高中 | 晶胞的有关计算 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

晶胞的有关计算

一种钽$\rm (Ta)$的化合物的四方晶胞结构如图所示$(b\lt 2a\rm )$。已知${{N}_{\rm A}}$为阿伏加德罗常数的值。原子分数坐标$x$$y$$z\in [0,1)$,原子分数坐标为$\rm 1$时记为$\rm 0$$\rm M$$\rm N$的原子分数坐标分别为$\rm (0,0,0)$$\rm (0,0,1/2)$,下列说法错误的是$\rm (\qquad)$

["

$\\rm P$的原子分数坐标为$\\rm (1/2,0,1/4)$

","

该化合物的化学式为$\\rm {{K}_{3}}Ta{{O}_{2}}{{F}_{4}}$

","

$\\rm Q$距离相等且最近的$\\rm {{K}^{+}}$$\\rm 8$

","

该晶体的密度是$\\dfrac{4.06\\times {{10}^{32}}}{{{a}^{2}}b{{N}_{\\rm A}}}\\ \\rm g/c{{m}^{3}}$

"]
[["D"]]

$\rm A$.已知原子分数坐标为$\rm 1$时记为$\rm 0$$\rm P$$x$轴的坐标分数为$\rm \dfrac{1}{2}$,在$y$轴的坐标分数为$\rm 1$,则记为$\rm 0$$z$轴坐标分数为$\rm \dfrac{1}{4}$,故$\rm P$的原子分数坐标为$\rm (\dfrac{1}{2},0,\dfrac{1}{4})$$\rm A$正确;

$\rm B$.根据均摊法,$\rm {{K}^{+}}$的个数是$\rm 4\times \dfrac{1}{4}+10\times \dfrac{1}{2}=6$$\rm {{(Ta{{O}_{2}}{{F}_{4}})}^{3-}}$的个数是$\rm 8\times \dfrac{1}{8}+1=2$,则晶胞的化学式为$\rm {{K}_{3}}Ta{{O}_{2}}{{F}_{4}}$$\rm B$正确;

$\rm C$.与$\rm Q$距离相等且最近的$\rm {{K}^{+}}$分别位于上下两个晶胞的面上,因此,与$\rm Q$距离相等且最近的$\rm {{K}^{+}}$共有$\rm 8$个,$\rm C$正确;

$\rm D$.由$\rm B$选项可知,一个晶胞含有两个$\rm {{K}_{3}}Ta{{O}_{2}}{{F}_{4}}$,则晶胞的质量为$\dfrac{2\times (39\times 3+181+16\times 2+19\times 4)}{{{N}_{\rm A}}}\ {\rm g}=\dfrac{812}{{{N}_{\rm A}}}\ \rm g$,晶胞的体积为${{a}^{2}}b\times {{10}^{-30}}\rm \ c{{m}^{3}}$,则该晶体的密度是$\dfrac{8.12\times {{10}^{32}}}{{{a}^{2}}b{{N}_{\rm A}}}\ \rm g/c{{m}^{3}}$$\rm D$错误;

故选:$\rm D$

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