Question

晶體具體規(guī)則的幾何外形，晶體中最基本的重復單位稱為晶胞．NaCl晶體結構如圖所示．已知Fe_xO晶體晶胞結構為NaCl型，由于晶體缺陷，x值小于1．測知Fe_xO晶體密度為ρ=5.71g·cm^－3，晶胞邊長為4.28×10^－10m．

    (1) Fe_xO中x值(精確至0.01)為________．

    (2)晶體中的Fe分別為Fe²⁺、Fe³⁺，在Fe²⁺和Fe³⁺的總數(shù)中，Fe²⁺所占分數(shù)(用小數(shù)表示，精確至0.01)為________．

    (3)此晶體化學式為________________．

    (4)與某個Fe²⁺(或Fe³⁺)距離最近且等距離的O^2－圍成的空間幾何形狀是________．

(5)在晶體中，鐵元素的離子間最短距離為________m．

 

Answer 1

答案：
解析：

(1)由NaCl晶體結構可知，1個NaCl晶胞由8個小立方體構成，每個小立方體的8個頂點分別由4個Na+、4個Cl－相鄰占據(jù)．每個Na+、Cl－都只有1／8占據(jù)在小立方體中，因而每個小立方體含Na+：(1／8)×4=1／2個；含Cl－為(1／8)×4=1／2個．由于NaCl晶胞由8個小立方體組成，故每個晶胞有Na－Cl微粒：8×(1／2)=4個．同理，在Fex0晶胞中有4個Fex0微粒，故1mol晶胞中含有4mol FexO．設FexO的摩爾質量為M，則有：4M=ρVNA，M=ρVNA／4=[5.71×(4.28×10－8)－3×6.02×1023]／4=67.4(g·mol－1)．在Fex0中，55.9x+16=67.4，得x=0.92  (2)設含y個Fe2+，則有(0.92－y)個Fe3+，由正、負化合價代數(shù)和為零，得：2y+3(0.92－y)=2，解得y=0.76(個)．故Fe3+所占分數(shù)為：0.76／0.92=0.826  (3)由于Fe2+為0.76，則Fe3+為(0.92－0.76)=0.16，故化學式為：(4)由NaCl晶體結構可推知，與Fe2+(或Fe3+)距離最近且等距離的O2－有6個，這6個O2－所圍成的幾何形狀為正八面體 (5)設FexO中Fe—Fe最短的距離為r．由FexO晶體的一個平面圖(右圖所示)可知，在直角三角形ABC中，斜邊BC為r，而AB=AC=晶胞邊長/2．因此r2=AB2+AC2，r=

提示：

類比NaCl的晶體結構，可以算出FexO的摩爾質量，從而求得x的具體值．