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(共70张PPT)
专题3　微粒间作用力与物质性质
微专题4　常见的晶体结构、晶胞计算
专题　精讲
一、常见的晶体结构分析
1. 典型离子晶体结构模型
类别 NaCl型 CsCl型 ZnS型 CaF2型
晶胞
配位数 及影响 因素 配 位 数 6 8 4 F－：4；Ca2＋：8
类别 NaCl型 CsCl型 ZnS型 CaF2型
配位数 及影响 因素 影 响
因 素 阳离子与阴离子的半径比值越大，配位数越多，另外配位数还与阴、 阳离子的电荷比有关等
类别 NaCl型 CsCl型 ZnS型 CaF2型
空隙及
占有率 空 隙 阴离子面心立方 最密堆积，阳离 子占据八面体空 隙 阴离子简单立 方堆积，阳离 子占据立方体 空隙 阴离子面心立 方最密堆积， 阳离子占据四 面体空隙 阴离子简单立方 堆积，阳离子占 据正四面体空隙
占 有 率 1 1 1
类别 NaCl型 CsCl型 ZnS型 CaF2型
晶胞中所含离 子数 Cl－：4；Na＋：4 Cs＋：1；Cl －：1 Zn2＋ ：4；S2 －：4 Ca2＋：4；F －：8
密度的计算 （ a 为晶胞参 数， NA为阿伏 加德罗常数）
阴、阳离子间
最短距离 （ b ）和晶胞 参数（ a ）之 间的关系
2. 典型共价晶体结构模型
晶体 晶体结构 结构分析
金刚石
晶体 晶体结构 结构分析
SiO2
晶体 晶体结构 结构分析
SiC、 BP、
AlN
3. 典型分子晶体结构模型
晶体 晶体结构 结构分析
干冰
白磷
4. 混合型晶体——石墨晶体
（1）石墨晶体属于混合型晶体，呈层状结构，每一层内碳原子之间以共价键的形式 形成平面六元并环结构。
（2）平均每个正六边形拥有2个碳原子，1 mol石墨中有1.5 mol C—C键；碳原子采取 sp2杂化。
（3）每一层内碳碳键的键长为1.42×10－10 m，比金刚石中碳碳键的键长（1.54×10－ 10 m）短，所以石墨的熔、沸点高于金刚石。层与层之间以分子间作用力结合，所以 石墨的硬度不大，有滑腻感，能导电。
二、晶胞计算
1. 原子分数坐标
（1）概念
原子分数坐标表示晶胞内部各原子的相对位置。
（2）原子分数坐标的确定方法
①依据已知原子的坐标确定坐标系取向。
②一般以坐标轴所在正方体的棱长为1个单位。
③从原子所在位置分别向 x 、 y 、 z 轴作垂线，所得坐标轴上的截距即为该原子的分 数坐标。
（2）常考实例
①正方体或长方体晶胞示意图
微粒位置 顶角 面上 棱上 内部
侧棱 上下棱
共用该微粒的晶胞数 8 2 4 4 1
每个晶胞分摊的微粒数 1
②正六棱柱晶胞示意图
微粒位置 顶角 面上 棱上 内部
侧棱 上下棱
共用该微粒的晶胞数 6 2 3 4 1
每个晶胞分摊的微粒数 1
（3）审题时一定要注意是“分子结构”还是“晶体结构”，若是分子结构，其化学 式由图中所有实际存在的原子个数决定，原子个数比不可以约简。
（4）根据均摊法计算出一个晶胞中所含微粒数目，求出晶胞所含微粒个数的最简整 数比，从而写出晶体的化学式。
3. 晶体有关计算
（1）晶体密度计算
①思维流程
②计算公式
c.晶胞的体积 V ＝ a3（立方体）＝ abc （长方体）
（2）晶体中原子间距离和晶胞参数
①思维流程
根据密度求晶胞中原子之间的距离时，可首先由密度计算出晶胞体积（晶胞质量由晶 胞含有的微粒数计算），再根据晶胞结构判断微粒间距与棱长的关系。
4. 晶胞投影图
构建晶胞投影图
（1）面心立方堆积模型的投影分析
（2）体心立方堆积投影分析
（3）金刚石晶胞投影图分析
A. NaCl中Na＋的配位数大于干冰中CO2分子的配位数
B. CO2晶胞中，CO2分子的排列方式只有1种方向
C. 若金刚石的晶胞棱长为 a cm，其中两个最近的碳原子之间的距离为 a /2 cm
D. 石墨晶体层内是共价键，层间是范德华力，所以石墨是一种混合型晶体
D
应用　体验
一、常见的晶体结构分析
A. CaO2晶体中，Ca2＋的配位数为6
B. 氧化镁晶体中，与Mg2＋距离最近且等距的Mg2＋有8个
C. 碘晶体中，存在非极性共价键和范德华力
D. 金刚石晶体中，碳碳键的键角为109°28'
B
解析：由图可知，Ca2＋位于顶角和面心，过氧根位于棱心和体心，与Ca2＋等距且最 近的过氧根位于上下前后左右，共有6个，即CaO2晶胞中，Ca2＋的配位数为6，A正 确；氧化镁晶体中，与顶角的Mg2＋最近且等距的Mg2＋位于面心，个数为12，B错 误；在碘晶体中，I2分子间存在范德华力，I2分子内存在碘碘非极性共价键，C正确； 在金刚石晶体中，每个C原子采取sp3杂化轨道与相邻的4个碳原子结合，碳碳键夹角 为109°28'，D正确。
A. 一个晶胞中As原子的个数为2
B. 砷化镓晶体中每个原子均形成4个共价键
C. As的配位数是2
D. 砷化锌、砷化铝、砷化硼的熔、沸点逐渐降低
B
A. CaF2晶体属于离子晶体
C. 可用质谱法区分40Ca 和42Ca
B
A. Ca2＋的配位数为6
B. 与F－距离最近的是K＋
C. 该物质的化学式为KCaF3
D. 若F－换为Cl－，则晶胞棱长将改变
B
A. Cu位于元素周期表ds区
C. 该晶体的化学式为CuInSe2
B
A. Zn在周期表中的位置是第四周期ⅡB族
B. 图中A点原子的坐标为（0，0，0），则B点原子的坐标为（0.75，0.25，0.75）
C. 将Zn和Se的位置全部互换后所得晶体结构不变
B
4. （1）镧系合金是稀土系储氢合金的典型代表，由荷兰菲利浦实验室首先研制出 来。它的最大优点是容易活化。其晶胞结构如图所示：
则它的化学式为 。
解析：（1）根据晶胞结构图可知，面上的原子为2个晶胞所共有，顶角上的原子为6 个晶胞所共有，内部的原子为整个晶胞所共有，所以晶胞中La原子个数为3，Ni原子 个数为15，则镧系合金的化学式为LaNi5。
LaNi5　
（3）GaAs的熔点为1 238 ℃，密度为ρ g·cm－3，其晶胞结构如图所示。该晶体的类型 为 ，Ga与As以 键结合。Ga和As的摩尔质量分别为 MGa g·mol－1 和 MAs g·mol－1，原子半径分别为 rGa pm和 rAs pm，阿伏加德罗常数的值为 NA，则 GaAs晶胞中原子的体积占晶胞体积的百分率为 。
共价晶体　
共价　
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课时作业
A. 反应过程中有离子键的断裂与形成
B. 熔点：C（金刚石）＞Na＞NaCl＞CCl4
C. NaCl晶体中，每个Cl－的周围距离其最近的Cl－有6个
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A. 甲烷在常温下呈气态，说明甲烷晶体属于分子晶体
B. 晶体中1个CH4分子有12个紧邻的甲烷分子
C. CH4晶体熔化时需克服共价键
D. 可燃冰（8CH4·46H2O）是在低温高压下形成的晶体
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A. 在单质晶体中不存在共价键
B. NaCl晶体中，一个Na＋周围有4个紧邻的Cl－
C. 某物质晶胞如图所示，其化学式为KCaF3
D. 晶体硅和锗都属于共价晶体，熔点：Ge＞Si
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A. 铁在周期表中位于第四周期ⅧB族，是过渡元素也是副族元素
B. 在两种晶胞中，每个Fe原子周围均有8个与之距离相等且最近的Fe原子
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A. 含SrF2添加剂的牙膏可以在酸性条件下保持很好的效果
B. 图中黑色的球●代表Sr2＋
C. 每个Sr2＋周围紧邻且等距的Sr2＋个数为4
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A. 该化合物的化学式为CuCl
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C. 距离Ti原子最近的O原子有6个
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A. 碳化物甲的化学式为WC
B. 晶体甲中与W原子距离最近的W原子有8个
D. 甲、乙两种晶胞的密度比为 b3∶2 a3
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B. 距离硫原子最近的硫原子数目为4
C. 硫原子的配位数为4
D. 该晶体的密度为
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A. 晶体的化学式为Li3OCl
B. 图中氧原子的配位数为6
C. 图中Cl—O原子的最近距离与Li—O原子的最近距离相等
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13. （2024·陕西榆林检测）反型钙钛矿电池无须使用具有光催化活性的TiO2（通过氮 掺杂生成TiO2－ a N b ，反应如图）以及掺杂的有机空穴传输层，光照下的输出稳定性 更好，更具发展潜力。


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