结构化学章节内容

例题与习题

一.例题(2/2)

例三.经x射线分析鉴定，某一离子晶体属于立方晶系，其晶胞参数a=403.1pm，晶胞顶点位置为Ti⁴⁺所占，体心位置为Ba²⁺所占，所在棱心位置为O^2－所占，请据此回答或计算：
　　（a）用分数坐标表达诸离子在晶胞中的位置。

（b）写出此晶体的化学组成

（c）指出晶体的点阵型式。结构基元和点群
　　（d）指出Ti⁴⁺的氧配位数和Ba^2＋的氧配位数

（e）计算两种正离子的半径值（O^2－半径为140pm）

（f）检验此晶体是否符合电价规则，判断此晶体中是否存在分离的络离子基团

（g）Ba^2＋和O^2－联合组成哪种型式的堆积？

（h）O^2－的配位情况怎样？

解：	（a）	Ti⁴⁺：0，0，0 Ba^2＋：1/2，1/2，1/2， O^2－：1/2，0，0；0，1/2，0；0，0，1/2
	（b）	一个晶胞中的Ba^2＋数为1，Ti⁴⁺数为8× ＝1，O^2－数为所以晶体的化学组成为BaTiO₃（由（a）中各离子分数坐标的组数也可知道一个晶胞中各各离子的数目）
	（c）	晶体的点阵型式为简单立方，一个晶胞即为一个结构基元，晶体属于O_h点群
	（d）	Ti⁴⁺的氧配位数为6，Ba^2＋的氧配位数为12
	（e）	在晶胞的棱上，Ti⁴⁺和O^2－互相接触，因而 Ba^2＋和O^2－在高度为且平行于立方晶胞的面对角线上互相接触，因而Ba^2＋半径为
	（f）	Ti－O键的静电键强度为，Ba－O键的静电键强度为。O^2－周围全部静电强度之和为等于O^2－的电价（绝对值）。所以BaTiO₃晶体符合电价规则。晶体不存在分离的络离子基团。
	（g）	Ba²⁺和O^2－在BaTiO₃立方晶胞中联合组成立方最密堆积，只是两种离子的半径不同而已。
	（h）	实际上，在（f）中已经表明：O^2－的钛配位数为2，O^2－钡配位数为4。