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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。
图$\rm 1$ $\rm ($填“是”或“不是”$\rm )$滕氏蓝晶体的晶胞单元。
不是
"]]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;
图$\rm 2$为滕氏蓝的晶胞结构,晶胞中与$\rm 1$个$\rm Fe^{2+}$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$\rm C$处$\rm K^{+}$的坐标为 ,晶胞中$\rm Fe^{2+}$与$\rm Fe^{3+}$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$M\;\rm g/mol)$。
$\\rm 6$;$\\rm (\\dfrac{3}{4}$,$\\dfrac{3}{4}$,$\\dfrac{1}{4}\\rm )$;$\\dfrac{{M}}{{2}{{{N}}_{\\rm {A}}}{{{a}}^{{3}}}}{ }\\times{ 1}{{{0}}^{{21}}}$
"]]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$\rm C$处$\rm K^{+}$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$\rm C$处$\rm K^{+}$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$\rm Fe^{2+}$与$\rm Fe^{3+}$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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