Question

如圖3-15,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。

圖3-15

(1)請將其中代表Na⁺的圓圈涂黑（不必考慮體積大�。�，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M_r 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N_A。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

解析：(1)如圖3-16所示。

圖3-16

(2)從體心Na⁺看，與它最接近的且距離相等的Na⁺離子共有12個(gè)。

(3)根據(jù)離子晶體的晶胞，求陰、陽離子個(gè)數(shù)比的方法是：

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1/8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1/4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1/2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，圖NaCl晶胞中，含Cl^-離子：8×+6×=4個(gè)；含Na⁺離子：12×+1=4個(gè)。

(4)設(shè)Cl^-與Na⁺的最近距離為a cm，則兩個(gè)最近的Na⁺離子間的距離為a cm，又：

·N_A=M_r

即：a=

所以Na⁺離子間的最近距離為：

答案：(1)略  (2)12  (3)4  8×+6×=4  4  12×+1=4  (4)