Question

11．元素X的某價態(tài)離子Xⁿ⁺中所有電子正好充滿K、L、M三個電子層，它與N^3-形成的晶體結構如圖所示．

①該晶體的陽離子與陰離子個數(shù)比為3：1．
②該晶體中Xⁿ⁺離子中n=1．
③X元素的原子序數(shù)是29．
④晶體中每個N^3-被6個等距離的Xⁿ⁺離子包圍．

Answer 1

分析 ①根據(jù)均攤法計算晶胞中Xⁿ⁺、N^3-離子數(shù)目進行解答；
②結合①中計算，在利用化合價代數(shù)和為0計算；
③Xⁿ⁺中所有電子正好充滿K、L、M三個電子層，Xⁿ⁺所含電子=2+8+18=28，故原子序數(shù)為28+n；
④以頂角上的N^3-為中心，晶胞中與之距離最近的Xⁿ⁺有3個，而每個頂點為8個晶胞共用，棱上原子為4個晶胞所共用，所以每個原子為1個晶胞提供$\frac{1}{4}$．

解答 解：①晶胞中Xⁿ⁺可知數(shù)目為12×$\frac{1}{4}$=3、N^3-離子數(shù)目為8×$\frac{1}{8}$=1，故該晶體的陽離子與陰離子個數(shù)比為3：1，故答案為：3：1；
②由化合價代數(shù)和為0，可知3n-3=0，故n=1，故答案為：1；
③Xⁿ⁺中所有電子正好充滿K、L、M三個電子層，Xⁿ⁺所含電子=2+8+18=28，故原子序數(shù)為28+1=29，故答案為：29；
④以頂角上的N^3-為中心，晶胞中與之距離最近的Xⁿ⁺有3個，而每個頂點為8個晶胞共用，棱上原子為4個晶胞所共用，所以每個原子為1個晶胞提供$\frac{1}{4}$，故則每個N^3-周圍與之距離最近的X⁺數(shù)目為：8×3×$\frac{1}{4}$=6，故答案為：6．

點評 本題考查晶胞結構及計算，注意利用均攤法進行晶胞有關計算，需要學生具有一定空間想象能力，難度中等．