金属、非金属及其化合物在科学研究和工业生产中具有重要的用途。
(1)FeCl3溶液用于检验食用香精乙酰乙酸乙酯时,会生成紫色配合物,其配离子结构如图所示:
①此配合物中,Fe3+ 的M层电子排布式为_________ ;
②此配离子中配体为C6H10O3,则该配离子的化学式为_________ ,配位数为_______ 。
(2)杂化轨道理论认为六配位的正八面体构型是由中心原子提供2个d轨道、1个s轨道和3个p轨道形成的杂化轨道,根据中心原子提供的d轨道是内层的还是外层的分为内轨型和外轨型。Fe(CN)属于内轨型配离子,中心离子采取d2sp3杂化;SF6属于外轨型化合物,推测S原子采取_________ 杂化。
(3)科学家合成了一种阳离子为“N”,其结构是对称的。5个N排成“V”形,每个N原子都达到8电子稳定结构,且含有2个氮氮三键;此后又合成了一种含有“N”化学式为“N8”的离子晶体,写出“N”结构式__________ ,写出一种与阴离子互为等电子体的分子的化学式:_________ 。
(4)N4H易被植物吸收,但它遇到碱时会生成类似白磷的N4分子,不能被吸收。1个N4H中含有______ 个σ键。
(5)某种磁性氮化铁的晶胞结构如图所示,该化合物的化学式为______ 。若晶胞底边长为a nm,高为c nm,则这种磁性氮化铁的晶体密度为 ___________ g/㎝3(用含a、c和NA的式子表示)。
(1)FeCl3溶液用于检验食用香精乙酰乙酸乙酯时,会生成紫色配合物,其配离子结构如图所示:
①此配合物中,Fe3+ 的M层电子排布式为
②此配离子中配体为C6H10O3,则该配离子的化学式为
(2)杂化轨道理论认为六配位的正八面体构型是由中心原子提供2个d轨道、1个s轨道和3个p轨道形成的杂化轨道,根据中心原子提供的d轨道是内层的还是外层的分为内轨型和外轨型。Fe(CN)属于内轨型配离子,中心离子采取d2sp3杂化;SF6属于外轨型化合物,推测S原子采取
(3)科学家合成了一种阳离子为“N”,其结构是对称的。5个N排成“V”形,每个N原子都达到8电子稳定结构,且含有2个氮氮三键;此后又合成了一种含有“N”化学式为“N8”的离子晶体,写出“N”结构式
(4)N4H易被植物吸收,但它遇到碱时会生成类似白磷的N4分子,不能被吸收。1个N4H中含有
(5)某种磁性氮化铁的晶胞结构如图所示,该化合物的化学式为
更新时间:2021-10-21 00:28:43
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【推荐1】N、P、Ga、Cu、Zn等常见元素,在电子、材料、生命科学等领域应用广泛,回答下列问题:
(1)GaN是制造5G芯片的材料,氮化镓和氮化铝LED可发出紫外光。回答下列问题:
①基态Ga原子的核外电子排布式为______________ 。
②根据元素周期律,元素的电负性Ga_____ (填“大于”或“小于”,下同)As。
(2)已知Cu、Zn的第二电离能分别为1957.9kJ·mol-1、1733.3kJ·mol-1,前者高于后者的原因是_____________ 。
(3)磷(P)是组成生命物质的重要元素,回答下列问题。
①基态P原子外围电子的轨道表示式为___ 。与氮(N)相比,第一电离能P_____ N(填“=”“>”或“<”)。每个白磷分子中有____ 个σ键。
②PH3的分子构型与NH3的分子构型相似。下列说法正确的是_____ 。
A. P—H键的极性大于N—H键的极性
B.PH3的键角大于NH3的键角,但小于BF3分子中的键角
C.PH3中P—H键的键长大于N—H键的键长
D. N、P的第一电离能均比同周期相邻元素的大
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①基态Ga原子的核外电子排布式为
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①基态P原子外围电子的轨道表示式为
②PH3的分子构型与NH3的分子构型相似。下列说法正确的是
A. P—H键的极性大于N—H键的极性
B.PH3的键角大于NH3的键角,但小于BF3分子中的键角
C.PH3中P—H键的键长大于N—H键的键长
D. N、P的第一电离能均比同周期相邻元素的大
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【推荐2】氮元素和氯元素在自然界广泛存在,请回答下列问题:
(1)氮元素原子核外有_______ 个未成对电子,有_______ 种能量不同的电子。
(2)氯元素在周期表中的位置是_______ ,其原子最外层电子排布式为_______ 。
(3)氮和磷是同主族元素,下列能说明二者非金属性相对强弱的是_______ (填编号)。
a.比稳定性强
b.氮气性质很稳定,而磷较活泼,可在空气中燃烧。
c.硝酸显强氧化性,磷酸不显强氧化性
d.氮气常温是气体,磷单质是固体
(4)已知,氯胺熔点-66℃,熔点340℃,氯胺中所有原子最外层均满足饱和结构,则其电子式为_______ ;从物质结构的角度解释两者熔点相差较大的原因_______ 。
(5)比HClO稳定性高,易水解,因水解后能产生可杀菌消毒的物质而成为饮用水的缓释消毒剂,发生水解的化学方程式为_______ 。
(6)实验室常用排饱和食盐水的方法收集氯气,请用平衡移动原理解释用饱和食盐水而不用水的原因:_______ 。
(1)氮元素原子核外有
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解题方法
【推荐3】晶体硅是制备太阳能电池板的主要原料,电池板中还含有硼、氮、钛、钻、钙等多种化学物质。请回答下列问题:
(1)区分晶体硼和无定形硼最可靠的科学方法为___________ 。第二周期元素的电负性按由小到大的顺序排列,B元素排在第__________ 位,其基态原子价层电子的电子云轮廊图为_______________ 。
(2)硅酸根有多种结构形式,一种无限长链状结构如图1所示,其化学式为____________ ,Si原子的杂化类型为__________________ 。
(3) N元素位于元素周期表_____________ 区;基态N原子中,核外电子占据最高能级的电子云有______ 伸展方向。
(4)[Co(NH3)6]3+的几何构型为正八面体形,Co在中心。
①[Co(NH3)6]3+中,1个Co提供_______________ 个空轨道。
②若将[Co(NH3)6]3+中的两个NH3分子换成两个Cl-,可以形成_____________ 种不同的结构形式。
(5)—种由Ca、Ti、O三种元素形成的晶体的立方晶胞结构如图2所示。
①与Ti紧邻的Ca有___________________ 个。
②若Ca与O之间的最短距离为α pm,阿伏伽德罗常数的值为NA,则晶体的密度ρ=______ g· cm-3(用含α、NA的代数式表示)。
(1)区分晶体硼和无定形硼最可靠的科学方法为
(2)硅酸根有多种结构形式,一种无限长链状结构如图1所示,其化学式为
(3) N元素位于元素周期表
(4)[Co(NH3)6]3+的几何构型为正八面体形,Co在中心。
①[Co(NH3)6]3+中,1个Co提供
②若将[Co(NH3)6]3+中的两个NH3分子换成两个Cl-,可以形成
(5)—种由Ca、Ti、O三种元素形成的晶体的立方晶胞结构如图2所示。
①与Ti紧邻的Ca有
②若Ca与O之间的最短距离为α pm,阿伏伽德罗常数的值为NA,则晶体的密度ρ=
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【推荐1】乙酸锰可用于制造钠离子电池的负极材料。可用如下反应制得乙酸锰: 4Mn(NO3)2·6H2O+26(CH3CO)2O=4(CH3COO)3Mn+8HNO2+3O2↑+40CH3COOH。
(1)Mn3+基态价层电子排布图为________ 。
(2)Mn(NO3)2·6H2O中非金属元素第一电离能从大到小的顺序__________ 。从电子云重叠的方式看N中存在的化学键类型有__________ 。
(3)与NO2-互为等电子体的一种分子的化学式为________ 。
(4)1molCH3COOH中含有的σ键数目为___________ 。CH3COOH分子通过氢键形成环状二聚物,写出含氢键表示的环状二聚物的结构简式___________ 。
(5)镁铝合金经过高温淬火获得一种储钠材料,其晶胞为立方结构(如图所示),图中原子位于顶点或面心。该晶体中每个铝原子周围距离最近的镁原子数目为_________ 。镁铝合金密度为ρg/cm3,则该晶胞的边长为__________ nm(阿伏加 德罗常数的值为N)。
(1)Mn3+基态价层电子排布图为
(2)Mn(NO3)2·6H2O中非金属元素第一电离能从大到小的顺序
(3)与NO2-互为等电子体的一种分子的化学式为
(4)1molCH3COOH中含有的σ键数目为
(5)镁铝合金经过高温淬火获得一种储钠材料,其晶胞为立方结构(如图所示),图中原子位于顶点或面心。该晶体中每个铝原子周围距离最近的镁原子数目为
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解题方法
【推荐2】氮及其化合物在生产生活中有广泛的应用。回答下列问题:
(1)基态N原子的核外电子共有_______ 种空间运动状态;第一电离能从大到小的顺序为_______ 。
(2)标准状况下,1体积水最多能溶解0.024体积,1体积水最多能溶解0.485体积,在水中溶解度大于的原因是_______ 。
(3)的VSEPR模型为_______ ,与互为等电子体的粒子有_______ (任意写出两种)。
(4)联氨可用于处理水中的溶解氧,其反应机理如下图所示:
①的沸点高于的原因为_______ 。
②等物质的量的与中所含键数目之比为_______ 。
(5)氮化钼晶胞如图所示,氮化钼的化学式为_______ ;若晶胞边长为,则晶体的密度为_______ 为阿伏加德罗常数的值)。
(1)基态N原子的核外电子共有
(2)标准状况下,1体积水最多能溶解0.024体积,1体积水最多能溶解0.485体积,在水中溶解度大于的原因是
(3)的VSEPR模型为
(4)联氨可用于处理水中的溶解氧,其反应机理如下图所示:
①的沸点高于的原因为
②等物质的量的与中所含键数目之比为
(5)氮化钼晶胞如图所示,氮化钼的化学式为
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【推荐3】锰的单质及其化合物的用途非常广泛.回答下列问题:
(1)基态锰原子的核外电子排布式为_______ ,其d轨道中未成对电子数为__________ .
(2)MnO的熔点(1650℃)比MnS的熔点(1610℃)高,它们都属于___ 晶体。前者熔点较高的原因是_____________ 。
(3)锰的一种配合物的化学式为Mn(BH4)2(THF)3,THF的结构简式如图所示。
① 与Mn2+形成配位键的原子为_______ (填元素符号)。
② BH4-的空间构型为_______ ,其中B原子的杂化轨道类型为________ 。
③ 写出两种与BH4-互为等电子体的分子或离子:___________ 。
(4)一种磁性材料的单晶胞结构如图所示。
① 该晶胞中碳原子的原子坐标为________ 。
② Mn在晶体中的堆积方式为________ (填“简单立方”“体心立方”“面心立方最密”或“六方最密") 堆积。
③ 若该晶胞的边长为a pm,NA表示阿伏伽德罗常数的数值,则该晶体密度的表达式为ρ=_____ 。
(1)基态锰原子的核外电子排布式为
(2)MnO的熔点(1650℃)比MnS的熔点(1610℃)高,它们都属于
(3)锰的一种配合物的化学式为Mn(BH4)2(THF)3,THF的结构简式如图所示。
① 与Mn2+形成配位键的原子为
② BH4-的空间构型为
③ 写出两种与BH4-互为等电子体的分子或离子:
(4)一种磁性材料的单晶胞结构如图所示。
① 该晶胞中碳原子的原子坐标为
② Mn在晶体中的堆积方式为
③ 若该晶胞的边长为a pm,NA表示阿伏伽德罗常数的数值,则该晶体密度的表达式为ρ=
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解答题-原理综合题
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【推荐1】CS2是一种重要的化工原料。工业上可以利用硫(S8)与CH4为原料制备CS2、S8受热分解成气态S2,发生反应,回答下列问题:
I.
(1)CH4的电子式为___________ ,CS2分子的空间构型为___________ ,该反应的平衡常数表达式为___________ 。
II.某温度下,若S8完全分解成气态S2。在恒温密闭容器中,S2与CH4物质的量比为2:1时开始反应。
(2)当CS2的体积分数为10%时,CH4的转化率为___________ 。
(3)当以下数值不变时,能说明该反应达到平衡的是___________ (填序号)。
a.气体密度 b.气体总压 c.CH4与S2体积比 d.CS2的体积分数
(4)一定条件下,CH4的平衡转化率、S8分解产生S2的体积分数随温度的变化曲线如图所示。据图分析,生成CS2的反应为___________ (填“放热”或“吸热”)反应。工业上通常采用在600~650℃的条件下进行此反应,不采用低于600℃的原因是___________ 。
(5)用燃煤废气(含N2、O2、SO2、CO2、H2O、NOx等)使尾气中的H2S特化为单后硫S,可实现废物利用,保护环境,写出其中一个反应的化学方程式___________ 。
I.
(1)CH4的电子式为
II.某温度下,若S8完全分解成气态S2。在恒温密闭容器中,S2与CH4物质的量比为2:1时开始反应。
(2)当CS2的体积分数为10%时,CH4的转化率为
(3)当以下数值不变时,能说明该反应达到平衡的是
a.气体密度 b.气体总压 c.CH4与S2体积比 d.CS2的体积分数
(4)一定条件下,CH4的平衡转化率、S8分解产生S2的体积分数随温度的变化曲线如图所示。据图分析,生成CS2的反应为
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【推荐2】CuO、Cu2S等含铜化合物可以催化合成HCOOH。回答下列问题:
(1)基态铜原子的价电子排布式为___________ ,其核外电子占据的原子轨道共有___________ 个。
(2)HCOOH中元素电负性从大到小的顺序为___________ ;催化过程中可能产生,的空间构型为___________ ,碳氧键的平均键长比CH3OH要___________ (填“长”或“短”);在有机溶剂中,H2SO4的电离平衡常数Ka1(H2SO4)比H2CO3的电离平衡常数Ka1(H2CO3)大,除S的非金属性比C强外,在分子结构上还存在的原因是___________ 。
(3)已知Cu2S晶胞中S2-的位置如图所示,Cu+位于S2-所构成的正四面体中心。
S2-配位数为___________ ;已知图中A处(S2-)的原子分数坐标为(0,0,0),则晶胞中与A距离最近的Cu+的原子分数坐标为___________ ;若晶胞参数anm,晶体的密度为dg·cm-3,则阿伏加德罗常数的值为___________ (用含a和d的式子表示)。
(1)基态铜原子的价电子排布式为
(2)HCOOH中元素电负性从大到小的顺序为
(3)已知Cu2S晶胞中S2-的位置如图所示,Cu+位于S2-所构成的正四面体中心。
S2-配位数为
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【推荐3】过渡元素锰能形成很多重要的化合物。三醋酸锰[(CH3CO0)3Mn)]是一种很好的有机反应氧化剂,可由硝酸锰晶体和乙酸酐反应制得:4Mn(NO3)2·6H2O+26(CH3CO)2O = 4(CH3COO)3Mn+8HNO2+3O2↑+ 40CH3COOH,请回答下列问题:
(1)CH3COOH中所含元素的电负性由大到小的顺序为___________ (用元素符号表示)。
(2)的空间结构___________
(3)三醋酸锰[(CH3COO)3Mn)]中阳离子的价层电子的轨道表示式为___________ ,该价层排布式中电子的自旋状态 ___________ (填“相同”或“相反”)。
(4)三醋酸锰是一种配合物,其结构如图1所示,其中配位键数为___________ 。乙酸酐[(CH3CO)2O]可由CH3COOH在一定条件下脱水形成,其结构如图2所示,已知羧酸是一大类含羧基(-COOH)的有机酸,其酸性强弱由羧基中的羟基的极性大小决定。请解释CH3COOH的酸性强于CH3CH2COOH的原因 ___________
(5)氮化锰的立方晶胞结构如图3所示,该晶胞的晶胞参数为anm,NA为阿伏加德罗常数的值。
①氮化锰的化学式为___________ 。
②该晶体的密度为___________ (用a、NA的代数式表示)。
(1)CH3COOH中所含元素的电负性由大到小的顺序为
(2)的空间结构
(3)三醋酸锰[(CH3COO)3Mn)]中阳离子的价层电子的轨道表示式为
(4)三醋酸锰是一种配合物,其结构如图1所示,其中配位键数为
(5)氮化锰的立方晶胞结构如图3所示,该晶胞的晶胞参数为anm,NA为阿伏加德罗常数的值。
①氮化锰的化学式为
②该晶体的密度为
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【推荐1】请回答下列问题:
(1)CH3COOH与HCOOCH3(甲酸甲酯)互为同分异构体,HCOOCH3分子中σ键和π键的数目之比为___________ 。乙酸和甲酸甲酯中沸点较高的是___________ ,主要原因是___________ 。
(2)配合物Fe(CO)5的熔点为-20 ℃,沸点为103 ℃,可用于制备纯铁。Fe(CO)5的结构式如图所示。
关于Fe(CO)5,下列说法正确的是___________ 。
A.Fe(CO)5是非极性分子,CO是极性分子 B.Fe(CO)5中Fe原子以sp3杂化方式与CO成键
C.1 mol Fe(CO)5含有10 mol σ键 D.反应Fe(CO)5=Fe+5CO没有新化学键生成
E.Fe(CO)5晶体类型属于分子晶体
(3)砷元素的常见化合价有+3和+5,它们对应的含氧酸有H3AsO3和H3AsO4两种,其中H3AsO4的性比H3AsO3的酸性强,从物质结构与性质的关系来看,H3AsO4的酸性比H3AsO3的酸性强的原因是___________ 。
(4)向CuSO4溶液中加入少量氨水生成蓝色沉淀,继续加入过量氨水沉淀溶解,得到深蓝色透明溶液,最后向该溶液中加入一定量乙醇,析出[Cu(NH3)4]SO4·H2O晶体,加入乙醇后析出[Cu(NH3)4]SO4·H2O晶体的原因是___________ 。
(5)1986年,瑞士两位科学家发现一种性能良好的金属氧化物超导体,使超导工作取得突破性进展,为此两位科学家获得了1987年的Nobel物理学奖。其晶胞结构如图。
①根据图示晶胞结构,推算晶体中Y、Cu、Ba和O原子个数比,其化学式___________ 。已知该化合物中各元素的化合价Y为+3价,Ba为+2价,Cu为+2价(a)和Cu为+3价(b),根据前面所推出的化合物的组成,试计算化合物中这两种价态Cu(a:b)原子个数比___________ 。
②(N5)6(H3O)3(NH4)4Cl的晶体密度为d g·cm-3,其立方晶胞参数为a nm,晶胞中含有y个[(N5)6(H3O)3(NH4)4Cl]单元,该单元的相对质量为M,则y的计算表达式为___________ 。
(1)CH3COOH与HCOOCH3(甲酸甲酯)互为同分异构体,HCOOCH3分子中σ键和π键的数目之比为
(2)配合物Fe(CO)5的熔点为-20 ℃,沸点为103 ℃,可用于制备纯铁。Fe(CO)5的结构式如图所示。
关于Fe(CO)5,下列说法正确的是
A.Fe(CO)5是非极性分子,CO是极性分子 B.Fe(CO)5中Fe原子以sp3杂化方式与CO成键
C.1 mol Fe(CO)5含有10 mol σ键 D.反应Fe(CO)5=Fe+5CO没有新化学键生成
E.Fe(CO)5晶体类型属于分子晶体
(3)砷元素的常见化合价有+3和+5,它们对应的含氧酸有H3AsO3和H3AsO4两种,其中H3AsO4的性比H3AsO3的酸性强,从物质结构与性质的关系来看,H3AsO4的酸性比H3AsO3的酸性强的原因是
(4)向CuSO4溶液中加入少量氨水生成蓝色沉淀,继续加入过量氨水沉淀溶解,得到深蓝色透明溶液,最后向该溶液中加入一定量乙醇,析出[Cu(NH3)4]SO4·H2O晶体,加入乙醇后析出[Cu(NH3)4]SO4·H2O晶体的原因是
(5)1986年,瑞士两位科学家发现一种性能良好的金属氧化物超导体,使超导工作取得突破性进展,为此两位科学家获得了1987年的Nobel物理学奖。其晶胞结构如图。
①根据图示晶胞结构,推算晶体中Y、Cu、Ba和O原子个数比,其化学式
②(N5)6(H3O)3(NH4)4Cl的晶体密度为d g·cm-3,其立方晶胞参数为a nm,晶胞中含有y个[(N5)6(H3O)3(NH4)4Cl]单元,该单元的相对质量为M,则y的计算表达式为
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【推荐2】芳香胺是多种染料产品的中间体,也是农药、除草剂和多种橡胶防老剂的主要原料。
I.制备萘胺:
(1)溶剂的结构简式为,则中,C原子的杂化类型有___________ ,中所含有的键数目为___________ ,分子中第一电离能最大的元素是___________ 。
(2)萘胺的水溶性比硝基萘的强,原因是___________ 。
II.制备催化剂:向按比例配置的、、混合溶液中加入碱液,调节至9~11,使其共沉淀。将沉淀分离出来后焙烧并进一步还原,可得最终产物。制备过程中,会生成、、等中间产物。
(3)的基态原子价层电子排布式为___________ 。
(4)的空间构型为___________ 。
(5)的熔点为,验证晶体类型的实验方案为___________ 。
(6)中间产物的一种晶体结构如图所示。由图可知,原子位于O原子所围成的___________ 空隙中(填“四面体”或“八面体”),已知晶胞参数为,阿伏加德罗常数为,则晶胞密度为___________ 。(列出计算式,晶胞参数用字母a、c表示)
I.制备萘胺:
(1)溶剂的结构简式为,则中,C原子的杂化类型有
(2)萘胺的水溶性比硝基萘的强,原因是
II.制备催化剂:向按比例配置的、、混合溶液中加入碱液,调节至9~11,使其共沉淀。将沉淀分离出来后焙烧并进一步还原,可得最终产物。制备过程中,会生成、、等中间产物。
(3)的基态原子价层电子排布式为
(4)的空间构型为
(5)的熔点为,验证晶体类型的实验方案为
(6)中间产物的一种晶体结构如图所示。由图可知,原子位于O原子所围成的
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【推荐3】称为第三金属的钛是重要金属,回答下列问题:
(1)基态钛原子的价层电子轨道表示式为___________ 。
(2)在高温下可以用和反应制得金属钛,反应的化学方程式为___________ 。
(3)已知在通常情况下是无色液体,熔点为℃,沸点为136℃。的沸点为76.8℃,的沸点比高的原因是___________ 。
(4)Ti元素组成的一种离子常为链状聚合形式的阳离子,其结构形式如图所示,这种离子的化学式为___________ 。
(5)Ti和M元素组成的一种物质晶胞如图所示,黑球代表Ti离子,图c为该晶胞的投影图,图d是沿晶胞对角面取得的截图,晶体中M的配位数为___________ ,每摩尔这种物质的体积为___________ (用含x、y、z的代数式表示)。
(1)基态钛原子的价层电子轨道表示式为
(2)在高温下可以用和反应制得金属钛,反应的化学方程式为
(3)已知在通常情况下是无色液体,熔点为℃,沸点为136℃。的沸点为76.8℃,的沸点比高的原因是
(4)Ti元素组成的一种离子常为链状聚合形式的阳离子,其结构形式如图所示,这种离子的化学式为
(5)Ti和M元素组成的一种物质晶胞如图所示,黑球代表Ti离子,图c为该晶胞的投影图,图d是沿晶胞对角面取得的截图,晶体中M的配位数为
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