化学热力学动力学基础 下载本文

根据以上所述确定:

(1)C70分子中所含的单键数和双键数; (2)C70分子中的五边形和六边形各有多少个?

10、已知Fe x O晶体的晶胞结构为NaCl型,由于晶体缺陷,x的值小于1。测知Fe x O晶体密度ρ为5.71g·cm–3,晶胞边长为4.28×10–10m(铁原子量为55.9,氧原子量为16.0)。求:

(1)FexO中x的值(精确至0.01)。

(2)晶体中的Fe分别为Fe2+ 和Fe3+,在Fe2+ 和Fe3+ 的总数中,Fe2+ 所占分数为多少?(精确至0.001。)

(3)写出此晶体的化学式。

(4)描述Fe在此晶体中占据空隙的几何形状(即与O2– 距离最近且等距离的铁离子围成的空间形状)。

(5)在晶体中,铁元素的离子间最短距离为多少?

11、最近发现,只含镁、镍和碳三种元素的晶体竟然也具有超导性。鉴于这三种元素都是常见元素,从而引起广泛关注。该晶体的结构可看作由镁原子和镍原子在一起进行(面心)立方最密堆积(ccp),它们的排列有序,没有相互代换的现象(即没有平均原子或统计原子),它们构成两种八面体空隙,一种由镍原子构成,另一种由镍原子和镁原子一起构成,两种八面体的数量比是1︰3,碳原子只填充在镍原子构成的八面体空隙中。

(1)画出该新型超导材料的一个晶胞(碳原子用小球,镍原子用大○球,镁原子用大

球)。

(2)写出该新型超导材料的化学式。

12、某同学在学习等径球最密堆积(立方最密堆积A1和六方最密堆积A3)后,提出了另一种最密堆积形式Ax 。如右图所示为Ax 堆积的片层形式,然后第二层就堆积在第一层的空隙上。请根据Ax 的堆积形式回答:

(1)计算在片层结构中(如右图所示)球数、空隙数和切点数之比

(2)在Ax 堆积中将会形成正八面体空隙和正四面体空隙。

请在片层图中画出正八面体空隙(用·表示)和正四面体空隙(用×表示)的投影,并确定球数、正八面体空隙数和正四面体空隙数之比

(3)指出Ax 堆积中小球的配位数 (4)计算Ax 堆积的原子空间利用率。

(5)计算正八面体和正四面体空隙半径(可填充小球的最大半径,设等径小球的半径为r)。

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(6)已知金属Ni晶体结构为Ax 堆积形式,Ni原子半径为124.6 pm,计算金属Ni的密度。(Ni的相对原子质量为58.70)

(7)如果CuH 晶体中Cu的堆积形式为Ax 型,H 填充在空隙中,且配位数是4。

则H 填充的是哪一类空隙,占有率是多少?

(8)当该同学将这种Ax 堆积形式告诉老师时,老师说Ax 就是A1或A3的某一种。你认为是哪一种,为什么?

13、石墨晶体由层状石墨“分子”按ABAB方式堆积而成,如右图所示,图中用虚线标出了石墨的一个六方晶胞。 (1)该晶胞的碳原子个数 。 (2)写出晶胞内各碳的原子坐标。

(3)已知石墨的层间距为334.8 pm,C-C键长为142 pm,计算石墨晶体的密度为 。

石墨可用作锂离子电池的负极材料,充电时发生下述反应:Li1-xC6+x Li+x e→ LiC6 其结果是,Li嵌入石墨的A、B层间,导致石墨的层堆积方式发生改变,形成化学式为LiC6的嵌入化合物。

(4)右图给出了一个Li沿C轴投影在A层上的位置,试在右图上标出与该离子临近的其他6个Li的投影位置。

(5)在LiC6中,Li与相邻石墨六元环的作用力属何种键型?

(6)某石墨嵌入化合物每个六元环都对应一个Li,写出它的化学式。 锂离子电池的正极材料为层状结构的LiNiO2。已知LiNiO2中Li和Ni3均处于氧离子组

成的正八面体体心位置,但处于不同层中。

(7)将化学计量的NiO和LiOH在空气中加热到770℃可得LiNiO2,试写出反应方程式。

(8)写出LiNiO2正极的充电反应方程式。 (9)锂离子完全脱嵌时 LiNiO2 的层状结构会变得不稳定,用铝取代部分镍形成LiNi1

-y

Al y O2。可防止理离子完全脱嵌而起到稳定结构的作用,为什么?

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