题目内容

(迁移应用)晶胞是晶体中的最小可重复单元,试计算在一个NaCl晶胞中,共包含几个结构粒子。

 

答案:
解析:

点拨解答:由于晶体在空间上是可以无限重复的,所以,晶体的化学式可以用粒子均摊的方法来确定,即每个晶胞平均拥有粒子的数目。根据均摊原则,晶体中粒子个数比的求法是:

对于立方体型结构,计算方法如下:

(1)处于立方体顶点的粒子,同时属于8个晶胞,因此每个粒子有1/8属于该晶胞;

(2)处于棱上的粒子,同时属于4个晶胞,每个粒子有1/4属于该晶胞;

(3)处于面上的粒子,同时属于2个晶胞,每个粒子有1/2属于该晶胞;

(4)处于晶胞内部的粒子,则完全属于该晶胞。

所以,在一个NaC1l晶胞中的结构粒子共有:

Cl:8×+6×=4    Na:12×+1=4

所以,两种粒子的个数比为1∶1,实验式为NaCl。

 


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固体电解质是具有与强电解质水溶液的导电性相当的一类无机固体。这类固体通过其中的离子迁移进行电荷传递,因此又称为固体离子导体。固体电解质取代液体电解质,可以做成全固态电池及其它传感器、探测器等,在电化学、分析化学等领域的应用日益广泛。

银有α、β、和γ等多种晶型。在水溶液中Ag+与I-沉淀形成的是γ-AgI和β-AgI的混合物,升温至136℃全变为β-AgI,至146℃全变为α-AgI。α-AgI是一种固体电解质,导电率为1.31Ω-1?cm-1(注:强电解质水溶液的导电率为10-3~1Ω-1?cm-1)。

4-1γ-AgI和β-AgI晶体的导电性极差。其中γ-AgI晶体属立方晶系,其晶胞截面图如下所示。图中实心球和空心球分别表示Ag+和I-,a为晶胞边长。试指出γ-AgI晶体的点阵型式和Ag+、I-各自的配位数(已知通常I-的半径为220pm,Ag+的半径为100--150pm)。

 
 

 

 

 


4-2α-AgI晶体中,I-离子取体心立方堆积,Ag+填充在其空隙中。试指出α-AgI晶体的晶胞中,八面体空隙、四面体空隙各有多少?

4-3为何通常Ag+离子半径有一个变化范围?

4-4实验发现,α-AgI晶体中能够迁移的全是Ag+,试分析Ag+能够发生迁移的可能原因。

4-5用一价正离子(M)部分取代α-AgI晶体中的Ag+离子,得通式为MAgxI1-x的化合物。如RbAg4I5晶体,室温导电率达0.27Ω-1?cm-1。其中迁移的物种仍全是Ag+。利用RbAg4I5晶体可以制成电化学气敏传感器,下图是一种测定O2含量的气体传感器示意图。被分析的O2可以通过聚四氟乙烯薄膜,由电池电动势变化可以得知O2的含量。

 
 

 

 

 

 


(1)写出传感器中发生的化学反和电极反应。

(2)为什么由电池电动势的化可以得知O2的含量?

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