高中 | 晶胞 题目答案及解析

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选修三

第三章 晶体结构与性质

第一节 晶体的常识

晶胞

滕氏蓝晶体的微观结构如图所示。

$\rm 1$                $\rm ($填“是”或“不是”$\rm )$滕氏蓝晶体的晶胞单元。

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不是

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晶胞是晶体微观空间结构里最小结构的重复单元,晶胞的结构应是对称的,图$\rm 1$结构不对称,对比图$\rm 2$可知,$\rm X$晶胞中上下两个单元内的原子位置不完全相同,故图$\rm 1$不是晶胞单元;

$\rm 2$为滕氏蓝的晶胞结构,晶胞中与$\rm 1$$\rm Fe^{2+}$等距且最近的$\rm Fe^{3+}$的数目为                ;已知$\rm A$原子的坐标参数为$\rm (0$$\rm 0$$\rm 0)$$\rm B$原子为$\rm (1$$\rm 1$$\rm 1)$,则$\rm C$$\rm K^{+}$的坐标为                ,晶胞中$\rm Fe^{2+}$$\rm Fe^{3+}$的核间距为$a\;\rm nm$,该晶胞密度为                $\rm \;\rm g/cm^{3}($列出计算式即可,已知$\rm KFe[Fe(CN)_{6}]$的摩尔质量为$M\;\rm g/mol)$

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$\\rm 6$$\\rm (\\dfrac{3}{4}$$\\dfrac{3}{4}$$\\dfrac{1}{4}\\rm )$$\\dfrac{{M}}{{2}{{{N}}_{\\rm {A}}}{{{a}}^{{3}}}}{ }\\times{ 1}{{{0}}^{{21}}}$

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以棱边上的$\rm Fe^{2+}$为例,与$\rm Fe^{2+}$等距且最近的$\rm Fe^{3+}$位于同一棱边上的顶点与同一平面的面心,其数目为$\rm 6$;若将晶胞分为$\rm 8$个相等的小正方体,则$\rm C$$\rm K^{+}$位于右下后方的小立方体的体心,由$\rm A$原子的坐标参数为$\rm (0$$\rm 0$$\rm 0)$$\rm B$原子为$\rm (1$$\rm 1$$\rm 1)$,可知$\rm C$$\rm K^{+}$的坐标为$\rm (\dfrac{3}{4}$$\dfrac{3}{4}$$\dfrac{1}{4}\rm )$

$\rm Fe^{2+}$位于晶胞顶点和面心,个数为$\rm 8\times \dfrac{1}{8}\rm +6\times \dfrac{1}{2}\rm =4$$\rm Fe^{3+}$位于棱心和体心,个数为$\rm 12\times \dfrac{1}{4}\rm +1=4$$\rm K^{+}$的位于体内,个数为$\rm 4$,根据电荷守恒,晶胞中$\rm CN^{-}$的个数为$\dfrac{4\times 3+4\times 2+4\times 1}{1}\rm =24$,晶胞质量为$\dfrac{{4M}}{{{{N}}_{\rm {A}}}}\;\rm g$,晶胞中$\rm Fe^{2+}$$\rm Fe^{3+}$的核间距为$a\rm \;nm$,则晶胞边长为$2a\rm \;nm$,晶胞体积为$(2a\times 10^{-7})^{3}\;\rm cm^{3}$,则晶胞密度$\rho=\dfrac{{m}}{{V}} =\dfrac{\dfrac{{4M}}{{{{N}}_{\rm {A}}}}{\rm \;g}}{{{{(2a }\times{ 1}{{{0}}^{{-7}}}{)}}^{{3}}}{\rm \;{c}{{{m}}^{{3}}}}} =\dfrac{{M}}{{2}{{{N}}_{\rm {A}}}{{{a}}^{{3}}}}\times{ 1}{{{0}}^{{21}}}\;\rm g/cm^{3}$

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