Question

【題目】如圖，直線交點(diǎn)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(gè)互相垂直的方向上都是等距離排列的。

(1)請(qǐng)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(jié)構(gòu)示意圖。________

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

(3)晶體中每一個(gè)重復(fù)的結(jié)構(gòu)單元叫晶胞。在NaCl晶胞中正六面體的頂點(diǎn)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(gè)晶胞中Cl－的個(gè)數(shù)等于__，即(填計(jì)算式)____；Na＋的個(gè)數(shù)等于____，即(填計(jì)算式)____。

(4)設(shè)NaCl的摩爾質(zhì)量為Mr g·mol－1，食鹽晶體的密度為ρ g·cm－3，阿伏加德羅常數(shù)的值為NA。食鹽晶體中兩個(gè)距離最近的鈉離子中心間的距離為______cm。

Answer 1

【答案】 12 4 12×＋1＝4 4 8×＋6×＝4 cm

【解析】

（1）氯化鈉晶體中鈉離子、氯離子的配位數(shù)都是6；

（2）在NaCl晶胞中，Na+或Cl-所處的位置是頂點(diǎn)面心和棱邊的中點(diǎn)，鈉離子、氯離子的配位數(shù)都是6，所以與Na+最接近的且距離相等的Na+共有12個(gè)；

（3）根據(jù)均攤法求得每個(gè)晶胞中離子的個(gè)數(shù)；

（4）根據(jù)NaCl的摩爾質(zhì)量為Mr gmol-1及密度為ρ gcm-3，求得晶胞的體積，進(jìn)而求得棱邊長，而兩個(gè)距離最近的鈉離子中心間的距離等于晶胞面對(duì)角線的一半，據(jù)此答題。

（1）氯化鈉晶體中，鈉離子或氯離子的配位數(shù)都是6，氯化鈉晶體的結(jié)構(gòu)示意圖為；

（2）在NaCl晶胞中，Na+或Cl-所處的位置是頂點(diǎn)面心和棱邊的中點(diǎn)，鈉離子、氯離子的配位數(shù)都是6，所以與Na+最接近的且距離相等的Na+共有12個(gè)；

（3）根據(jù)均攤法：①處于頂點(diǎn)的離子，同時(shí)為8個(gè)晶胞共有，每個(gè)離子有屬于晶胞；②處于棱上的離子，同時(shí)為4個(gè)晶胞共有，每個(gè)離子有屬于晶胞；③處于面上的離子，同時(shí)為2個(gè)晶胞共有，每個(gè)離子有屬于晶胞；④處于晶胞內(nèi)部（體心）的離子，則完全屬于該晶胞。由此可知，在NaCl晶胞中，含Cl-：12×+1=4個(gè)；含Na+：8×+6×=4個(gè)；

（4）設(shè)晶胞邊長為a，在NaCl晶胞中，含Cl-4個(gè)；含Na+4個(gè)，根據(jù)密度公式ρ＝，可得a=，所以晶胞面對(duì)角線長為，而兩個(gè)距離最近的鈉離子中心間的距離等于晶胞面對(duì)角線的一半，所以兩個(gè)距離最近的鈉離子中心間的距離為。