Question

晶體具體規(guī)則的幾何外形，晶體中最基本的重復(fù)單位稱為晶胞．NaCl晶體結(jié)構(gòu)如圖所示．已知Fe_xO晶體晶胞結(jié)構(gòu)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?jǐn)?shù)（用小數(shù)表示，精確至0.01）為________．

    (3)此晶體化學(xué)式為________________．

    (4)與某個(gè)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(jié)構(gòu)可知，1個(gè)NaCl晶胞由8個(gè)小立方體構(gòu)成，每個(gè)小立方體的8個(gè)頂點(diǎn)分別由4個(gè)Na+、4個(gè)Cl－相鄰占據(jù)．每個(gè)Na+、Cl－都只有占據(jù)在小立方體中，因而每個(gè)小立方體含Na+：×4=個(gè)；含Cl－為×4=個(gè)．由于NaCl晶胞由8個(gè)小立方體組成，故每個(gè)晶胞有Na－Cl微粒：8×=4個(gè)．同理，在FexO晶胞中有4個(gè)Fex0微粒，故1mol晶胞中含有4mol FexO．設(shè)FexO的摩爾質(zhì)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FexO中，55.9x+16=67.4，得x=0.92  (2)設(shè)含y個(gè)Fe2+，則有(0.92－y)個(gè)Fe3+，由正、負(fù)化合價(jià)代數(shù)和為零，得：2y+3(0.92－y)=2，解得y=0.76(個(gè))．故Fe3+所占分?jǐn)?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(xué)式為： (4)由NaCl晶體結(jié)構(gòu)可推知，與Fe2+(或Fe3+)距離最近且等距離的O2－有6個(gè)，這6個(gè)O2－所圍成的幾何形狀為正八面體 (5)設(shè)FexO中Fe—Fe最短的距離為r．由FexO晶體的一個(gè)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(jié)構(gòu)，可以算出FexO的摩爾質(zhì)量，從而求得x的具體值．