25.(1) 在圆球的密置二维堆积中只有三角形空隙。在 ABCD中,球数= ,三角形空隙有2个,∴球数﹕三角形空隙=1﹕2
(2) 将二维模型改变成三维模型,有ABABAB……和ABCABCABC……两种堆积方式。每个原子的配位数为12。
(3)
(4) 由第14题(1)可知,面心立方堆积的空间利用率为 ,简单立方堆积的空间利用率为 (∵a = 2r),∴面心立方的空间利用率是简单立方的空间利用率的 倍。
(5) 见第14题(1)。
(6) 在正四面体排列时,∠XMX=109o28',∴θ= ×109o28',sinθ=0.8165, ∴rX=0.8165(rX + rM),rX + rM=1.225rX,即rM / rX=0.225
(7) 由图3可知(2 r-)2=2 (r++ r-)2,∴2 r-= (r++ r-),即r+ / r-= –1=0.414
24.(1) BBr3 + PBr3 +3H2 BP + 6HBr
(2)
(3) BP形成闪锌矿型,其晶胞如右图所示。
(4) 晶胞中B原子个数= 个 P原子个数=4 ∴一个晶胞中有4个BP分子。
(5)
(6) dB-P= Ǻ
23.钛原子与碳原子构成气态团簇(cluster)分子,那么题中的图只表示一个分子而不是晶胞,所以该分子中钛原子数=8(顶点) + 6(面心) =14个,碳原子数=1(体心) + 12(棱心)=13,其化学式是Ti14C13。
22.该正三角形面是MgO晶胞的(111)面,由于MgO晶胞属NaCl型,其晶胞如下左图。晶胞中虚线构成的三角形为MgO的(111)面,恰好都是Mg2+占据,由于O2-与Mg2+是两套等同点,所以MgO的正三角形晶面上既可以都是Mg2+离子,又可以都是O2-离子。
21.(1) 第二层离子是Na+离子,有12个,它们离中心离子的距离为 d。
(2) NaCl属于面心立方晶胞。a = 2( ) = 2(116+167) = 566 ppm
∴离子占据整个晶体空间的百分数
(3) 对于NaCl晶胞而言:表面原子=8(顶点) + 6(面心) + 12(棱心)=26,总原子数=8+6+12+1(体心)=27,表面原子占总原子数=(26/27)×100%=96.3%。
(4) 某氯化钠颗粒形状为立方体,边长为氯化钠晶胞边长的10倍,每边含颗粒数=2×10+1=21,所含颗粒总数=213=9261,其表面颗粒数=(2×10+1)3-(2×9+1)3=2402 (2个立方体粒子数相减,就是大立方体表面粒子数)。 (2402/9261)×100%=25.94%。
20.(1) HCl + NH3 = NH4+Cl-
(2) 说明:由于[CB11H6Cl6]–离子有一根轴穿过笼心,依据这根 轴旋转360o/5=72o能复原,∴C原子必须在旋转轴上,两 个五边形的B原子分别是五个H原子和五个Cl原子,从 对称性角度,应该H、Cl、H、Cl原子分开排列且 B+ ← Cl-连接更稳定。
19.(1) y=0,指xy平面,I-分布为 (顶点、面心有I-); y= a,指xy平面之间的 ,I-分布为 (I-都在面心); ∴点阵型式为立方面心,由于Ag+离子占有I-离子围成的八个正四面体空隙中四个互不相邻的正四面体空隙,∴正、负离子配位数都为4。
(2) 八面体空隙= 个 四面体空隙= 个
金属原子 ∆ 八面体空隙 × 四面体空隙
(3) 在不同晶体中,Ag+离子占据不同空隙,按正、负离子相互接触计算的Ag+离子半径自然有一个变化范围。
(4) 对于立方体(体心)堆积而言: 球数﹕四面体空隙﹕八面体空隙=2﹕12﹕6=1﹕6﹕3,
∴Ag+离子只占空隙的九分之一,这说明α-AgI晶体中有大量空隙存在,有利 于Ag+离子迁移,另外在体心立方中,四面体空隙与八面体空隙相连,四面体空隙与四面体空隙通过三角形中心相连,构成三维骨架结构的开放性“隧道”,可以供Ag+离子迁移。
(5) ① 4AlI3 + 3O2 = 2Al2O3 + 6I2 (i)
正极:I2 + 2 Ag+ +2e → 2AgI (ii)
负极:2Ag – 2e → 2 Ag+ (iii)
② 当氧气的浓度大时,反应(i)中生成的游离I2浓度大,φ+电势增大,由ε = φ+-φ-可知,ε也增大,所以通过电池电动势的变化,可以得知O2的含量变化。
18.(1) 2NiO + 2LiOH + O2 = 2LiNiO2+2H2O
(2) LiNiO2 – xe → Li1–xNiO2 + xLi+
(3) ∵Ni的氧化数有+2、+3、+4,而Al只有+3氧化态,如果Ni都被氧化到+4氧化态,那么锂离子可以完全脱嵌,形成NiO2,但有yAl3+存在,必有yLi+形成yLiAlO2,∴用铝离子取代部分镍离子形成LiNi1-yAlyO2,完全可以防止锂离子完全脱嵌而起到稳定LiNiO2结构的作用。
17.(1)
(2) 在LiC6中,Li+与相邻石墨六元环的作用力属离子键型。∵xLi掺入后,
xLi – xe → xLi+,x个电子进入石墨层中,形成 型离域π键而带x– 电荷( ),∴它们之间是离子键相互作用。
(3) 化学式为LiC2。
16.(1) 该晶胞中碳原子个数为:
(2) 碳原子坐标为(0,0,0),(0,0, ),( , ,0),( , , )
(3) c = 2×334.8 pm = 669.6 pm
a = ∴
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