Question

已知，鐵有α、γ、δ三種晶體結(jié)構(gòu)，并且在一定條件下可以相互轉(zhuǎn)化（如圖），請回答相關(guān)的問題：
       
α－Feγ－Feδ－Fe
（1）鐵的三種晶體之間的轉(zhuǎn)化屬于          變化（填“物理”或“化學”），理由是：                                                  。
（2）鐵的α、γ、δ三種晶體結(jié)構(gòu)中，F(xiàn)e原子的配位數(shù)之比為：           。
（3）設(shè)α－Fe晶胞邊長為a cm，δ－Fe晶胞邊長為b cm，計算確定：
兩種晶體的密度比為：           。（用a、b的代數(shù)式表示）
（4）Fe₃C是工業(yè)煉鐵生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的一種鐵的合金，在Fe₃C晶體中，每個碳原子被6個位于頂角位置的鐵原子所包圍，成八面體結(jié)構(gòu)，即碳原子配位數(shù)為6，那么，鐵原子配位數(shù)為     。
事實上，F(xiàn)e₃C是C與鐵的晶體在高溫下形成的間隙化合物（即碳原子填入鐵晶體中的某些空隙），根據(jù)相關(guān)信息，你認為形成碳化鐵的鐵的三種晶體結(jié)構(gòu)中，最有可能的是：          。（選填“α－Fe”、“γ－Fe”或“δ－Fe”）

Answer 1

（1）物理  金屬鍵沒有變化（或“沒有化學鍵變化”；“沒有新物質(zhì)生成”）
（2）2∶4∶1 （3）2b³∶a³  （4）2   γ－Fe

試題分析：（1）鐵的三種晶體之間的轉(zhuǎn)化過程中并沒有新的物質(zhì)生成，屬于物理變化。
（2）根據(jù)晶胞的結(jié)構(gòu)可知，三種晶體中含有的鐵原子數(shù)分別是8×1/8＋1＝2、8×1/8＋6×1/2＝4、8×1/8＝1，所以鐵的α、γ、δ三種晶體結(jié)構(gòu)中，F(xiàn)e原子的配位數(shù)之比為2∶4∶1。
（3）根據(jù)（2）可知，、，所以兩種晶體的密度比為2b³∶a³。
（4）每個碳原子被6個位于頂角位置的鐵原子所包圍，構(gòu)成八面體結(jié)構(gòu)，每個鐵原子又為兩個八面體共用，即碳原子配位數(shù)為6，鐵原子配位數(shù)為2；由于每個碳原子被6個位于頂角位置的鐵原子所包圍，成八面體結(jié)構(gòu)，所以符合該結(jié)構(gòu)的應(yīng)該是γ－Fe。
點評：由于描述晶體結(jié)構(gòu)的基本單元叫做晶胞，所以在計算晶體中原子個數(shù)時，應(yīng)該利用數(shù)學知識立體幾何，學會類推，要求學生樹立物體的空間感，然后靈活運用即可。