Question

（1）中学教材中图示了NaCl晶体，它向三维空间延伸得到完美晶体。NiO（氧化镍）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）

图3-40

（2）天然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晶体中就存在如图340所示的缺陷：一个Ni²⁺空缺，另两个Ni²⁺被两个Ni³⁺所取代。其结果晶体仍呈电中性，但化合物Ni和O的比值却发生了变化。某氧化镍样品组成为Ni_0.97O，试计算晶体中Ni³⁺与Ni²⁺的离子数之比。

Answer 1

解析：对于问题（1），若从晶体中最小重复单元出发，画出NiO的一个晶胞，分析1个晶胞中含Ni²⁺：8×+6×=4，含O^2-：12×+1=4，即根据各微粒在晶胞中的位置计算出每个NiO晶胞中含4个NiO，由此可求得此晶体的密度。

    对于问题（2），可根据题意——晶体呈电中性，结合电荷守恒分析：完美NiO晶体中Ni²⁺与O^2-个数比为1∶1，在晶体中2个Ni³⁺代替3个Ni²⁺时减少1个Ni²⁺，1 mol有缺陷晶体Ni_0.970O中减少0.03 mol Ni²⁺，则1 mol Ni_0.970O中含Ni³⁺为0.06 mol，含Ni²⁺为0.91 mol，所以Ni³⁺∶Ni²⁺=6∶91。

答案：（1）设取1 mol NiO，质量为74.7 g，一个晶胞的体积为：

=1.204a³ cm³

ρ(NiO)=g·cm^-3

（2）6∶91