Question

如圖3-15,直線交點處的圓圈為NaCl晶體中Na⁺或Cl^-所處的位置。這兩種離子在空間三個互相垂直的方向上都是等距離排列的。

圖3-15

(1)請將其中代表Na⁺的圓圈涂黑（不必考慮體積大小），以完成NaCl晶體結構示意圖。

(2)晶體中，在每個Na⁺的周圍與它最接近的且距離相等的Na⁺共有_____________個。

(3)晶體中每一個重復的結構單元叫晶胞。在NaCl晶胞中正六面體的頂點上，面上，棱上的Na⁺或Cl^-為該晶胞與其相鄰的晶胞所共有，一個晶胞中Cl^-的個數等于_____________，即_____________（填計算式）；Na⁺的個數等于_____________，即_____________（填計算式）。

(4)設NaCl的摩爾質量為M_r g·mol^-1，食鹽晶體的密度為ρ g·cm^-3,阿伏加德羅常數的值為N_A。食鹽晶體中兩個距離最近的鈉離子中心間的距離為_____________cm。

Answer 1

解析：(1)如圖3-16所示。

圖3-16

(2)從體心Na⁺看，與它最接近的且距離相等的Na⁺離子共有12個。

(3)根據離子晶體的晶胞，求陰、陽離子個數比的方法是：

①處于頂點的離子，同時為8個晶胞共有，每個離子有1/8屬于晶胞；

②處于棱上的離子，同時為4個晶胞共有，每個離子有1/4屬于晶胞；

③處于面上的離子，同時為2個晶胞共有，每個離子有1/2屬于晶胞；

④處于晶胞內部（體心）的離子，則完全屬于該晶胞。

由此可知，圖NaCl晶胞中，含Cl^-離子：8×+6×=4個；含Na⁺離子：12×+1=4個。

(4)設Cl^-與Na⁺的最近距離為a cm，則兩個最近的Na⁺離子間的距離為a cm，又：

·N_A=M_r

即：a=

所以Na⁺離子間的最近距離為：

答案：(1)略  (2)12  (3)4  8×+6×=4  4  12×+1=4  (4)