第4题
固体电解质以其在电池、传感器等装置中的广泛应用而备受关注。现有一种由正离子An+、Bm+和负离子X-组成的无机固体电解质，该物质50.7 ℃以上形成无序结构(高温相)，50.7 ℃以下变为有序结构(低温相)，二者结构示意见下图。图中，浅色球为负离子；高温相中的深色球为正离子或空位；低温相中的大深色球为An+离子，小深色球为Bm+离子。
4-1推出这种电解质的化学式，写出n和m的值。
4-2温度变化会导致晶体在立方晶系和四方晶系之间转换，上述哪种晶相属于立方晶系？
4-3写出负离子的堆积方式及形成的空隙类型。指出正离子占据的空隙类型及占有率。
4-4高温相具有良好的离子导电性，这源于哪种离子的迁移？简述导电性与结构的关系。
分析与解答
本题的主要考点为晶体结构，考查了立方和四方晶系的概念、对晶胞示意图的理解和识图能力、晶体空隙及其对导电性的影响等知识。
4-1高温相中深色球代表的是统计平均分布的未知比例的阳离子及空隙，只能从低温相的晶胞着手分析。从题中低温相晶体结构图可以看出，低温相晶体中，阴离子浅色球以立方最密堆积形式排列，共8个X-；阳离子填充在四面体空隙中，共4个An+、2个Bm+。故化合物的最简式为A2BX4。
如题所述，X为负一价阴离子，根据晶体电荷守恒，整数n、m满足2n+ m= 4。故n= 1，m= 2。
4-2高温相的两种阳离子和空隙平均分布，可从统计学意义上视为等同的。高温相的晶胞为立方ZnS型，故高温相为立方晶系。也可通过立方晶系与四方晶系的区别来判断：立方晶系比四方晶系的对称性更高，晶胞的4条体对角线分别是4根三重旋转轴(4C3) 。观察晶体结构图可知，高温相满足这一条件。
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