氧化锂(Li₂O)晶体结构

实验目的

认识Li₂O晶胞结构,会计算离子个数并判断配位数,比较其与CaF₂的关系。

实验原理

Li₂O是离子晶体,Li⁺与O²⁻以离子键结合。O²⁻位于晶胞顶点和面心,Li⁺位于晶胞内部8个小立方体的中心。晶胞中O²⁻数 = 8×1/8 + 6×1/2 = 4,Li⁺数为8,个数比2∶1。Li⁺的配位数为4,O²⁻的配位数为8。

实验器材

• 氧化锂三维晶胞模型
• Li⁺
• O²⁻
• 晶胞内部的Li⁺位置

实验步骤

1. 旋转晶胞,辨认Li⁺和O²⁻。
2. 用均摊法数出晶胞中O²⁻的个数。
3. 数出完全在晶胞内部的Li⁺个数。
4. 选一个Li⁺,数出紧邻的O²⁻个数得到其配位数。
5. 选一个O²⁻,数出紧邻的Li⁺个数,并与CaF₂对比。

实验现象与结论

晶胞中O²⁻为4个、Li⁺为8个,个数比1∶2,与化学式Li₂O相符。Li⁺周围有4个O²⁻,O²⁻周围有8个Li⁺。结论:Li₂O为反萤石型结构,与CaF₂中阴阳离子位置相反。

常见问题

Li₂O晶胞中Li⁺和O²⁻各有几个?

Li⁺有8个,O²⁻有4个,个数比2∶1,与化学式Li₂O一致。

什么是反萤石型结构?

与CaF₂的萤石型相比,阴、阳离子位置对调:阴离子占顶点和面心,阳离子占内部。