Question

【求教】一道有关晶胞，水的氢键的高中化学题（有标准答案参考）

【只需解答问题（5）即可，有标准答案参考】
列示当中为什么要除4，除4的道理是什么，请您给予解释，谢谢。

（4）气体水合物是一类通过O－H…O氢键将H2O分子结合成三维骨架型的主体结构，在其中有多面体孔穴，孔穴中包含作为客体的气体小分子，形成笼形水合包合物晶体。现有一种正十二面体骨架，应由_____个水分子组成的，其中氢键数是_____ 。
（5）甲烷水合物的晶体骨架可看作由正十二面体和十四面体〔24个水分子〕共面连接堆积形成。在右图所示立方晶胞中，十二面体的中心处在顶角和体心位置；十四面体中心位置在面上，共计6个（每个面上2个）。则1个晶胞应由_____（列式：_____ ）个水分子组成的，其中氢键数是_____ 。

答案：
（4）20 30（各1分）
（5）46 (20×2＋24×6)/4 92（各1分）

Answer 1

正十二面体 有20个顶点 也就是20个水分子 由欧拉公式20+12-2=30 也就是30个棱，即30个氢键
立方体的四分之一为晶胞，所以要除以4；一个水分子形成两个氢键，所以是92
(20×2＋24×6)中2表示一个立方体实际含有2个正十二面体，6表示实际含有6个十四面体

追问

请您重点解释一下为什么立方体的四分之一为晶胞。

我一定会再追加悬赏的

追答

我之前回答的错了。。仔细考虑后是答案写的有问题。因为是共面连接所以并不是额外的有十四面体提供的水分子。从图中可以看出，只是每个面额外的多出两个水分子，其余的都是由十二面体构成的。所以应该这样算：20x(8个顶点+1个体心）+(每个面两个)=20x2+2x6/2=46

追问

我已提高悬赏并采纳