氧化钙(CaO)晶体结构模型

实验目的

认识氧化钙晶体的结构，会计算晶胞中粒子数和配位数。

实验原理

Ca₂+ 与 O₂- 通过离子键结合，在空间交替排列成面心立方结构。每个 Ca₂+ 周围有 6 个最近的 O₂-，每个 O₂- 周围也有 6 个 Ca₂+，配位数为 6:6。每个晶胞含 4 个 Ca₂+ 和 4 个 O₂-。氧化钙与水反应：CaO + H₂O = Ca(OH)₂。

实验器材

• 氧化钙晶胞三维模型
• Ca₂+（模型中的球）
• O₂-（模型中的球）
• 晶胞边界线
• 旋转与缩放操作

实验步骤

1. 打开模型，辨认 Ca₂+ 与 O₂-。
2. 旋转晶胞，观察两种离子是否交替排列。
3. 用均摊法分别计算晶胞中 Ca₂+ 与 O₂- 的个数。
4. 任选一个 Ca₂+，数出与其最近的 O₂- 的个数。
5. 再选一个 O₂-，数出最近的 Ca₂+，得出配位数。
6. 与氧化镁的晶胞对比，找出结构上的相同点。

实验现象与结论

氧化钙晶胞中两种离子配位数均为 6，每个晶胞含 4 个 CaO，结构与氯化钠相同。离子键较强，因此氧化钙熔点较高。

注意事项

• 本演示为结构模型，不涉及真实药品操作。
• 实际使用生石灰时注意其遇水放热、有腐蚀性。

常见问题

氧化钙晶体的配位数是多少？

Ca₂+ 和 O₂- 的配位数都是 6，即 6:6 配位。

氧化钙晶胞里有几个 Ca2+？

有 4 个。氧化钙晶胞与氯化钠一样，同时含 4 个 O₂-。