Question

（1）中學教材中圖示了NaCl晶體，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）

圖3-40

（2）天然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340所示的缺陷：一個Ni²⁺空缺，另兩個Ni²⁺被兩個Ni³⁺所取代。其結果晶體仍呈電中性，但化合物Ni和O的比值卻發生了變化。某氧化鎳樣品組成為Ni_0.97O，試計算晶體中Ni³⁺與Ni²⁺的離子數之比。

Answer 1

解析：對于問題（1），若從晶體中最小重復單元出發，畫出NiO的一個晶胞，分析1個晶胞中含Ni²⁺：8×+6×=4，含O^2-：12×+1=4，即根據各微粒在晶胞中的位置計算出每個NiO晶胞中含4個NiO，由此可求得此晶體的密度。

    對于問題（2），可根據題意——晶體呈電中性，結合電荷守恒分析：完美NiO晶體中Ni²⁺與O^2-個數比為1∶1，在晶體中2個Ni³⁺代替3個Ni²⁺時減少1個Ni²⁺，1 mol有缺陷晶體Ni_0.970O中減少0.03 mol Ni²⁺，則1 mol Ni_0.970O中含Ni³⁺為0.06 mol，含Ni²⁺為0.91 mol，所以Ni³⁺∶Ni²⁺=6∶91。

答案：（1）設取1 mol NiO，質量為74.7 g，一個晶胞的體積為：

=1.204a³ cm³

ρ(NiO)=g·cm^-3

（2）6∶91