Question

晶體具有規(guī)則的幾何外形，晶體中最基本的重復(fù)單位被稱為晶胞。中學(xué)教材中NaCl晶體結(jié)構(gòu)即為NaCl的一個(gè)晶胞。已知Fe_xO晶體的晶胞結(jié)構(gòu)為NaCl型，由于晶體缺陷，x<1。實(shí)驗(yàn)測(cè)得Fe_xO晶體的密度為5.71g/cm³，晶胞的邊長(zhǎng)為4.28×10^-5m。NaCl的晶胞如圖所示：

(1)求Fe_xO中X的具體數(shù)值(精確至0.01)為          ，晶體中Fe元素只有+2和+3價(jià)，則在Fe²⁺、Fe³⁺  的總數(shù)中，F(xiàn)e²⁺所占分?jǐn)?shù)(用小數(shù)表示，精確至0.001)為
(2)此晶體的化學(xué)式為          
(3)晶體中與O^2-距離最近且相等的Fe²⁺或Fe³⁺所圍成的幾何構(gòu)形是
(4)晶體中,Fe離子間最近距離為            cm

Answer 1

1)0.92 ， 0.826   （各1分）
2 Fe²⁺_0.76 Fe³⁺_0.16O （ 2分）
3)正八面體   （ 2分）     
4)3.03×10^-8            （ 2分）

解析NaCl型，每個(gè)晶胞中含有4個(gè)“NaCl”。模仿NaCl，先求摩爾體積，再求摩爾質(zhì)量。
Vm＝(4.28×10^―8) ³×N_A/4 cm₃·mol^－1
M=5.719×Vm g·mol^－1=67.48g·mol^－1
⑴x=(67.48-16)/55.9=0.92
⑵根據(jù)電荷守恒，或化合價(jià)代數(shù)和為0，求出Fe²⁺(a)與Fe³⁺(b)。
2a+3b=2  
a+b=0.92
得a=0.76
b=0.16
0.76/0.92=0.826即82.6%
⑶正八面體（參見(jiàn)NaCl晶體圖）
⑷設(shè)Fe在面心，另外的正方形的四個(gè)頂點(diǎn)（參見(jiàn)NaCl晶體）
則：求對(duì)角線的一半即為最短距離。
×（4.28×10^―10）/2 m=3.03×10^―10m==3.03×10^―8cm