六方硫化锌晶体结构

实验目的

认识六方硫化锌的晶胞结构,会判断其中离子的配位数。

实验原理

六方ZnS是离子晶体。S₂-按六方最密堆积方式排列,Zn₂+填在一半的四面体空隙中。每个Zn₂+周围有4个S₂-,每个S₂-周围也有4个Zn₂+,配位数均为4,Zn₂+与S₂-的数目比为1∶1。

实验器材

• 六方硫化锌晶胞三维模型
• 锌离子(Zn₂+)
• 硫离子(S₂-)
• 立方硫化锌模型(对比)
• 模型旋转与缩放工具

实验步骤

1. 打开六方硫化锌模型,整体观察晶胞的形状。
2. 分别辨认Zn₂+和S₂-,观察它们的排列层次。
3. 选定一个Zn₂+,数出紧邻的S₂-个数。
4. 再选定一个S₂-,数出紧邻的Zn₂+个数。
5. 与立方硫化锌模型对比,说出两者的相同点和不同点。

实验现象与结论

每个Zn₂+与4个S₂-相邻,每个S₂-与4个Zn₂+相邻,配位数都是4,构成四面体结构,离子数目比为1∶1,与化学式ZnS一致。结论:六方和立方硫化锌配位数相同,只是离子堆积方式不同。

常见问题

六方硫化锌中Zn2+的配位数是多少?

是4。每个Zn₂+被4个S₂-包围,形成四面体;S₂-的配位数同样是4。

六方硫化锌与立方硫化锌有什么区别?

两者配位数都是4,区别在于离子的堆积方式:前者为六方堆积,后者为面心立方堆积。