Question

根据下面图示回答问题：

(1) A图是某离子化合物的晶胞，该化合物中阳、阴离子的个数比是______。

(2)B图表示NaCl晶体的一个晶胞，一个NaCl晶胞中含Na⁺或Cl^-的个数均为____________。

(3)若Ca、Ti、O形成的某钙钛矿型晶体结构如C图，其化学式为____________。

(4)石墨晶体结构如D图所示，每一层由无数个正六边形构成，则平均每一个正六边形所占有的碳原子数和C-C键数之比为____________。   

(5)原子晶体硼的基本结构单元都是由12个硼原子组成的正二十面体，如E图。其中含有20个等边三角形和一定数目的顶角，每个顶角上各有1个原子。若两个氮原子取代了其中的两个硼原子，形成B₁₀N₂，则该分子结构有__________种。

Answer

1:1 4 CaTiO3 2:3 3

【解析】（1）A图晶胞中阳离子个数为1，阴离子个数=8×=1，所以该晶胞中阳离子、阴离子个数之比=1：1；
（2）该晶胞中钠离子个数=1+12×=4，氯离子个数=8×+6×=4；
（3）由结构可知，Ca2+位于体心有1个，Ti4+位于顶点，数目为8×=1个，O2-位于棱心，数目为12×=3个，故其化学式为CaTiO3；
（4）每个碳原子被三个碳环共有，每个碳环含有碳原子数为：6×=2，每条C-C键被两个碳环共有，每个碳环含有碳碳键6×=3条，有的碳原子数和C-C键数之比为2:3；
（5）原子晶体硼只有一种环境，用N原子代替其中一个B原子，只有一种可能，当其中一个B原子被N原子替代后，剩余B原子还有三种环境，即第二个B原子被N原子代替有三种结构，故B10N2的分子结构有3种。

点睛：解答此类试题常利用分摊法解决。需要注意的是要正确理解分摊法的实质和方法，具体情况具体分析，在立方体中每个顶点的原子占1/8份额；每条棱的原子占1/4份额；每个面的原子占1/2份额；内部原子算1，这是常见的分摊计算法，但是本题是正三棱柱，每个顶点的原子占1/12份额；每条棱的原子占1/6份额；每个面的原子占1/2份额；内部原子算1，这是本题容易发生错误的地方。