Question

（1）中學教材上圖示了NaCl晶體的結構，它向三維空間延伸形成完美晶體。氧化鎳（NiO）晶體的結構與NaCl相同，Ni²⁺與最鄰近的O^2-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晶體中就存在如下圖的缺陷：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的個數比卻發生了變化。某氧化鎳樣品的組成為Ni_0.97O，試計算該晶體中Ni³⁺與Ni²⁺的離子數之比。

                

Answer 1

解析：（1）選定如下的一個小立方體來進行計算：

從統計的角度看，該小立方體具有的Ni²⁺—O^2-離子對數為0.5。

              

小立方體的質量：×0.5=6.20×10^-23 g

小立方體的體積：（a×10^-8 cm )³=a³×10^-24 cm³

小立方體的密度為： =

（2）設1 mol Ni_0.97O中含Ni³⁺的物質的量為x，則Ni²⁺的物質的量為0.97－x。

根據晶體呈電中性可列出：3x+2(0.97－x)=2，解得x=0.06

則離子數之比為：Ni³⁺∶Ni²⁺=0.06∶(0.97－0.06)=6∶91

答案：（1） g·cm^-3     （2）6∶91