Ассоциация Наставников Олимпиадного Движения
Войти
Войти Регистрация
Вернуться назад
№102173

Структуры твердых веществ
(для решения требуется авторизация)

Источник: 50th ICHO, Slovakia & Czech Republic

Рисунок 1. Элементарная ячейка NaCl. Na+ – желтый, Cl– – зеленый

Рисунок 1. Элементарная ячейка NaCl. Na+ – желтый, Cl– – зеленый

Структурный тип хлорида натрия NaCl – один из базовых типов для ионных соединений. Кубическая элементарная ячейка показана на рис. 1. Постоянная решетки NaCl равна
a = 5.64 Å, радиус иона натрия r(Na+) = 1.16 Å.

  • Рассчитайте радиус хлорид-иона, r(Cl−), Å, с точностью до сотых.


    Решение задачи доступно только авторизованным пользователям — Войти

    Решение

  • Хлорид калия KCl имеет решетку такого же типа. Плотность твердого вещества ρ(KCl) =1.98 г/см3. Рассчитайте радиус иона калия r(K+), Å, с точностью до сотых.


    Решение задачи доступно только авторизованным пользователям — Войти

    Решение

  • Структуру ионного соединения можно предсказать, основываясь на относительных размерах катиона и аниона, поскольку отношение r+/r− определяет, какие пустоты в анионной подрешетке могут быть заняты катионом.

  • Ионный радиус лития r(Li+) = 0.90 Å. Предскажите, имеет ли LiCl такой же тип решетки, что и NaCl, или нет.


    Решение задачи доступно только авторизованным пользователям — Войти

    Решение

  • Некоторые ионные соединения, содержащие двухзарядные ионы, также имеют структурный тип NaCl, например галенит PbS. Для него постоянная решетки a = 5.94 Å. Найдите плотность галенита, г/см3.


    Решение задачи доступно только авторизованным пользователям — Войти

    Решение

  • Ионы серебра(I) могут замещать ионы свинца(II) в структуре PbS, поэтому галенит оказывается важной серебряной рудой. Сохранение электронейтральности кристалла при понижении общего положительного заряда катионов компенсируется понижением числа отрицательных ионов, т.е. появлением вакансий. Состав такой фазы можно выразить общей формулой Pb1−xAgxSy. Выразите y через x.


    Решение задачи доступно только авторизованным пользователям — Войти

    Решение

  • Образец галенита, в котором часть ионов свинца(II) замещена ионами серебра(I) с появлением вакансий сульфид-ионов, имеет плотность 7.21 г/см3. Постоянная решетки a = 5.88 Å. Рассчитайте стехиометрический коэффициент x для этого образца.


    Решение задачи доступно только авторизованным пользователям — Войти

    Решение

  • Цинковая обманка (сфалерит, ZnS) кристаллизуется в другом структурном типе, который тесно связан со структурой алмаза. Обе структуры показаны на рис. 2.

    Рисунок 2. (a) Элементарная ячейка сфалерита.
    Zn2+ – серый, S2− – желто-зеленый    		 (b) Элементарная ячейка алмаза


    Сколько формульных единиц ZnS содержит одна ячейка сфалерита?


    Решение задачи доступно только авторизованным пользователям — Войти

    Решение

  • Более тяжелые элементы IV группы (или группы 14), кремний и германий, также имеют кристаллическую структуру алмаза. Металлический радиус германия r(Ge) = 1.23 Å. Рассчитайте плотность твердого германия, г/см3.


    Решение задачи доступно только авторизованным пользователям — Войти

    Решение

  • Рассчитайте моуль разности между радиусами атомов P и As в соединениях с галлием (GaP и GaAs), Å.


    Решение задачи доступно только авторизованным пользователям — Войти

    Решение

  • Германий, как и кремний, – полупроводник. Он используется в электронике, но, как и кремний, очень хрупок, поэтому в некоторых практических приложениях вместо германия используется изоэлектронный ему арсенид галлия, GaAs. Это соединение является полупроводником типа III–V (бинарное соединение элементов групп III и V) и имеет структуру сфалерита. Постоянные решетки Ge и GaAs очень близки, a(GaAs) = 5.65 Å. Аналогичное соединение GaP также имеет структуру сфалерита, но меньшую элементарную ячейку, a(GaP) = 5.45 Å.

Введите ответ в редакторе