Question

晶体具有规则的几何外形，晶体中最基本的重复单位被称为晶胞。中学教材中NaCl晶体结构即为NaCl的一个晶胞。已知Fe_xO晶体的晶胞结构为NaCl型，由于晶体缺陷，x<1。实验测得Fe_xO晶体的密度为5.71g/cm³，晶胞的边长为4.28×10^-5m。NaCl的晶胞如图所示：

(1)求Fe_xO中X的具体数值(精确至0.01)为          ，晶体中Fe元素只有+2和+3价，则在Fe²⁺、Fe³⁺  的总数中，Fe²⁺所占分数(用小数表示，精确至0.001)为
(2)此晶体的化学式为          
(3)晶体中与O^2-距离最近且相等的Fe²⁺或Fe³⁺所围成的几何构形是
(4)晶体中,Fe离子间最近距离为            cm

Answer 1

1)0.92 ， 0.826   （各1分）
2 Fe²⁺_0.76 Fe³⁺_0.16O （ 2分）
3)正八面体   （ 2分）     
4)3.03×10^-8            （ 2分）

解析NaCl型，每个晶胞中含有4个“NaCl”。模仿NaCl，先求摩尔体积，再求摩尔质量。
Vm＝(4.28×10^―8) ³×N_A/4 cm₃·mol^－1
M=5.719×Vm g·mol^－1=67.48g·mol^－1
⑴x=(67.48-16)/55.9=0.92
⑵根据电荷守恒，或化合价代数和为0，求出Fe²⁺(a)与Fe³⁺(b)。
2a+3b=2  
a+b=0.92
得a=0.76
b=0.16
0.76/0.92=0.826即82.6%
⑶正八面体（参见NaCl晶体图）
⑷设Fe在面心，另外的正方形的四个顶点（参见NaCl晶体）
则：求对角线的一半即为最短距离。
×（4.28×10^―10）/2 m=3.03×10^―10m==3.03×10^―8cm