Question

科學(xué)家發(fā)現(xiàn)的釔鋇銅氧化合物在90 K具有超導(dǎo)性，若該化合物晶體的晶胞結(jié)構(gòu)如圖所示，則該化合物的化學(xué)式可能是
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A．	YBa2Cu3O4
B．	YBa2Cu2O5
C．	YBa2Cu3O5
D．	YBaCu4O4

Answer 1

答案：C
解析：

解析：下面對(duì)立方晶胞進(jìn)行詳細(xì)分析．圖1就表示一個(gè)立方晶胞．在圖中，原子可以位于它的頂點(diǎn)，也可以位于它的棱上，還可以在它的面上(不含棱)，當(dāng)然，它的體內(nèi)也可以有原子；圖2是這種晶胞進(jìn)行堆積的情況，圖3是圖2的單圖．從這些圖可以看出： 　　(1)每個(gè)頂點(diǎn)被8個(gè)晶胞共有，所以晶胞對(duì)頂點(diǎn)上的每個(gè)原子只占1/8份額； 　　(2)每條棱被4個(gè)晶胞共有，所以晶胞對(duì)棱上的每個(gè)原子只占1/4份額； 　　(3)每個(gè)面被2個(gè)晶胞共有，所以晶胞對(duì)面上(不含棱)的每個(gè)原子只占1/2份額； 　　(4)晶胞體內(nèi)的原子不與其他晶胞分享；透過以某個(gè)頂點(diǎn)為中心的三維坐標(biāo)系后可以清楚地看到； 　　(5)每個(gè)頂點(diǎn)是被8個(gè)晶胞的6條棱共享，6條棱包括軸上的2條、軸上的2條和z軸上的2條； 　　(6)每個(gè)頂點(diǎn)也被這6條棱構(gòu)成的12個(gè)晶胞面共享，這12個(gè)面包括平面內(nèi)的4個(gè)面、平面內(nèi)的4個(gè)面和平面內(nèi)的4個(gè)面． 　　分?jǐn)偡ǖ谋疽獠恢皇前言�子分�(jǐn)偟骄О�，還可以把原子分?jǐn)偟嚼饣蛎�，例如�?/P> 　　根據(jù)上面第(5)條，結(jié)論：棱對(duì)每個(gè)頂點(diǎn)占的份額是1/6； 　　根據(jù)上面第(6)條，結(jié)論：面對(duì)每個(gè)頂點(diǎn)占的份額是1/12． 　　同樣，分?jǐn)偡ㄒ膊恢皇菍?duì)原子進(jìn)行分?jǐn)�，還可以把棱分?jǐn)偟矫婊虬衙娣謹(jǐn)偟嚼�，等等．　圖中三個(gè)立方體合在一起才是一個(gè)晶胞．從題圖看出：每個(gè)晶胞體內(nèi)含有1個(gè)釔原子和2個(gè)鋇原子．下面計(jì)算每個(gè)晶胞單獨(dú)占有的銅原子個(gè)數(shù)和氧原子個(gè)數(shù)．圖中共有銅原子16個(gè)，其中位于頂點(diǎn)(最上層平面和最下層平面)的共8個(gè)，這個(gè)晶胞中只分?jǐn)偟?×1/8＝1個(gè)；位于棱線(中間兩個(gè)平面)的也是8個(gè)，這個(gè)晶胞分?jǐn)偟降姆蓊~是8×1/4＝2個(gè)；所以，每個(gè)晶胞單獨(dú)占有的銅原子數(shù)為3個(gè)． 　　圖中共含氧原子13個(gè)，位于晶胞面上(不含棱)的是7個(gè)，位于晶胞棱上的是6個(gè)，所以，每個(gè)晶胞單獨(dú)含有的氧原子數(shù)共為7×1/2＋6×1/4＝5個(gè)． 　　至此可結(jié)論，該晶體每個(gè)晶胞中平均分?jǐn)偟?即單獨(dú)占有)的釔原子、鋇原子、銅原子和氧原子個(gè)數(shù)分別為1、2、3、5，所以，化學(xué)式為YBa2Cu3O5． 　　深化升華：利用分?jǐn)偡ń忸}的關(guān)鍵是弄清某一原子為幾個(gè)晶胞共用，它處于每個(gè)晶胞的位置是怎樣的．這是利用分?jǐn)偡ǖ那疤釛l件．