Question

（1）中学教材上图示了NaCl晶体的结构，它向三维空间延伸形成完美晶体。氧化镍（NiO）晶体的结构与NaCl相同，Ni²⁺与最邻近的O^2-核间距离为a×10^-8 cm。计算NiO晶体的密度（已知NiO的摩尔质量为74.7 g· mol^-1）。

（2）天然的和绝大部分人工制备的晶体都存在各种缺陷，例如在某种NiO晶体中就存在如下图的缺陷：一个Ni²⁺空缺，另有两个Ni²⁺被两个Ni³⁺所取代。其结果晶体仍呈电中性，但化合物中Ni和O的个数比却发生了变化。某氧化镍样品的组成为Ni_0.97O，试计算该晶体中Ni³⁺与Ni²⁺的离子数之比。

                

Answer 1

解析：（1）选定如下的一个小立方体来进行计算：

从统计的角度看，该小立方体具有的Ni²⁺—O^2-离子对数为0.5。

              

小立方体的质量：×0.5=6.20×10^-23 g

小立方体的体积：（a×10^-8 cm )³=a³×10^-24 cm³

小立方体的密度为： =

（2）设1 mol Ni_0.97O中含Ni³⁺的物质的量为x，则Ni²⁺的物质的量为0.97－x。

根据晶体呈电中性可列出：3x+2(0.97－x)=2，解得x=0.06

则离子数之比为：Ni³⁺∶Ni²⁺=0.06∶(0.97－0.06)=6∶91

答案：（1） g·cm^-3     （2）6∶91