?133??313??331??,,?,?,,?,?,,?。请给出 ?444??444??444?(1)B的堆积方式。
(2)A占据B的何种空隙?占有率是多少? (3)该晶体所属点阵型式。 (4)结构基元的化学式。 (5)A的堆积方式。
(6)若A半径为r1,原子量为m1,B半径为r2,原子量为m2,求该晶体的密度。 解:(1)B的堆积方式为立方面心堆积(A1堆积)。
(2)A占据B的正四面体空隙。占有率为(3)该晶体所属点阵型式是立方P。
(4)结构基元的化学式是A2B4。 (5)A的堆积方式为立方体心堆积。 (6)立方晶系,晶体的密度公式为??nMaN0324?2?14。
43A和B在体对角线上紧密接触,所以4?r1?r2??3a,则a? ??nMaN03?r1?r2?
?2m1?4m2?4???r?rN012???3?3?33?m1?2m2?32?r1?r2?N03
9.42某一离子晶体晶胞参数a?403.1pm。晶胞中顶点位置为Ti4?所占据,体心
位置为Ba2?所占据,所有棱心为O2?所占据。 (1)用分数坐标表达诸离子在晶胞中的位置; (2)写出此晶体的化学组成;
(3)指出晶体的点阵型式、结构基元; (4)求正负离子的配位数?
(5)计算两种正离子的半径(O-半径为140pm); (6)Ba2+和O2-联合组成哪种型式的堆积; 解:(1)诸离子在晶胞中的位置:
4?Ti:?0,0,0?
BaO2?:?,,?
?222????1??1?2???1???111?2?:?,0,0?,?0,0,?,?0,,0?
?2218(2)晶胞含诸离子的个数:
Ti4?:8?:1
?1
BaO2?2?:12?14?3
晶体的化学组成为BaTiO3。
153
(3)晶体的点阵型式:立方P 结构基元为:BaTiO3 (4)各离子的配位数: 4?2?2?4?2?Ti:6;Ba:12;O:周围有2个Ti,4个Ba (5)a?403.1pm,2rTi?2rO?403.1
4?2?因rO2??140pm2?,所以rTi4??61.55pm2?
因2rBa?2rO2??2a,所以rBa?145.0pm(6)Ba2+和O2-联合组成的堆积形式为立方面心最密堆积(A1) 9.43灰锡为立方面心金刚石型结构,晶胞参数a?648.9pm。
(1)写出晶胞中八个Sn原子的分数坐标; (2)算出Sn的原子半径;
(3)灰锡的密度为5.770?103kg/m3,求Sn的原子量;
(4)白锡为四方晶系,a?583.1pm,c?318.2pm,晶胞中含有四个Sn原子,请通过计算说明由白锡变为灰锡,体积是膨胀还是收缩?
(5)已知白锡中Sn?Sn平均键长为310.0pm,判断哪一种晶型中Sn?Sn键强? 解:(1)灰锡为立方面心金刚石型结构,晶胞中八个Sn原子的分数坐标为:
?0,0,0?,??11??11?,,0??,0,?2??22??2?11??0,,??22?
?111??331??313??133??,,?,?,,?,?,,?,?,,? ?444??444??444??444?(2)灰锡中,两个Sn原子间的最短距离为体对角线的,即
4134a?2r,
r?12?34a?1(3)??nMaN03?248?M?123?3?648.9?140.5pm
33?648.9?10??6.022?1023?5.770?10kg/m
M?118.7g/mol
?7.288?10kg/m
33(4)白锡的密度为
??nMacN20?4?118.7?10?3?1223?583.1?10??122?318.2?103?6.022?10由白锡和灰锡的密度数据可以判断,当白锡变为灰锡,体积膨胀了。
a?281.0pm4310pm,所以两种晶型中灰锡的Sn?Sn强。
(5)灰锡中,Sn?Sn键长为;白锡中Sn?Sn平均键长为
9.44黄铜矿为四方晶系,晶胞中不同c值层面上的原子排布如下图所示:
154
bc=0ac=18c=28c=38c=48Cuc=58Fec=68Sc=78试给出:
(1) 黄铜矿的化学式
(2) Cu有几套等同点,即有几种不同环境的Cu原子 (3) 属于什么点阵 (4) 给出c?18,c?28,c?68
层面上原子的分数坐标
(5) 给出y=0面上原子的 解:
(1) 晶胞组成为:Cu4Fe4S8,化学式为:CuFeS2 (2) c?0与c?48层面上的Cu的环境相同,c?2828与c?68层面上的Cu的环境
相同,c?0与c?层面上的Cu的环境不同,Cu有2几套等同点,即有
2种不同环境的Cu原子。
(3) 四方面心点阵 (4) c? c?18286,S:(,,),(,,)
448124481113318281616 c?,Cu:(0,,), Fe:(,0,)
8282812(5) y=0,Cu:(0,0,0),(,0,)
28,Cu:(,0,), Fe:(0,,)
212Fe:(0,0,),(,0,)
828416
答案
【9.1】不是。
【9.2】AB2, AB2; AB, AB; AB4C, AB4C; AB2C, AB2C 9.3 不是
155
9.4 是;是;四方I点阵;结构基元含有1个结点;a,b,c之比为1:1:22。 【9.5】是;是;四方P点阵;结构基元含有1个结点;a,b,c之比为1:1:2。 【9.6】不是;是;立方P点阵;结构基元含有2个结点;a,b,c之比为1:1:1 9.7 (y,x,z?) (x,y,z?) (y,x,z?) (x,y,z?1)
4441139.8
(x,y,z) (?12x?3232y,1232x?1243y,z?23) (?12x?1232y,?32x?32y,z?12) ??13)13
?(?x?y,?x?y,z?【9.9】单斜晶系;单斜P。C2h。1c2,1mh,i。 【9.10】D4点群。四方晶系。四方I。a?b?c,??????900
9.11 (2) 9.12 (4) 【9.13】(100)垂直;(010),(011)平行. 9.14 (010)垂直; (100),(001),(101)平行。 9.15 2b; 4c.
9.16 44.72 pm 9.17 89.69 pm 9.18 16.7 pm
9.19 834 pm;606 pm; 870 pm. 【9.20】1/2。 【9.21】4.485?10?29m3 【9.22】0.225 9.23 1.089 【9.24】(1)A一套;B两套。
(2)AB2
(3)六方P。 (4)AB2。
(5)1个A, 2个B,A:?0,0,0?;B:?,,?,?,,?。
?332??332??121??211?【9.25】a?352.5pm;??8.903?103kg/m3 【9.26】4n个A,8n个B。
156
11?1??1?11??111?【9.27】 AB3C。A:?0,0,0?B:??,,0?,?,0,?,?0,,?C:?,,?
?22??22??22??222?立方P。AB3C。
【9.28】四方晶系。四方P。2个B。不能确定。 【9.29】r?186pm;??9.675?102kg/m3 【9.30】A:?0,0,0??,,0?B:?,,??,,?
?22??442??442?1??11??11??1?333??111?【9.31】Ag:?0,0,0?,?,,0??,0,??0,,?O:?,,??,,?
?22??22??22??444??444??11??111??331?2; 4。立方P, Ag4O2。 【9.32】Si2O4。
1??11??11??1Si:?0,0,0??0,,??,0,??,,0?
2??22??22??2?111??133??313??331??,,??,,??,,??,,? ?444??444??444??444??111??133??313??331?O:?,,??,,??,,??,,? ?888??888??888??888??155??375??357??177??,,??,,??,,??,,? ?888??888??888??888??515??735??717??537??,,??,,??,,??,,? ?888??888??888??888??551??771??753??573??,,??,,??,,??,,? ?888??888??888??888?【9.33】?0,0,0?,?,,0??,0,??0,,??,,??,0,0??0,0,??0,,0?
?22??22??22??222??2??2??2??11??11??11??111??1??1??1?A2B。立方F。A2B
【9.34】?,,0?,?,0,?,?0,,?;?,,?,?,,?,?,,?
?22??22??22??444??444??444??11??11??11??331??313??133? 157