Question

(1)中學教材上圖示了NaCl晶體結構，它向三維空間延伸得到完美晶體。 NiO（氧化鎳〕晶體的結構與NaQ相同，Ni²⁺與最鄰近O^2-的核間距離為a10^-8cm，計算NiO晶體的密度（已知NiO的摩爾質量為74．7g．mol^-1）．

(2)天然的和絕大部分人工制備的晶體都存在各種缺陷，例如在某種NiO晶體中就存在如右圖所示的缺陷：一個Ni²⁺空缺，另有兩個Ni²⁺被兩個Ni³⁺所取代。其結果晶體仍呈電中性，但化合物中Ni和O的比值卻發生了變化。某氧化鎳樣品組成為Nio970,試計算該晶體中Ni³⁺與Ni²⁺的離子數之比。        

 

Answer 1

（1）1cm³中陰、陽離子總數＝(1．00cm/a×10^-8cm)³

1cm³中 Ni²⁺-O₂^-離子對數＝(1．00cm/a×10^-8cm)³×1/2

密度＝a×10^-8cm³/2×6．02×10²³mol^-1 或是

密度＝[(1．00cm/a×10^-8cm)³×74．7g?mol^-1]/2×NA＝(62．0/a3)g cm^-3，

（2）設1mol Ni0．97O中含Ni₃+x mol, Ni²⁺(0．97-x)mol                                   

根據電中性：3x mol + 2(0．97-x)mol=2×1mol  x=0．06 （1分〕

Ni²⁺為(0．97-x)mol=0．91

離子數之比 Ni³⁺:Ni²⁺=0．06:0．91=6:91