Question

【題目】如圖，直線交點處的圓圈為NaCl晶體中Na＋或Cl－所處的位置，這兩種離子在空間三個互相垂直的方向上都是等距離排列的。

(1)請將其中代表Na＋的圓圈涂黑(不必考慮體積大小)，以完成NaCl晶體結構示意圖。________

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

(3)晶體中每一個重復的結構單元叫晶胞。在NaCl晶胞中正六面體的頂點上、面上、棱上的Na＋或Cl－為該晶胞與其相鄰的晶胞所共有，一個晶胞中Cl－的個數等于__，即(填計算式)____；Na＋的個數等于____，即(填計算式)____。

(4)設NaCl的摩爾質量為Mr g·mol－1，食鹽晶體的密度為ρ g·cm－3，阿伏加德羅常數的值為NA。食鹽晶體中兩個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、氯離子的配位數都是6；

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

（3）根據均攤法求得每個晶胞中離子的個數；

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

（1）氯化鈉晶體中，鈉離子或氯離子的配位數都是6，氯化鈉晶體的結構示意圖為；

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

（3）根據均攤法：①處于頂點的離子，同時為8個晶胞共有，每個離子有屬于晶胞；②處于棱上的離子，同時為4個晶胞共有，每個離子有屬于晶胞；③處于面上的離子，同時為2個晶胞共有，每個離子有屬于晶胞；④處于晶胞內部（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；含Na+：8×+6×=4個；

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