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填空题突破4　 　 晶体化学式及晶体类型的判断
【高考必备知识】
1．晶胞中微粒数目的计算方法——均摊法
(1)原则：晶胞中任意位置上的一个原子如果是被n个晶胞所共有，那么，每个晶胞对这个原子分得的份额就是
(2)方法：
①长方体(正方体)晶胞中不同位置的粒子数的计算
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a．处于顶点上的粒子，同时为8个晶胞所共有，每个粒子有属于该晶胞
b．处于棱边上的粒子，同时为4个晶胞所共有，每个粒子有属于该晶胞
c．处于晶面上的粒子，同时为2个晶胞所共有，每个粒子有属于该晶胞
d．处于晶胞内部的粒子，则完全属于该晶胞
②非长方体晶胞中粒子视具体情况而定
三棱柱
六棱柱
平面型 石墨晶胞每一层内碳原子排成六边形，其顶点(1个碳原子)被三个六边形共有，每个六边形占
2．熟记几种常见的晶胞结构及晶胞含有的粒子数目
晶体 NaCl CsCl ZnS CaF2 金刚石
晶体结构
粒子数目 4个Na＋，4个Cl－ 1个Cs+，1个Cl－ 4个S2－，4个Zn2＋ 4个Ca2＋，8个F－ 8个C
晶体 简单立方 体心立方 面心立方 氮化硼 干冰
晶体结构
粒子数目 1个原子 2个原子 4个原子 4个B，4个N 4个CO2
3．晶体类别的判断方法
(1)依据构成晶体的微粒和微粒间作用力判断
由阴、阳离子形成离子键构成的晶体为离子晶体；由原子形成的共价键构成的晶体为共价晶体；由分子依靠分子间作用力形成的晶体为分子晶体；由金属阳离子、自由电子以金属键形成的晶体为金属晶体
(2)依据物质的分类判断
①活泼金属氧化物和过氧化物(如K2O、Na2O2等)，强碱(如NaOH、KOH等)，绝大多数的盐是离子晶体
②部分非金属单质、所有非金属氢化物、部分非金属氧化物、几乎所有的酸、绝大多数有机物是分子晶体
③常见的单质类共价晶体有金刚石、晶体硅、晶体硼等，常见的化合物类共价晶体有SiC、SiO2、AlN、BP、CaAs等
④金属单质、合金是金属晶体
(3)依据晶体的熔点判断
不同类型晶体熔点大小的一般规律：共价晶体＞离子晶体＞分子晶体。金属晶体的熔点差别很大，如钨、铂等熔点很高，铯等熔点很低
(4)依据导电性判断
①离子晶体溶于水及熔融状态时均能导电
②共价晶体一般为非导体
③分子晶体为非导体，但分子晶体中的电解质(主要是酸和强极性非金属氢化物)溶于水时，分子内的化学键断裂形成自由移动的离子，也能导电
④金属晶体是电的良导体
(5)依据硬度和机械性能判断
一般情况下，硬度：共价晶体＞离子晶体＞分子晶体。金属晶体多数硬度大，但也有较小的，且具有延展性
【真题演练】
1．(2025·河南卷)NixP的晶胞如图1所示(晶胞参数a＝b≠c，α＝β＝90°，γ＝120°)，该物质的化学式为_______
2．(2025·甘肃卷)某含Pb化合物是一种被广泛应用于太阳能电池领域的晶体材料，室温下该化合物晶胞如图所示，晶胞参数a≠b≠c，α＝β＝γ＝90°。该化合物的化学式为_______
3．(2025·全国卷)NiO晶胞如图所示，晶胞中含有Ni2+的个数为_______________
4．(2025·江苏卷)制备光学材料。如图所示 ，ZnS晶体中掺入少量CuCl后，会出现能量不同的“正电”区域与“负电”区域，光照下发出特定波长的光
区域A中的离子为________(填离子符号)，区域B带________(填“正电”或“负电”)
5．(2024·广东卷)一种含Ga、Ni、Co元素的记忆合金的晶体结构可描述为Ga与Ni交替填充在Co构成的立方体体心，形成如图所示的结构单元。该合金的晶胞中，粒子个数最简比Co∶Ga∶Ni＝_______
6．(2024·江苏卷)反萃取后，Fe2(SO4)3经转化可得到铁酸铋。铁酸铋晶胞如图所示(图中有4个Fe原子位于晶胞体对角线上，O原子未画出)，其中原子数目比N(Fe)∶N(Bi)＝_______
7．(2024·甘肃卷)某含钙化合物的晶胞结构如图甲所示，沿x轴方向的投影为图乙，晶胞底面显示为图丙，晶胞参数。a≠c，α＝β＝γ＝90°。化合物的化学式是_______
甲 乙 丙
8．(2024·福建卷)LiOH的晶胞结构如图所示
(1)晶体中与一个O紧邻的Li有_______个
(2)一个Li与所有紧邻O形成的空间结构为_______
(3)晶体中微粒间作用力有_______(填标号)
a．氢键 b．离子键 c．金属键 d．范德华力 e．极性共价键 f．非极性共价键
9．(2024·贵州卷)NaFeO2的晶胞结构示意图如甲所示。每个晶胞中含有NaFeO2的单元数有_______个，若“焙烧”温度为700℃，n(Na2CO3)∶ n(Fe3O4)＝9∶8时，生成纯相Na1—xFeO2，则x＝_____，其可能的结构示意图为_______(选填“乙”或“丙”)
甲　　　　 乙　　　　　丙
10．(2024·新课标卷)Ni(CO)4(四羰合镍，沸点43℃)可用于制备高纯镍，也是有机化合物羰基化反应的催化剂，Ni(CO)4晶体的类型为_______
11．(2024·山东卷)Mn如某种氧化物MnOx的四方晶胞及其在xy平面的投影如图所示，该氧化物化学式为_______
当MnOx晶体有O原子脱出时，出现O空位，Mn的化合价_______(填“升高”“降低”或“不变”)，O空位的产生使晶体具有半导体性质。下列氧化物晶体难以通过该方式获有半导体性质的是_______(填标号)。
A．CaO B．V2O5 C．Fe2O3 D．CuO
12．(2024·浙江1月)某化合物的晶胞如图，其化学式是________，晶体类型是________
13．(2024·浙江6月)某化合物的晶胞如图所示，Cl－的配位数(紧邻的阳离子数)为________；写出该化合物的化学式________，写出该化合物与足量NH4Cl溶液反应的化学方程式____________________
14．(2023·全国乙卷)一种硼镁化合物具有超导性能，晶体结构属于立方晶系，其晶体结构、晶胞沿c轴的投影图如下所示，晶胞中含有_______个Mg。该物质化学式为_______
【题组训练】
1．－405℃时，F2与冰反应生成HOF利HF。常温常压下，HOF为无色气体，固态HOF的晶体类型为_____，HOF水解反应的产物为_____(填化学式)
2．相关物质的沸点如下，晶体Ga(CH3)3的晶体类型是____________________
物质 Ga(CH3)3 Et2O CH3I NR3
沸点/℃ 55.7 34.6 42.4 365.8
3．(NH4)2CO3会使滤泥中的一种胶状物质转化为疏松分布的棒状颗粒物。滤渣的X射线衍射图谱中，出现了NH4Al(OH)2CO3的明锐衍射峰。NH4Al(OH)2CO3属于__________(填“晶体”或“非晶体”)
4．由CoCl2可制备AlxCoOy晶体，其立方晶胞如图。Al与O最小间距大于Co与O最小间距，x、y为整数，则Co在晶胞中的位置为__________；晶体中一个Al周围与其最近的O的个数为_______
5．铜的硫化物结构多样。天然硫化铜俗称铜蓝，其晶胞结构如图，晶胞中含有_______个S，N(Cu+)∶N(Cu2+)＝_______。晶体中微粒间作用力有_______(填标号)
a．氢键 b．离子键 c．共价键 d．金属键
6．硫磺(S8)的晶体类型是______
7．铜的一种化合物的晶胞如图所示，其化学式为______
8．某含氮化合物晶胞如图，其化学式为___________，每个阴离子团的配位数(紧邻的阳离子数)为___________
9．Si与P形成的某化合物晶体的晶胞如图。该晶体类型是___________，该化合物的化学式为___________
10．一种铅卤基钙钛矿的晶胞结构如图所示，其中八面体体心为Pb，顶点为Br，晶体中各八面体顶点相连。该晶体的化学式为________，若该晶体的晶胞以Cs为顶点，则Br在晶胞中的位置为________
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11．晶体W的晶胞结构如图所示，晶胞内八面体阴离子中心原子的配位数为______，W的化学式为________
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侧视图
12．银铈合金是优良的导电材料，一种银铈晶体结构单元如图(a)所示：
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图(a)　　　　　　　　图(b)
(1)将该结构单元示意图(b)补充完全
(2)该晶体的化学式为________________
13．某种铁镍合金的立方晶胞如图所示，镍原子的配位数为________；该合金的化学式为________
14．铂镍合金在较低温度下形成一种超结构有序相,其立方晶胞结构如图所示,晶胞参数为a pm。结构中有两种大小一样的八面体空隙,一种完全由镍原子构成(用A表示),另一种由铂原子和镍原子共同构成(用B表示)
(1)该晶体的化学式为__________
(2)晶体中A和B的数目之比为__________
【填空题突破4　 　 晶体化学式及晶体类型的判断】答案
【真题演练】
1．Ni2P
解析：该晶胞中，P原子8个位于顶点(4个被6个晶胞共用，4个被12个晶胞共用)、2个位于体内，1个晶胞中所含P原子数为2＋4×＋4×＝3，Ni原子8个位于棱(均被4个晶胞共用)、6个位于面(均被2个晶胞共用)，1个位于体内，Ni原子数为1＋8×＋6×＝6，因此该物质的化学式为Ni2P。
2． CsPbBr3
3．4
解析：“焙烧②”后得到NiO，图中根据NiO晶胞原子半径大小可以推断出半径大的为O元素处于晶胞的顶点和面心，处于棱上和体心的是Ni元素。利用均摊法N(Ni2+)＝12×＋1＝4个。
4．Cl－ 负
解析：“○”代表S2－，同种电荷交换，则区域A被Cl－代替；区域B中“●”代表Zn2＋，被CuCl中＋1的Cu代替，整个晶胞中的正电荷减少，则区域B带负电。
5．2∶1∶1
解析：合金的晶体结构可描述为Ga与Ni交替填充在Co构成的立方体体心，形成如图所示的结构单元，取Ga为晶胞顶点，晶胞面心也是Ga，Ni处于晶胞棱心和体心，Ga和Ni形成类似氯化钠晶胞的结构，晶胞中Ga和Ni形成的8个小正方体体心为Co，故晶胞中Ga、Ni个数为4，Co个数为8，粒子个数最简比Co∶Ga∶Ni＝2∶1∶1，
6．2∶1
解析：由均摊法知，晶胞中位于面上的Fe有8个，位于晶胞内的Fe有4个，则N(Fe)＝8×＋4＝8，位于晶胞面上的Bi有8个，则N(Bi)＝8×＝4，故N(Fe)∶N(Bi)＝2∶1。
7．Ca3N3B　
解析：由均摊法可知，晶胞中Ca的个数为8×＋2＝3，N的个数为8×＋2×＝3，B的个数为4×＝1，则化合物的化学式是Ca3N3B
8．(1)4
(2)四面体形
(3)bde
解析：根据LiOH的晶胞结构及其x轴方向投影图可知，在晶胞中Li位于8个顶点和上、下底面的2个面心，O位于前、后、左、右4个侧面上，晶体为层状结构。(1)晶体中与一个O紧邻的Li有4个，晶体中与一个Li紧邻的O也有4个；(2)因为∠O－Li－O=129°，故一个Li与所有紧邻O形成的空间结构为四面体形而非正四面体形；(3)由于O无法提供价层孤电子对，且层间距离远，OH－间不能形成氢键；LiOH为离子化合物，不存在金属键；Li+与OH－间存在离子键；根据LiOH晶体呈层状结构，层间存在范德华力；O－H属于极性共价键；故晶体中微粒间作用力有bde。
9．3 0.25 乙
解析：由NaFeO2的晶胞图如甲可知，每个晶胞中含有Fe：4×＋2＝3，Na：8×＋2＝3，O：8×＋4＝6，即每个晶胞中NaFeO2的单元数有3个；若“焙烧”温度为700℃，n(Na2CO3)∶ n(Fe3O4)＝9∶8时，＝＝，生成纯相Na1—xFeO2，则＝，解得x＝0.25；丙图中Na：1＋6×＝1.75，≠，乙图中Na：2＋2×＝2.25，＝，则其可能的结构示意图为乙。
10．分子晶体
解析：Ni(CO)4的沸点很低，结合其结构可知该物质由分子构成，因此其晶体类型为分子晶体。
11．MnO2 降低 A
解析：由均摊法得，晶胞中Mn的数目为1＋8×＝2，O的数目为2＋4×＝4，即该氧化物的化学式为MnO2；MnOx晶体有O原子脱出时，出现O空位，即x减小，Mn的化合价为＋2x，即Mn的化合价降低；CaO中Ca的化合价为＋2价、V2O5中V的化合价为+5价、Fe2O3中Fe的化合价为＋3、CuO中Cu的化合价为＋2，其中CaO中Ca的化合价下降只能为0，其余可下降得到比0大的价态，说明CaO不能通过这种方式获得半导体性质；
12．Cr(H2O)4Cl2或CrCl2·4H2O　分子晶体
解析：由晶胞结构可知，晶胞顶点和面心处原子团是一样的，均为CrCl2·4H2O，故该化合物的化学式为CrCl2·4H2O，其晶体类型为分子晶体
13．12 K3ClO K3ClO＋2NH4Cl＋H2O===3KCl＋2NH3 H2O
解析：由晶胞结构知，Cl位于顶点，O位于体心，K位于面心，1个晶胞中含Cl：8×＝1个，含O：1个，含K：6×＝3个，该化合物的化学式为K3ClO；由图可知，Cl－的配位数为＝12；该化合物可看成KCl·K2O，故该化合物与足量NH4Cl溶液反应生成KCl和NH3·H2O，反应的化学方程式为K3ClO＋2NH4Cl＋H2O===3KCl＋2NH3·H2O。
14．1 MgB2
解析：由硼镁化合物的晶体结构、晶胞沿c轴的投影图可知，Mg位于正六棱柱的顶点和面心，由均摊法可以求出正六棱柱中含有12×＋2×＝3个Mg，B在正六棱柱体内共6个，则该物质的化学式为MgB2；
【题组训练】
1．分子晶体 HF 、H2O2(或HF、O2)
解析：(1)常温常压下，HOF为无色气体，则HOF的沸点较低，因此，固态HOF的晶体类型为分子晶体。HOF分子中F显－1价，其水解时结合H2O电离的H+生成HF，则OH+结合H2O电离的OH－，两者反应生成H2O2，H2O2不稳定，其分解生成O2，反应为HOF＋H2O===HF＋H2O2，2H2O2===2H2O＋O2↑。
2．分子晶体
解析：晶体Ga(CH3)3的沸点较低，晶体类型是分子晶体；
3．晶体
解析：(NH4)2CO3会使滤泥中的一种胶状物质转化为疏松分布的棒状颗粒物。滤渣的X射线衍射图谱中，出现了NH4Al(OH)2CO3的明锐衍射峰。①X射线衍射图谱中，出现了NH4Al(OH)2CO3的明锐衍射峰，则NH4Al(OH)2CO3属于晶体
4．体心 12
解析：由CoCl2可制备AlxCoOy晶体，其立方晶胞如图。x、y为整数，根据图中信息Co、Al都只有一个原子，而氧(白色)原子有3个，Al与O最小间距大于Co与O最小间距，则Al在顶点，因此Co在晶胞中的位置为体心；晶体中一个Al周围与其最近的O原子，以顶点Al分析，面心的氧原子一个横截面有4个，三个横截面共12个，因此晶体中一个Al周围与其最近的O的个数为12；
5．2 2∶1 bc
解析：由俯视图可知，俯视图处于顶点位置的S可能处于晶胞顶点或者棱上，结合晶胞图形可知该S处于棱上，且该S实际存在形式为S，个数为eq \f(16×,2)＝2；俯视图处于面点位置的S可能处于晶胞体内或者面心上，结合晶胞图形可知该S处于体内，且该S实际存在形式为S2－，个数为2个，因此晶胞中S的总价态为2×(－2)＋2×(－2)＝－8，由晶胞可知Cu位于晶胞内部，则晶胞中Cu的总个数为6个，设Cu+的个数为x，Cu2+的个数为y，则x＋y＝6，x＋2y＝＋8，联立二式子解得x＝4，y＝2，故N(Cu+)∶N(Cu2+)＝2∶1；晶体中微粒间作用力有离子键及共价键；
6．分子晶体
7．CuCl
解析：由题干铜的一种化合物的晶胞图所示可知，一个晶胞中含有Cu+为4个，含有Cl-个数为：8×＋6×＝4个，故其化学式为CuCl，故答案为：CuCl；
8．CaCN2 6
解析：钙个数为2＋4×＋4×＝3，CN个数为2＋2×＋2×＝3，则其化学式为CaCN2；根据六方最密堆积图，以上面的面心分析下面红色的有3个，同理上面也应该有3个，本体中分析得到，以这个CN进行分析，其俯视图为，因此距离最近的钙离子个数为6，其配位数为6。
9．共价晶体 SiP2
解析：Si与P形成的某化合物晶体的晶胞如图可知，原子间通过共价键形成的空间网状结构，形成共价晶体；根据均摊法可知，一个晶胞中含有8×＋6×＝4个Si，8个P，故该化合物的化学式为SiP2。
10．CsPbBr3　面心
解析：根据题图可知，Cs位于体心，个数为1，根据信息“八面体体心为Pb，顶点为Br，晶体中各八面体顶点相连”可知，Pb位于晶胞的顶点，个数为8×＝1，Br位于棱心，个数为12×＝3，则该晶体的化学式为CsPbBr3。根据①中分析可知，Cs位于体心，Br位于棱心，Cs与Br的最近距离为面对角线长度的一半，Cs周围与其距离最近且相等的Br有12个，若该晶体的晶胞以Cs为顶点，则Br在晶胞中的位置为面心。
11．Na3AlF6
解析：根据均摊法，八面体在晶胞的体心和顶点，个数为1＋8×＝2，Na原子位于棱上和面上，个数为4×＋10×＝6，则W的化学式为Na3AlF6。
12．(1) INCLUDEPICTURE "25GD-47.TIF" INCLUDEPICTURE "E:\\2025二轮\\广东专版化学\\25GD-47.TIF" \* MERGEFORMATINET INCLUDEPICTURE "E:\\2025二轮\\广东专版化学\\25GD-47.TIF" \* MERGEFORMATINET INCLUDEPICTURE "E:\\2025二轮\\广东专版化学\\25GD-47.TIF" \* MERGEFORMATINET INCLUDEPICTURE "E:\\2025二轮\\广东专版化学\\25GD-47.TIF" \* MERGEFORMATINET INCLUDEPICTURE "E:\\2025二轮\\广东专版化学\\25GD-47.TIF" \* MERGEFORMATINET INCLUDEPICTURE "E:\\2025二轮\\广东专版化学\\25GD-47.TIF" \* MERGEFORMATINET 　
(2)Ag15Ce
解析：①根据题图(a)可知，Ag位于晶胞的顶点和面心，Ce取代了一个面的对角线位置的2个顶点的Ag，则可得出其结构单元示意图；②根据均摊法，1个晶胞中，Ag的个数为6×＋6×＝，Ce的个数为2×＝，则该晶体的化学式为Ag15Ce。
13．4　FeNi2
解析：Ni原子在晶胞内部，每个Ni原子周围有4个Fe原子与之距离相等且最近，因此镍原子的配位数为4；根据图示可知Fe：6×＋8×＝4、Ni：8，则该合金的化学式为FeNi2。
14．(1)Ni3Pt(或PtNi3)　
(2)1∶3
解析：(1)由铂镍合金晶胞可知，Pt的个数：8×＝1，Ni的个数：6×＝3，化学式为Ni3Pt(或PtNi3)；
(2)完全由镍原子构成的八面体空隙数目为1
每条棱上的两个铂原子与相邻面心的镍原子构成正八面体空隙的,则铂原子和镍原子共同构成的八面体空隙数目为12×＝3
A和B的数目之比为1∶3。
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