Question

【题目】钇钡铜氧是一种新型节能高温超导体，其晶胞结构如图所示。研究发现，此高温超导体中的Cu元素有两种价态，分别为+2和+3，Y元素的化合价为+3，Ba元素的化合价为+2。

(1)该物质的化学式为________。

(2)该物质中Cu2+与Cu3+的个数比为__________。

Answer 1

【答案】YBa2Cu3O7 2：1

【解析】

(1)根据均摊法计算出晶胞中含有Y原子个数，再确定化学式；

(2)利用化合物中元素化合价代数和为零求得离子个数比。

(1)根据晶胞结构可知：Y在晶胞内，含有Y原子个数为1；Ba原子在晶胞内，含有Ba原子个数为2；Cu原子有位于晶胞顶点上的8个和位于侧棱上的8个，则晶胞中含有Cu原子个数为8×+8×=3；O原子有12个位于晶胞的棱上，8个位于侧面上，含有的O原子个数为12×+8×=7，所以物质的化学式为YBaCu3O7；

(2)设该物质中+2价的Cu离子个数为x、+3价的Cu离子个数为y，根据化合物中元素化合价代数和为零可知：+3+2×2+2x+3y-2×7=0，且x+y=3，解得：x=2，y=1，所以+2价和+3价的Cu离子个数比为2：1。