题目
[9.5]NH4Cl晶体为简单立方点阵结构,晶胞中包含1个 (N{H)_(4)}^+ 和1个 ^- ,晶胞参数-|||-=387pm-|||-(1)若 (N{H)_(4)}^+ 热运动呈球形,试画出晶胞结构示意图;-|||-(2)已知 ^- 半径为181 pm,求球形 (N{H)_(4)}^+ 的半径;-|||-(3)计算晶体密度;-|||-(4)计算平面点阵族(110)相邻两点阵面的间距;-|||-(5)用CuKa射线进行衍射,计算衍射指标330的衍射角(θ);-|||-(6)若 (N{H)_(4)}^+ 不因热运动而转动,H为有序分布,请讨论晶体所属的点群。

题目解答
答案

解析
本题是关于NH₄Cl晶体结构的综合分析题,涉及晶胞结构、离子半径计算计算、晶体密度、点阵面间距、衍射角及点群判断等多个知识点,具体解析如下:
(1) 晶胞结构示意图
NH₄Cl为简单立方点阵,晶胞含1个NH₄⁺和1个Cl⁻。简单立方晶胞中,正、负离子通常沿体对角线接触以达紧密堆积,故示意图需体现NH₄⁺和Cl⁻位于体对角线两端(见图9.5(a))。
(2) NH₄⁺半径计算
简单立方晶胞中,正、负离子沿体对角线方向接触,体对角线长度=√3·a。接触时:
(3) 晶体密度计算
晶体密度公式为:
(4) (110)点阵面间距计算
点阵面间距公式为:
(5) 衍射指标330的衍射角
根据布拉格方程:2dₕsinθ=nλ(n=1,CuKα射线波长λ=154.2 pm)。
(6) 晶体的点群
若NH₄⁺因热运动无序转动,可视为球形离子,晶体具立方最密堆积对称性,属于Oₕ点群;若NH₄⁺有序分布(4个H原子沿四面体方向排列),则失去C₄轴和对称中心,仅保留3个C₂轴、4个σₕ面和6个S₄轴,属于Tₕ点群。