Question

1986年，在瑞士蘇黎世工作的兩位科學(xué)家發(fā)現(xiàn)一種性能良好的金屬氧化物超導(dǎo)體，使超導(dǎo)工作取得突破性進(jìn)展，為此兩位科學(xué)家獲得1987年的諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)。這種超導(dǎo)材料的晶體結(jié)構(gòu)如右圖所示，其化學(xué)式為YBa₂Cu₃O₇。

（1）已知該化合物中各元素的化合價(jià)為、、和。試計(jì)算Cu在化合物中的平均化合價(jià)為_(kāi)_____________，兩種價(jià)態(tài)Cu的原子個(gè)數(shù)之比為_(kāi)___________。
（2）用氧化物的形式表示該化合物的組成：____________________________________。

Answer 1

（1）+ ∶=2∶1
(2)Y₂O₃·4BaO·4CuO·Cu₂O₃

(1)該晶體雖然是一種新型超導(dǎo)材料，但作為一種化合物，它同樣滿足化學(xué)式中“正負(fù)化合價(jià)代數(shù)和為零”的原則，據(jù)此計(jì)算出Cu的平均化合價(jià)為+；因?yàn)?img src="http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140824/20140824114945885663.gif" style="vertical-align:middle;" />，則有：a+b=3,2a+3b=7。聯(lián)立方程解得a=2,b=1。即=2∶1。（2）根據(jù)Y、Ba、Cu的化合價(jià)，其氧化物的化學(xué)式為Y₂O₃、BaO、CuO、Cu₂O₃，因Cu的+2、+3兩種價(jià)態(tài)的原子個(gè)數(shù)之比為2∶1，所以推得n(CuO)∶n(Cu₂O₃)= 4∶1。即該化合物的組成可表示為Y₂O₃·4BaO·4CuO·Cu₂O₃。