高中化学选修三晶胞参数计算.docx
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高中化学选修三晶胞参数计算
晶胞参数的计算
1.均摊法确定晶体的化学式
给出晶体的—部分(称为晶胞)的图形,要求确定晶体的化学式:
通常采用均摊法.
均摊法有如下规则,以NaCl的晶胞为例:
①处于顶点的粒子,同时为8个晶胞所共有,所以,每个粒子只分摊1/8给该晶胞.
②处于棱上的粒子,同时为4个晶胞所共有,所以,每个粒子只分摊1/4给该晶胞.
③处于面上的粒子,同时为2个晶胞所共有,所以,每个粒子只分摊1/2给该晶胞.
④处于晶胞内部的粒子,则完全属于该晶胞.
由此算出在NaCl的晶胞中:
含数:
含数:
故NaCl晶体中,和数目之比为1∶1.
2.晶胞参数的计算
根据
(1)ρ=m/V
(2)V=a3
例.
(1)化学教材中图示了NaCl晶体结构,它向三维空间延伸得到完美晶体。
NiO(氧化镍)晶体的结构与NaCl相同,Ni2+与最临近O2-的核间距离为a×10-8cm,计算NiO晶体的密度(已知NiO的摩尔质量为mol)。
(2)天然和绝大部分人工制备的晶体都存在各种缺陷,例如在某氧化镍晶体中就存在如图所示的缺陷:
一个Ni2+空缺,另有两个Ni2+被两个Ni3+所取代。
其结果晶体仍呈电中性,但化合物中Ni和O的比值却发生了变化。
某氧化镍样品组成,试计算该晶体中Ni3+与Ni2+的离子个数之比。
[练习]
1.由钾和氧组成的某种离子晶体中含钾的质量分数为78/126,其阴离子只有过氧离子(O22-)和超氧离子(O2-)两种。
在此晶体中,过氧离子和超氧离子的物质的量之比为?
?
A.2︰1B.1︰1C.1︰2D.1︰3
2.食盐晶体如右图所示。
在晶体中,?
表示Na+,?
表示Cl?
。
已知食盐的密度为?
g/cm3,NaCl摩尔质量Mg/mol,阿伏加德罗常数为N,则在食盐晶体里Na+和Cl?
的间距大约是
?
?
A?
cmB?
cm
A?
cmD?
cm
3.某物质的晶体中,含A、B、C三种元素,其排列方式如右图所示(其中前后两面心上的B原子不能画出),晶体中A、B、C的原子个数比依次为()
A.1:
3:
1B.2:
3:
1
C.2:
2:
1D.1:
3:
3
4.如右图所示,是一种晶体的晶胞,该离子晶体的化学式为()
A.ABCB.ABC3C.AB2C3D.AB3C3
5.晶体具有规则的几何外形,晶体中最基本的重复单位称为晶胞。
NaCl晶体结构如右图所示。
已知FexO晶体晶胞结构为NaCl型,由
于晶体缺陷,x值小于1。
测知FexO晶体密度为g/cm3,晶胞边长
为×10-10m。
⑴FexO中x值(精确至为___________。
⑵晶体中的Fe分别为Fe2+、Fe3+,在Fe2+和Fe3+的总数中,Fe2+所占分数(用小数表示,精确至为___________。
⑶此晶体化学式为____________。
⑷与某个Fe2+(或Fe3+)距离最近且等距离的O2-围成的空间几何构型形状是__________。
⑸在晶体中,铁元素的离子间最短距离为__________m。
6.如图,直线交点处的圆圈为NaCl晶体中离子或离子所处的位置.这两种离子在空间3个互相垂直的方向上都是等距离排列的.
(1)请将其中代表离子的圆圈涂黑(不必考虑体积大小),以完成NaCl晶体结构示意图.
(2)晶体中,在每个离子的周围与它最接近的且距离相等的共有_________个.
(3)晶体中每一个重复的结构单元叫晶胞.在NaCl晶胞中正六面体的顶点上、面上、棱上的或Cl-为该晶胞与其相邻的晶胞所共有,一个晶胞中Cl-离子的个数等于_____________,即(填计算式)___________;离子的个数等于___________,即(填计算式)___________.
(4)设NaCl的摩尔质量为,食盐晶体的密度为,阿伏加德罗常数为.食盐晶体中两个距离最近的钠离子中心间的距离为___________cm.
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