Question

【題目】鐵有δ、γ、α三種同素異形體，三種晶體在不同溫度下能發(fā)生轉(zhuǎn)化。

(1)δ、γ、α三種晶體晶胞中鐵原子的配位數(shù)之比為_________。

(2)若δ-Fe晶胞邊長為acm，α-Fe晶胞邊長為bcm，則兩種晶胞空間利用率之比為________(用a、b表示)

(3)若Fe原子半徑為r pm，NA表示阿伏加德羅常數(shù)的值，則γ-Fe單質(zhì)的密度為_______g/cm3(用含r的表達(dá)式表示、列出算式即可)

(4)三氯化鐵在常溫下為固體，熔點(diǎn)為282℃，沸點(diǎn)為315℃，在300℃以上升華，易溶于水，也易溶于乙醚、丙酮等有機(jī)溶劑。據(jù)此判斷三氯化鐵的晶體類型為______。

Answer 1

【答案】4：6：3 2b3：a3 分子晶體

【解析】

(1)根據(jù)各種晶體結(jié)構(gòu)中微粒的空間位置確定三種晶體晶胞中鐵原子的配位數(shù)，然后得到其比值；

(2)先計(jì)算出兩種晶體中Fe原子個(gè)數(shù)比，然后根據(jù)密度定義計(jì)算出其密度比，就得到其空間利用率之比；

(3)先計(jì)算γ-Fe晶體中Fe原子個(gè)數(shù)，根據(jù)Fe原子半徑計(jì)算晶胞的體積，然后根據(jù)計(jì)算晶體的密度；

(4)根據(jù)物質(zhì)的熔沸點(diǎn)、溶解性等物理性質(zhì)分析判斷。

(1) δ-Fe晶體中與每個(gè)鐵原子距離相等且最近的鐵原子是晶胞頂點(diǎn)的Fe異種，個(gè)數(shù)是8個(gè)；

γ-Fe晶體中與每個(gè)鐵原子距離相等且最近的鐵原子個(gè)數(shù)=3××8=12；

α-Fe晶體中與每個(gè)鐵原子距離相等且最近的鐵原子是相鄰頂點(diǎn)上鐵原子，鐵原子個(gè)數(shù)=2×3=6；

則三種晶體晶胞中鐵原子的配位數(shù)的比為8：12：6=4：6：3；

(2)若δ-Fe晶胞邊長為acm，α-Fe晶胞邊長為bcm，則兩種晶體中鐵原子個(gè)數(shù)之比=(1+)：(8×)=2：1，密度比=：=2b3：a3，晶體的密度比等于物質(zhì)的空間利用率之比，所以兩種晶體晶胞空間利用率之比為2b3：a3；

(3)在γ-Fe晶體中Fe原子個(gè)數(shù)為8×+6×=4，Fe原子半徑為r pm，假設(shè)晶胞邊長為L，則L=4rpm，所以L=2rpm=2×10-10cm，則晶胞的體積V=L3=(2×10-10)cm3，所以γ-Fe單質(zhì)的密度；

(4)FeCl3晶體的熔沸點(diǎn)低，易溶于水，也易溶于乙醚、丙酮等有機(jī)溶劑，根據(jù)相似相溶原理，結(jié)合分子晶體熔沸點(diǎn)較低，該物質(zhì)的熔沸點(diǎn)較低，屬于分子晶體。