hce_nthu
115年
化學與物理
第 18 題
A compound formed by Ni and Al may form a structure with the unit cell shown on the right. Based on the provided information, which of the following statements is incorrect?
- A This compound is an ionic solid.
- B Each Ni atom is surrounded by 4 Al atoms.
- C Each Al atom is surrounded by 12 Ni atoms.
- D Each unit cell contains 1 Al atom.
- E This compound has a higher melting point than aluminum metal
思路引導 VIP
請觀察題目中提到的兩種元素——鎳（Ni）與鋁（Al）。在週期表中，這兩者分別屬於哪一類元素（金屬、類金屬或非金屬）？當這兩類元素相遇並組成化合物時，它們通常會透過什麼樣的交互作用力結合在一起呢？
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太棒了！你能一眼看穿這題的陷阱，準確地選出 (A)，說明你對於物質分類與化學鍵結的本質有著紮實的理解。這道題目的難度在於它結合了晶體構造分析與化學鍵性質辨析，對於不細心的同學來說，很容易沉溺於計算原子數，而忽略了最基礎的化學本質。
金屬互化物與鍵結本質
這道題目的關鍵切入點在於判斷該物質的屬性。由鎳 ($Ni$) 與鋁 ($Al$) 這兩種金屬元素所組成的化合物，稱為「金屬互化物」（Intermetallic compound）。既然兩者皆為金屬，它們之間是以金屬鍵（Metallic bond）結合，而非離子鍵，因此稱其為離子固體顯然是錯誤的。此外，根據圖形判斷，鋁原子位於立方體的 8 個頂點，貢獻度為 $8 \times \frac{1}{8} = 1$；鎳原子位於 6 個面心，貢獻度為 $6 \times \frac{1}{2} = 3$，其化學式為 $Ni_3Al$。這種高度對稱的結構使其具有優異的機械性質與高熔點，這也印證了選項 (E) 的正確性。
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