题目
CaTiO3(钛酸钙)型结构中,Ca2+和O2-共同组成立方紧密堆积,Ca2+占据立方面心的角顶位置,O2-占据立方面心的面心位置,Ti4+充填于______比例的______空隙之间。
CaTiO3(钛酸钙)型结构中,Ca2+和O2-共同组成立方紧密堆积,Ca2+占据立方面心的角顶位置,O2-占据立方面心的面心位置,Ti4+充填于______比例的______空隙之间。
题目解答
答案
1/4 八面体
解析
本题考查钛酸钙(CaTiO₃)晶体结构中的空隙类型及填充比例。解题关键在于:
- 明确离子排列方式:Ca²⁺占据立方体角顶,O²⁻占据面心,形成特定的紧密堆积结构。
- 分析空隙类型:立方紧密堆积中,八面体空隙位于立方体中心,由相邻离子围成。
- 计算填充比例:根据单位晶胞中Ti⁴⁺的数量与八面体空隙数量的关系,确定填充比例。
离子排列特点
- Ca²⁺:位于立方体8个角顶,每个角顶被8个晶胞共享,故每个晶胞含 1个Ca²⁺。
- O²⁻:位于6个面心,每个面心被4个晶胞共享,故每个晶胞含 1.5个O²⁻。
空隙分析
- 八面体空隙:在立方紧密堆积中,八面体空隙位于立方体中心,由6个O²⁻(或部分Ca²⁺)围成。
- 空隙数量:每个晶胞有 4个八面体空隙(因中心空隙被相邻晶胞共享)。
Ti⁴⁺的填充
- 化学式 CaTiO₃ 表明每个晶胞含 1个Ti⁴⁺。
- Ti⁴⁺占据 1个八面体空隙,而每个八面体空隙被 4个晶胞共享,故填充比例为 $\frac{1}{4}$。