiểm tra tỉ lệ ReO
trong một ocirc mạng = (818) (1214) = 13
2 Tiacutenh baacuten kiacutenh Re6+
2r minus2O + 2r +6Re = a = 0374 nm vậy r +6Re = (0374 ndash 20126)2 = 0061 nm
Tiacutenh baacuten kiacutenh cự c đại của ion lạ
Ion lạ xacircm nhập sẽ chiếm vị triacute trung tacircm của ocirc mạng cơ sở Do vậy khoảng caacutech từ
tacircm đến trung điểm mỗi cạnh tươ ng ứng bằng r minus2O+ rion lạ = a 2 = 0374 141= 0265 nm
vậy baacuten kiacutenh cực đại của ion lạ = 0265 ndash 0126 = 0139 nm
Bagravei 35
Bạc baacuten kiacutenh nguyecircn tử R = 144pm kết tinh dạng ocirc mạng cfc Tugravey theo kiacutech thướ c
magrave caacutec nguyecircn tử lạ E coacute thể đi vagraveo trong mạng bạc tạo ra một dung dịch rắn coacute tecircn gọikhaacutec nhau dung dịch rắn xen kẽ ( bằng caacutech chiếm caacutec lỗ xen kẽ) hoặc dung dịch rắn
thay thế (bằng caacutech thay thế caacutec nguyecircn tử bạc)
1) Tiacutenh khối lượ ng thể tiacutech của bạc nguyecircn chất
2) Xaacutec định số phối triacute vagrave độ compac của mạng cfc
3) Xen kẽ lỗ tinh thể học khaacutec nhau khi tạo thagravenh
a) Cho biết bản chất vagrave số mắt của mỗi chất chứa trong một ocirc mạng
b) Xaacutec định baacuten kiacutenh cực đại ri của một nguyecircn tử lạ E higravenh cầu nằm trong mạng ở mỗi
kiểu lỗ magrave khocircng lagravem biến dạng mạng4) Vagraveng baacuten kiacutenh nguyecircn tử Rrsquo = 147pm tạo dung dịch rắn a vớ i bạc
a) Suy ra bản chất của dung dịch a nagravey
b) Biểu thị cấu truacutec hoacutea học của a theo phần mol x của vagraveng
5) Một hợ p kim bạc-vagraveng tươ ng ứng vớ i một thagravenh phần đặc biệt của dung dịch rắn a đặc
trưng bở i phần khối lượ ng vagraveng w = 01
a) Tiacutenh giaacute trị của x
b) Xaacutec định khối lượ ng thể tiacutech của hợ p kim nagravey
(Theo ENSIETA Ban Vật lyacute1992) H ướ ng d ẫ n giải
1) Sơ đồ ocirc mạng cfc
Số nguyecircn tử bạc trong một ocirc mạng
WWWFACEBOOKCOMDAYKEMQUY
WWWBOIDUONGHOAHOCQUYNHONBLOGSPO
WWDAYKEMQUYNHONUCOZCOM
ng goacutep PDF bởi GV Nguyễn Thanh Tuacute
7262019 CHUYEcircN ĐỀ DUYEcircN HẢI BẮC BỘ NĂM 2015 - HOacuteA HỌC TINH THỂ
983107983144983157983161983274983150 đề 983108983112983106983106 983090983088983089983093 983085 983124983145983150983144 983156983144ề 983124983154983137983150983143 983092983095983087983093983092
b) Baacuten kiacutenh gaacuten cho nguyecircn tử hidro lagrave r = 37 pm Suy ra kiểu lỗ tươ ng thiacutech vớ i sự
lấp đầy
c) Trong thực tế caacutec nguyecircn tử hidro nằm trong mọi lỗ kiểu khaacutec hatildey lập cocircng thức
nguyecircn của hiđrua vagrave necircu một viacute dụ về tinh thể ion đẳng cấu truacutec
2 ) Hợ p kim của titan vagrave sắt thagravenh phần TiFe lagrave hợ p chất magrave caacutec nguyecircn tử titan chiếm caacutec
lỗ mạng lập phươ ng đơ n giản của sắt thocircng số = 298 pm
a ) Necircu ra hợ p chất ion kiểu tươ ng ứng cấu truacutec nagravey
b ) Trong hợ p chất TiFe caacutec nguyecircn tử hiđro chiếm mọi lỗ tạo ra từ bốn nguyecircn tử titan
vagrave hai nguyecircn tử sắt ( xem higravenh vẽ )
Xaacutec định higravenh học của một lỗ như vậy Xaacutec định cocircng thức của hiđrua thu đượ c khi batildeo
hogravea caacutec lỗ nagravey
3 ) Khả năng trữ hiđro của một vật liệu M i biểu thị bằng dung lượ ng thể tiacutech hấp phụ C va ( M i ) đượ c định ngh ĩ a lagrave tỷ số khối lượ ng hiđro bị hấp phụ trecircn thể tiacutech đơ n vị của vật liệu
nguyecircn chất
a ) Biểu thị C va ( M i ) theo thể tiacutech V i của ocirc mạng vagrave theo lượ ng hiđro ni bị hấp phụ
b ) So saacutenh dung lượ ng thể tiacutech hấp phụ lyacute thuyết của hai vật liệu xeacutet ở mục 1 vagrave 2
c ) Tiacutenh khối lượ ng cực tiểu của vật liệu rắn cần để tạo ra cugraveng lượ ng hiđro magrave bigravenh chứa
đựng 700 kg khiacute hoacutea lỏng Kết luận
H ướ ng d ẫ n giải
1 a)Lỗ O R + r 0 =2 R =gt r 0 =662 pm
b)Lỗ T R + r t = 2 R =gt r t = 36 pm
c) Lỗ chiếm tươ ng thiacutech đượ c dự kiến lagrave O
WWWFACEBOOKCOMDAYKEMQUY
WWWBOIDUONGHOAHOCQUYNHONBLOGSPO
WWDAYKEMQUYNHONUCOZCOM
ng goacutep PDF bởi GV Nguyễn Thanh Tuacute
7262019 CHUYEcircN ĐỀ DUYEcircN HẢI BẮC BỘ NĂM 2015 - HOacuteA HỌC TINH THỂ
983107983144983157983161983274983150 đề 983108983112983106983106 983090983088983089983093 983085 983124983145983150983144 983156983144ề 983124983154983137983150983143 983092983097983087983093983092
VI Ứng dụng kiến thức tinh thể vagraveo cuộc sống
(Bagravei được triacutech từ ldquoBagravei chuẩn bị Icho 39rdquo)
HOA QUẢ RAU CỎ VAgrave CAacuteC NGUYEcircN TỬ
Khi giải quyế t vấ n đề nagraveychư a coacute loại rau quả nagraveo bị phaacute hủ y
Năm 1611 nhagrave toaacuten học vagrave thiecircn văn học người Đức Johannes Kepler nghiecircn cứu
sự sắp xếp caacutec viecircn đạn của suacuteng thần cocircng trong một kim tự thaacutep Ocircng khẳng định rằngchỉ coacute một caacutech duy nhất để sắp xếp caacutec quả cầu cứng giống hệt nhau vagraveo một thể tiacutech sao
cho khiacutet nhất coacute thể ldquohellipkhocircng thể coacute thếm bất cứ một caacutech sắp xếp nagraveo khaacutec để chegraven thecircm
dugrave một viecircn đạn nữa vagraveo hogravem đoacuterdquo Ocircng lagrave ngườ i đầu tiecircn phaacutet biểu về một vấn đề như vậy
vagrave sau nagravey noacute đượ c gọi lagrave ldquosự phỏng đoaacuten Keplerrdquo Năm 1998 Giaacuteo sư Thomas Hales1 đatilde
đưa ra giải phaacutep cho ldquosự phỏng đoaacuten Keplerrdquo Nội dung của giải phaacutep nagravey đatilde đượ c trigravenh
bagravey trong loạt bagravei baacuteo trecircn tờ ldquoHigravenh học rờ i rạc vagrave điện toaacutenrdquo ra đờ i từ năm 1997 Ocircng
nghiecircn cứu hơ n 150 caacutech sắp xếp khaacutec nhau khaacutec vớ i caacutech magrave Kepler đatilde đưa ra Giải phaacutep
của Hales đogravei hỏi khoảng 250 trang giấy in vagrave dung lượ ng 3 GB caacutec file trong maacutey tiacutenh
Qua caacutec chứng minh toaacuten học chặt chẽ thuật ngữ ldquosự sắp xếp đặc khiacutet caacutec quả cầurdquo (cps)
đatilde đượ c chấp nhận rộng ratildei trong l ĩ nh vực hoacutea học chất rắn vagrave cho đến nay noacute vẫn cograven giaacute
trị
WWWFACEBOOKCOMDAYKEMQUY
WWWBOIDUONGHOAHOCQUYNHONBLOGSPO
WWDAYKEMQUYNHONUCOZCOM
ng goacutep PDF bởi GV Nguyễn Thanh Tuacute
7262019 CHUYEcircN ĐỀ DUYEcircN HẢI BẮC BỘ NĂM 2015 - HOacuteA HỌC TINH THỂ
983107983144983157983161983274983150 đề 983108983112983106983106 983090983088983089983093 983085 983124983145983150983144 983156983144ề 983124983154983137983150983143 983093983089983087983093983092
thứ 3 đượ c xếp lecircn trecircn khoảng trống của lớ p thứ nhất (xem trườ ng hợ p B higravenh 2) Hatildey
tiacutenh độ chặt khiacutet cho caacutech sắp xếp thứ 2 đượ c gọi lagrave sắp xếp lập phươ ng tacircm diện fbc
d) Coacute một ngườ i nocircng dacircn đatilde xếp lớ p thứ ba theo kiểu fcc vagrave bacircy giờ khocircng xaacutec định
đượ c đacircu lagrave khoảng trống đacircu lagrave rau củ đatilde xếp ở lớ p thứ nhất Giaacute trị sẽ thay đổi như thế
nagraveo do sự sai lệch khi sắp xếp caacutec lớ p chặt khiacutet tiếp theo
3 Giả sử ngườ i nocircng dacircn nảy ra yacute định muốn xếp chung đagraveo vagrave dưa hấu vagraveo xe bằng caacutech
xếp đagraveo vagraveo khoảng trống giữa caacutec quả dưa hấu
a) Hatildey tiacutenh tỉ lệ baacuten kiacutenh giữa quả đagraveo vagrave dưa hấu lớ n nhất coacute thể để traacutenh bị dập caacutec quả
đagraveo trong caacutec trườ ng hợ p xếp đagraveo vagraveo
iLỗ trống lập phươ ng trong kiếu lập phươ ng đơ n giản
ii Lỗ trống baacutet diện trong kiếu lập phươ ng tacircm khối
iii Lỗ trống baacutet diện trong kiếu lập phươ ng tacircm diện
b) Trong caacutec kiếu sắp xếp sc hcp bcc vagrave fcc trung bigravenh vớ i một quả dưa hấu coacute thể
xếp tối đa bao nhiecircu quả đagraveo
c) Tiacutenh giaacute trị lớ n nhất cho caacutec kiếu sắp xếp sc bcc vagrave fcc coacute xếp đagraveo ở caacutec khoảng
trống
4 Hoa quả coacute thể bị hỏng do xe khocircng thoaacuteng gioacute
a) Để giữ caacutec khoảng trống trong kiểu sắp xếp bcc vagrave fcc ngườ i nocircng dacircn quyết định
chỉ xếp caacutec quả đagraveo vagraveo caacutec lỗ trống baacutet diện khocircng nối vớ i nhau qua mặt hay tacircm Trong
trườ ng hợ p nagravey vớ i một quả dưa coacute thể xếp đượ c bao nhiecircu quả đagraveo
b) Ngườ i nocircng dacircn ngh ĩ ra một caacutech khaacutec trong caacutech sắp xếp fcc ocircng xếp đagraveo vagraveo tất cả
caacutec lỗ trống baacutet diện (như trecircn) vagrave vớ i caacutec lỗ trống tứ diện ocircng xếp taacuteo vagraveo Theo caacutech
nagravey vớ i một quả dưa ocircng coacute thể xếp đượ c bao nhiecircu quả taacuteo
Tạo hoacutea cũng lagravem nảy sinh những vấn đề liacute thuacute như ldquosự phỏng đoaacuten Keplerrdquo Ngọc
opal lagrave một loại đaacute tự nhiecircn đượ c cấu tạo từ caacutec quả cầu beacute xiacuteu SiO2
(cỡ micro) sắp xếp đặc
khiacutet vớ i nhau Đặc tiacutenh của opal lagrave coacute thể phaacutet ra caacutec aacutenh saacuteng khaacutec nhau (phaacutet ngũ sắc) khi
đượ c chiếu saacuteng Hiện tượ ng nagravey đượ c giải thiacutech bằng sự nhiễu xạ aacutenh saacuteng nhigraven thấy tuacircn
theo định luật Bragg λ = 2d sinθ
Trong đoacute λ lagrave độ dagravei soacuteng của tia saacuteng d lagrave khoảng caacutech giữa caacutec lớ p sắp xếp chặtkhiacutet trong opal 2θ lagrave goacutec giữa tia tớ i vagrave tia nhiễu xạ (noacutei caacutech khaacutec θ lagrave goacutec nghiecircng giữa
tia sang vớ i bề mặt của đaacute opal)
Opal lagrave loại đaacute coacute cấu truacutec tinh thể đầu tiecircn đượ c biết lagrave coacute khả năng khuacutec xạ loại
vật chất đượ c cấu tạo từ caacutec quả cầu cỡ micro vớ i chỉ số khuacutec xạ cao Quang phổ của noacute đatilde
WWWFACEBOOKCOMDAYKEMQUY
WWWBOIDUONGHOAHOCQUYNHONBLOGSPO
WWDAYKEMQUYNHONUCOZCOM
ng goacutep PDF bởi GV Nguyễn Thanh Tuacute
7262019 CHUYEcircN ĐỀ DUYEcircN HẢI BẮC BỘ NĂM 2015 - HOacuteA HỌC TINH THỂ
983107983144983157983161983274983150 đề 983108983112983106983106 983090983088983089983093 983085 983124983145983150983144 983156983144ề 983124983154983137983150983143 983091983097983087983093983092
Trong mỗi ocirc cơ sở coacute 4 phacircn tử BaO2 rarr thể tiacutech của mỗi ocirc V = 4mD
Vớ i m =100236
99915232713723
+= 2811310-22 gam
rarr V = 1979810-22 (cm3) = 197979342 (pm3)
(2x134 + 2a)2( 2x134 + 2a+149) = 197979342
(134 + a)2(134 + a+745) = 24747418
(134 + a)3+ (134 + a)2 745 - 24747418 = 0
rarr a = 2686-134 = 135 pm
Bagravei 33
Niken (II) oxit coacute cấu truacutec tinh thể giống mạng tinh thể natri clorua Caacutec ion O2- tạo
thagravenh mạng lập phươ ng tacircm mặt caacutec hốc baacutet diện coacute caacutec ion Ni2+ Khối lượ ng riecircng của
Niken (II) oxit lagrave 667 gcm3 Nếu cho Niken (II) oxit taacutec dụng vớ i Liti oxit vagrave oxi thigrave đượ c
caacutec tinh thể trắng coacute thagravenh phần LixNi1-xO
2x
Li2O + (1-x) NiO +4x
O2 rarr LixNi1-xO
Cấu truacutec mạng tinh thể của LixNi1-xO giống cấu truacutec mạng tinh thể của NiO nhưng
một số ion Ni2+ đượ c thay thế bằng caacutec ion Liti vagrave một số ion Ni2+ bị oxi hoacutea để đảm bảo
tiacutenh trung hogravea điện của phacircn tử Khối lượ ng riecircng của tinh thể LixNi1-xO lagrave 621 gcm3
Tiacutenh x (chấp nhận thể tiacutech của ocirc mạng cơ sở khocircng thay đổi khi chuyển từ NiO
thagravenh LixNi1-xO)
Cho NA= 60231023 mol-1 Ni = 5871 Li = 694 O = 16
H ướ ng d ẫ n giải
Trong một tinh thể sự sắp xếp của caacutec anion vagrave caacutec cation theo cấu truacutec mạng lậpphươ ng tacircm mặt Caacutec cation vagrave anion nằm xen kẽ nhau Một ocirc mạng cơ sở chứa 4 cation
vagrave 4 anion
3A
NiONiO aN
nMD =
Tiacutenh cạnh a của ocirc mạng cơ sở của NiO
WWWFACEBOOKCOMDAYKEMQUY
WWWBOIDUONGHOAHOCQUYNHONBLOGSPO
WWDAYKEMQUYNHONUCOZCOM
ng goacutep PDF bởi GV Nguyễn Thanh Tuacute
7262019 CHUYEcircN ĐỀ DUYEcircN HẢI BẮC BỘ NĂM 2015 - HOacuteA HỌC TINH THỂ
983107983144983157983161983274983150 đề 983108983112983106983106 983090983088983089983093 983085 983124983145983150983144 983156983144ề 983124983154983137983150983143 983092983088983087983093983092
323 667602310
74714a
timestimes
= = 400610-8 cm
Vậy[ ]
( )3823 420610602310
16x)5871(1694x4621
minustimes
+minus+times= =gt x = 01
Bagravei 34 (Đề thi chọn đội tuyển quốc tế 2013)
Hiện tượ ng caacutec ion khaacutech xacircm nhập vagraveo mạng lướ i tinh thể chủ vagrave chiếm caacutec vị triacute
hốc trống trong mạng lướ i tinh thể chủ xảy ra khaacute phổ biến Quaacute trigravenh nagravey thườ ng diễn ra
chậm vagrave ở nhiệt độ cao Tuy nhiecircn quaacute trigravenh xacircm nhập của cation Li+ vagraveo mạng lướ i tinh
thể ReO3 lại đặc biệt bở i chuacuteng xảy ra khaacute nhanh ngay ở nhiệt độ phograveng Trong tinh thể
ReO3 mỗi nguyecircn tử Re đượ c bao quanh bở i 6 nguyecircn tử oxi tạo necircn những baacutet diện đều
giống nhau Biết rằng tinh thể ReO3 thuộc hệ lập phươ ng (chiều dagravei mỗi cạnh lagrave 0374 nm)
trong đoacute nguyecircn tử Re chiếm caacutec vị triacute đỉnh của higravenh lập phươ ng
1 Hatildey chứng minh rằng nguyecircn tử oxi chỉ coacute thể chiếm vị triacute trung điểm tất cả caacutec cạnh
của ocirc mạng vagrave vẽ một ocirc mạng cơ sở của tinh thể ReO3
2 Giả sử tinh thể ReO3 coacute bản chất ion Cho biết baacuten kiacutenh của ion O2- lagrave 0126 nm
a) Tiacutenh baacuten kiacutenh của ion Re6+
b) Cation khaacutech coacute kiacutech thướ c lớ n nhất bằng bao nhiecircu để khi xacircm nhập vagraveo mạng lướ i
tinh thể ReO3 khocircng lagravem thay đổi kiacutech thướ c của ocirc mạng tinh thể (bỏ qua mọi tươ ng taacutec
giữa ion nagravey vagrave tinh thể ReO3)
Hướng dẫn giải
1 Biện luận vị triacute của O
- Do số phối triacute của Re = 6 vagrave tỉ lệ ReO = 13 necircn số phối triacute của O = 63 = 2
- Như vậy một O phối triacute vớ i 2 Re vagrave caacutech đều hai Re vigrave caacutec nguyecircn tử Re lagrave tươ ng đươ ng- Giả sử nguyecircn tử O1 (khocircng nằm trecircn cạnh a) phối triacute vớ i 2 Re thuộc cạnh a thigrave trong ocirc
mạng phiacutea trecircn (hoặc phiacutea dướ i) cũng sẽ coacute nguyecircn tử O1rsquo tươ ng đươ ng vớ i O1 cugraveng phối
triacute vớ i nguyecircn tử Re chung nagravey Goacutec liecircn kết O1ReO1rsquo ne 180 o vagrave ne 90 o (= 90o thigrave O1
phải ở tacircm của higravenh lập phươ ng SPT = 8) như vậy khocircng thỏa matilden điều kiện phối triacute baacutet
WWWFACEBOOKCOMDAYKEMQUY
WWWBOIDUONGHOAHOCQUYNHONBLOGSPO
WWDAYKEMQUYNHONUCOZCOM
ng goacutep PDF bởi GV Nguyễn Thanh Tuacute
7262019 CHUYEcircN ĐỀ DUYEcircN HẢI BẮC BỘ NĂM 2015 - HOacuteA HỌC TINH THỂ
983107983144983157983161983274983150 đề 983108983112983106983106 983090983088983089983093 983085 983124983145983150983144 983156983144ề 983124983154983137983150983143 983092983089983087983093983092
diện đều của Re Vậy O1 phải nằm trecircn cạnh a Vagrave đươ ng nhiecircn phải nằm ở trung điểm vigrave
noacute caacutech đều hai Re ở hai đỉnh
Kết luận Caacutec nguyecircn tử O nằm ở trung điểm của mỗi cạnh Kiểm tra tỉ lệ ReO
trong một ocirc mạng = (818) (1214) = 13
2 Tiacutenh baacuten kiacutenh Re6+
2r minus2O + 2r +6Re = a = 0374 nm vậy r +6Re = (0374 ndash 20126)2 = 0061 nm
Tiacutenh baacuten kiacutenh cự c đại của ion lạ
Ion lạ xacircm nhập sẽ chiếm vị triacute trung tacircm của ocirc mạng cơ sở Do vậy khoảng caacutech từ
tacircm đến trung điểm mỗi cạnh tươ ng ứng bằng r minus2O+ rion lạ = a 2 = 0374 141= 0265 nm
vậy baacuten kiacutenh cực đại của ion lạ = 0265 ndash 0126 = 0139 nm
Bagravei 35
Bạc baacuten kiacutenh nguyecircn tử R = 144pm kết tinh dạng ocirc mạng cfc Tugravey theo kiacutech thướ c
magrave caacutec nguyecircn tử lạ E coacute thể đi vagraveo trong mạng bạc tạo ra một dung dịch rắn coacute tecircn gọikhaacutec nhau dung dịch rắn xen kẽ ( bằng caacutech chiếm caacutec lỗ xen kẽ) hoặc dung dịch rắn
thay thế (bằng caacutech thay thế caacutec nguyecircn tử bạc)
1) Tiacutenh khối lượ ng thể tiacutech của bạc nguyecircn chất
2) Xaacutec định số phối triacute vagrave độ compac của mạng cfc
3) Xen kẽ lỗ tinh thể học khaacutec nhau khi tạo thagravenh
a) Cho biết bản chất vagrave số mắt của mỗi chất chứa trong một ocirc mạng
b) Xaacutec định baacuten kiacutenh cực đại ri của một nguyecircn tử lạ E higravenh cầu nằm trong mạng ở mỗi
kiểu lỗ magrave khocircng lagravem biến dạng mạng4) Vagraveng baacuten kiacutenh nguyecircn tử Rrsquo = 147pm tạo dung dịch rắn a vớ i bạc
a) Suy ra bản chất của dung dịch a nagravey
b) Biểu thị cấu truacutec hoacutea học của a theo phần mol x của vagraveng
5) Một hợ p kim bạc-vagraveng tươ ng ứng vớ i một thagravenh phần đặc biệt của dung dịch rắn a đặc
trưng bở i phần khối lượ ng vagraveng w = 01
a) Tiacutenh giaacute trị của x
b) Xaacutec định khối lượ ng thể tiacutech của hợ p kim nagravey
(Theo ENSIETA Ban Vật lyacute1992) H ướ ng d ẫ n giải
1) Sơ đồ ocirc mạng cfc
Số nguyecircn tử bạc trong một ocirc mạng
WWWFACEBOOKCOMDAYKEMQUY
WWWBOIDUONGHOAHOCQUYNHONBLOGSPO
WWDAYKEMQUYNHONUCOZCOM
ng goacutep PDF bởi GV Nguyễn Thanh Tuacute
7262019 CHUYEcircN ĐỀ DUYEcircN HẢI BẮC BỘ NĂM 2015 - HOacuteA HỌC TINH THỂ
983107983144983157983161983274983150 đề 983108983112983106983106 983090983088983089983093 983085 983124983145983150983144 983156983144ề 983124983154983137983150983143 983092983095983087983093983092
b) Baacuten kiacutenh gaacuten cho nguyecircn tử hidro lagrave r = 37 pm Suy ra kiểu lỗ tươ ng thiacutech vớ i sự
lấp đầy
c) Trong thực tế caacutec nguyecircn tử hidro nằm trong mọi lỗ kiểu khaacutec hatildey lập cocircng thức
nguyecircn của hiđrua vagrave necircu một viacute dụ về tinh thể ion đẳng cấu truacutec
2 ) Hợ p kim của titan vagrave sắt thagravenh phần TiFe lagrave hợ p chất magrave caacutec nguyecircn tử titan chiếm caacutec
lỗ mạng lập phươ ng đơ n giản của sắt thocircng số = 298 pm
a ) Necircu ra hợ p chất ion kiểu tươ ng ứng cấu truacutec nagravey
b ) Trong hợ p chất TiFe caacutec nguyecircn tử hiđro chiếm mọi lỗ tạo ra từ bốn nguyecircn tử titan
vagrave hai nguyecircn tử sắt ( xem higravenh vẽ )
Xaacutec định higravenh học của một lỗ như vậy Xaacutec định cocircng thức của hiđrua thu đượ c khi batildeo
hogravea caacutec lỗ nagravey
3 ) Khả năng trữ hiđro của một vật liệu M i biểu thị bằng dung lượ ng thể tiacutech hấp phụ C va ( M i ) đượ c định ngh ĩ a lagrave tỷ số khối lượ ng hiđro bị hấp phụ trecircn thể tiacutech đơ n vị của vật liệu
nguyecircn chất
a ) Biểu thị C va ( M i ) theo thể tiacutech V i của ocirc mạng vagrave theo lượ ng hiđro ni bị hấp phụ
b ) So saacutenh dung lượ ng thể tiacutech hấp phụ lyacute thuyết của hai vật liệu xeacutet ở mục 1 vagrave 2
c ) Tiacutenh khối lượ ng cực tiểu của vật liệu rắn cần để tạo ra cugraveng lượ ng hiđro magrave bigravenh chứa
đựng 700 kg khiacute hoacutea lỏng Kết luận
H ướ ng d ẫ n giải
1 a)Lỗ O R + r 0 =2 R =gt r 0 =662 pm
b)Lỗ T R + r t = 2 R =gt r t = 36 pm
c) Lỗ chiếm tươ ng thiacutech đượ c dự kiến lagrave O
WWWFACEBOOKCOMDAYKEMQUY
WWWBOIDUONGHOAHOCQUYNHONBLOGSPO
WWDAYKEMQUYNHONUCOZCOM
ng goacutep PDF bởi GV Nguyễn Thanh Tuacute
7262019 CHUYEcircN ĐỀ DUYEcircN HẢI BẮC BỘ NĂM 2015 - HOacuteA HỌC TINH THỂ
983107983144983157983161983274983150 đề 983108983112983106983106 983090983088983089983093 983085 983124983145983150983144 983156983144ề 983124983154983137983150983143 983092983097983087983093983092
VI Ứng dụng kiến thức tinh thể vagraveo cuộc sống
(Bagravei được triacutech từ ldquoBagravei chuẩn bị Icho 39rdquo)
HOA QUẢ RAU CỎ VAgrave CAacuteC NGUYEcircN TỬ
Khi giải quyế t vấ n đề nagraveychư a coacute loại rau quả nagraveo bị phaacute hủ y
Năm 1611 nhagrave toaacuten học vagrave thiecircn văn học người Đức Johannes Kepler nghiecircn cứu
sự sắp xếp caacutec viecircn đạn của suacuteng thần cocircng trong một kim tự thaacutep Ocircng khẳng định rằngchỉ coacute một caacutech duy nhất để sắp xếp caacutec quả cầu cứng giống hệt nhau vagraveo một thể tiacutech sao
cho khiacutet nhất coacute thể ldquohellipkhocircng thể coacute thếm bất cứ một caacutech sắp xếp nagraveo khaacutec để chegraven thecircm
dugrave một viecircn đạn nữa vagraveo hogravem đoacuterdquo Ocircng lagrave ngườ i đầu tiecircn phaacutet biểu về một vấn đề như vậy
vagrave sau nagravey noacute đượ c gọi lagrave ldquosự phỏng đoaacuten Keplerrdquo Năm 1998 Giaacuteo sư Thomas Hales1 đatilde
đưa ra giải phaacutep cho ldquosự phỏng đoaacuten Keplerrdquo Nội dung của giải phaacutep nagravey đatilde đượ c trigravenh
bagravey trong loạt bagravei baacuteo trecircn tờ ldquoHigravenh học rờ i rạc vagrave điện toaacutenrdquo ra đờ i từ năm 1997 Ocircng
nghiecircn cứu hơ n 150 caacutech sắp xếp khaacutec nhau khaacutec vớ i caacutech magrave Kepler đatilde đưa ra Giải phaacutep
của Hales đogravei hỏi khoảng 250 trang giấy in vagrave dung lượ ng 3 GB caacutec file trong maacutey tiacutenh
Qua caacutec chứng minh toaacuten học chặt chẽ thuật ngữ ldquosự sắp xếp đặc khiacutet caacutec quả cầurdquo (cps)
đatilde đượ c chấp nhận rộng ratildei trong l ĩ nh vực hoacutea học chất rắn vagrave cho đến nay noacute vẫn cograven giaacute
trị
WWWFACEBOOKCOMDAYKEMQUY
WWWBOIDUONGHOAHOCQUYNHONBLOGSPO
WWDAYKEMQUYNHONUCOZCOM
ng goacutep PDF bởi GV Nguyễn Thanh Tuacute
7262019 CHUYEcircN ĐỀ DUYEcircN HẢI BẮC BỘ NĂM 2015 - HOacuteA HỌC TINH THỂ
983107983144983157983161983274983150 đề 983108983112983106983106 983090983088983089983093 983085 983124983145983150983144 983156983144ề 983124983154983137983150983143 983093983089983087983093983092
thứ 3 đượ c xếp lecircn trecircn khoảng trống của lớ p thứ nhất (xem trườ ng hợ p B higravenh 2) Hatildey
tiacutenh độ chặt khiacutet cho caacutech sắp xếp thứ 2 đượ c gọi lagrave sắp xếp lập phươ ng tacircm diện fbc
d) Coacute một ngườ i nocircng dacircn đatilde xếp lớ p thứ ba theo kiểu fcc vagrave bacircy giờ khocircng xaacutec định
đượ c đacircu lagrave khoảng trống đacircu lagrave rau củ đatilde xếp ở lớ p thứ nhất Giaacute trị sẽ thay đổi như thế
nagraveo do sự sai lệch khi sắp xếp caacutec lớ p chặt khiacutet tiếp theo
3 Giả sử ngườ i nocircng dacircn nảy ra yacute định muốn xếp chung đagraveo vagrave dưa hấu vagraveo xe bằng caacutech
xếp đagraveo vagraveo khoảng trống giữa caacutec quả dưa hấu
a) Hatildey tiacutenh tỉ lệ baacuten kiacutenh giữa quả đagraveo vagrave dưa hấu lớ n nhất coacute thể để traacutenh bị dập caacutec quả
đagraveo trong caacutec trườ ng hợ p xếp đagraveo vagraveo
iLỗ trống lập phươ ng trong kiếu lập phươ ng đơ n giản
ii Lỗ trống baacutet diện trong kiếu lập phươ ng tacircm khối
iii Lỗ trống baacutet diện trong kiếu lập phươ ng tacircm diện
b) Trong caacutec kiếu sắp xếp sc hcp bcc vagrave fcc trung bigravenh vớ i một quả dưa hấu coacute thể
xếp tối đa bao nhiecircu quả đagraveo
c) Tiacutenh giaacute trị lớ n nhất cho caacutec kiếu sắp xếp sc bcc vagrave fcc coacute xếp đagraveo ở caacutec khoảng
trống
4 Hoa quả coacute thể bị hỏng do xe khocircng thoaacuteng gioacute
a) Để giữ caacutec khoảng trống trong kiểu sắp xếp bcc vagrave fcc ngườ i nocircng dacircn quyết định
chỉ xếp caacutec quả đagraveo vagraveo caacutec lỗ trống baacutet diện khocircng nối vớ i nhau qua mặt hay tacircm Trong
trườ ng hợ p nagravey vớ i một quả dưa coacute thể xếp đượ c bao nhiecircu quả đagraveo
b) Ngườ i nocircng dacircn ngh ĩ ra một caacutech khaacutec trong caacutech sắp xếp fcc ocircng xếp đagraveo vagraveo tất cả
caacutec lỗ trống baacutet diện (như trecircn) vagrave vớ i caacutec lỗ trống tứ diện ocircng xếp taacuteo vagraveo Theo caacutech
nagravey vớ i một quả dưa ocircng coacute thể xếp đượ c bao nhiecircu quả taacuteo
Tạo hoacutea cũng lagravem nảy sinh những vấn đề liacute thuacute như ldquosự phỏng đoaacuten Keplerrdquo Ngọc
opal lagrave một loại đaacute tự nhiecircn đượ c cấu tạo từ caacutec quả cầu beacute xiacuteu SiO2
(cỡ micro) sắp xếp đặc
khiacutet vớ i nhau Đặc tiacutenh của opal lagrave coacute thể phaacutet ra caacutec aacutenh saacuteng khaacutec nhau (phaacutet ngũ sắc) khi
đượ c chiếu saacuteng Hiện tượ ng nagravey đượ c giải thiacutech bằng sự nhiễu xạ aacutenh saacuteng nhigraven thấy tuacircn
theo định luật Bragg λ = 2d sinθ
Trong đoacute λ lagrave độ dagravei soacuteng của tia saacuteng d lagrave khoảng caacutech giữa caacutec lớ p sắp xếp chặtkhiacutet trong opal 2θ lagrave goacutec giữa tia tớ i vagrave tia nhiễu xạ (noacutei caacutech khaacutec θ lagrave goacutec nghiecircng giữa
tia sang vớ i bề mặt của đaacute opal)
Opal lagrave loại đaacute coacute cấu truacutec tinh thể đầu tiecircn đượ c biết lagrave coacute khả năng khuacutec xạ loại
vật chất đượ c cấu tạo từ caacutec quả cầu cỡ micro vớ i chỉ số khuacutec xạ cao Quang phổ của noacute đatilde
WWWFACEBOOKCOMDAYKEMQUY
WWWBOIDUONGHOAHOCQUYNHONBLOGSPO
WWDAYKEMQUYNHONUCOZCOM
ng goacutep PDF bởi GV Nguyễn Thanh Tuacute
7262019 CHUYEcircN ĐỀ DUYEcircN HẢI BẮC BỘ NĂM 2015 - HOacuteA HỌC TINH THỂ
983107983144983157983161983274983150 đề 983108983112983106983106 983090983088983089983093 983085 983124983145983150983144 983156983144ề 983124983154983137983150983143 983092983088983087983093983092
323 667602310
74714a
timestimes
= = 400610-8 cm
Vậy[ ]
( )3823 420610602310
16x)5871(1694x4621
minustimes
+minus+times= =gt x = 01
Bagravei 34 (Đề thi chọn đội tuyển quốc tế 2013)
Hiện tượ ng caacutec ion khaacutech xacircm nhập vagraveo mạng lướ i tinh thể chủ vagrave chiếm caacutec vị triacute
hốc trống trong mạng lướ i tinh thể chủ xảy ra khaacute phổ biến Quaacute trigravenh nagravey thườ ng diễn ra
chậm vagrave ở nhiệt độ cao Tuy nhiecircn quaacute trigravenh xacircm nhập của cation Li+ vagraveo mạng lướ i tinh
thể ReO3 lại đặc biệt bở i chuacuteng xảy ra khaacute nhanh ngay ở nhiệt độ phograveng Trong tinh thể
ReO3 mỗi nguyecircn tử Re đượ c bao quanh bở i 6 nguyecircn tử oxi tạo necircn những baacutet diện đều
giống nhau Biết rằng tinh thể ReO3 thuộc hệ lập phươ ng (chiều dagravei mỗi cạnh lagrave 0374 nm)
trong đoacute nguyecircn tử Re chiếm caacutec vị triacute đỉnh của higravenh lập phươ ng
1 Hatildey chứng minh rằng nguyecircn tử oxi chỉ coacute thể chiếm vị triacute trung điểm tất cả caacutec cạnh
của ocirc mạng vagrave vẽ một ocirc mạng cơ sở của tinh thể ReO3
2 Giả sử tinh thể ReO3 coacute bản chất ion Cho biết baacuten kiacutenh của ion O2- lagrave 0126 nm
a) Tiacutenh baacuten kiacutenh của ion Re6+
b) Cation khaacutech coacute kiacutech thướ c lớ n nhất bằng bao nhiecircu để khi xacircm nhập vagraveo mạng lướ i
tinh thể ReO3 khocircng lagravem thay đổi kiacutech thướ c của ocirc mạng tinh thể (bỏ qua mọi tươ ng taacutec
giữa ion nagravey vagrave tinh thể ReO3)
Hướng dẫn giải
1 Biện luận vị triacute của O
- Do số phối triacute của Re = 6 vagrave tỉ lệ ReO = 13 necircn số phối triacute của O = 63 = 2
- Như vậy một O phối triacute vớ i 2 Re vagrave caacutech đều hai Re vigrave caacutec nguyecircn tử Re lagrave tươ ng đươ ng- Giả sử nguyecircn tử O1 (khocircng nằm trecircn cạnh a) phối triacute vớ i 2 Re thuộc cạnh a thigrave trong ocirc
mạng phiacutea trecircn (hoặc phiacutea dướ i) cũng sẽ coacute nguyecircn tử O1rsquo tươ ng đươ ng vớ i O1 cugraveng phối
triacute vớ i nguyecircn tử Re chung nagravey Goacutec liecircn kết O1ReO1rsquo ne 180 o vagrave ne 90 o (= 90o thigrave O1
phải ở tacircm của higravenh lập phươ ng SPT = 8) như vậy khocircng thỏa matilden điều kiện phối triacute baacutet
WWWFACEBOOKCOMDAYKEMQUY
WWWBOIDUONGHOAHOCQUYNHONBLOGSPO
WWDAYKEMQUYNHONUCOZCOM
ng goacutep PDF bởi GV Nguyễn Thanh Tuacute
7262019 CHUYEcircN ĐỀ DUYEcircN HẢI BẮC BỘ NĂM 2015 - HOacuteA HỌC TINH THỂ
983107983144983157983161983274983150 đề 983108983112983106983106 983090983088983089983093 983085 983124983145983150983144 983156983144ề 983124983154983137983150983143 983092983089983087983093983092
diện đều của Re Vậy O1 phải nằm trecircn cạnh a Vagrave đươ ng nhiecircn phải nằm ở trung điểm vigrave
noacute caacutech đều hai Re ở hai đỉnh
Kết luận Caacutec nguyecircn tử O nằm ở trung điểm của mỗi cạnh Kiểm tra tỉ lệ ReO
trong một ocirc mạng = (818) (1214) = 13
2 Tiacutenh baacuten kiacutenh Re6+
2r minus2O + 2r +6Re = a = 0374 nm vậy r +6Re = (0374 ndash 20126)2 = 0061 nm
Tiacutenh baacuten kiacutenh cự c đại của ion lạ
Ion lạ xacircm nhập sẽ chiếm vị triacute trung tacircm của ocirc mạng cơ sở Do vậy khoảng caacutech từ
tacircm đến trung điểm mỗi cạnh tươ ng ứng bằng r minus2O+ rion lạ = a 2 = 0374 141= 0265 nm
vậy baacuten kiacutenh cực đại của ion lạ = 0265 ndash 0126 = 0139 nm
Bagravei 35
Bạc baacuten kiacutenh nguyecircn tử R = 144pm kết tinh dạng ocirc mạng cfc Tugravey theo kiacutech thướ c
magrave caacutec nguyecircn tử lạ E coacute thể đi vagraveo trong mạng bạc tạo ra một dung dịch rắn coacute tecircn gọikhaacutec nhau dung dịch rắn xen kẽ ( bằng caacutech chiếm caacutec lỗ xen kẽ) hoặc dung dịch rắn
thay thế (bằng caacutech thay thế caacutec nguyecircn tử bạc)
1) Tiacutenh khối lượ ng thể tiacutech của bạc nguyecircn chất
2) Xaacutec định số phối triacute vagrave độ compac của mạng cfc
3) Xen kẽ lỗ tinh thể học khaacutec nhau khi tạo thagravenh
a) Cho biết bản chất vagrave số mắt của mỗi chất chứa trong một ocirc mạng
b) Xaacutec định baacuten kiacutenh cực đại ri của một nguyecircn tử lạ E higravenh cầu nằm trong mạng ở mỗi
kiểu lỗ magrave khocircng lagravem biến dạng mạng4) Vagraveng baacuten kiacutenh nguyecircn tử Rrsquo = 147pm tạo dung dịch rắn a vớ i bạc
a) Suy ra bản chất của dung dịch a nagravey
b) Biểu thị cấu truacutec hoacutea học của a theo phần mol x của vagraveng
5) Một hợ p kim bạc-vagraveng tươ ng ứng vớ i một thagravenh phần đặc biệt của dung dịch rắn a đặc
trưng bở i phần khối lượ ng vagraveng w = 01
a) Tiacutenh giaacute trị của x
b) Xaacutec định khối lượ ng thể tiacutech của hợ p kim nagravey
(Theo ENSIETA Ban Vật lyacute1992) H ướ ng d ẫ n giải
1) Sơ đồ ocirc mạng cfc
Số nguyecircn tử bạc trong một ocirc mạng
WWWFACEBOOKCOMDAYKEMQUY
WWWBOIDUONGHOAHOCQUYNHONBLOGSPO
WWDAYKEMQUYNHONUCOZCOM
ng goacutep PDF bởi GV Nguyễn Thanh Tuacute
7262019 CHUYEcircN ĐỀ DUYEcircN HẢI BẮC BỘ NĂM 2015 - HOacuteA HỌC TINH THỂ
983107983144983157983161983274983150 đề 983108983112983106983106 983090983088983089983093 983085 983124983145983150983144 983156983144ề 983124983154983137983150983143 983092983095983087983093983092
b) Baacuten kiacutenh gaacuten cho nguyecircn tử hidro lagrave r = 37 pm Suy ra kiểu lỗ tươ ng thiacutech vớ i sự
lấp đầy
c) Trong thực tế caacutec nguyecircn tử hidro nằm trong mọi lỗ kiểu khaacutec hatildey lập cocircng thức
nguyecircn của hiđrua vagrave necircu một viacute dụ về tinh thể ion đẳng cấu truacutec
2 ) Hợ p kim của titan vagrave sắt thagravenh phần TiFe lagrave hợ p chất magrave caacutec nguyecircn tử titan chiếm caacutec
lỗ mạng lập phươ ng đơ n giản của sắt thocircng số = 298 pm
a ) Necircu ra hợ p chất ion kiểu tươ ng ứng cấu truacutec nagravey
b ) Trong hợ p chất TiFe caacutec nguyecircn tử hiđro chiếm mọi lỗ tạo ra từ bốn nguyecircn tử titan
vagrave hai nguyecircn tử sắt ( xem higravenh vẽ )
Xaacutec định higravenh học của một lỗ như vậy Xaacutec định cocircng thức của hiđrua thu đượ c khi batildeo
hogravea caacutec lỗ nagravey
3 ) Khả năng trữ hiđro của một vật liệu M i biểu thị bằng dung lượ ng thể tiacutech hấp phụ C va ( M i ) đượ c định ngh ĩ a lagrave tỷ số khối lượ ng hiđro bị hấp phụ trecircn thể tiacutech đơ n vị của vật liệu
nguyecircn chất
a ) Biểu thị C va ( M i ) theo thể tiacutech V i của ocirc mạng vagrave theo lượ ng hiđro ni bị hấp phụ
b ) So saacutenh dung lượ ng thể tiacutech hấp phụ lyacute thuyết của hai vật liệu xeacutet ở mục 1 vagrave 2
c ) Tiacutenh khối lượ ng cực tiểu của vật liệu rắn cần để tạo ra cugraveng lượ ng hiđro magrave bigravenh chứa
đựng 700 kg khiacute hoacutea lỏng Kết luận
H ướ ng d ẫ n giải
1 a)Lỗ O R + r 0 =2 R =gt r 0 =662 pm
b)Lỗ T R + r t = 2 R =gt r t = 36 pm
c) Lỗ chiếm tươ ng thiacutech đượ c dự kiến lagrave O
WWWFACEBOOKCOMDAYKEMQUY
WWWBOIDUONGHOAHOCQUYNHONBLOGSPO
WWDAYKEMQUYNHONUCOZCOM
ng goacutep PDF bởi GV Nguyễn Thanh Tuacute
7262019 CHUYEcircN ĐỀ DUYEcircN HẢI BẮC BỘ NĂM 2015 - HOacuteA HỌC TINH THỂ
983107983144983157983161983274983150 đề 983108983112983106983106 983090983088983089983093 983085 983124983145983150983144 983156983144ề 983124983154983137983150983143 983092983097983087983093983092
VI Ứng dụng kiến thức tinh thể vagraveo cuộc sống
(Bagravei được triacutech từ ldquoBagravei chuẩn bị Icho 39rdquo)
HOA QUẢ RAU CỎ VAgrave CAacuteC NGUYEcircN TỬ
Khi giải quyế t vấ n đề nagraveychư a coacute loại rau quả nagraveo bị phaacute hủ y
Năm 1611 nhagrave toaacuten học vagrave thiecircn văn học người Đức Johannes Kepler nghiecircn cứu
sự sắp xếp caacutec viecircn đạn của suacuteng thần cocircng trong một kim tự thaacutep Ocircng khẳng định rằngchỉ coacute một caacutech duy nhất để sắp xếp caacutec quả cầu cứng giống hệt nhau vagraveo một thể tiacutech sao
cho khiacutet nhất coacute thể ldquohellipkhocircng thể coacute thếm bất cứ một caacutech sắp xếp nagraveo khaacutec để chegraven thecircm
dugrave một viecircn đạn nữa vagraveo hogravem đoacuterdquo Ocircng lagrave ngườ i đầu tiecircn phaacutet biểu về một vấn đề như vậy
vagrave sau nagravey noacute đượ c gọi lagrave ldquosự phỏng đoaacuten Keplerrdquo Năm 1998 Giaacuteo sư Thomas Hales1 đatilde
đưa ra giải phaacutep cho ldquosự phỏng đoaacuten Keplerrdquo Nội dung của giải phaacutep nagravey đatilde đượ c trigravenh
bagravey trong loạt bagravei baacuteo trecircn tờ ldquoHigravenh học rờ i rạc vagrave điện toaacutenrdquo ra đờ i từ năm 1997 Ocircng
nghiecircn cứu hơ n 150 caacutech sắp xếp khaacutec nhau khaacutec vớ i caacutech magrave Kepler đatilde đưa ra Giải phaacutep
của Hales đogravei hỏi khoảng 250 trang giấy in vagrave dung lượ ng 3 GB caacutec file trong maacutey tiacutenh
Qua caacutec chứng minh toaacuten học chặt chẽ thuật ngữ ldquosự sắp xếp đặc khiacutet caacutec quả cầurdquo (cps)
đatilde đượ c chấp nhận rộng ratildei trong l ĩ nh vực hoacutea học chất rắn vagrave cho đến nay noacute vẫn cograven giaacute
trị
WWWFACEBOOKCOMDAYKEMQUY
WWWBOIDUONGHOAHOCQUYNHONBLOGSPO
WWDAYKEMQUYNHONUCOZCOM
ng goacutep PDF bởi GV Nguyễn Thanh Tuacute
7262019 CHUYEcircN ĐỀ DUYEcircN HẢI BẮC BỘ NĂM 2015 - HOacuteA HỌC TINH THỂ
983107983144983157983161983274983150 đề 983108983112983106983106 983090983088983089983093 983085 983124983145983150983144 983156983144ề 983124983154983137983150983143 983093983089983087983093983092
thứ 3 đượ c xếp lecircn trecircn khoảng trống của lớ p thứ nhất (xem trườ ng hợ p B higravenh 2) Hatildey
tiacutenh độ chặt khiacutet cho caacutech sắp xếp thứ 2 đượ c gọi lagrave sắp xếp lập phươ ng tacircm diện fbc
d) Coacute một ngườ i nocircng dacircn đatilde xếp lớ p thứ ba theo kiểu fcc vagrave bacircy giờ khocircng xaacutec định
đượ c đacircu lagrave khoảng trống đacircu lagrave rau củ đatilde xếp ở lớ p thứ nhất Giaacute trị sẽ thay đổi như thế
nagraveo do sự sai lệch khi sắp xếp caacutec lớ p chặt khiacutet tiếp theo
3 Giả sử ngườ i nocircng dacircn nảy ra yacute định muốn xếp chung đagraveo vagrave dưa hấu vagraveo xe bằng caacutech
xếp đagraveo vagraveo khoảng trống giữa caacutec quả dưa hấu
a) Hatildey tiacutenh tỉ lệ baacuten kiacutenh giữa quả đagraveo vagrave dưa hấu lớ n nhất coacute thể để traacutenh bị dập caacutec quả
đagraveo trong caacutec trườ ng hợ p xếp đagraveo vagraveo
iLỗ trống lập phươ ng trong kiếu lập phươ ng đơ n giản
ii Lỗ trống baacutet diện trong kiếu lập phươ ng tacircm khối
iii Lỗ trống baacutet diện trong kiếu lập phươ ng tacircm diện
b) Trong caacutec kiếu sắp xếp sc hcp bcc vagrave fcc trung bigravenh vớ i một quả dưa hấu coacute thể
xếp tối đa bao nhiecircu quả đagraveo
c) Tiacutenh giaacute trị lớ n nhất cho caacutec kiếu sắp xếp sc bcc vagrave fcc coacute xếp đagraveo ở caacutec khoảng
trống
4 Hoa quả coacute thể bị hỏng do xe khocircng thoaacuteng gioacute
a) Để giữ caacutec khoảng trống trong kiểu sắp xếp bcc vagrave fcc ngườ i nocircng dacircn quyết định
chỉ xếp caacutec quả đagraveo vagraveo caacutec lỗ trống baacutet diện khocircng nối vớ i nhau qua mặt hay tacircm Trong
trườ ng hợ p nagravey vớ i một quả dưa coacute thể xếp đượ c bao nhiecircu quả đagraveo
b) Ngườ i nocircng dacircn ngh ĩ ra một caacutech khaacutec trong caacutech sắp xếp fcc ocircng xếp đagraveo vagraveo tất cả
caacutec lỗ trống baacutet diện (như trecircn) vagrave vớ i caacutec lỗ trống tứ diện ocircng xếp taacuteo vagraveo Theo caacutech
nagravey vớ i một quả dưa ocircng coacute thể xếp đượ c bao nhiecircu quả taacuteo
Tạo hoacutea cũng lagravem nảy sinh những vấn đề liacute thuacute như ldquosự phỏng đoaacuten Keplerrdquo Ngọc
opal lagrave một loại đaacute tự nhiecircn đượ c cấu tạo từ caacutec quả cầu beacute xiacuteu SiO2
(cỡ micro) sắp xếp đặc
khiacutet vớ i nhau Đặc tiacutenh của opal lagrave coacute thể phaacutet ra caacutec aacutenh saacuteng khaacutec nhau (phaacutet ngũ sắc) khi
đượ c chiếu saacuteng Hiện tượ ng nagravey đượ c giải thiacutech bằng sự nhiễu xạ aacutenh saacuteng nhigraven thấy tuacircn
theo định luật Bragg λ = 2d sinθ
Trong đoacute λ lagrave độ dagravei soacuteng của tia saacuteng d lagrave khoảng caacutech giữa caacutec lớ p sắp xếp chặtkhiacutet trong opal 2θ lagrave goacutec giữa tia tớ i vagrave tia nhiễu xạ (noacutei caacutech khaacutec θ lagrave goacutec nghiecircng giữa
tia sang vớ i bề mặt của đaacute opal)
Opal lagrave loại đaacute coacute cấu truacutec tinh thể đầu tiecircn đượ c biết lagrave coacute khả năng khuacutec xạ loại
vật chất đượ c cấu tạo từ caacutec quả cầu cỡ micro vớ i chỉ số khuacutec xạ cao Quang phổ của noacute đatilde
WWWFACEBOOKCOMDAYKEMQUY
WWWBOIDUONGHOAHOCQUYNHONBLOGSPO
WWDAYKEMQUYNHONUCOZCOM
ng goacutep PDF bởi GV Nguyễn Thanh Tuacute
7262019 CHUYEcircN ĐỀ DUYEcircN HẢI BẮC BỘ NĂM 2015 - HOacuteA HỌC TINH THỂ
983107983144983157983161983274983150 đề 983108983112983106983106 983090983088983089983093 983085 983124983145983150983144 983156983144ề 983124983154983137983150983143 983092983089983087983093983092
diện đều của Re Vậy O1 phải nằm trecircn cạnh a Vagrave đươ ng nhiecircn phải nằm ở trung điểm vigrave
noacute caacutech đều hai Re ở hai đỉnh
Kết luận Caacutec nguyecircn tử O nằm ở trung điểm của mỗi cạnh Kiểm tra tỉ lệ ReO
trong một ocirc mạng = (818) (1214) = 13
2 Tiacutenh baacuten kiacutenh Re6+
2r minus2O + 2r +6Re = a = 0374 nm vậy r +6Re = (0374 ndash 20126)2 = 0061 nm
Tiacutenh baacuten kiacutenh cự c đại của ion lạ
Ion lạ xacircm nhập sẽ chiếm vị triacute trung tacircm của ocirc mạng cơ sở Do vậy khoảng caacutech từ
tacircm đến trung điểm mỗi cạnh tươ ng ứng bằng r minus2O+ rion lạ = a 2 = 0374 141= 0265 nm
vậy baacuten kiacutenh cực đại của ion lạ = 0265 ndash 0126 = 0139 nm
Bagravei 35
Bạc baacuten kiacutenh nguyecircn tử R = 144pm kết tinh dạng ocirc mạng cfc Tugravey theo kiacutech thướ c
magrave caacutec nguyecircn tử lạ E coacute thể đi vagraveo trong mạng bạc tạo ra một dung dịch rắn coacute tecircn gọikhaacutec nhau dung dịch rắn xen kẽ ( bằng caacutech chiếm caacutec lỗ xen kẽ) hoặc dung dịch rắn
thay thế (bằng caacutech thay thế caacutec nguyecircn tử bạc)
1) Tiacutenh khối lượ ng thể tiacutech của bạc nguyecircn chất
2) Xaacutec định số phối triacute vagrave độ compac của mạng cfc
3) Xen kẽ lỗ tinh thể học khaacutec nhau khi tạo thagravenh
a) Cho biết bản chất vagrave số mắt của mỗi chất chứa trong một ocirc mạng
b) Xaacutec định baacuten kiacutenh cực đại ri của một nguyecircn tử lạ E higravenh cầu nằm trong mạng ở mỗi
kiểu lỗ magrave khocircng lagravem biến dạng mạng4) Vagraveng baacuten kiacutenh nguyecircn tử Rrsquo = 147pm tạo dung dịch rắn a vớ i bạc
a) Suy ra bản chất của dung dịch a nagravey
b) Biểu thị cấu truacutec hoacutea học của a theo phần mol x của vagraveng
5) Một hợ p kim bạc-vagraveng tươ ng ứng vớ i một thagravenh phần đặc biệt của dung dịch rắn a đặc
trưng bở i phần khối lượ ng vagraveng w = 01
a) Tiacutenh giaacute trị của x
b) Xaacutec định khối lượ ng thể tiacutech của hợ p kim nagravey
(Theo ENSIETA Ban Vật lyacute1992) H ướ ng d ẫ n giải
1) Sơ đồ ocirc mạng cfc
Số nguyecircn tử bạc trong một ocirc mạng
WWWFACEBOOKCOMDAYKEMQUY
WWWBOIDUONGHOAHOCQUYNHONBLOGSPO
WWDAYKEMQUYNHONUCOZCOM
ng goacutep PDF bởi GV Nguyễn Thanh Tuacute
7262019 CHUYEcircN ĐỀ DUYEcircN HẢI BẮC BỘ NĂM 2015 - HOacuteA HỌC TINH THỂ
983107983144983157983161983274983150 đề 983108983112983106983106 983090983088983089983093 983085 983124983145983150983144 983156983144ề 983124983154983137983150983143 983092983095983087983093983092
b) Baacuten kiacutenh gaacuten cho nguyecircn tử hidro lagrave r = 37 pm Suy ra kiểu lỗ tươ ng thiacutech vớ i sự
lấp đầy
c) Trong thực tế caacutec nguyecircn tử hidro nằm trong mọi lỗ kiểu khaacutec hatildey lập cocircng thức
nguyecircn của hiđrua vagrave necircu một viacute dụ về tinh thể ion đẳng cấu truacutec
2 ) Hợ p kim của titan vagrave sắt thagravenh phần TiFe lagrave hợ p chất magrave caacutec nguyecircn tử titan chiếm caacutec
lỗ mạng lập phươ ng đơ n giản của sắt thocircng số = 298 pm
a ) Necircu ra hợ p chất ion kiểu tươ ng ứng cấu truacutec nagravey
b ) Trong hợ p chất TiFe caacutec nguyecircn tử hiđro chiếm mọi lỗ tạo ra từ bốn nguyecircn tử titan
vagrave hai nguyecircn tử sắt ( xem higravenh vẽ )
Xaacutec định higravenh học của một lỗ như vậy Xaacutec định cocircng thức của hiđrua thu đượ c khi batildeo
hogravea caacutec lỗ nagravey
3 ) Khả năng trữ hiđro của một vật liệu M i biểu thị bằng dung lượ ng thể tiacutech hấp phụ C va ( M i ) đượ c định ngh ĩ a lagrave tỷ số khối lượ ng hiđro bị hấp phụ trecircn thể tiacutech đơ n vị của vật liệu
nguyecircn chất
a ) Biểu thị C va ( M i ) theo thể tiacutech V i của ocirc mạng vagrave theo lượ ng hiđro ni bị hấp phụ
b ) So saacutenh dung lượ ng thể tiacutech hấp phụ lyacute thuyết của hai vật liệu xeacutet ở mục 1 vagrave 2
c ) Tiacutenh khối lượ ng cực tiểu của vật liệu rắn cần để tạo ra cugraveng lượ ng hiđro magrave bigravenh chứa
đựng 700 kg khiacute hoacutea lỏng Kết luận
H ướ ng d ẫ n giải
1 a)Lỗ O R + r 0 =2 R =gt r 0 =662 pm
b)Lỗ T R + r t = 2 R =gt r t = 36 pm
c) Lỗ chiếm tươ ng thiacutech đượ c dự kiến lagrave O
WWWFACEBOOKCOMDAYKEMQUY
WWWBOIDUONGHOAHOCQUYNHONBLOGSPO
WWDAYKEMQUYNHONUCOZCOM
ng goacutep PDF bởi GV Nguyễn Thanh Tuacute
7262019 CHUYEcircN ĐỀ DUYEcircN HẢI BẮC BỘ NĂM 2015 - HOacuteA HỌC TINH THỂ
983107983144983157983161983274983150 đề 983108983112983106983106 983090983088983089983093 983085 983124983145983150983144 983156983144ề 983124983154983137983150983143 983092983097983087983093983092
VI Ứng dụng kiến thức tinh thể vagraveo cuộc sống
(Bagravei được triacutech từ ldquoBagravei chuẩn bị Icho 39rdquo)
HOA QUẢ RAU CỎ VAgrave CAacuteC NGUYEcircN TỬ
Khi giải quyế t vấ n đề nagraveychư a coacute loại rau quả nagraveo bị phaacute hủ y
Năm 1611 nhagrave toaacuten học vagrave thiecircn văn học người Đức Johannes Kepler nghiecircn cứu
sự sắp xếp caacutec viecircn đạn của suacuteng thần cocircng trong một kim tự thaacutep Ocircng khẳng định rằngchỉ coacute một caacutech duy nhất để sắp xếp caacutec quả cầu cứng giống hệt nhau vagraveo một thể tiacutech sao
cho khiacutet nhất coacute thể ldquohellipkhocircng thể coacute thếm bất cứ một caacutech sắp xếp nagraveo khaacutec để chegraven thecircm
dugrave một viecircn đạn nữa vagraveo hogravem đoacuterdquo Ocircng lagrave ngườ i đầu tiecircn phaacutet biểu về một vấn đề như vậy
vagrave sau nagravey noacute đượ c gọi lagrave ldquosự phỏng đoaacuten Keplerrdquo Năm 1998 Giaacuteo sư Thomas Hales1 đatilde
đưa ra giải phaacutep cho ldquosự phỏng đoaacuten Keplerrdquo Nội dung của giải phaacutep nagravey đatilde đượ c trigravenh
bagravey trong loạt bagravei baacuteo trecircn tờ ldquoHigravenh học rờ i rạc vagrave điện toaacutenrdquo ra đờ i từ năm 1997 Ocircng
nghiecircn cứu hơ n 150 caacutech sắp xếp khaacutec nhau khaacutec vớ i caacutech magrave Kepler đatilde đưa ra Giải phaacutep
của Hales đogravei hỏi khoảng 250 trang giấy in vagrave dung lượ ng 3 GB caacutec file trong maacutey tiacutenh
Qua caacutec chứng minh toaacuten học chặt chẽ thuật ngữ ldquosự sắp xếp đặc khiacutet caacutec quả cầurdquo (cps)
đatilde đượ c chấp nhận rộng ratildei trong l ĩ nh vực hoacutea học chất rắn vagrave cho đến nay noacute vẫn cograven giaacute
trị
WWWFACEBOOKCOMDAYKEMQUY
WWWBOIDUONGHOAHOCQUYNHONBLOGSPO
WWDAYKEMQUYNHONUCOZCOM
ng goacutep PDF bởi GV Nguyễn Thanh Tuacute
7262019 CHUYEcircN ĐỀ DUYEcircN HẢI BẮC BỘ NĂM 2015 - HOacuteA HỌC TINH THỂ
983107983144983157983161983274983150 đề 983108983112983106983106 983090983088983089983093 983085 983124983145983150983144 983156983144ề 983124983154983137983150983143 983093983089983087983093983092
thứ 3 đượ c xếp lecircn trecircn khoảng trống của lớ p thứ nhất (xem trườ ng hợ p B higravenh 2) Hatildey
tiacutenh độ chặt khiacutet cho caacutech sắp xếp thứ 2 đượ c gọi lagrave sắp xếp lập phươ ng tacircm diện fbc
d) Coacute một ngườ i nocircng dacircn đatilde xếp lớ p thứ ba theo kiểu fcc vagrave bacircy giờ khocircng xaacutec định
đượ c đacircu lagrave khoảng trống đacircu lagrave rau củ đatilde xếp ở lớ p thứ nhất Giaacute trị sẽ thay đổi như thế
nagraveo do sự sai lệch khi sắp xếp caacutec lớ p chặt khiacutet tiếp theo
3 Giả sử ngườ i nocircng dacircn nảy ra yacute định muốn xếp chung đagraveo vagrave dưa hấu vagraveo xe bằng caacutech
xếp đagraveo vagraveo khoảng trống giữa caacutec quả dưa hấu
a) Hatildey tiacutenh tỉ lệ baacuten kiacutenh giữa quả đagraveo vagrave dưa hấu lớ n nhất coacute thể để traacutenh bị dập caacutec quả
đagraveo trong caacutec trườ ng hợ p xếp đagraveo vagraveo
iLỗ trống lập phươ ng trong kiếu lập phươ ng đơ n giản
ii Lỗ trống baacutet diện trong kiếu lập phươ ng tacircm khối
iii Lỗ trống baacutet diện trong kiếu lập phươ ng tacircm diện
b) Trong caacutec kiếu sắp xếp sc hcp bcc vagrave fcc trung bigravenh vớ i một quả dưa hấu coacute thể
xếp tối đa bao nhiecircu quả đagraveo
c) Tiacutenh giaacute trị lớ n nhất cho caacutec kiếu sắp xếp sc bcc vagrave fcc coacute xếp đagraveo ở caacutec khoảng
trống
4 Hoa quả coacute thể bị hỏng do xe khocircng thoaacuteng gioacute
a) Để giữ caacutec khoảng trống trong kiểu sắp xếp bcc vagrave fcc ngườ i nocircng dacircn quyết định
chỉ xếp caacutec quả đagraveo vagraveo caacutec lỗ trống baacutet diện khocircng nối vớ i nhau qua mặt hay tacircm Trong
trườ ng hợ p nagravey vớ i một quả dưa coacute thể xếp đượ c bao nhiecircu quả đagraveo
b) Ngườ i nocircng dacircn ngh ĩ ra một caacutech khaacutec trong caacutech sắp xếp fcc ocircng xếp đagraveo vagraveo tất cả
caacutec lỗ trống baacutet diện (như trecircn) vagrave vớ i caacutec lỗ trống tứ diện ocircng xếp taacuteo vagraveo Theo caacutech
nagravey vớ i một quả dưa ocircng coacute thể xếp đượ c bao nhiecircu quả taacuteo
Tạo hoacutea cũng lagravem nảy sinh những vấn đề liacute thuacute như ldquosự phỏng đoaacuten Keplerrdquo Ngọc
opal lagrave một loại đaacute tự nhiecircn đượ c cấu tạo từ caacutec quả cầu beacute xiacuteu SiO2
(cỡ micro) sắp xếp đặc
khiacutet vớ i nhau Đặc tiacutenh của opal lagrave coacute thể phaacutet ra caacutec aacutenh saacuteng khaacutec nhau (phaacutet ngũ sắc) khi
đượ c chiếu saacuteng Hiện tượ ng nagravey đượ c giải thiacutech bằng sự nhiễu xạ aacutenh saacuteng nhigraven thấy tuacircn
theo định luật Bragg λ = 2d sinθ
Trong đoacute λ lagrave độ dagravei soacuteng của tia saacuteng d lagrave khoảng caacutech giữa caacutec lớ p sắp xếp chặtkhiacutet trong opal 2θ lagrave goacutec giữa tia tớ i vagrave tia nhiễu xạ (noacutei caacutech khaacutec θ lagrave goacutec nghiecircng giữa
tia sang vớ i bề mặt của đaacute opal)
Opal lagrave loại đaacute coacute cấu truacutec tinh thể đầu tiecircn đượ c biết lagrave coacute khả năng khuacutec xạ loại
vật chất đượ c cấu tạo từ caacutec quả cầu cỡ micro vớ i chỉ số khuacutec xạ cao Quang phổ của noacute đatilde
WWWFACEBOOKCOMDAYKEMQUY
WWWBOIDUONGHOAHOCQUYNHONBLOGSPO
WWDAYKEMQUYNHONUCOZCOM
ng goacutep PDF bởi GV Nguyễn Thanh Tuacute
7262019 CHUYEcircN ĐỀ DUYEcircN HẢI BẮC BỘ NĂM 2015 - HOacuteA HỌC TINH THỂ
983107983144983157983161983274983150 đề 983108983112983106983106 983090983088983089983093 983085 983124983145983150983144 983156983144ề 983124983154983137983150983143 983092983095983087983093983092
b) Baacuten kiacutenh gaacuten cho nguyecircn tử hidro lagrave r = 37 pm Suy ra kiểu lỗ tươ ng thiacutech vớ i sự
lấp đầy
c) Trong thực tế caacutec nguyecircn tử hidro nằm trong mọi lỗ kiểu khaacutec hatildey lập cocircng thức
nguyecircn của hiđrua vagrave necircu một viacute dụ về tinh thể ion đẳng cấu truacutec
2 ) Hợ p kim của titan vagrave sắt thagravenh phần TiFe lagrave hợ p chất magrave caacutec nguyecircn tử titan chiếm caacutec
lỗ mạng lập phươ ng đơ n giản của sắt thocircng số = 298 pm
a ) Necircu ra hợ p chất ion kiểu tươ ng ứng cấu truacutec nagravey
b ) Trong hợ p chất TiFe caacutec nguyecircn tử hiđro chiếm mọi lỗ tạo ra từ bốn nguyecircn tử titan
vagrave hai nguyecircn tử sắt ( xem higravenh vẽ )
Xaacutec định higravenh học của một lỗ như vậy Xaacutec định cocircng thức của hiđrua thu đượ c khi batildeo
hogravea caacutec lỗ nagravey
3 ) Khả năng trữ hiđro của một vật liệu M i biểu thị bằng dung lượ ng thể tiacutech hấp phụ C va ( M i ) đượ c định ngh ĩ a lagrave tỷ số khối lượ ng hiđro bị hấp phụ trecircn thể tiacutech đơ n vị của vật liệu
nguyecircn chất
a ) Biểu thị C va ( M i ) theo thể tiacutech V i của ocirc mạng vagrave theo lượ ng hiđro ni bị hấp phụ
b ) So saacutenh dung lượ ng thể tiacutech hấp phụ lyacute thuyết của hai vật liệu xeacutet ở mục 1 vagrave 2
c ) Tiacutenh khối lượ ng cực tiểu của vật liệu rắn cần để tạo ra cugraveng lượ ng hiđro magrave bigravenh chứa
đựng 700 kg khiacute hoacutea lỏng Kết luận
H ướ ng d ẫ n giải
1 a)Lỗ O R + r 0 =2 R =gt r 0 =662 pm
b)Lỗ T R + r t = 2 R =gt r t = 36 pm
c) Lỗ chiếm tươ ng thiacutech đượ c dự kiến lagrave O
WWWFACEBOOKCOMDAYKEMQUY
WWWBOIDUONGHOAHOCQUYNHONBLOGSPO
WWDAYKEMQUYNHONUCOZCOM
ng goacutep PDF bởi GV Nguyễn Thanh Tuacute
7262019 CHUYEcircN ĐỀ DUYEcircN HẢI BẮC BỘ NĂM 2015 - HOacuteA HỌC TINH THỂ
983107983144983157983161983274983150 đề 983108983112983106983106 983090983088983089983093 983085 983124983145983150983144 983156983144ề 983124983154983137983150983143 983092983097983087983093983092
VI Ứng dụng kiến thức tinh thể vagraveo cuộc sống
(Bagravei được triacutech từ ldquoBagravei chuẩn bị Icho 39rdquo)
HOA QUẢ RAU CỎ VAgrave CAacuteC NGUYEcircN TỬ
Khi giải quyế t vấ n đề nagraveychư a coacute loại rau quả nagraveo bị phaacute hủ y
Năm 1611 nhagrave toaacuten học vagrave thiecircn văn học người Đức Johannes Kepler nghiecircn cứu
sự sắp xếp caacutec viecircn đạn của suacuteng thần cocircng trong một kim tự thaacutep Ocircng khẳng định rằngchỉ coacute một caacutech duy nhất để sắp xếp caacutec quả cầu cứng giống hệt nhau vagraveo một thể tiacutech sao
cho khiacutet nhất coacute thể ldquohellipkhocircng thể coacute thếm bất cứ một caacutech sắp xếp nagraveo khaacutec để chegraven thecircm
dugrave một viecircn đạn nữa vagraveo hogravem đoacuterdquo Ocircng lagrave ngườ i đầu tiecircn phaacutet biểu về một vấn đề như vậy
vagrave sau nagravey noacute đượ c gọi lagrave ldquosự phỏng đoaacuten Keplerrdquo Năm 1998 Giaacuteo sư Thomas Hales1 đatilde
đưa ra giải phaacutep cho ldquosự phỏng đoaacuten Keplerrdquo Nội dung của giải phaacutep nagravey đatilde đượ c trigravenh
bagravey trong loạt bagravei baacuteo trecircn tờ ldquoHigravenh học rờ i rạc vagrave điện toaacutenrdquo ra đờ i từ năm 1997 Ocircng
nghiecircn cứu hơ n 150 caacutech sắp xếp khaacutec nhau khaacutec vớ i caacutech magrave Kepler đatilde đưa ra Giải phaacutep
của Hales đogravei hỏi khoảng 250 trang giấy in vagrave dung lượ ng 3 GB caacutec file trong maacutey tiacutenh
Qua caacutec chứng minh toaacuten học chặt chẽ thuật ngữ ldquosự sắp xếp đặc khiacutet caacutec quả cầurdquo (cps)
đatilde đượ c chấp nhận rộng ratildei trong l ĩ nh vực hoacutea học chất rắn vagrave cho đến nay noacute vẫn cograven giaacute
trị
WWWFACEBOOKCOMDAYKEMQUY
WWWBOIDUONGHOAHOCQUYNHONBLOGSPO
WWDAYKEMQUYNHONUCOZCOM
ng goacutep PDF bởi GV Nguyễn Thanh Tuacute
7262019 CHUYEcircN ĐỀ DUYEcircN HẢI BẮC BỘ NĂM 2015 - HOacuteA HỌC TINH THỂ
983107983144983157983161983274983150 đề 983108983112983106983106 983090983088983089983093 983085 983124983145983150983144 983156983144ề 983124983154983137983150983143 983093983089983087983093983092
thứ 3 đượ c xếp lecircn trecircn khoảng trống của lớ p thứ nhất (xem trườ ng hợ p B higravenh 2) Hatildey
tiacutenh độ chặt khiacutet cho caacutech sắp xếp thứ 2 đượ c gọi lagrave sắp xếp lập phươ ng tacircm diện fbc
d) Coacute một ngườ i nocircng dacircn đatilde xếp lớ p thứ ba theo kiểu fcc vagrave bacircy giờ khocircng xaacutec định
đượ c đacircu lagrave khoảng trống đacircu lagrave rau củ đatilde xếp ở lớ p thứ nhất Giaacute trị sẽ thay đổi như thế
nagraveo do sự sai lệch khi sắp xếp caacutec lớ p chặt khiacutet tiếp theo
3 Giả sử ngườ i nocircng dacircn nảy ra yacute định muốn xếp chung đagraveo vagrave dưa hấu vagraveo xe bằng caacutech
xếp đagraveo vagraveo khoảng trống giữa caacutec quả dưa hấu
a) Hatildey tiacutenh tỉ lệ baacuten kiacutenh giữa quả đagraveo vagrave dưa hấu lớ n nhất coacute thể để traacutenh bị dập caacutec quả
đagraveo trong caacutec trườ ng hợ p xếp đagraveo vagraveo
iLỗ trống lập phươ ng trong kiếu lập phươ ng đơ n giản
ii Lỗ trống baacutet diện trong kiếu lập phươ ng tacircm khối
iii Lỗ trống baacutet diện trong kiếu lập phươ ng tacircm diện
b) Trong caacutec kiếu sắp xếp sc hcp bcc vagrave fcc trung bigravenh vớ i một quả dưa hấu coacute thể
xếp tối đa bao nhiecircu quả đagraveo
c) Tiacutenh giaacute trị lớ n nhất cho caacutec kiếu sắp xếp sc bcc vagrave fcc coacute xếp đagraveo ở caacutec khoảng
trống
4 Hoa quả coacute thể bị hỏng do xe khocircng thoaacuteng gioacute
a) Để giữ caacutec khoảng trống trong kiểu sắp xếp bcc vagrave fcc ngườ i nocircng dacircn quyết định
chỉ xếp caacutec quả đagraveo vagraveo caacutec lỗ trống baacutet diện khocircng nối vớ i nhau qua mặt hay tacircm Trong
trườ ng hợ p nagravey vớ i một quả dưa coacute thể xếp đượ c bao nhiecircu quả đagraveo
b) Ngườ i nocircng dacircn ngh ĩ ra một caacutech khaacutec trong caacutech sắp xếp fcc ocircng xếp đagraveo vagraveo tất cả
caacutec lỗ trống baacutet diện (như trecircn) vagrave vớ i caacutec lỗ trống tứ diện ocircng xếp taacuteo vagraveo Theo caacutech
nagravey vớ i một quả dưa ocircng coacute thể xếp đượ c bao nhiecircu quả taacuteo
Tạo hoacutea cũng lagravem nảy sinh những vấn đề liacute thuacute như ldquosự phỏng đoaacuten Keplerrdquo Ngọc
opal lagrave một loại đaacute tự nhiecircn đượ c cấu tạo từ caacutec quả cầu beacute xiacuteu SiO2
(cỡ micro) sắp xếp đặc
khiacutet vớ i nhau Đặc tiacutenh của opal lagrave coacute thể phaacutet ra caacutec aacutenh saacuteng khaacutec nhau (phaacutet ngũ sắc) khi
đượ c chiếu saacuteng Hiện tượ ng nagravey đượ c giải thiacutech bằng sự nhiễu xạ aacutenh saacuteng nhigraven thấy tuacircn
theo định luật Bragg λ = 2d sinθ
Trong đoacute λ lagrave độ dagravei soacuteng của tia saacuteng d lagrave khoảng caacutech giữa caacutec lớ p sắp xếp chặtkhiacutet trong opal 2θ lagrave goacutec giữa tia tớ i vagrave tia nhiễu xạ (noacutei caacutech khaacutec θ lagrave goacutec nghiecircng giữa
tia sang vớ i bề mặt của đaacute opal)
Opal lagrave loại đaacute coacute cấu truacutec tinh thể đầu tiecircn đượ c biết lagrave coacute khả năng khuacutec xạ loại
vật chất đượ c cấu tạo từ caacutec quả cầu cỡ micro vớ i chỉ số khuacutec xạ cao Quang phổ của noacute đatilde
WWWFACEBOOKCOMDAYKEMQUY
WWWBOIDUONGHOAHOCQUYNHONBLOGSPO
WWDAYKEMQUYNHONUCOZCOM
ng goacutep PDF bởi GV Nguyễn Thanh Tuacute
7262019 CHUYEcircN ĐỀ DUYEcircN HẢI BẮC BỘ NĂM 2015 - HOacuteA HỌC TINH THỂ
983107983144983157983161983274983150 đề 983108983112983106983106 983090983088983089983093 983085 983124983145983150983144 983156983144ề 983124983154983137983150983143 983092983095983087983093983092
b) Baacuten kiacutenh gaacuten cho nguyecircn tử hidro lagrave r = 37 pm Suy ra kiểu lỗ tươ ng thiacutech vớ i sự
lấp đầy
c) Trong thực tế caacutec nguyecircn tử hidro nằm trong mọi lỗ kiểu khaacutec hatildey lập cocircng thức
nguyecircn của hiđrua vagrave necircu một viacute dụ về tinh thể ion đẳng cấu truacutec
2 ) Hợ p kim của titan vagrave sắt thagravenh phần TiFe lagrave hợ p chất magrave caacutec nguyecircn tử titan chiếm caacutec
lỗ mạng lập phươ ng đơ n giản của sắt thocircng số = 298 pm
a ) Necircu ra hợ p chất ion kiểu tươ ng ứng cấu truacutec nagravey
b ) Trong hợ p chất TiFe caacutec nguyecircn tử hiđro chiếm mọi lỗ tạo ra từ bốn nguyecircn tử titan
vagrave hai nguyecircn tử sắt ( xem higravenh vẽ )
Xaacutec định higravenh học của một lỗ như vậy Xaacutec định cocircng thức của hiđrua thu đượ c khi batildeo
hogravea caacutec lỗ nagravey
3 ) Khả năng trữ hiđro của một vật liệu M i biểu thị bằng dung lượ ng thể tiacutech hấp phụ C va ( M i ) đượ c định ngh ĩ a lagrave tỷ số khối lượ ng hiđro bị hấp phụ trecircn thể tiacutech đơ n vị của vật liệu
nguyecircn chất
a ) Biểu thị C va ( M i ) theo thể tiacutech V i của ocirc mạng vagrave theo lượ ng hiđro ni bị hấp phụ
b ) So saacutenh dung lượ ng thể tiacutech hấp phụ lyacute thuyết của hai vật liệu xeacutet ở mục 1 vagrave 2
c ) Tiacutenh khối lượ ng cực tiểu của vật liệu rắn cần để tạo ra cugraveng lượ ng hiđro magrave bigravenh chứa
đựng 700 kg khiacute hoacutea lỏng Kết luận
H ướ ng d ẫ n giải
1 a)Lỗ O R + r 0 =2 R =gt r 0 =662 pm
b)Lỗ T R + r t = 2 R =gt r t = 36 pm
c) Lỗ chiếm tươ ng thiacutech đượ c dự kiến lagrave O
WWWFACEBOOKCOMDAYKEMQUY
WWWBOIDUONGHOAHOCQUYNHONBLOGSPO
WWDAYKEMQUYNHONUCOZCOM
ng goacutep PDF bởi GV Nguyễn Thanh Tuacute
7262019 CHUYEcircN ĐỀ DUYEcircN HẢI BẮC BỘ NĂM 2015 - HOacuteA HỌC TINH THỂ
983107983144983157983161983274983150 đề 983108983112983106983106 983090983088983089983093 983085 983124983145983150983144 983156983144ề 983124983154983137983150983143 983092983097983087983093983092
VI Ứng dụng kiến thức tinh thể vagraveo cuộc sống
(Bagravei được triacutech từ ldquoBagravei chuẩn bị Icho 39rdquo)
HOA QUẢ RAU CỎ VAgrave CAacuteC NGUYEcircN TỬ
Khi giải quyế t vấ n đề nagraveychư a coacute loại rau quả nagraveo bị phaacute hủ y
Năm 1611 nhagrave toaacuten học vagrave thiecircn văn học người Đức Johannes Kepler nghiecircn cứu
sự sắp xếp caacutec viecircn đạn của suacuteng thần cocircng trong một kim tự thaacutep Ocircng khẳng định rằngchỉ coacute một caacutech duy nhất để sắp xếp caacutec quả cầu cứng giống hệt nhau vagraveo một thể tiacutech sao
cho khiacutet nhất coacute thể ldquohellipkhocircng thể coacute thếm bất cứ một caacutech sắp xếp nagraveo khaacutec để chegraven thecircm
dugrave một viecircn đạn nữa vagraveo hogravem đoacuterdquo Ocircng lagrave ngườ i đầu tiecircn phaacutet biểu về một vấn đề như vậy
vagrave sau nagravey noacute đượ c gọi lagrave ldquosự phỏng đoaacuten Keplerrdquo Năm 1998 Giaacuteo sư Thomas Hales1 đatilde
đưa ra giải phaacutep cho ldquosự phỏng đoaacuten Keplerrdquo Nội dung của giải phaacutep nagravey đatilde đượ c trigravenh
bagravey trong loạt bagravei baacuteo trecircn tờ ldquoHigravenh học rờ i rạc vagrave điện toaacutenrdquo ra đờ i từ năm 1997 Ocircng
nghiecircn cứu hơ n 150 caacutech sắp xếp khaacutec nhau khaacutec vớ i caacutech magrave Kepler đatilde đưa ra Giải phaacutep
của Hales đogravei hỏi khoảng 250 trang giấy in vagrave dung lượ ng 3 GB caacutec file trong maacutey tiacutenh
Qua caacutec chứng minh toaacuten học chặt chẽ thuật ngữ ldquosự sắp xếp đặc khiacutet caacutec quả cầurdquo (cps)
đatilde đượ c chấp nhận rộng ratildei trong l ĩ nh vực hoacutea học chất rắn vagrave cho đến nay noacute vẫn cograven giaacute
trị
WWWFACEBOOKCOMDAYKEMQUY
WWWBOIDUONGHOAHOCQUYNHONBLOGSPO
WWDAYKEMQUYNHONUCOZCOM
ng goacutep PDF bởi GV Nguyễn Thanh Tuacute
7262019 CHUYEcircN ĐỀ DUYEcircN HẢI BẮC BỘ NĂM 2015 - HOacuteA HỌC TINH THỂ
983107983144983157983161983274983150 đề 983108983112983106983106 983090983088983089983093 983085 983124983145983150983144 983156983144ề 983124983154983137983150983143 983093983089983087983093983092
thứ 3 đượ c xếp lecircn trecircn khoảng trống của lớ p thứ nhất (xem trườ ng hợ p B higravenh 2) Hatildey
tiacutenh độ chặt khiacutet cho caacutech sắp xếp thứ 2 đượ c gọi lagrave sắp xếp lập phươ ng tacircm diện fbc
d) Coacute một ngườ i nocircng dacircn đatilde xếp lớ p thứ ba theo kiểu fcc vagrave bacircy giờ khocircng xaacutec định
đượ c đacircu lagrave khoảng trống đacircu lagrave rau củ đatilde xếp ở lớ p thứ nhất Giaacute trị sẽ thay đổi như thế
nagraveo do sự sai lệch khi sắp xếp caacutec lớ p chặt khiacutet tiếp theo
3 Giả sử ngườ i nocircng dacircn nảy ra yacute định muốn xếp chung đagraveo vagrave dưa hấu vagraveo xe bằng caacutech
xếp đagraveo vagraveo khoảng trống giữa caacutec quả dưa hấu
a) Hatildey tiacutenh tỉ lệ baacuten kiacutenh giữa quả đagraveo vagrave dưa hấu lớ n nhất coacute thể để traacutenh bị dập caacutec quả
đagraveo trong caacutec trườ ng hợ p xếp đagraveo vagraveo
iLỗ trống lập phươ ng trong kiếu lập phươ ng đơ n giản
ii Lỗ trống baacutet diện trong kiếu lập phươ ng tacircm khối
iii Lỗ trống baacutet diện trong kiếu lập phươ ng tacircm diện
b) Trong caacutec kiếu sắp xếp sc hcp bcc vagrave fcc trung bigravenh vớ i một quả dưa hấu coacute thể
xếp tối đa bao nhiecircu quả đagraveo
c) Tiacutenh giaacute trị lớ n nhất cho caacutec kiếu sắp xếp sc bcc vagrave fcc coacute xếp đagraveo ở caacutec khoảng
trống
4 Hoa quả coacute thể bị hỏng do xe khocircng thoaacuteng gioacute
a) Để giữ caacutec khoảng trống trong kiểu sắp xếp bcc vagrave fcc ngườ i nocircng dacircn quyết định
chỉ xếp caacutec quả đagraveo vagraveo caacutec lỗ trống baacutet diện khocircng nối vớ i nhau qua mặt hay tacircm Trong
trườ ng hợ p nagravey vớ i một quả dưa coacute thể xếp đượ c bao nhiecircu quả đagraveo
b) Ngườ i nocircng dacircn ngh ĩ ra một caacutech khaacutec trong caacutech sắp xếp fcc ocircng xếp đagraveo vagraveo tất cả
caacutec lỗ trống baacutet diện (như trecircn) vagrave vớ i caacutec lỗ trống tứ diện ocircng xếp taacuteo vagraveo Theo caacutech
nagravey vớ i một quả dưa ocircng coacute thể xếp đượ c bao nhiecircu quả taacuteo
Tạo hoacutea cũng lagravem nảy sinh những vấn đề liacute thuacute như ldquosự phỏng đoaacuten Keplerrdquo Ngọc
opal lagrave một loại đaacute tự nhiecircn đượ c cấu tạo từ caacutec quả cầu beacute xiacuteu SiO2
(cỡ micro) sắp xếp đặc
khiacutet vớ i nhau Đặc tiacutenh của opal lagrave coacute thể phaacutet ra caacutec aacutenh saacuteng khaacutec nhau (phaacutet ngũ sắc) khi
đượ c chiếu saacuteng Hiện tượ ng nagravey đượ c giải thiacutech bằng sự nhiễu xạ aacutenh saacuteng nhigraven thấy tuacircn
theo định luật Bragg λ = 2d sinθ
Trong đoacute λ lagrave độ dagravei soacuteng của tia saacuteng d lagrave khoảng caacutech giữa caacutec lớ p sắp xếp chặtkhiacutet trong opal 2θ lagrave goacutec giữa tia tớ i vagrave tia nhiễu xạ (noacutei caacutech khaacutec θ lagrave goacutec nghiecircng giữa
tia sang vớ i bề mặt của đaacute opal)
Opal lagrave loại đaacute coacute cấu truacutec tinh thể đầu tiecircn đượ c biết lagrave coacute khả năng khuacutec xạ loại
vật chất đượ c cấu tạo từ caacutec quả cầu cỡ micro vớ i chỉ số khuacutec xạ cao Quang phổ của noacute đatilde
WWWFACEBOOKCOMDAYKEMQUY
WWWBOIDUONGHOAHOCQUYNHONBLOGSPO
WWDAYKEMQUYNHONUCOZCOM
ng goacutep PDF bởi GV Nguyễn Thanh Tuacute
7262019 CHUYEcircN ĐỀ DUYEcircN HẢI BẮC BỘ NĂM 2015 - HOacuteA HỌC TINH THỂ
983107983144983157983161983274983150 đề 983108983112983106983106 983090983088983089983093 983085 983124983145983150983144 983156983144ề 983124983154983137983150983143 983092983095983087983093983092
b) Baacuten kiacutenh gaacuten cho nguyecircn tử hidro lagrave r = 37 pm Suy ra kiểu lỗ tươ ng thiacutech vớ i sự
lấp đầy
c) Trong thực tế caacutec nguyecircn tử hidro nằm trong mọi lỗ kiểu khaacutec hatildey lập cocircng thức
nguyecircn của hiđrua vagrave necircu một viacute dụ về tinh thể ion đẳng cấu truacutec
2 ) Hợ p kim của titan vagrave sắt thagravenh phần TiFe lagrave hợ p chất magrave caacutec nguyecircn tử titan chiếm caacutec
lỗ mạng lập phươ ng đơ n giản của sắt thocircng số = 298 pm
a ) Necircu ra hợ p chất ion kiểu tươ ng ứng cấu truacutec nagravey
b ) Trong hợ p chất TiFe caacutec nguyecircn tử hiđro chiếm mọi lỗ tạo ra từ bốn nguyecircn tử titan
vagrave hai nguyecircn tử sắt ( xem higravenh vẽ )
Xaacutec định higravenh học của một lỗ như vậy Xaacutec định cocircng thức của hiđrua thu đượ c khi batildeo
hogravea caacutec lỗ nagravey
3 ) Khả năng trữ hiđro của một vật liệu M i biểu thị bằng dung lượ ng thể tiacutech hấp phụ C va ( M i ) đượ c định ngh ĩ a lagrave tỷ số khối lượ ng hiđro bị hấp phụ trecircn thể tiacutech đơ n vị của vật liệu
nguyecircn chất
a ) Biểu thị C va ( M i ) theo thể tiacutech V i của ocirc mạng vagrave theo lượ ng hiđro ni bị hấp phụ
b ) So saacutenh dung lượ ng thể tiacutech hấp phụ lyacute thuyết của hai vật liệu xeacutet ở mục 1 vagrave 2
c ) Tiacutenh khối lượ ng cực tiểu của vật liệu rắn cần để tạo ra cugraveng lượ ng hiđro magrave bigravenh chứa
đựng 700 kg khiacute hoacutea lỏng Kết luận
H ướ ng d ẫ n giải
1 a)Lỗ O R + r 0 =2 R =gt r 0 =662 pm
b)Lỗ T R + r t = 2 R =gt r t = 36 pm
c) Lỗ chiếm tươ ng thiacutech đượ c dự kiến lagrave O
WWWFACEBOOKCOMDAYKEMQUY
WWWBOIDUONGHOAHOCQUYNHONBLOGSPO
WWDAYKEMQUYNHONUCOZCOM
ng goacutep PDF bởi GV Nguyễn Thanh Tuacute
7262019 CHUYEcircN ĐỀ DUYEcircN HẢI BẮC BỘ NĂM 2015 - HOacuteA HỌC TINH THỂ
983107983144983157983161983274983150 đề 983108983112983106983106 983090983088983089983093 983085 983124983145983150983144 983156983144ề 983124983154983137983150983143 983092983097983087983093983092
VI Ứng dụng kiến thức tinh thể vagraveo cuộc sống
(Bagravei được triacutech từ ldquoBagravei chuẩn bị Icho 39rdquo)
HOA QUẢ RAU CỎ VAgrave CAacuteC NGUYEcircN TỬ
Khi giải quyế t vấ n đề nagraveychư a coacute loại rau quả nagraveo bị phaacute hủ y
Năm 1611 nhagrave toaacuten học vagrave thiecircn văn học người Đức Johannes Kepler nghiecircn cứu
sự sắp xếp caacutec viecircn đạn của suacuteng thần cocircng trong một kim tự thaacutep Ocircng khẳng định rằngchỉ coacute một caacutech duy nhất để sắp xếp caacutec quả cầu cứng giống hệt nhau vagraveo một thể tiacutech sao
cho khiacutet nhất coacute thể ldquohellipkhocircng thể coacute thếm bất cứ một caacutech sắp xếp nagraveo khaacutec để chegraven thecircm
dugrave một viecircn đạn nữa vagraveo hogravem đoacuterdquo Ocircng lagrave ngườ i đầu tiecircn phaacutet biểu về một vấn đề như vậy
vagrave sau nagravey noacute đượ c gọi lagrave ldquosự phỏng đoaacuten Keplerrdquo Năm 1998 Giaacuteo sư Thomas Hales1 đatilde
đưa ra giải phaacutep cho ldquosự phỏng đoaacuten Keplerrdquo Nội dung của giải phaacutep nagravey đatilde đượ c trigravenh
bagravey trong loạt bagravei baacuteo trecircn tờ ldquoHigravenh học rờ i rạc vagrave điện toaacutenrdquo ra đờ i từ năm 1997 Ocircng
nghiecircn cứu hơ n 150 caacutech sắp xếp khaacutec nhau khaacutec vớ i caacutech magrave Kepler đatilde đưa ra Giải phaacutep
của Hales đogravei hỏi khoảng 250 trang giấy in vagrave dung lượ ng 3 GB caacutec file trong maacutey tiacutenh
Qua caacutec chứng minh toaacuten học chặt chẽ thuật ngữ ldquosự sắp xếp đặc khiacutet caacutec quả cầurdquo (cps)
đatilde đượ c chấp nhận rộng ratildei trong l ĩ nh vực hoacutea học chất rắn vagrave cho đến nay noacute vẫn cograven giaacute
trị
WWWFACEBOOKCOMDAYKEMQUY
WWWBOIDUONGHOAHOCQUYNHONBLOGSPO
WWDAYKEMQUYNHONUCOZCOM
ng goacutep PDF bởi GV Nguyễn Thanh Tuacute
7262019 CHUYEcircN ĐỀ DUYEcircN HẢI BẮC BỘ NĂM 2015 - HOacuteA HỌC TINH THỂ
983107983144983157983161983274983150 đề 983108983112983106983106 983090983088983089983093 983085 983124983145983150983144 983156983144ề 983124983154983137983150983143 983093983089983087983093983092
thứ 3 đượ c xếp lecircn trecircn khoảng trống của lớ p thứ nhất (xem trườ ng hợ p B higravenh 2) Hatildey
tiacutenh độ chặt khiacutet cho caacutech sắp xếp thứ 2 đượ c gọi lagrave sắp xếp lập phươ ng tacircm diện fbc
d) Coacute một ngườ i nocircng dacircn đatilde xếp lớ p thứ ba theo kiểu fcc vagrave bacircy giờ khocircng xaacutec định
đượ c đacircu lagrave khoảng trống đacircu lagrave rau củ đatilde xếp ở lớ p thứ nhất Giaacute trị sẽ thay đổi như thế
nagraveo do sự sai lệch khi sắp xếp caacutec lớ p chặt khiacutet tiếp theo
3 Giả sử ngườ i nocircng dacircn nảy ra yacute định muốn xếp chung đagraveo vagrave dưa hấu vagraveo xe bằng caacutech
xếp đagraveo vagraveo khoảng trống giữa caacutec quả dưa hấu
a) Hatildey tiacutenh tỉ lệ baacuten kiacutenh giữa quả đagraveo vagrave dưa hấu lớ n nhất coacute thể để traacutenh bị dập caacutec quả
đagraveo trong caacutec trườ ng hợ p xếp đagraveo vagraveo
iLỗ trống lập phươ ng trong kiếu lập phươ ng đơ n giản
ii Lỗ trống baacutet diện trong kiếu lập phươ ng tacircm khối
iii Lỗ trống baacutet diện trong kiếu lập phươ ng tacircm diện
b) Trong caacutec kiếu sắp xếp sc hcp bcc vagrave fcc trung bigravenh vớ i một quả dưa hấu coacute thể
xếp tối đa bao nhiecircu quả đagraveo
c) Tiacutenh giaacute trị lớ n nhất cho caacutec kiếu sắp xếp sc bcc vagrave fcc coacute xếp đagraveo ở caacutec khoảng
trống
4 Hoa quả coacute thể bị hỏng do xe khocircng thoaacuteng gioacute
a) Để giữ caacutec khoảng trống trong kiểu sắp xếp bcc vagrave fcc ngườ i nocircng dacircn quyết định
chỉ xếp caacutec quả đagraveo vagraveo caacutec lỗ trống baacutet diện khocircng nối vớ i nhau qua mặt hay tacircm Trong
trườ ng hợ p nagravey vớ i một quả dưa coacute thể xếp đượ c bao nhiecircu quả đagraveo
b) Ngườ i nocircng dacircn ngh ĩ ra một caacutech khaacutec trong caacutech sắp xếp fcc ocircng xếp đagraveo vagraveo tất cả
caacutec lỗ trống baacutet diện (như trecircn) vagrave vớ i caacutec lỗ trống tứ diện ocircng xếp taacuteo vagraveo Theo caacutech
nagravey vớ i một quả dưa ocircng coacute thể xếp đượ c bao nhiecircu quả taacuteo
Tạo hoacutea cũng lagravem nảy sinh những vấn đề liacute thuacute như ldquosự phỏng đoaacuten Keplerrdquo Ngọc
opal lagrave một loại đaacute tự nhiecircn đượ c cấu tạo từ caacutec quả cầu beacute xiacuteu SiO2
(cỡ micro) sắp xếp đặc
khiacutet vớ i nhau Đặc tiacutenh của opal lagrave coacute thể phaacutet ra caacutec aacutenh saacuteng khaacutec nhau (phaacutet ngũ sắc) khi
đượ c chiếu saacuteng Hiện tượ ng nagravey đượ c giải thiacutech bằng sự nhiễu xạ aacutenh saacuteng nhigraven thấy tuacircn
theo định luật Bragg λ = 2d sinθ
Trong đoacute λ lagrave độ dagravei soacuteng của tia saacuteng d lagrave khoảng caacutech giữa caacutec lớ p sắp xếp chặtkhiacutet trong opal 2θ lagrave goacutec giữa tia tớ i vagrave tia nhiễu xạ (noacutei caacutech khaacutec θ lagrave goacutec nghiecircng giữa
tia sang vớ i bề mặt của đaacute opal)
Opal lagrave loại đaacute coacute cấu truacutec tinh thể đầu tiecircn đượ c biết lagrave coacute khả năng khuacutec xạ loại
vật chất đượ c cấu tạo từ caacutec quả cầu cỡ micro vớ i chỉ số khuacutec xạ cao Quang phổ của noacute đatilde
WWWFACEBOOKCOMDAYKEMQUY
WWWBOIDUONGHOAHOCQUYNHONBLOGSPO
WWDAYKEMQUYNHONUCOZCOM
ng goacutep PDF bởi GV Nguyễn Thanh Tuacute
7262019 CHUYEcircN ĐỀ DUYEcircN HẢI BẮC BỘ NĂM 2015 - HOacuteA HỌC TINH THỂ
983107983144983157983161983274983150 đề 983108983112983106983106 983090983088983089983093 983085 983124983145983150983144 983156983144ề 983124983154983137983150983143 983092983095983087983093983092
b) Baacuten kiacutenh gaacuten cho nguyecircn tử hidro lagrave r = 37 pm Suy ra kiểu lỗ tươ ng thiacutech vớ i sự
lấp đầy
c) Trong thực tế caacutec nguyecircn tử hidro nằm trong mọi lỗ kiểu khaacutec hatildey lập cocircng thức
nguyecircn của hiđrua vagrave necircu một viacute dụ về tinh thể ion đẳng cấu truacutec
2 ) Hợ p kim của titan vagrave sắt thagravenh phần TiFe lagrave hợ p chất magrave caacutec nguyecircn tử titan chiếm caacutec
lỗ mạng lập phươ ng đơ n giản của sắt thocircng số = 298 pm
a ) Necircu ra hợ p chất ion kiểu tươ ng ứng cấu truacutec nagravey
b ) Trong hợ p chất TiFe caacutec nguyecircn tử hiđro chiếm mọi lỗ tạo ra từ bốn nguyecircn tử titan
vagrave hai nguyecircn tử sắt ( xem higravenh vẽ )
Xaacutec định higravenh học của một lỗ như vậy Xaacutec định cocircng thức của hiđrua thu đượ c khi batildeo
hogravea caacutec lỗ nagravey
3 ) Khả năng trữ hiđro của một vật liệu M i biểu thị bằng dung lượ ng thể tiacutech hấp phụ C va ( M i ) đượ c định ngh ĩ a lagrave tỷ số khối lượ ng hiđro bị hấp phụ trecircn thể tiacutech đơ n vị của vật liệu
nguyecircn chất
a ) Biểu thị C va ( M i ) theo thể tiacutech V i của ocirc mạng vagrave theo lượ ng hiđro ni bị hấp phụ
b ) So saacutenh dung lượ ng thể tiacutech hấp phụ lyacute thuyết của hai vật liệu xeacutet ở mục 1 vagrave 2
c ) Tiacutenh khối lượ ng cực tiểu của vật liệu rắn cần để tạo ra cugraveng lượ ng hiđro magrave bigravenh chứa
đựng 700 kg khiacute hoacutea lỏng Kết luận
H ướ ng d ẫ n giải
1 a)Lỗ O R + r 0 =2 R =gt r 0 =662 pm
b)Lỗ T R + r t = 2 R =gt r t = 36 pm
c) Lỗ chiếm tươ ng thiacutech đượ c dự kiến lagrave O
WWWFACEBOOKCOMDAYKEMQUY
WWWBOIDUONGHOAHOCQUYNHONBLOGSPO
WWDAYKEMQUYNHONUCOZCOM
ng goacutep PDF bởi GV Nguyễn Thanh Tuacute
7262019 CHUYEcircN ĐỀ DUYEcircN HẢI BẮC BỘ NĂM 2015 - HOacuteA HỌC TINH THỂ
983107983144983157983161983274983150 đề 983108983112983106983106 983090983088983089983093 983085 983124983145983150983144 983156983144ề 983124983154983137983150983143 983092983097983087983093983092
VI Ứng dụng kiến thức tinh thể vagraveo cuộc sống
(Bagravei được triacutech từ ldquoBagravei chuẩn bị Icho 39rdquo)
HOA QUẢ RAU CỎ VAgrave CAacuteC NGUYEcircN TỬ
Khi giải quyế t vấ n đề nagraveychư a coacute loại rau quả nagraveo bị phaacute hủ y
Năm 1611 nhagrave toaacuten học vagrave thiecircn văn học người Đức Johannes Kepler nghiecircn cứu
sự sắp xếp caacutec viecircn đạn của suacuteng thần cocircng trong một kim tự thaacutep Ocircng khẳng định rằngchỉ coacute một caacutech duy nhất để sắp xếp caacutec quả cầu cứng giống hệt nhau vagraveo một thể tiacutech sao
cho khiacutet nhất coacute thể ldquohellipkhocircng thể coacute thếm bất cứ một caacutech sắp xếp nagraveo khaacutec để chegraven thecircm
dugrave một viecircn đạn nữa vagraveo hogravem đoacuterdquo Ocircng lagrave ngườ i đầu tiecircn phaacutet biểu về một vấn đề như vậy
vagrave sau nagravey noacute đượ c gọi lagrave ldquosự phỏng đoaacuten Keplerrdquo Năm 1998 Giaacuteo sư Thomas Hales1 đatilde
đưa ra giải phaacutep cho ldquosự phỏng đoaacuten Keplerrdquo Nội dung của giải phaacutep nagravey đatilde đượ c trigravenh
bagravey trong loạt bagravei baacuteo trecircn tờ ldquoHigravenh học rờ i rạc vagrave điện toaacutenrdquo ra đờ i từ năm 1997 Ocircng
nghiecircn cứu hơ n 150 caacutech sắp xếp khaacutec nhau khaacutec vớ i caacutech magrave Kepler đatilde đưa ra Giải phaacutep
của Hales đogravei hỏi khoảng 250 trang giấy in vagrave dung lượ ng 3 GB caacutec file trong maacutey tiacutenh
Qua caacutec chứng minh toaacuten học chặt chẽ thuật ngữ ldquosự sắp xếp đặc khiacutet caacutec quả cầurdquo (cps)
đatilde đượ c chấp nhận rộng ratildei trong l ĩ nh vực hoacutea học chất rắn vagrave cho đến nay noacute vẫn cograven giaacute
trị
WWWFACEBOOKCOMDAYKEMQUY
WWWBOIDUONGHOAHOCQUYNHONBLOGSPO
WWDAYKEMQUYNHONUCOZCOM
ng goacutep PDF bởi GV Nguyễn Thanh Tuacute
7262019 CHUYEcircN ĐỀ DUYEcircN HẢI BẮC BỘ NĂM 2015 - HOacuteA HỌC TINH THỂ
983107983144983157983161983274983150 đề 983108983112983106983106 983090983088983089983093 983085 983124983145983150983144 983156983144ề 983124983154983137983150983143 983093983089983087983093983092
thứ 3 đượ c xếp lecircn trecircn khoảng trống của lớ p thứ nhất (xem trườ ng hợ p B higravenh 2) Hatildey
tiacutenh độ chặt khiacutet cho caacutech sắp xếp thứ 2 đượ c gọi lagrave sắp xếp lập phươ ng tacircm diện fbc
d) Coacute một ngườ i nocircng dacircn đatilde xếp lớ p thứ ba theo kiểu fcc vagrave bacircy giờ khocircng xaacutec định
đượ c đacircu lagrave khoảng trống đacircu lagrave rau củ đatilde xếp ở lớ p thứ nhất Giaacute trị sẽ thay đổi như thế
nagraveo do sự sai lệch khi sắp xếp caacutec lớ p chặt khiacutet tiếp theo
3 Giả sử ngườ i nocircng dacircn nảy ra yacute định muốn xếp chung đagraveo vagrave dưa hấu vagraveo xe bằng caacutech
xếp đagraveo vagraveo khoảng trống giữa caacutec quả dưa hấu
a) Hatildey tiacutenh tỉ lệ baacuten kiacutenh giữa quả đagraveo vagrave dưa hấu lớ n nhất coacute thể để traacutenh bị dập caacutec quả
đagraveo trong caacutec trườ ng hợ p xếp đagraveo vagraveo
iLỗ trống lập phươ ng trong kiếu lập phươ ng đơ n giản
ii Lỗ trống baacutet diện trong kiếu lập phươ ng tacircm khối
iii Lỗ trống baacutet diện trong kiếu lập phươ ng tacircm diện
b) Trong caacutec kiếu sắp xếp sc hcp bcc vagrave fcc trung bigravenh vớ i một quả dưa hấu coacute thể
xếp tối đa bao nhiecircu quả đagraveo
c) Tiacutenh giaacute trị lớ n nhất cho caacutec kiếu sắp xếp sc bcc vagrave fcc coacute xếp đagraveo ở caacutec khoảng
trống
4 Hoa quả coacute thể bị hỏng do xe khocircng thoaacuteng gioacute
a) Để giữ caacutec khoảng trống trong kiểu sắp xếp bcc vagrave fcc ngườ i nocircng dacircn quyết định
chỉ xếp caacutec quả đagraveo vagraveo caacutec lỗ trống baacutet diện khocircng nối vớ i nhau qua mặt hay tacircm Trong
trườ ng hợ p nagravey vớ i một quả dưa coacute thể xếp đượ c bao nhiecircu quả đagraveo
b) Ngườ i nocircng dacircn ngh ĩ ra một caacutech khaacutec trong caacutech sắp xếp fcc ocircng xếp đagraveo vagraveo tất cả
caacutec lỗ trống baacutet diện (như trecircn) vagrave vớ i caacutec lỗ trống tứ diện ocircng xếp taacuteo vagraveo Theo caacutech
nagravey vớ i một quả dưa ocircng coacute thể xếp đượ c bao nhiecircu quả taacuteo
Tạo hoacutea cũng lagravem nảy sinh những vấn đề liacute thuacute như ldquosự phỏng đoaacuten Keplerrdquo Ngọc
opal lagrave một loại đaacute tự nhiecircn đượ c cấu tạo từ caacutec quả cầu beacute xiacuteu SiO2
(cỡ micro) sắp xếp đặc
khiacutet vớ i nhau Đặc tiacutenh của opal lagrave coacute thể phaacutet ra caacutec aacutenh saacuteng khaacutec nhau (phaacutet ngũ sắc) khi
đượ c chiếu saacuteng Hiện tượ ng nagravey đượ c giải thiacutech bằng sự nhiễu xạ aacutenh saacuteng nhigraven thấy tuacircn
theo định luật Bragg λ = 2d sinθ
Trong đoacute λ lagrave độ dagravei soacuteng của tia saacuteng d lagrave khoảng caacutech giữa caacutec lớ p sắp xếp chặtkhiacutet trong opal 2θ lagrave goacutec giữa tia tớ i vagrave tia nhiễu xạ (noacutei caacutech khaacutec θ lagrave goacutec nghiecircng giữa
tia sang vớ i bề mặt của đaacute opal)
Opal lagrave loại đaacute coacute cấu truacutec tinh thể đầu tiecircn đượ c biết lagrave coacute khả năng khuacutec xạ loại
vật chất đượ c cấu tạo từ caacutec quả cầu cỡ micro vớ i chỉ số khuacutec xạ cao Quang phổ của noacute đatilde
WWWFACEBOOKCOMDAYKEMQUY
WWWBOIDUONGHOAHOCQUYNHONBLOGSPO
WWDAYKEMQUYNHONUCOZCOM
ng goacutep PDF bởi GV Nguyễn Thanh Tuacute
7262019 CHUYEcircN ĐỀ DUYEcircN HẢI BẮC BỘ NĂM 2015 - HOacuteA HỌC TINH THỂ
983107983144983157983161983274983150 đề 983108983112983106983106 983090983088983089983093 983085 983124983145983150983144 983156983144ề 983124983154983137983150983143 983092983095983087983093983092
b) Baacuten kiacutenh gaacuten cho nguyecircn tử hidro lagrave r = 37 pm Suy ra kiểu lỗ tươ ng thiacutech vớ i sự
lấp đầy
c) Trong thực tế caacutec nguyecircn tử hidro nằm trong mọi lỗ kiểu khaacutec hatildey lập cocircng thức
nguyecircn của hiđrua vagrave necircu một viacute dụ về tinh thể ion đẳng cấu truacutec
2 ) Hợ p kim của titan vagrave sắt thagravenh phần TiFe lagrave hợ p chất magrave caacutec nguyecircn tử titan chiếm caacutec
lỗ mạng lập phươ ng đơ n giản của sắt thocircng số = 298 pm
a ) Necircu ra hợ p chất ion kiểu tươ ng ứng cấu truacutec nagravey
b ) Trong hợ p chất TiFe caacutec nguyecircn tử hiđro chiếm mọi lỗ tạo ra từ bốn nguyecircn tử titan
vagrave hai nguyecircn tử sắt ( xem higravenh vẽ )
Xaacutec định higravenh học của một lỗ như vậy Xaacutec định cocircng thức của hiđrua thu đượ c khi batildeo
hogravea caacutec lỗ nagravey
3 ) Khả năng trữ hiđro của một vật liệu M i biểu thị bằng dung lượ ng thể tiacutech hấp phụ C va ( M i ) đượ c định ngh ĩ a lagrave tỷ số khối lượ ng hiđro bị hấp phụ trecircn thể tiacutech đơ n vị của vật liệu
nguyecircn chất
a ) Biểu thị C va ( M i ) theo thể tiacutech V i của ocirc mạng vagrave theo lượ ng hiđro ni bị hấp phụ
b ) So saacutenh dung lượ ng thể tiacutech hấp phụ lyacute thuyết của hai vật liệu xeacutet ở mục 1 vagrave 2
c ) Tiacutenh khối lượ ng cực tiểu của vật liệu rắn cần để tạo ra cugraveng lượ ng hiđro magrave bigravenh chứa
đựng 700 kg khiacute hoacutea lỏng Kết luận
H ướ ng d ẫ n giải
1 a)Lỗ O R + r 0 =2 R =gt r 0 =662 pm
b)Lỗ T R + r t = 2 R =gt r t = 36 pm
c) Lỗ chiếm tươ ng thiacutech đượ c dự kiến lagrave O
WWWFACEBOOKCOMDAYKEMQUY
WWWBOIDUONGHOAHOCQUYNHONBLOGSPO
WWDAYKEMQUYNHONUCOZCOM
ng goacutep PDF bởi GV Nguyễn Thanh Tuacute
7262019 CHUYEcircN ĐỀ DUYEcircN HẢI BẮC BỘ NĂM 2015 - HOacuteA HỌC TINH THỂ
983107983144983157983161983274983150 đề 983108983112983106983106 983090983088983089983093 983085 983124983145983150983144 983156983144ề 983124983154983137983150983143 983092983097983087983093983092
VI Ứng dụng kiến thức tinh thể vagraveo cuộc sống
(Bagravei được triacutech từ ldquoBagravei chuẩn bị Icho 39rdquo)
HOA QUẢ RAU CỎ VAgrave CAacuteC NGUYEcircN TỬ
Khi giải quyế t vấ n đề nagraveychư a coacute loại rau quả nagraveo bị phaacute hủ y
Năm 1611 nhagrave toaacuten học vagrave thiecircn văn học người Đức Johannes Kepler nghiecircn cứu
sự sắp xếp caacutec viecircn đạn của suacuteng thần cocircng trong một kim tự thaacutep Ocircng khẳng định rằngchỉ coacute một caacutech duy nhất để sắp xếp caacutec quả cầu cứng giống hệt nhau vagraveo một thể tiacutech sao
cho khiacutet nhất coacute thể ldquohellipkhocircng thể coacute thếm bất cứ một caacutech sắp xếp nagraveo khaacutec để chegraven thecircm
dugrave một viecircn đạn nữa vagraveo hogravem đoacuterdquo Ocircng lagrave ngườ i đầu tiecircn phaacutet biểu về một vấn đề như vậy
vagrave sau nagravey noacute đượ c gọi lagrave ldquosự phỏng đoaacuten Keplerrdquo Năm 1998 Giaacuteo sư Thomas Hales1 đatilde
đưa ra giải phaacutep cho ldquosự phỏng đoaacuten Keplerrdquo Nội dung của giải phaacutep nagravey đatilde đượ c trigravenh
bagravey trong loạt bagravei baacuteo trecircn tờ ldquoHigravenh học rờ i rạc vagrave điện toaacutenrdquo ra đờ i từ năm 1997 Ocircng
nghiecircn cứu hơ n 150 caacutech sắp xếp khaacutec nhau khaacutec vớ i caacutech magrave Kepler đatilde đưa ra Giải phaacutep
của Hales đogravei hỏi khoảng 250 trang giấy in vagrave dung lượ ng 3 GB caacutec file trong maacutey tiacutenh
Qua caacutec chứng minh toaacuten học chặt chẽ thuật ngữ ldquosự sắp xếp đặc khiacutet caacutec quả cầurdquo (cps)
đatilde đượ c chấp nhận rộng ratildei trong l ĩ nh vực hoacutea học chất rắn vagrave cho đến nay noacute vẫn cograven giaacute
trị
WWWFACEBOOKCOMDAYKEMQUY
WWWBOIDUONGHOAHOCQUYNHONBLOGSPO
WWDAYKEMQUYNHONUCOZCOM
ng goacutep PDF bởi GV Nguyễn Thanh Tuacute
7262019 CHUYEcircN ĐỀ DUYEcircN HẢI BẮC BỘ NĂM 2015 - HOacuteA HỌC TINH THỂ
983107983144983157983161983274983150 đề 983108983112983106983106 983090983088983089983093 983085 983124983145983150983144 983156983144ề 983124983154983137983150983143 983093983089983087983093983092
thứ 3 đượ c xếp lecircn trecircn khoảng trống của lớ p thứ nhất (xem trườ ng hợ p B higravenh 2) Hatildey
tiacutenh độ chặt khiacutet cho caacutech sắp xếp thứ 2 đượ c gọi lagrave sắp xếp lập phươ ng tacircm diện fbc
d) Coacute một ngườ i nocircng dacircn đatilde xếp lớ p thứ ba theo kiểu fcc vagrave bacircy giờ khocircng xaacutec định
đượ c đacircu lagrave khoảng trống đacircu lagrave rau củ đatilde xếp ở lớ p thứ nhất Giaacute trị sẽ thay đổi như thế
nagraveo do sự sai lệch khi sắp xếp caacutec lớ p chặt khiacutet tiếp theo
3 Giả sử ngườ i nocircng dacircn nảy ra yacute định muốn xếp chung đagraveo vagrave dưa hấu vagraveo xe bằng caacutech
xếp đagraveo vagraveo khoảng trống giữa caacutec quả dưa hấu
a) Hatildey tiacutenh tỉ lệ baacuten kiacutenh giữa quả đagraveo vagrave dưa hấu lớ n nhất coacute thể để traacutenh bị dập caacutec quả
đagraveo trong caacutec trườ ng hợ p xếp đagraveo vagraveo
iLỗ trống lập phươ ng trong kiếu lập phươ ng đơ n giản
ii Lỗ trống baacutet diện trong kiếu lập phươ ng tacircm khối
iii Lỗ trống baacutet diện trong kiếu lập phươ ng tacircm diện
b) Trong caacutec kiếu sắp xếp sc hcp bcc vagrave fcc trung bigravenh vớ i một quả dưa hấu coacute thể
xếp tối đa bao nhiecircu quả đagraveo
c) Tiacutenh giaacute trị lớ n nhất cho caacutec kiếu sắp xếp sc bcc vagrave fcc coacute xếp đagraveo ở caacutec khoảng
trống
4 Hoa quả coacute thể bị hỏng do xe khocircng thoaacuteng gioacute
a) Để giữ caacutec khoảng trống trong kiểu sắp xếp bcc vagrave fcc ngườ i nocircng dacircn quyết định
chỉ xếp caacutec quả đagraveo vagraveo caacutec lỗ trống baacutet diện khocircng nối vớ i nhau qua mặt hay tacircm Trong
trườ ng hợ p nagravey vớ i một quả dưa coacute thể xếp đượ c bao nhiecircu quả đagraveo
b) Ngườ i nocircng dacircn ngh ĩ ra một caacutech khaacutec trong caacutech sắp xếp fcc ocircng xếp đagraveo vagraveo tất cả
caacutec lỗ trống baacutet diện (như trecircn) vagrave vớ i caacutec lỗ trống tứ diện ocircng xếp taacuteo vagraveo Theo caacutech
nagravey vớ i một quả dưa ocircng coacute thể xếp đượ c bao nhiecircu quả taacuteo
Tạo hoacutea cũng lagravem nảy sinh những vấn đề liacute thuacute như ldquosự phỏng đoaacuten Keplerrdquo Ngọc
opal lagrave một loại đaacute tự nhiecircn đượ c cấu tạo từ caacutec quả cầu beacute xiacuteu SiO2
(cỡ micro) sắp xếp đặc
khiacutet vớ i nhau Đặc tiacutenh của opal lagrave coacute thể phaacutet ra caacutec aacutenh saacuteng khaacutec nhau (phaacutet ngũ sắc) khi
đượ c chiếu saacuteng Hiện tượ ng nagravey đượ c giải thiacutech bằng sự nhiễu xạ aacutenh saacuteng nhigraven thấy tuacircn
theo định luật Bragg λ = 2d sinθ
Trong đoacute λ lagrave độ dagravei soacuteng của tia saacuteng d lagrave khoảng caacutech giữa caacutec lớ p sắp xếp chặtkhiacutet trong opal 2θ lagrave goacutec giữa tia tớ i vagrave tia nhiễu xạ (noacutei caacutech khaacutec θ lagrave goacutec nghiecircng giữa
tia sang vớ i bề mặt của đaacute opal)
Opal lagrave loại đaacute coacute cấu truacutec tinh thể đầu tiecircn đượ c biết lagrave coacute khả năng khuacutec xạ loại
vật chất đượ c cấu tạo từ caacutec quả cầu cỡ micro vớ i chỉ số khuacutec xạ cao Quang phổ của noacute đatilde
WWWFACEBOOKCOMDAYKEMQUY
WWWBOIDUONGHOAHOCQUYNHONBLOGSPO
WWDAYKEMQUYNHONUCOZCOM
ng goacutep PDF bởi GV Nguyễn Thanh Tuacute
7262019 CHUYEcircN ĐỀ DUYEcircN HẢI BẮC BỘ NĂM 2015 - HOacuteA HỌC TINH THỂ
983107983144983157983161983274983150 đề 983108983112983106983106 983090983088983089983093 983085 983124983145983150983144 983156983144ề 983124983154983137983150983143 983092983095983087983093983092
b) Baacuten kiacutenh gaacuten cho nguyecircn tử hidro lagrave r = 37 pm Suy ra kiểu lỗ tươ ng thiacutech vớ i sự
lấp đầy
c) Trong thực tế caacutec nguyecircn tử hidro nằm trong mọi lỗ kiểu khaacutec hatildey lập cocircng thức
nguyecircn của hiđrua vagrave necircu một viacute dụ về tinh thể ion đẳng cấu truacutec
2 ) Hợ p kim của titan vagrave sắt thagravenh phần TiFe lagrave hợ p chất magrave caacutec nguyecircn tử titan chiếm caacutec
lỗ mạng lập phươ ng đơ n giản của sắt thocircng số = 298 pm
a ) Necircu ra hợ p chất ion kiểu tươ ng ứng cấu truacutec nagravey
b ) Trong hợ p chất TiFe caacutec nguyecircn tử hiđro chiếm mọi lỗ tạo ra từ bốn nguyecircn tử titan
vagrave hai nguyecircn tử sắt ( xem higravenh vẽ )
Xaacutec định higravenh học của một lỗ như vậy Xaacutec định cocircng thức của hiđrua thu đượ c khi batildeo
hogravea caacutec lỗ nagravey
3 ) Khả năng trữ hiđro của một vật liệu M i biểu thị bằng dung lượ ng thể tiacutech hấp phụ C va ( M i ) đượ c định ngh ĩ a lagrave tỷ số khối lượ ng hiđro bị hấp phụ trecircn thể tiacutech đơ n vị của vật liệu
nguyecircn chất
a ) Biểu thị C va ( M i ) theo thể tiacutech V i của ocirc mạng vagrave theo lượ ng hiđro ni bị hấp phụ
b ) So saacutenh dung lượ ng thể tiacutech hấp phụ lyacute thuyết của hai vật liệu xeacutet ở mục 1 vagrave 2
c ) Tiacutenh khối lượ ng cực tiểu của vật liệu rắn cần để tạo ra cugraveng lượ ng hiđro magrave bigravenh chứa
đựng 700 kg khiacute hoacutea lỏng Kết luận
H ướ ng d ẫ n giải
1 a)Lỗ O R + r 0 =2 R =gt r 0 =662 pm
b)Lỗ T R + r t = 2 R =gt r t = 36 pm
c) Lỗ chiếm tươ ng thiacutech đượ c dự kiến lagrave O
WWWFACEBOOKCOMDAYKEMQUY
WWWBOIDUONGHOAHOCQUYNHONBLOGSPO
WWDAYKEMQUYNHONUCOZCOM
ng goacutep PDF bởi GV Nguyễn Thanh Tuacute
7262019 CHUYEcircN ĐỀ DUYEcircN HẢI BẮC BỘ NĂM 2015 - HOacuteA HỌC TINH THỂ
983107983144983157983161983274983150 đề 983108983112983106983106 983090983088983089983093 983085 983124983145983150983144 983156983144ề 983124983154983137983150983143 983092983097983087983093983092
VI Ứng dụng kiến thức tinh thể vagraveo cuộc sống
(Bagravei được triacutech từ ldquoBagravei chuẩn bị Icho 39rdquo)
HOA QUẢ RAU CỎ VAgrave CAacuteC NGUYEcircN TỬ
Khi giải quyế t vấ n đề nagraveychư a coacute loại rau quả nagraveo bị phaacute hủ y
Năm 1611 nhagrave toaacuten học vagrave thiecircn văn học người Đức Johannes Kepler nghiecircn cứu
sự sắp xếp caacutec viecircn đạn của suacuteng thần cocircng trong một kim tự thaacutep Ocircng khẳng định rằngchỉ coacute một caacutech duy nhất để sắp xếp caacutec quả cầu cứng giống hệt nhau vagraveo một thể tiacutech sao
cho khiacutet nhất coacute thể ldquohellipkhocircng thể coacute thếm bất cứ một caacutech sắp xếp nagraveo khaacutec để chegraven thecircm
dugrave một viecircn đạn nữa vagraveo hogravem đoacuterdquo Ocircng lagrave ngườ i đầu tiecircn phaacutet biểu về một vấn đề như vậy
vagrave sau nagravey noacute đượ c gọi lagrave ldquosự phỏng đoaacuten Keplerrdquo Năm 1998 Giaacuteo sư Thomas Hales1 đatilde
đưa ra giải phaacutep cho ldquosự phỏng đoaacuten Keplerrdquo Nội dung của giải phaacutep nagravey đatilde đượ c trigravenh
bagravey trong loạt bagravei baacuteo trecircn tờ ldquoHigravenh học rờ i rạc vagrave điện toaacutenrdquo ra đờ i từ năm 1997 Ocircng
nghiecircn cứu hơ n 150 caacutech sắp xếp khaacutec nhau khaacutec vớ i caacutech magrave Kepler đatilde đưa ra Giải phaacutep
của Hales đogravei hỏi khoảng 250 trang giấy in vagrave dung lượ ng 3 GB caacutec file trong maacutey tiacutenh
Qua caacutec chứng minh toaacuten học chặt chẽ thuật ngữ ldquosự sắp xếp đặc khiacutet caacutec quả cầurdquo (cps)
đatilde đượ c chấp nhận rộng ratildei trong l ĩ nh vực hoacutea học chất rắn vagrave cho đến nay noacute vẫn cograven giaacute
trị
WWWFACEBOOKCOMDAYKEMQUY
WWWBOIDUONGHOAHOCQUYNHONBLOGSPO
WWDAYKEMQUYNHONUCOZCOM
ng goacutep PDF bởi GV Nguyễn Thanh Tuacute
7262019 CHUYEcircN ĐỀ DUYEcircN HẢI BẮC BỘ NĂM 2015 - HOacuteA HỌC TINH THỂ
983107983144983157983161983274983150 đề 983108983112983106983106 983090983088983089983093 983085 983124983145983150983144 983156983144ề 983124983154983137983150983143 983093983089983087983093983092
thứ 3 đượ c xếp lecircn trecircn khoảng trống của lớ p thứ nhất (xem trườ ng hợ p B higravenh 2) Hatildey
tiacutenh độ chặt khiacutet cho caacutech sắp xếp thứ 2 đượ c gọi lagrave sắp xếp lập phươ ng tacircm diện fbc
d) Coacute một ngườ i nocircng dacircn đatilde xếp lớ p thứ ba theo kiểu fcc vagrave bacircy giờ khocircng xaacutec định
đượ c đacircu lagrave khoảng trống đacircu lagrave rau củ đatilde xếp ở lớ p thứ nhất Giaacute trị sẽ thay đổi như thế
nagraveo do sự sai lệch khi sắp xếp caacutec lớ p chặt khiacutet tiếp theo
3 Giả sử ngườ i nocircng dacircn nảy ra yacute định muốn xếp chung đagraveo vagrave dưa hấu vagraveo xe bằng caacutech
xếp đagraveo vagraveo khoảng trống giữa caacutec quả dưa hấu
a) Hatildey tiacutenh tỉ lệ baacuten kiacutenh giữa quả đagraveo vagrave dưa hấu lớ n nhất coacute thể để traacutenh bị dập caacutec quả
đagraveo trong caacutec trườ ng hợ p xếp đagraveo vagraveo
iLỗ trống lập phươ ng trong kiếu lập phươ ng đơ n giản
ii Lỗ trống baacutet diện trong kiếu lập phươ ng tacircm khối
iii Lỗ trống baacutet diện trong kiếu lập phươ ng tacircm diện
b) Trong caacutec kiếu sắp xếp sc hcp bcc vagrave fcc trung bigravenh vớ i một quả dưa hấu coacute thể
xếp tối đa bao nhiecircu quả đagraveo
c) Tiacutenh giaacute trị lớ n nhất cho caacutec kiếu sắp xếp sc bcc vagrave fcc coacute xếp đagraveo ở caacutec khoảng
trống
4 Hoa quả coacute thể bị hỏng do xe khocircng thoaacuteng gioacute
a) Để giữ caacutec khoảng trống trong kiểu sắp xếp bcc vagrave fcc ngườ i nocircng dacircn quyết định
chỉ xếp caacutec quả đagraveo vagraveo caacutec lỗ trống baacutet diện khocircng nối vớ i nhau qua mặt hay tacircm Trong
trườ ng hợ p nagravey vớ i một quả dưa coacute thể xếp đượ c bao nhiecircu quả đagraveo
b) Ngườ i nocircng dacircn ngh ĩ ra một caacutech khaacutec trong caacutech sắp xếp fcc ocircng xếp đagraveo vagraveo tất cả
caacutec lỗ trống baacutet diện (như trecircn) vagrave vớ i caacutec lỗ trống tứ diện ocircng xếp taacuteo vagraveo Theo caacutech
nagravey vớ i một quả dưa ocircng coacute thể xếp đượ c bao nhiecircu quả taacuteo
Tạo hoacutea cũng lagravem nảy sinh những vấn đề liacute thuacute như ldquosự phỏng đoaacuten Keplerrdquo Ngọc
opal lagrave một loại đaacute tự nhiecircn đượ c cấu tạo từ caacutec quả cầu beacute xiacuteu SiO2
(cỡ micro) sắp xếp đặc
khiacutet vớ i nhau Đặc tiacutenh của opal lagrave coacute thể phaacutet ra caacutec aacutenh saacuteng khaacutec nhau (phaacutet ngũ sắc) khi
đượ c chiếu saacuteng Hiện tượ ng nagravey đượ c giải thiacutech bằng sự nhiễu xạ aacutenh saacuteng nhigraven thấy tuacircn
theo định luật Bragg λ = 2d sinθ
Trong đoacute λ lagrave độ dagravei soacuteng của tia saacuteng d lagrave khoảng caacutech giữa caacutec lớ p sắp xếp chặtkhiacutet trong opal 2θ lagrave goacutec giữa tia tớ i vagrave tia nhiễu xạ (noacutei caacutech khaacutec θ lagrave goacutec nghiecircng giữa
tia sang vớ i bề mặt của đaacute opal)
Opal lagrave loại đaacute coacute cấu truacutec tinh thể đầu tiecircn đượ c biết lagrave coacute khả năng khuacutec xạ loại
vật chất đượ c cấu tạo từ caacutec quả cầu cỡ micro vớ i chỉ số khuacutec xạ cao Quang phổ của noacute đatilde
WWWFACEBOOKCOMDAYKEMQUY
WWWBOIDUONGHOAHOCQUYNHONBLOGSPO
WWDAYKEMQUYNHONUCOZCOM
ng goacutep PDF bởi GV Nguyễn Thanh Tuacute
7262019 CHUYEcircN ĐỀ DUYEcircN HẢI BẮC BỘ NĂM 2015 - HOacuteA HỌC TINH THỂ
983107983144983157983161983274983150 đề 983108983112983106983106 983090983088983089983093 983085 983124983145983150983144 983156983144ề 983124983154983137983150983143 983092983097983087983093983092
VI Ứng dụng kiến thức tinh thể vagraveo cuộc sống
(Bagravei được triacutech từ ldquoBagravei chuẩn bị Icho 39rdquo)
HOA QUẢ RAU CỎ VAgrave CAacuteC NGUYEcircN TỬ
Khi giải quyế t vấ n đề nagraveychư a coacute loại rau quả nagraveo bị phaacute hủ y
Năm 1611 nhagrave toaacuten học vagrave thiecircn văn học người Đức Johannes Kepler nghiecircn cứu
sự sắp xếp caacutec viecircn đạn của suacuteng thần cocircng trong một kim tự thaacutep Ocircng khẳng định rằngchỉ coacute một caacutech duy nhất để sắp xếp caacutec quả cầu cứng giống hệt nhau vagraveo một thể tiacutech sao
cho khiacutet nhất coacute thể ldquohellipkhocircng thể coacute thếm bất cứ một caacutech sắp xếp nagraveo khaacutec để chegraven thecircm
dugrave một viecircn đạn nữa vagraveo hogravem đoacuterdquo Ocircng lagrave ngườ i đầu tiecircn phaacutet biểu về một vấn đề như vậy
vagrave sau nagravey noacute đượ c gọi lagrave ldquosự phỏng đoaacuten Keplerrdquo Năm 1998 Giaacuteo sư Thomas Hales1 đatilde
đưa ra giải phaacutep cho ldquosự phỏng đoaacuten Keplerrdquo Nội dung của giải phaacutep nagravey đatilde đượ c trigravenh
bagravey trong loạt bagravei baacuteo trecircn tờ ldquoHigravenh học rờ i rạc vagrave điện toaacutenrdquo ra đờ i từ năm 1997 Ocircng
nghiecircn cứu hơ n 150 caacutech sắp xếp khaacutec nhau khaacutec vớ i caacutech magrave Kepler đatilde đưa ra Giải phaacutep
của Hales đogravei hỏi khoảng 250 trang giấy in vagrave dung lượ ng 3 GB caacutec file trong maacutey tiacutenh
Qua caacutec chứng minh toaacuten học chặt chẽ thuật ngữ ldquosự sắp xếp đặc khiacutet caacutec quả cầurdquo (cps)
đatilde đượ c chấp nhận rộng ratildei trong l ĩ nh vực hoacutea học chất rắn vagrave cho đến nay noacute vẫn cograven giaacute
trị
WWWFACEBOOKCOMDAYKEMQUY
WWWBOIDUONGHOAHOCQUYNHONBLOGSPO
WWDAYKEMQUYNHONUCOZCOM
ng goacutep PDF bởi GV Nguyễn Thanh Tuacute
7262019 CHUYEcircN ĐỀ DUYEcircN HẢI BẮC BỘ NĂM 2015 - HOacuteA HỌC TINH THỂ
983107983144983157983161983274983150 đề 983108983112983106983106 983090983088983089983093 983085 983124983145983150983144 983156983144ề 983124983154983137983150983143 983093983089983087983093983092
thứ 3 đượ c xếp lecircn trecircn khoảng trống của lớ p thứ nhất (xem trườ ng hợ p B higravenh 2) Hatildey
tiacutenh độ chặt khiacutet cho caacutech sắp xếp thứ 2 đượ c gọi lagrave sắp xếp lập phươ ng tacircm diện fbc
d) Coacute một ngườ i nocircng dacircn đatilde xếp lớ p thứ ba theo kiểu fcc vagrave bacircy giờ khocircng xaacutec định
đượ c đacircu lagrave khoảng trống đacircu lagrave rau củ đatilde xếp ở lớ p thứ nhất Giaacute trị sẽ thay đổi như thế
nagraveo do sự sai lệch khi sắp xếp caacutec lớ p chặt khiacutet tiếp theo
3 Giả sử ngườ i nocircng dacircn nảy ra yacute định muốn xếp chung đagraveo vagrave dưa hấu vagraveo xe bằng caacutech
xếp đagraveo vagraveo khoảng trống giữa caacutec quả dưa hấu
a) Hatildey tiacutenh tỉ lệ baacuten kiacutenh giữa quả đagraveo vagrave dưa hấu lớ n nhất coacute thể để traacutenh bị dập caacutec quả
đagraveo trong caacutec trườ ng hợ p xếp đagraveo vagraveo
iLỗ trống lập phươ ng trong kiếu lập phươ ng đơ n giản
ii Lỗ trống baacutet diện trong kiếu lập phươ ng tacircm khối
iii Lỗ trống baacutet diện trong kiếu lập phươ ng tacircm diện
b) Trong caacutec kiếu sắp xếp sc hcp bcc vagrave fcc trung bigravenh vớ i một quả dưa hấu coacute thể
xếp tối đa bao nhiecircu quả đagraveo
c) Tiacutenh giaacute trị lớ n nhất cho caacutec kiếu sắp xếp sc bcc vagrave fcc coacute xếp đagraveo ở caacutec khoảng
trống
4 Hoa quả coacute thể bị hỏng do xe khocircng thoaacuteng gioacute
a) Để giữ caacutec khoảng trống trong kiểu sắp xếp bcc vagrave fcc ngườ i nocircng dacircn quyết định
chỉ xếp caacutec quả đagraveo vagraveo caacutec lỗ trống baacutet diện khocircng nối vớ i nhau qua mặt hay tacircm Trong
trườ ng hợ p nagravey vớ i một quả dưa coacute thể xếp đượ c bao nhiecircu quả đagraveo
b) Ngườ i nocircng dacircn ngh ĩ ra một caacutech khaacutec trong caacutech sắp xếp fcc ocircng xếp đagraveo vagraveo tất cả
caacutec lỗ trống baacutet diện (như trecircn) vagrave vớ i caacutec lỗ trống tứ diện ocircng xếp taacuteo vagraveo Theo caacutech
nagravey vớ i một quả dưa ocircng coacute thể xếp đượ c bao nhiecircu quả taacuteo
Tạo hoacutea cũng lagravem nảy sinh những vấn đề liacute thuacute như ldquosự phỏng đoaacuten Keplerrdquo Ngọc
opal lagrave một loại đaacute tự nhiecircn đượ c cấu tạo từ caacutec quả cầu beacute xiacuteu SiO2
(cỡ micro) sắp xếp đặc
khiacutet vớ i nhau Đặc tiacutenh của opal lagrave coacute thể phaacutet ra caacutec aacutenh saacuteng khaacutec nhau (phaacutet ngũ sắc) khi
đượ c chiếu saacuteng Hiện tượ ng nagravey đượ c giải thiacutech bằng sự nhiễu xạ aacutenh saacuteng nhigraven thấy tuacircn
theo định luật Bragg λ = 2d sinθ
Trong đoacute λ lagrave độ dagravei soacuteng của tia saacuteng d lagrave khoảng caacutech giữa caacutec lớ p sắp xếp chặtkhiacutet trong opal 2θ lagrave goacutec giữa tia tớ i vagrave tia nhiễu xạ (noacutei caacutech khaacutec θ lagrave goacutec nghiecircng giữa
tia sang vớ i bề mặt của đaacute opal)
Opal lagrave loại đaacute coacute cấu truacutec tinh thể đầu tiecircn đượ c biết lagrave coacute khả năng khuacutec xạ loại
vật chất đượ c cấu tạo từ caacutec quả cầu cỡ micro vớ i chỉ số khuacutec xạ cao Quang phổ của noacute đatilde
WWWFACEBOOKCOMDAYKEMQUY
WWWBOIDUONGHOAHOCQUYNHONBLOGSPO
WWDAYKEMQUYNHONUCOZCOM
ng goacutep PDF bởi GV Nguyễn Thanh Tuacute
7262019 CHUYEcircN ĐỀ DUYEcircN HẢI BẮC BỘ NĂM 2015 - HOacuteA HỌC TINH THỂ
983107983144983157983161983274983150 đề 983108983112983106983106 983090983088983089983093 983085 983124983145983150983144 983156983144ề 983124983154983137983150983143 983092983097983087983093983092
VI Ứng dụng kiến thức tinh thể vagraveo cuộc sống
(Bagravei được triacutech từ ldquoBagravei chuẩn bị Icho 39rdquo)
HOA QUẢ RAU CỎ VAgrave CAacuteC NGUYEcircN TỬ
Khi giải quyế t vấ n đề nagraveychư a coacute loại rau quả nagraveo bị phaacute hủ y
Năm 1611 nhagrave toaacuten học vagrave thiecircn văn học người Đức Johannes Kepler nghiecircn cứu
sự sắp xếp caacutec viecircn đạn của suacuteng thần cocircng trong một kim tự thaacutep Ocircng khẳng định rằngchỉ coacute một caacutech duy nhất để sắp xếp caacutec quả cầu cứng giống hệt nhau vagraveo một thể tiacutech sao
cho khiacutet nhất coacute thể ldquohellipkhocircng thể coacute thếm bất cứ một caacutech sắp xếp nagraveo khaacutec để chegraven thecircm
dugrave một viecircn đạn nữa vagraveo hogravem đoacuterdquo Ocircng lagrave ngườ i đầu tiecircn phaacutet biểu về một vấn đề như vậy
vagrave sau nagravey noacute đượ c gọi lagrave ldquosự phỏng đoaacuten Keplerrdquo Năm 1998 Giaacuteo sư Thomas Hales1 đatilde
đưa ra giải phaacutep cho ldquosự phỏng đoaacuten Keplerrdquo Nội dung của giải phaacutep nagravey đatilde đượ c trigravenh
bagravey trong loạt bagravei baacuteo trecircn tờ ldquoHigravenh học rờ i rạc vagrave điện toaacutenrdquo ra đờ i từ năm 1997 Ocircng
nghiecircn cứu hơ n 150 caacutech sắp xếp khaacutec nhau khaacutec vớ i caacutech magrave Kepler đatilde đưa ra Giải phaacutep
của Hales đogravei hỏi khoảng 250 trang giấy in vagrave dung lượ ng 3 GB caacutec file trong maacutey tiacutenh
Qua caacutec chứng minh toaacuten học chặt chẽ thuật ngữ ldquosự sắp xếp đặc khiacutet caacutec quả cầurdquo (cps)
đatilde đượ c chấp nhận rộng ratildei trong l ĩ nh vực hoacutea học chất rắn vagrave cho đến nay noacute vẫn cograven giaacute
trị
WWWFACEBOOKCOMDAYKEMQUY
WWWBOIDUONGHOAHOCQUYNHONBLOGSPO
WWDAYKEMQUYNHONUCOZCOM
ng goacutep PDF bởi GV Nguyễn Thanh Tuacute
7262019 CHUYEcircN ĐỀ DUYEcircN HẢI BẮC BỘ NĂM 2015 - HOacuteA HỌC TINH THỂ
983107983144983157983161983274983150 đề 983108983112983106983106 983090983088983089983093 983085 983124983145983150983144 983156983144ề 983124983154983137983150983143 983093983089983087983093983092
thứ 3 đượ c xếp lecircn trecircn khoảng trống của lớ p thứ nhất (xem trườ ng hợ p B higravenh 2) Hatildey
tiacutenh độ chặt khiacutet cho caacutech sắp xếp thứ 2 đượ c gọi lagrave sắp xếp lập phươ ng tacircm diện fbc
d) Coacute một ngườ i nocircng dacircn đatilde xếp lớ p thứ ba theo kiểu fcc vagrave bacircy giờ khocircng xaacutec định
đượ c đacircu lagrave khoảng trống đacircu lagrave rau củ đatilde xếp ở lớ p thứ nhất Giaacute trị sẽ thay đổi như thế
nagraveo do sự sai lệch khi sắp xếp caacutec lớ p chặt khiacutet tiếp theo
3 Giả sử ngườ i nocircng dacircn nảy ra yacute định muốn xếp chung đagraveo vagrave dưa hấu vagraveo xe bằng caacutech
xếp đagraveo vagraveo khoảng trống giữa caacutec quả dưa hấu
a) Hatildey tiacutenh tỉ lệ baacuten kiacutenh giữa quả đagraveo vagrave dưa hấu lớ n nhất coacute thể để traacutenh bị dập caacutec quả
đagraveo trong caacutec trườ ng hợ p xếp đagraveo vagraveo
iLỗ trống lập phươ ng trong kiếu lập phươ ng đơ n giản
ii Lỗ trống baacutet diện trong kiếu lập phươ ng tacircm khối
iii Lỗ trống baacutet diện trong kiếu lập phươ ng tacircm diện
b) Trong caacutec kiếu sắp xếp sc hcp bcc vagrave fcc trung bigravenh vớ i một quả dưa hấu coacute thể
xếp tối đa bao nhiecircu quả đagraveo
c) Tiacutenh giaacute trị lớ n nhất cho caacutec kiếu sắp xếp sc bcc vagrave fcc coacute xếp đagraveo ở caacutec khoảng
trống
4 Hoa quả coacute thể bị hỏng do xe khocircng thoaacuteng gioacute
a) Để giữ caacutec khoảng trống trong kiểu sắp xếp bcc vagrave fcc ngườ i nocircng dacircn quyết định
chỉ xếp caacutec quả đagraveo vagraveo caacutec lỗ trống baacutet diện khocircng nối vớ i nhau qua mặt hay tacircm Trong
trườ ng hợ p nagravey vớ i một quả dưa coacute thể xếp đượ c bao nhiecircu quả đagraveo
b) Ngườ i nocircng dacircn ngh ĩ ra một caacutech khaacutec trong caacutech sắp xếp fcc ocircng xếp đagraveo vagraveo tất cả
caacutec lỗ trống baacutet diện (như trecircn) vagrave vớ i caacutec lỗ trống tứ diện ocircng xếp taacuteo vagraveo Theo caacutech
nagravey vớ i một quả dưa ocircng coacute thể xếp đượ c bao nhiecircu quả taacuteo
Tạo hoacutea cũng lagravem nảy sinh những vấn đề liacute thuacute như ldquosự phỏng đoaacuten Keplerrdquo Ngọc
opal lagrave một loại đaacute tự nhiecircn đượ c cấu tạo từ caacutec quả cầu beacute xiacuteu SiO2
(cỡ micro) sắp xếp đặc
khiacutet vớ i nhau Đặc tiacutenh của opal lagrave coacute thể phaacutet ra caacutec aacutenh saacuteng khaacutec nhau (phaacutet ngũ sắc) khi
đượ c chiếu saacuteng Hiện tượ ng nagravey đượ c giải thiacutech bằng sự nhiễu xạ aacutenh saacuteng nhigraven thấy tuacircn
theo định luật Bragg λ = 2d sinθ
Trong đoacute λ lagrave độ dagravei soacuteng của tia saacuteng d lagrave khoảng caacutech giữa caacutec lớ p sắp xếp chặtkhiacutet trong opal 2θ lagrave goacutec giữa tia tớ i vagrave tia nhiễu xạ (noacutei caacutech khaacutec θ lagrave goacutec nghiecircng giữa
tia sang vớ i bề mặt của đaacute opal)
Opal lagrave loại đaacute coacute cấu truacutec tinh thể đầu tiecircn đượ c biết lagrave coacute khả năng khuacutec xạ loại
vật chất đượ c cấu tạo từ caacutec quả cầu cỡ micro vớ i chỉ số khuacutec xạ cao Quang phổ của noacute đatilde
WWWFACEBOOKCOMDAYKEMQUY
WWWBOIDUONGHOAHOCQUYNHONBLOGSPO
WWDAYKEMQUYNHONUCOZCOM
ng goacutep PDF bởi GV Nguyễn Thanh Tuacute
7262019 CHUYEcircN ĐỀ DUYEcircN HẢI BẮC BỘ NĂM 2015 - HOacuteA HỌC TINH THỂ
983107983144983157983161983274983150 đề 983108983112983106983106 983090983088983089983093 983085 983124983145983150983144 983156983144ề 983124983154983137983150983143 983093983089983087983093983092
thứ 3 đượ c xếp lecircn trecircn khoảng trống của lớ p thứ nhất (xem trườ ng hợ p B higravenh 2) Hatildey
tiacutenh độ chặt khiacutet cho caacutech sắp xếp thứ 2 đượ c gọi lagrave sắp xếp lập phươ ng tacircm diện fbc
d) Coacute một ngườ i nocircng dacircn đatilde xếp lớ p thứ ba theo kiểu fcc vagrave bacircy giờ khocircng xaacutec định
đượ c đacircu lagrave khoảng trống đacircu lagrave rau củ đatilde xếp ở lớ p thứ nhất Giaacute trị sẽ thay đổi như thế
nagraveo do sự sai lệch khi sắp xếp caacutec lớ p chặt khiacutet tiếp theo
3 Giả sử ngườ i nocircng dacircn nảy ra yacute định muốn xếp chung đagraveo vagrave dưa hấu vagraveo xe bằng caacutech
xếp đagraveo vagraveo khoảng trống giữa caacutec quả dưa hấu
a) Hatildey tiacutenh tỉ lệ baacuten kiacutenh giữa quả đagraveo vagrave dưa hấu lớ n nhất coacute thể để traacutenh bị dập caacutec quả
đagraveo trong caacutec trườ ng hợ p xếp đagraveo vagraveo
iLỗ trống lập phươ ng trong kiếu lập phươ ng đơ n giản
ii Lỗ trống baacutet diện trong kiếu lập phươ ng tacircm khối
iii Lỗ trống baacutet diện trong kiếu lập phươ ng tacircm diện
b) Trong caacutec kiếu sắp xếp sc hcp bcc vagrave fcc trung bigravenh vớ i một quả dưa hấu coacute thể
xếp tối đa bao nhiecircu quả đagraveo
c) Tiacutenh giaacute trị lớ n nhất cho caacutec kiếu sắp xếp sc bcc vagrave fcc coacute xếp đagraveo ở caacutec khoảng
trống
4 Hoa quả coacute thể bị hỏng do xe khocircng thoaacuteng gioacute
a) Để giữ caacutec khoảng trống trong kiểu sắp xếp bcc vagrave fcc ngườ i nocircng dacircn quyết định
chỉ xếp caacutec quả đagraveo vagraveo caacutec lỗ trống baacutet diện khocircng nối vớ i nhau qua mặt hay tacircm Trong
trườ ng hợ p nagravey vớ i một quả dưa coacute thể xếp đượ c bao nhiecircu quả đagraveo
b) Ngườ i nocircng dacircn ngh ĩ ra một caacutech khaacutec trong caacutech sắp xếp fcc ocircng xếp đagraveo vagraveo tất cả
caacutec lỗ trống baacutet diện (như trecircn) vagrave vớ i caacutec lỗ trống tứ diện ocircng xếp taacuteo vagraveo Theo caacutech
nagravey vớ i một quả dưa ocircng coacute thể xếp đượ c bao nhiecircu quả taacuteo
Tạo hoacutea cũng lagravem nảy sinh những vấn đề liacute thuacute như ldquosự phỏng đoaacuten Keplerrdquo Ngọc
opal lagrave một loại đaacute tự nhiecircn đượ c cấu tạo từ caacutec quả cầu beacute xiacuteu SiO2
(cỡ micro) sắp xếp đặc
khiacutet vớ i nhau Đặc tiacutenh của opal lagrave coacute thể phaacutet ra caacutec aacutenh saacuteng khaacutec nhau (phaacutet ngũ sắc) khi
đượ c chiếu saacuteng Hiện tượ ng nagravey đượ c giải thiacutech bằng sự nhiễu xạ aacutenh saacuteng nhigraven thấy tuacircn
theo định luật Bragg λ = 2d sinθ
Trong đoacute λ lagrave độ dagravei soacuteng của tia saacuteng d lagrave khoảng caacutech giữa caacutec lớ p sắp xếp chặtkhiacutet trong opal 2θ lagrave goacutec giữa tia tớ i vagrave tia nhiễu xạ (noacutei caacutech khaacutec θ lagrave goacutec nghiecircng giữa
tia sang vớ i bề mặt của đaacute opal)
Opal lagrave loại đaacute coacute cấu truacutec tinh thể đầu tiecircn đượ c biết lagrave coacute khả năng khuacutec xạ loại
vật chất đượ c cấu tạo từ caacutec quả cầu cỡ micro vớ i chỉ số khuacutec xạ cao Quang phổ của noacute đatilde
WWWFACEBOOKCOMDAYKEMQUY
WWWBOIDUONGHOAHOCQUYNHONBLOGSPO
WWDAYKEMQUYNHONUCOZCOM
ng goacutep PDF bởi GV Nguyễn Thanh Tuacute
7262019 CHUYEcircN ĐỀ DUYEcircN HẢI BẮC BỘ NĂM 2015 - HOacuteA HỌC TINH THỂ
983107983144983157983161983274983150 đề 983108983112983106983106 983090983088983089983093 983085 983124983145983150983144 983156983144ề 983124983154983137983150983143 983093983089983087983093983092
thứ 3 đượ c xếp lecircn trecircn khoảng trống của lớ p thứ nhất (xem trườ ng hợ p B higravenh 2) Hatildey
tiacutenh độ chặt khiacutet cho caacutech sắp xếp thứ 2 đượ c gọi lagrave sắp xếp lập phươ ng tacircm diện fbc
d) Coacute một ngườ i nocircng dacircn đatilde xếp lớ p thứ ba theo kiểu fcc vagrave bacircy giờ khocircng xaacutec định
đượ c đacircu lagrave khoảng trống đacircu lagrave rau củ đatilde xếp ở lớ p thứ nhất Giaacute trị sẽ thay đổi như thế
nagraveo do sự sai lệch khi sắp xếp caacutec lớ p chặt khiacutet tiếp theo
3 Giả sử ngườ i nocircng dacircn nảy ra yacute định muốn xếp chung đagraveo vagrave dưa hấu vagraveo xe bằng caacutech
xếp đagraveo vagraveo khoảng trống giữa caacutec quả dưa hấu
a) Hatildey tiacutenh tỉ lệ baacuten kiacutenh giữa quả đagraveo vagrave dưa hấu lớ n nhất coacute thể để traacutenh bị dập caacutec quả
đagraveo trong caacutec trườ ng hợ p xếp đagraveo vagraveo
iLỗ trống lập phươ ng trong kiếu lập phươ ng đơ n giản
ii Lỗ trống baacutet diện trong kiếu lập phươ ng tacircm khối
iii Lỗ trống baacutet diện trong kiếu lập phươ ng tacircm diện
b) Trong caacutec kiếu sắp xếp sc hcp bcc vagrave fcc trung bigravenh vớ i một quả dưa hấu coacute thể
xếp tối đa bao nhiecircu quả đagraveo
c) Tiacutenh giaacute trị lớ n nhất cho caacutec kiếu sắp xếp sc bcc vagrave fcc coacute xếp đagraveo ở caacutec khoảng
trống
4 Hoa quả coacute thể bị hỏng do xe khocircng thoaacuteng gioacute
a) Để giữ caacutec khoảng trống trong kiểu sắp xếp bcc vagrave fcc ngườ i nocircng dacircn quyết định
chỉ xếp caacutec quả đagraveo vagraveo caacutec lỗ trống baacutet diện khocircng nối vớ i nhau qua mặt hay tacircm Trong
trườ ng hợ p nagravey vớ i một quả dưa coacute thể xếp đượ c bao nhiecircu quả đagraveo
b) Ngườ i nocircng dacircn ngh ĩ ra một caacutech khaacutec trong caacutech sắp xếp fcc ocircng xếp đagraveo vagraveo tất cả
caacutec lỗ trống baacutet diện (như trecircn) vagrave vớ i caacutec lỗ trống tứ diện ocircng xếp taacuteo vagraveo Theo caacutech
nagravey vớ i một quả dưa ocircng coacute thể xếp đượ c bao nhiecircu quả taacuteo
Tạo hoacutea cũng lagravem nảy sinh những vấn đề liacute thuacute như ldquosự phỏng đoaacuten Keplerrdquo Ngọc
opal lagrave một loại đaacute tự nhiecircn đượ c cấu tạo từ caacutec quả cầu beacute xiacuteu SiO2
(cỡ micro) sắp xếp đặc
khiacutet vớ i nhau Đặc tiacutenh của opal lagrave coacute thể phaacutet ra caacutec aacutenh saacuteng khaacutec nhau (phaacutet ngũ sắc) khi
đượ c chiếu saacuteng Hiện tượ ng nagravey đượ c giải thiacutech bằng sự nhiễu xạ aacutenh saacuteng nhigraven thấy tuacircn
theo định luật Bragg λ = 2d sinθ
Trong đoacute λ lagrave độ dagravei soacuteng của tia saacuteng d lagrave khoảng caacutech giữa caacutec lớ p sắp xếp chặtkhiacutet trong opal 2θ lagrave goacutec giữa tia tớ i vagrave tia nhiễu xạ (noacutei caacutech khaacutec θ lagrave goacutec nghiecircng giữa
tia sang vớ i bề mặt của đaacute opal)
Opal lagrave loại đaacute coacute cấu truacutec tinh thể đầu tiecircn đượ c biết lagrave coacute khả năng khuacutec xạ loại
vật chất đượ c cấu tạo từ caacutec quả cầu cỡ micro vớ i chỉ số khuacutec xạ cao Quang phổ của noacute đatilde
WWWFACEBOOKCOMDAYKEMQUY
WWWBOIDUONGHOAHOCQUYNHONBLOGSPO
WWDAYKEMQUYNHONUCOZCOM
ng goacutep PDF bởi GV Nguyễn Thanh Tuacute
7262019 CHUYEcircN ĐỀ DUYEcircN HẢI BẮC BỘ NĂM 2015 - HOacuteA HỌC TINH THỂ