Question

(1)中學教材上所示的NaCl晶體結構，它向三維空間延伸，得到完美晶體。NiO(氧化鎳)晶體的結構與NaCl相同，Ni²⁺與最鄰近O^2-的核間距離為a×10^-8 cm，計算NiO晶體的密度(已知NiO的摩爾質量為74.7 g·mol^-1)。

(2)天然的和絕大部分人工制備的晶體都存在各種缺陷，例如在某種NiO晶體中就存在如圖所示的缺陷：一個Ni²⁺空缺，另有兩個Ni²⁺被兩個Ni³⁺所取代。其結果晶體仍呈電中性，但化合物中Ni和O的比值卻發生了變化。某氧化鎳樣品組成為Ni_0.97O，試計算該晶體中Ni²⁺與Ni³⁺的離子數之比。

Answer 1

解析：(1)1 cm³中陰、陽離子總數=(1.00 cm/a×10^-8 cm)³

1 cm³中Ni²⁺—O^2-離子對數=(1.00 cm/a×10^-8 cm)³×(1/2)

(2)設1 mol Ni_0.97O中含Ni³⁺ x mol，Ni²⁺(0.97-x) mol；根據電中性：3x mol+2(0.97-x) mol=2×1 mol  x=0.06  Ni²⁺為(0.97-x) mol=0.91 mol，離子數之比：Ni³⁺∶Ni²⁺=0.06∶0.91=6∶91

答案：(1) g·cm^-3  (2)6∶91