离子晶体化学式的确定

离子晶体化学式的确定

湖北省老河口市一中李军

[课后习题·选修3·P82第4题]氯化钠和氯化铯的化学式可用同一通式（AB型）表示，但晶体结构却不同，应如何解释？

答：氯化钠晶胞如下图左所示。从图中可以明显地看出：每个Na+周围最邻近的Cl-有6个，每个Cl-周围最邻近的Na+有6个，则Na+、Cl-的配位数都是6。因此整个晶体中，Na+、Cl-比例为1：1，所以化学式为NaCl，属于AB型离子晶体。

氯化铯晶胞如下图右所示。同样从图中可以明显地看出：每个Cs+周围最邻近的Cl-有8个，每个Cl-周围最邻近的Na+有8个，则Cs+、Cl-的配位数都是8。因此整个晶体中，Cs+、Cl-比例为1：1，所以化学式为CsCl，同样属于AB型离子晶体。

[基础变式]某离子晶体中晶体结构最小的重复单元如图：A为阴离子，

在正方体内，B为阳离子，分别在顶点和面心，则该晶体的化学式为

（）

A．B2A B．BA2C．B7A4D．B4A7

[解析]写出该晶体的化学式的关键是要求出晶胞中A、B两种离子的个数比。分析该晶胞的结构可知，A离子在正方体内，所以该晶胞占有8个A离子，B离子有8个在正方体的顶点，有6个在正方体的面心，则该晶胞平均占有B离子为：8×1/8＋6×1/2=4，则A：B=8：4=2：1，所以化学式为BA2。

[答案]B

[提升变式]某离子晶体晶胞结构如图所示，X位于立方体的顶点，Y位于立方体的中心。试分析：

（1）在一个晶胞中有个X，个Y，所以该晶体的化

学式为_____ _____。

（2）晶体中距离最近的2个X与一个Y所形成的夹角∠XYX角度为

__________（填角的度数）。

[解析]（1）因为X位于立方体的顶点，Y位于立方体的中心，根据均摊法，则在一个晶胞中占有X为1/8×4=1/2，占有Y为1，由于X：Y=1：2，所以该晶体的化学式为XY2。（2）根据晶胞结构可知，4个X与Y形成正四面体结构，类似于甲烷分子结构，所以∠XYX 角度为109°28′。

[答案]（1）1/2；1；XY2。（2）109°28′。

[归纳总结]离子晶体化学式的确定的方法和步骤：

1．方法：均摊法。

2．步骤：

①找到晶体的最小重复单元——晶胞；

②分析晶胞中各微粒的位置及提供给晶胞的比例：位于晶胞顶点的微粒，实际提供给晶胞的只有1/8；位于晶胞棱边的微粒，实际提供给晶胞的只有1/4；位于晶胞面心的微粒，实际提供给晶胞的只有1/2；位于晶胞中心的微粒，实际提供给晶体的是1；

③数清晶胞中各微粒的个数并计算晶体中的微粒个数比：晶体中的微粒个数比=“微粒提供给每个晶胞的比例×晶胞中微粒个数”之比；

④根据晶体中微粒个数之比写出晶体的化学式。

[练一练]高温下，超氧化钾（KO2）晶体结构与NaCl相似，其晶体结构的一个基本重复单元如右图所示，已知晶体中氧的化合价可看作部分为0价，部分为—2价。则下列说法正确的是（）

A．晶体中，0价氧原子与-2价氧原子的数目比为1:1

B．晶体中每个K+周围有8个O2—，每个O2—周围有8个K+

C．超氧化钾晶体中阳离子与阴离子的个数比为1：2

D．晶体中与每个K+距离最近的K+有12个

[答案]D