2019化学竞赛—晶体结构出题模式及知识点分析—湖南师范大学化学院黄宏新152pdf

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2019化学竞赛—结构化学—晶体结构与对称性

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7.2 晶体的周期性结构与点阵
晶体的周期性结构用抽象的点阵方法描述
点阵点：将晶体中重复出现的最小单元用一个数学上的点来代表。点阵结构：整个晶体被抽象成的三维点阵阵列。点阵的单位向量：连接任意相邻两点阵点作为单位向量(a,b,c), 按单位向量平移能使三维点阵复原。
第七章-晶体结构
25
3. 抽象的点阵结构为六方简单格子。
第七章-晶体结构
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每一对Mg1-Mg2作为一个结构基元, 抽象出六方简单点阵。
第七章-晶体结构
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实例5: 石墨的点阵结构
1. 石墨晶体两相邻两层的结构是完全一样的, 在晶体中相错一单位向量, 第二层的C原子正对第一层的六员环的空位。 2. 红绿点是两不同位置的C, 是平面点阵点的取法,下层邻近的平面点阵点对应的两C原子, 合为一点阵点。
例如：油酸铵
CH3(CH2)7CH=CH(CH2)7C OONH4
向列相液晶
第七章-晶体结构
6
近晶相结构smectic
近晶相结构接近结晶结构，分子形状呈棒状，垂直于分子长轴方向，分子依靠所含官能团发生强相互作用，相互平行排列成层状结构。
A.分子长轴垂直于层平面。 B.分子可层内活动，层间的运动困难。 C.分子层间可以相互滑动。 D.在各个方向都非常粘滞。
六方简单
石墨晶体

化学竞赛专题辅导资料——晶体结构

郴州市二中高一化奥班辅导资料

——晶体结构（2008-05-28）

【涉及概念和内容】

根据《化学课程标准》和中学化学教材以及《物质结构与性质》选修教材，晶体结构涉及的内容包括：（1）基本概念：周期性有序排列、晶胞及晶胞类型、晶胞中粒子数的计算、配位数、空隙、堆积方式、晶格能、并置碓砌；（2）堆积方式：面心立方、六方、体心立方和简单立方堆积；（3）晶体种类和性质：金属晶体、离子晶体、分子晶体、原子晶体，自范性、各向异性、金属晶体的导电导热和延展性、X－射线衍射。这些内容看似零碎，实际上它们有着密切的内在联系，了解和建立它们的关系，对于晶体结构的教与学，深刻理解晶体结构和性质，掌握核心、突出重点都是很重要的。它们的联系可以用下面的结构表示，其中堆积类型是联系晶体基本概念、基本结构与不同晶体类型的结构和性质的桥梁。

面心立方最密堆积（A1）

最密堆积

六方最密堆积（A3）

体心立方密堆积（A2）

简单立方堆积

金刚石型堆积(四面体堆积)（A4）

一、晶体的结构

1、晶体的概念

晶体是质点（原子、分子、离子）在空间有规律周期性地重复排列，是具有规则的多面体固体物质。

自范性：在一定条件下晶体能自动地呈现具有一定对称性的多面体的外形（晶体的形貌）。非晶体不能呈现多面体的外形。

晶态石英的谱图

非晶态石英的谱图

3、晶体的点阵结构

概念：在晶体内部原子或分子周期性地排列的每个重复单位的相同位置上定一个点，这些点按一定周期性规律排列在空间，这些点构成一个点阵。点阵是一组无限的点，连结其中任意两点可得一矢量，将各个点阵按此矢量平移能使它复原。点阵中每个点都具有完全相同的周围环境。

全国化学竞赛决赛考试大纲

决赛大纲

1.原子结构——四个量子数、原子轨道（波函数的角向分布图像与轨道名称）。

2.分子结构——用波函数的角向分布图像说明π键和σ键。分子轨道的基本概念（成键、反键及非键）。第二周期同核双原子分子的分子轨道能级图。氟化氢的分子轨道能级图。最高占有轨道（HOMO）与最低未占有轨道（LUWO）的概念。键级的概念。

分子轨道想论对氧的磁性的解释。

3.晶体结构——点阵概念与14种点阵单位、7大晶系。简单点阵单位和带心点阵单位的概念（如点阵单位中点阵点的数目与位置）。结构基元。晶胞中的等同原子。堆积模型和堆积-填隙模型。

4.范德华力——取向力、诱导力和色散力。氢键。

5.键能。

6.化学热力学基础——热力学能、焓、自由能和熵。热化学计算〔等温过程的盖斯定律、（标准摩尔）生成焓、（标准摩尔）生成自由能、标准熵以及有关计算；假设焓变与熵变不是温度的函数的计算；假设为绝热体系的火焰最高温度计算〕。自由能与反应的方向性。吉布斯一亥姆霍兹方程及其应用（对反应方向与温度的关系的解释；对放热反应与吸热反应的反应方间性的说明；假设焓变与熵变不随温度变化的近似计算）。范特霍夫方程及其应用。标准自由能与平衡常数。平衡常数与温度的函数关系。热力学循环。热力学分解温度（标态和非标态——压力对分解温度的影响）。反应熵变的正负号的判断。

7.化学动力学基础——反应速率的基本概念；反应级数的概念；用实验数据推求反应级数。一级反应（的积分式）的有关计算（速率常数、半衰期、C-1 4法推断年代等）；阿累尼乌斯方程及其有关计算（阿累尼乌斯活化能的概念与计算；速率常数的计算；温度对速率常数的影响的计算等）；活化能与反应热的关系；反应机理的基本概念；用稳态近似推求速率方程。催化剂对反应的影响的本质。化学反应的动力学制约和热力学制约。

晶体结构题型例析与训练

朱旋农

(湖北省鄂南高中 437100)

近年来，高考题涉及晶体结构的内容日趋增多，成为目前的热点之一（如92年的金刚石、96年的SiO 2 、97年的C 60、98年的GBO 、99年的NiO 等等）。本文从最简单的几种晶体结构题型入手，分析晶体结构有关的问题，帮助同学门更好地掌握晶体结构的内容，培养空间想象能力和形象思维能力。

例题1：石墨的片层结构如图1所示：试回答：

（1）片层中平均每个六元环含碳原子数为个。

（2）在片层结构中，碳原子数、C —C 键数、六元环数之比为【解析】在石墨的片层结构中，

我们以一个六元环为研究对象，由于碳原子为三个六元环共用，即属于每个六元环的碳原子数为6×1/3＝2

；另外碳碳键数为二个六元环共用，即属于每个六元环的碳碳键数为6×1/2

＝3。【答案】（1）．2 （2）．2:3:1 例题2：已知NaCl 晶体的中最小重复单元(晶胞)如图2所示, 氯化钠的摩尔质量为

M g/mol, 氯化钠的密度为 a g/cm 3

,阿佛加德罗常数为NA, 回答下列问题: (1)每个Na + 周围距离相等且最近的Cl -所围成的空间构型为

_____

(2)NaCl 晶体的晶胞可看作由_____ 个Na + 和____个 Cl -组成 (3)每个Na + 周围距离相等且最近Cl - Na +分别有 ______个 (4)求氯化钠的晶体中最邻近的钠离子和氯离子中心间的距离为 ____

(要有解题的过程)

【解析】在氯化钠的晶体结构中，在体心的微粒被此晶胞所独有（即1/1，见图3）；在面心的微粒被2个晶胞所共有（即1/2，见图4）；在棱上的微粒被4个晶胞所共有（即1/4，见图5）；在顶点上的微粒被8个晶胞所共有（即1/8，见图6）。

高中化学竞赛总训练5晶体结构

该反应的化学方程式。
2．立方晶系中为什么不存在底心立方晶胞？为什么不带电荷的原子或分子都不以简单立方形成晶体？为什么对于相同的单质而言，六方紧密堆积（hcp）结构和立方紧密堆积（ccp）具有相同的密度？在这两种紧密堆积中，原子的配位数是多少？
3．PdO属四方晶系，在其晶体中，Pd原子和O原子分别以层状排布，其中O原子层与层之间能够完全重合，而Pd原子则每隔一层重复一次，试画出PdO的晶胞，并指出距Pd最近的原子有几个，呈何种立体构型？
(4)在无序的高温结构中，硫原子作什么代表类型的堆积？金属原子占据什么类型的空隙，该类型的空隙被金属原子占据的分数是多少？
(5)实验表明，CuGaS2和Cu2FeSnS4与黄铜矿的结构类型相同，请据此推测黄铜矿与铁的氧化数。
13．将一定量的纯粹的NiO晶体在氧气中加热，部分Ni2+被氧化为Ni3+，得到氧化物NixO，测得该氧化物的密度为6.47g·cm–3，已知Ni的相对原子质量为58.70，纯粹的NiO晶体具有NaCl型结构，核间Ni—O的距离为207.85pm，O2–的离子半径为140pm
1 写出传感器中发生的电极反应和化学反应方程式。
2为什么由电池电动势的变化可以得知O2的含量？
20．最近有人用一种称为“超酸”的化合物H(CB11H6Cl6)和C60反应，使C60获得一个质子，得到一种新型离子化合物[HC60]+[CB11H6Cl6]–。

2019年高考化学试题及学生答题情况引发的思考

呈现“知识”结构肌理，彰显“模型认知”素养

——由2019年高考化学试题及学生答题情况引发的思考

黄丹青陈启新

化学学科核心素养中的“模型认知”指“通过分析、推理等方法认识研究对象的本质特征、构成要素及其相互关系，建立认知模型，并能运用模型描述客观事实，解释化学变化和规律，预测结果，并对得到的‘知识’进行初步建模”，这里的“知识”是现代认知心理学所指的“个体通过与其环境相互作用后获得的信息及其组织”。2019年普通高等学校招生全国统一考试理综试卷（Ⅰ卷）化学试题中呈现出的模型包括概念模型、结构模型、过程模型等，命题意图不仅从化学学科的本质出发探查学生能否识别不同呈现方式的核心“知识”，还在于测量与评价学生获得不同类型“知识”的结构和过程的能力。笔者沿着试卷中化学试题所呈现的“知识”结构肌理，探查学生答题表现出的“模型认知”素养水平，以期抛砖引玉。

一、建立概念模型，使抽象理论具体化，探查学生理解概念的功能及概念间相互关系的联想能力。

概念是化学学科知识体系中最基本的元素，概念模型的内涵是将化学现象或化学事实抽象、归纳，揭示研究对象的本质特征。今年高考化学试题通过真实的情境考查学生对氧化还原反应、离子反应，化学反应与能量的转化（如热化学、电化学），元素周期律，能垒（活化能），化学反应速率，化学平衡（如电离平衡、水解平衡）及平衡转化率，物质的量，同分异构体等核心概念的理解，力求通过学生的答题情况，真实呈现其理解化学概念的各种面貌，透视全新情境下学生的误概念。例如，第12题，以“利用生物燃料电池原理室温下合成氨”的研究为载体，考查原电池原理及其应用：与现有工业合成氨相比，该方法条件温和（选用酶作催化剂），通过MV+和MV2+的相互变化，实现化学能向电能的转化。要求学生根据题目给出的生物燃料电池的示意图，判断左室电极为燃料电池的负极（MV+－ e—= MV2+），放电生成的MV2+在氢化酶

化学竞赛晶体结构综合例题

晶体结构综合例题

一．有一立方晶系的离子晶体，其结构如右图所示，试回答：

1．晶体所属的点阵形式及结构基元；

2．已知r Cs+＝169pm，r Cl-＝181pm，试问此两种离于联合组成

了何种型式的密堆积；

3．Cu2+处在何种空隙里？

4．指出各离子的配位情况？

解：1. 立方P，CaCsCl3 ;

2. A1型（立方面心）堆积, Cs＋，Cl－离子半径大致相近;

3. 八面体空隙中;

4. Cu2＋周围Cl－配位数6，Cs＋配位数8；Cl－周围Cu2＋配位数2，Cs＋配位数4； Cs＋周围Cl－配位数12，Cu2＋配位数8。

二．黄铜矿是最重要的铜矿，全世界的2/3的铜是由它提炼

的。

1．右图为黄铜矿的晶胞。计算晶胞中各种原子的数目,写出

黄铜矿的化学式;

2．在高温下，黄铜矿晶体中的金属离子可以发生迁移。若铁

原子与铜原子发生完全无序的置换，可将它们视作等同的金属离

子，请说出它的晶胞。

3．在无序的高温型结构中，硫原子作什么类型的堆积？

金属原子占据什么类型的空隙？该空隙被金属原子占据的分数是

多少？

4．计算黄铜矿晶体的密度; （晶胞参数：a=52.4pm，

c=103.0pm；相对原子量：Cu 63.5 Fe 55.84 S 32.06）。

解：1. 各种原子的数目Cu, Fe, S: 4, 4, 8; 黄铜矿的

化学式CuFeS2 ;

2.它的晶胞与ZnS晶胞相同；但金属离子随机性为50%;

（如图）；

3.硫原子作A1型（立方F）堆积; 金属原子占据四面体空

隙; 该空隙被金属原子占据的分数1/2;

4.容易计算黄铜矿晶体的密度 4.31g/cm3 .

化学竞赛教程第九讲：晶体结构

求(A1)面心立方晶胞的空间利用率
• 解：晶胞边长为a，原子半径为r. • 据勾股定理： a 2 + a 2 = (4r)2 a = 2.83 r • 每个面心立方晶胞含原子数目： 8 1/8 + 6 ½ = 4 8个顶点各1个原子，为8个晶胞共享； 6个面心，各1个原子，为2个晶胞共享. % = (4 4/3 r 3) / a 3 = (4 4/3 r 3) / (2.83 r ) 3 100% = 74%
α α α α α α α
=β =β =β =β =β =β ≠β
夹角 =γ = 900 =γ ≠900 =γ = 900 = 900, γ = 1200 =γ = 900 = 900, γ ≠ 900 ≠γ ≠ 900
晶体实例 NaCl Al2O3 SnO2 AgI HgCl2 KClO3 CuSO4·5H2O
求(A2)体心立方晶胞中金属原子的空间利用率
•（1）计算每个晶胞含有几个原子: •• 1 + 8 × 1/8 = 2 • （2）原子半径r 与晶胞边长a 的关系： • 勾股定理： 2a 2 + a 2 = (4r) 2 • 底面对角线平方垂直边长平方斜边平方 • 得： 3a 2 16 r 2
同一种晶体可以取不同的晶胞，但习用晶胞有规定，是平行六面体（三维）和平行四边形（二维）
同一个晶体似乎也可以取不同的习用晶胞

全国化学竞赛初赛讲义——晶体结构

晶体结构是化学竞赛中的重要内容之一、晶体是指由具有有序排列的

原子，分子或离子组成的固态物质，具有规则的几何形状。晶体结构的了

解对于理解物质的性质和反应机理非常重要。下面是晶体结构的讲义。

一、晶体结构的基本概念

晶体的结构由最小的重复单元所组成，这个最小重复单元称为晶胞。

晶体结构中的重复单元之间的关系是平移关系，即晶胞通过平移操作得到

整个晶体。

晶体结构可以分为离子晶体结构、共价晶体结构和金属晶体结构三种。离子晶体由阳离子和阴离子组成，通常具有高熔点和硬度，如NaCl、

CaF2等。共价晶体由原子通过共价键相连形成，通常具有高熔点和硬度，如钻石、石墨等。金属晶体由金属离子通过金属键相连形成，通常具有良

好的导电性和延展性，如Cu、Al等。

二、晶体结构的表示方法

1.点阵表示法：用数学点阵表示晶体中原子的相对位置关系。有三种

常见的点阵表示方法：简单立方点阵、面心立方点阵和体心立方点阵。

（1）简单立方点阵：晶胞内只含一个原子，每个原子都在晶体的角

落上。

（2）面心立方点阵：晶胞内含有4个原子，每个原子都在晶体的角

落和晶胞的中心。

（3）体心立方点阵：晶胞内含有2个原子，其中一个原子在晶体的

角落上，另一个原子在晶胞的中心。

2.坐标表示法：用坐标系表示晶体中原子的位置。

在二维平面上，可以使用直角坐标系或斜坐标系表示晶体中原子的位置。直角坐标系中，原子的位置可以用x和y两个坐标表示；斜坐标系中，原子的位置可以用a和b两个坐标表示。

在三维空间中，晶体中原子的位置通常用直角坐标系表示，即通过x、y和z三个坐标来确定原子的位置。

2019化学竞赛—晶体结构出题模式及知识点分析—湖南师范大学化学院黄宏新152pdf

2019化学竞赛—晶体结构出题模式及知识点分析—湖南师范⼤学化学院黄宏新152pdf

晶体结构出题模式及知识点分析

湖南师范⼤学化学院黄宏新

第⼀节点阵理论，布拉维格⼦及平移法的应⽤

⼀. 晶体的定义: 微粒在空间作周期性分布.

周期: ⼀个重复单位内的内容

例画出如下图形的周期

结构基元: ⼀个周期中的组成.

点阵点: 将⼀个周期压缩成⼀个⼏何点, 表⽰它的⼏何位置.

点阵: 由点阵点组成的图形.

晶体结构=点阵+结构基元

格⼦: 由相邻点阵点组成素向量, 由素向量组成格⼦.

晶胞: 格⼦范围内的组成.

晶胞=格⼦+结构基元

结构基元=晶胞组成/晶胞周期数

平移法五个⽤法: 1 画出晶胞; 2 判断点阵形式; 3 判断是否是晶胞; 4

判断原⼦的位置; 5 判断原⼦的晶体环境

⼆. ⼀维点阵及⼀维晶体

例

三. 平⾯点阵

1. 正当格⼦: 1对称性⾼, 2 点阵点少

2. 平⾯点阵的四种对称类型和五种点阵形式

(1) 正⽅格⼦

晶胞参数

平移法应⽤1：在已知图形中画晶胞（三步骤）

1）

在图形中选⼀个原⼦（最好是个数少的那种原⼦），然后在邻近找相同的原⼦，连接，假设为向量a，整个图形沿a 平移，如果图形重合，则向量a找成功；

2）同法找到向量b；

3）以a，b 为邻边作平⾏四边形。

例 1 (中国化学会2003年全国⾼中学⽣化学竞赛试题第6题12分)

2003年3⽉⽇本筑波材料科学国家实验室⼀个研究⼩组发现⾸例带结晶⽔的晶体在5K下呈现超导性。据报道，该晶体的化学式为Na0.35CoO2 ? 1.3H2O，具有……-CoO2-H2O-Na-H2O-

化学竞赛教程第九讲晶体结构

晶体结构是化学领域中非常重要的一个概念，它描述了晶体中原子或

分子的排列方式。理解晶体结构对于理解物质的性质、反应过程以及开发

新材料具有重要意义。本讲将介绍晶体结构的基本概念和常见的结构类型。

1.晶体的定义和特点

晶体是一种具有周期性、有序排列的固体。晶体的特点包括具有清晰

的外形、平整的表面、既具有各向同性又具有各向异性、具有透明或半透

明等性质。

2.晶体的基本单位

晶体的基本单位是晶胞，它是晶体中最小的重复单元。晶胞由晶体的

组成部分（原子、分子或离子）组成。

3.晶体结构类型

常见的晶体结构类型有离子晶体、共价晶体和金属晶体。

离子晶体是由正负离子组成的晶体。正离子和负离子通过离子键结合

在一起，形成有序排列的结构。常见的离子晶体有氯化钠晶体和氧化镁晶体。

共价晶体是由共价键连接的原子或分子组成的晶体。共价晶体具有高

熔点、高硬度和高稳定性等特点。例如，金刚石属于共价晶体。

金属晶体是由阳离子和自由电子组成的晶体。金属晶体具有良好的导

电性和导热性，还具有延展性和导磁性等特点。铁是一种典型的金属晶体。

4.晶体的晶格和晶系

晶格是由晶胞的排列方式描述的。晶格可以是简单的立方晶格、面心

立方晶格、体心立方晶格等。

晶系是根据晶格的对称性和晶胞形状来分类的。常见的晶系有立方系、四方系、正交系、单斜系、菱形系和三斜系。

5.晶体的晶体指数和晶体面

晶体指数是用来描述晶体中平行于一些方向的平面的指数。晶体指数

表示为(hkl)，其中h、k、l为整数。晶体指数越大，代表该晶面离原点

越远，平面越靠近相应的晶胞面。

胡宏纹习题及问题解答

CHO, CH3CHO
H O OHC
H CHO
习题
• 1、写出下列反应中的产物、原料或试剂
(E)
HI
I
HBr, H2O2
Br
O
(1) O3 (2) Zn, CH3COOH O
Br HBr, RO-OR
Br2/ H2O
OH Br
B2H6
B
H2O2, OH
3
OH
(Z)
(1) O3 (2) Zn, H2O
PhC=CH2 CH3 H2SO4
H
PhCH-CH2CHPh
CH3
H2O
OH
PhC-CH2CHPh
CH3
PhCH=CHCHPh
CH3
H
PhCH-CH2CHPh
CH3
CH3
Ph
• 问题6.2 中那些化合物有顺反异构体 • 问题6.3 命名问题6.1中化合物
• 问题6.4 下列化合物中与碘化氢的反应中主要产物是什么？
• 问题6.5 写出下列烯烃经硼氢化和氧化后的主要产物的结构式。
• 问题6.6 一些烯烃经臭氧化和水解后生成下面的产物，试推测原来烯烃结构
CHO, CHO;
C
H
• 问题 1.4 如碳原子具有金字塔结构，即碳原子位于金字塔的尖端，四个价的方向与金字塔的棱边相同，CH2Cl2可能有几种异构体？

全国化学竞赛初赛讲义——晶体结构

汕头市潮阳第一中学谢新民 xxmmy@

【初赛要求】

晶胞。原子坐标。晶格能。晶胞中原子数或分子数的计算及化学式的关系。分子晶体、原子晶体、离子晶体和金属晶体。配位数。晶体的堆积与填隙模型。常见的晶体结构类型，如NaCl 、CsCl 、闪锌矿（ZnS ）、萤石（CaF 2）、金刚石、石墨、硒、冰、干冰、尿素、金红石、钙钛矿、钾、镁、铜等。点阵的基本概念。

1.晶胞

晶体的外表特征是有一定的、整齐的、有规则的凸多面体外形。晶体的这种外形是晶体中的原子在微观空间里呈周期性整齐排列的结果，为了表达晶体的微观结构，可以从晶体的微观空间中取出一个基本单位，这种基本单位通常是一个平行六面体（如果只研究二维平面则取平行四边形），称为晶胞。晶胞是晶体微观结构的代表物，这就决定了：一个晶胞的上下左右前后都有与之完全无隙且并置的形状与内容完全相同的晶胞，或者说整个晶体就是晶胞按一定方式并置而成的。晶胞是晶体中最小的结构单元，但不是最基本的实体，最基本的实体可以看成是原子、分子、离子或原子团。

简而言之，晶胞是晶体中最小的结构单元，它是一个平行六面体，它按一定方式并置就可以得到整个晶体。

晶胞的最基本特征：

【问题与思考】下图中的氯化钠晶胞和金刚石晶胞是分别指实线的小立方体还是虚线的大立方体？

【分析与归纳】作为晶胞最基本的特征就是顶角、棱、面之间的无差别性，或者说从一个晶胞平移到另一个晶胞，不会察觉是否平移过了。因此上图中的实线小立方体不是氯化钠晶胞和金刚石的晶胞，因为它们的顶角不同，图中的虚线大立方体才是。

全国化学竞赛初赛讲义——晶体结构

一、晶体结构的概念和基本特点

1.晶体结构的定义：晶体是由重复排列的原胞构成的固体。

2.晶体结构的基本特点：

(1)有序性：晶体具有一定的有序性，原子、离子或分子排列有规律。

(2)三维性：晶体结构在三个维度上都有周期性重复性。

(3)稳定性：晶体结构对外界条件的变化具有较高的稳定性。

二、晶体结构的描述和表示方法

1.晶胞：晶胞是由原胞重复平移所得到的一个最小重复单元，可以完

全描述晶体的结构。

2.原胞：原胞是晶体中重复出现的、具有最简单结构的单元。

3.晶体参数：晶体参数包括晶胞的长度和夹角，用来描述晶体的形状

和结构特征。

4.晶格：晶格是由原胞构成的、具有无限重复的空间点阵。晶格可以

用晶面和晶轴来表示。

三、晶体的结构类型和晶系分类

1.结构类型：晶体的结构类型有离子晶体、共价晶体、金属晶体和分

子晶体等。

2.晶系：晶系是根据晶格的对称性将晶体分为不同的类型。晶系包括

立方系、四方系、单斜系、正交系、斜方系、菱方系和三斜系。

四、晶体的基本结构单元

1.离子晶体的基本结构单元是离子。

(1)离子晶体的特点：离子晶体由正、负离子通过电荷吸引力相互结

合而成。

(2)离子晶体的类型：离子晶体包括简单离子晶体和复式离子晶体。

2.共价晶体的基本结构单元是原子。

(1)共价晶体的特点：共价晶体由共享电子键结合而成，键强较大。

(2)共价晶体的类型：共价晶体包括晶体分子、网络共价晶体和金刚

石型晶体。

3.金属晶体的基本结构单元是金属离子。

(1)金属晶体的特点：金属晶体由金属阳离子和自由移动的电子云组成。

高中化学竞赛培训晶体结构

其中任意两点可得一矢量，将各个点阵按此
矢量平移能使它复原。点阵中每个点都具有
完全相同的周围环境。
25
晶体结构 = 点阵 + 结构基元
结构基元：在晶体的点阵结构中每个点
阵所代表的具体内容，包括原子或分子的种类和数量及其在空间按一定方式排列的结构。
26
27
28
例1、2002年江苏夏令营选拔赛
b a
b a
b a
b a
b a
正方格子 a=b 六方格子 a=b 矩形格子 ab 带心矩形格子 ab (一般)平行四边形格子
ab=90
ab=120
ab=90
ab=90
ab ab19200
34
是否可以斜着画???
四个顶点完全一致?对称性?
35
例2、2005年江苏夏令营选拔赛
铌酸锂(LiNbO3)是性能优异的非线性光学晶体材料，有多种性能，用途广泛，在滤波器、光波导、表面声波、传感器、 Q－开关以及激光倍频等领域都有重要的应用价值，因而是一种重要的国防、工业、科研和民用晶体材料。铌酸锂的优异性能与它的晶体结构是密不可分的，单晶X－射线衍射测试表明，铌酸锂属三方晶系，晶胞参数a=b=5.148Å，c=13.863Å；密度为4.64g/cm3。沿着c轴方向的投影见下图，其中Li和Nb原子投影重合，它们处于氧原子投影的六边形中心。

化学竞赛晶体结构

晶体结构

(2002年)3．(5分)

石墨晶体由如图(1)所示的C原子平面层堆叠形成。有一种常见的2H型石墨以二层重复的堆叠方式构成，即若以A、B分别表示沿垂直于平面层方向(C 方向)堆叠的两个不同层次，它的堆叠方式为ABAB……。图(2)为AB两层的堆叠方式，O和●分别表示A层和B层的C原子。

⑴在图(2)中标明两个晶胞参数a和b。

⑵画出2H型石墨晶胞的立体示意图，并指出晶胞类型。

3．(共5分)

可有多种选取方式，其中一种方式如下图所示：

(2) 请自行设计两个实验(简单说明实验操作和实验现象)来验证Ba2+确实能使平衡向左移动。

(2002年)8．(9分)

有一离子晶体经测定属立方晶系，晶胞参数a＝(1=10－8cm)，晶胞的顶点位置为Mg2+，体心位置为K+，所有棱边中点为F－。

⑴该晶体的化学组成是；

⑵晶胞类型是；

⑶ Mg2+的F－配位数是，K+的F－配位数是；

⑷该晶体的理论密度是g·cm－3。

⑸设晶体中正离子和负离子互相接触，已知F－的离子半径为，试估计Mg2+的离子半径是，K+的离子半径是。

8．(共9分)

⑴ MgKF3 (2分)

⑵简单立方晶胞 (1分)

⑶ 6 (1分) 12 (1分)

⑷ 3.12 g·cm－3 (2 分)

⑸ (1 分) (1 分)

(2002年)11．(4分)

NiO晶体为NaCl型结构，将它在氧气中加热，部分Ni2+被氧化为Ni3+，晶体结构产生镍离子缺位的缺陷，其组成成为Ni x O(x<1)，但晶体仍保持电中性。经测定Ni x O的立方晶胞参数a=，密度为6.47g·cm－3。