若已知Al的原子半径为d,NA代表阿伏加德罗常数,Al的相对原子原子质量为M,请回答:
(1)晶胞中Al原子的配位数为________,一个晶胞中Al原子的数目为________。
(2)该晶体的密度为__________(用字母表示)。
答案 (1)12 4 (2)
解析 (1)Al属于...ABCABC...方式堆积的面心立方最密堆积,配位数为12,一个晶胞中Al原子的数目为8×+6×=4。(2)把数据代入公式ρV=M得ρ×(2d)3=M,解得ρ=。利用公式求金属晶体的密度,关键是找出晶胞正方体的边长。本题中面对角线的长度为4d,然后根据边长的倍等于面对角线的长度可求得晶胞正方体的边长。
方法规律--晶胞密度的计算方法
(1)以晶胞为研究对象,运用均摊法或切割法分析每个晶胞中含有的微粒数,计算一个晶胞的质量m=(NA为阿伏加德罗常数,n为晶胞中所含微粒个数,M为所含微粒的摩尔质量)。
(2)结合晶胞中的几何关系,计算一个晶胞的体积,用m=ρ·V的关系计算。
例3 金属钠晶体的晶胞为体心立方晶胞(),晶胞的边长为a。假定金属钠原子为等径的刚性球,且晶胞中处于体对角线上的三个球相切。则钠原子的半径r为( )
A. B. C. D.2a
答案 B
解析 如果沿着某一面的对角线对晶胞作横切面,可得如图所示的结构,其中AB为晶胞的边长,BC为晶胞的面对角线,AC为晶胞的体对角线。根据立方体的特点可知:BC=a,结合AB2+BC2=AC2得:r=。
二、金属晶体的结构与物理性质