晶胞结构
(完整版)常见晶胞模型
氯化钠晶体离子晶体（1）NaCI晶胞中每个Na+等距离且最近的Cl-（即Na+配位数）为6个(2)(3)NaCI晶胞中每个CI-等距离且最近的Na+（即CI-配位数）一个晶胞内由均摊法计算出一个晶胞内占有的Na+4个; 占有的CI-4个。
在该晶体中每个Na+周围与之最接近且距离相等的Na+ 与每个Na+等距离且最近的CI-所围成的空间几何构型为CsCI晶体（注意：右侧小立方体为CsCI晶胞；左侧为8个晶胞）（1）CsCI晶胞中每个Cs+等距离且最近的C「（即Cs+配位数）为8个CsCI晶胞中每个CI-等距离且最近的Cs+（即CI-配位数）为8个，这几个Cs+在空间构成的几何构型为正方体。
（2）在每个Cs+周围与它最近的且距离相等的Cs+有6个这几个Cs+在空间构成的几何构型为正八面体。
• Cs* OCI- （3）一个晶胞内由均摊法计算出一个晶胞内占有的Cs+ 1个；占有的CI- 1个CaF2晶体（1））Ca2+立方最密堆积，F-填充在全部四面体空隙中。
（2）CaF2晶胞中每个Ca2+等距离且最近的F-（即Ca2+配位数）为8个CaF2晶胞中每个F-等距离且最近的Ca2+（即F-配位数）为4个（3）一个晶胞内由均摊法计算出一个晶胞内占有的Ca2+4个；占有的F-8个。
ZnS晶体：（1）1个ZnS晶胞中，有4 个S2「，有4个Zn2+（2）Zn2+的配位数为4个, S2_的配位数为4个O£n?，•原子晶体（1） 金刚石晶体a 每个金刚石晶胞中含有 8个碳原子，最小的碳环为 6元环，并且不在同一平面（实际为椅 式结构），碳原子为sp 3杂化，每个C 以共价键跟相邻的_4_个 C 结合，形成正四面体。
键角109° 28'b 、 每个碳原子被12个六元环共用，每个共价键被6个六元环共用c 、 12g 金刚石中有2mol 共价键，碳原子与共价键之比为 （2） Si 晶体由于Si 与碳同主族，晶体Si 的结构同金刚石的结构。
晶胞的名词解释
晶胞的名词解释晶胞，是固体中晶体的最小周期性结构单元，也是晶体学研究中的基本概念。
它是由一组原子或分子组成的特定形状空间区域，呈现出晶体的周期性特征。
下面将从晶胞的结构、性质和应用等方面进行解释，以帮助读者更好地理解这一概念。
1. 晶胞的结构晶胞的结构由晶格和原胞组成。
晶格是一组交错而规则排列的点，在晶格上重复排列的原子或分子称为格点。
晶格的类型包括立方晶格、六方晶格、正交晶格等。
原胞则是晶格中一个最小重复单元，可以看作是晶胞的“原型”。
通过将原胞在晶格上平移，可以构建整个晶格。
2. 晶胞的性质晶胞具有周期性，即晶体的任意一部分都可以通过晶胞的平移和旋转来重复构建。
晶胞的体积与晶格的尺寸相关，同样大小晶格的晶胞体积较小，反之则较大。
晶胞还具有各向同性，即在晶胞内各个方向上的物理性质均相同。
此外，晶胞的形状也与晶体的晶系相关，如立方晶体的晶胞为正方体，而六方晶体的晶胞为六面体。
3. 晶胞的应用晶胞的概念在材料科学和固体物理学中起着重要的作用。
首先，晶胞可以帮助研究者理解晶体的结构和性质。
通过研究晶胞的组成和空间排列，可以揭示晶体的对称性和晶体缺陷对物理性质的影响。
其次，晶胞的尺寸决定了晶体的晶格常数和晶体结构的稳定性，对于材料的合成和性能调控具有重要意义。
例如，通过调节晶胞的尺寸，可以改变材料的电、磁、光等性质，从而实现不同的应用，如光电子器件、磁存储介质等。
4. 晶胞的演变随着科技的发展，人们对晶体的研究也在不断深入。
以往主要关注晶体的宏观结构和性质，而现在更加关注晶体的微观结构和晶胞的演变机制。
例如，通过原位观察和原子尺度计算等技术手段，可以揭示晶体生长和相变过程中晶胞的变化规律，从而为材料设计和功能优化提供理论指导。
此外，晶体工程学中的晶胞改造技术也在不断发展，通过对晶胞的人工修饰，可以实现晶体的形貌控制和性能优化，扩展了晶体材料的应用领域。
5. 晶胞的前景与挑战随着人们对晶体结构和性质认识的不断提高，晶胞的研究前景广阔，将为材料创新和性能优化提供新的思路和方法。
晶胞结构
晶胞结构一、金属晶体2.钾型A2（体心立方堆积）堆积晶胞钾型A2堆积晶胞是立方体心, 因此晶胞的大小可以用等径圆球的半径r 表示出来, 即晶胞的边长a 与r 的关系为:A2堆积的空间利用率的计算:A2堆积用圆球半径r 表示的晶胞体积为:ar r a r a 43,34 ,43===%02.68833364342234223364)34(33333==⋅=⋅===πππr r V V A rV rr V 晶胞圆球圆球晶胞堆积的空间利用率为：个圆球的体积为：每个晶胞中3.六方最密堆积（4）A1（面心立方最密堆积）A1是ABCABCABC······型式的堆积，从这种堆积中可以抽出一个立方面心点阵，因此这种堆积型式的最小单位是一个立方面心晶胞。
A1堆积晶胞是立方面心, 因此晶胞的大小可以用等径圆球的半径r 表示出来, 即晶胞的边长a 与r 的关系为:A1堆积空间利用率的计算:A1堆积用圆球半径r 表示的晶胞体积为:（5）A4堆积形成晶胞A4堆积晶胞是立方面心点阵结构, 因此晶胞的大小可以用等径圆球的半径r 表示出来, 即晶胞的边长a 与r 的关系为:A4堆积的空间利用率的计算:A4堆积用圆球半径r 表示的晶胞体积为: ra r a 22 ,42==%05.742312163441344 4216)22(33333==⋅=⋅===πππr r V V A r V r r V 晶胞圆球圆球晶胞堆积的空间利用率为：个圆球的体积为：每个晶胞中ar r a r r a 83,38 ,8243===⨯=%01.34163335123484348 833512)38(33333==⋅=⋅===πππr r V V A r V r r V 晶胞圆球圆球晶胞堆积的空间利用率为：个圆球的体积为：每个晶胞中二、原子晶体1.金刚石立体网状结构，每个碳原子形成4个共价键，任意抽出2个共价键，每两个单键归两个六元环所有，而不是只归一个六元环所有（如图所示，红色的两个碳碳单键，可以构成蓝色和紫红色的两个六元环）。
晶体结构最小重复单元——晶胞
晶体结构最小重复单元——晶胞 一、晶胞
1、定义：晶体结构中最小的重复单元。 从晶体结构中截取下来的大小、形状完全相同
的平行六面体。
Chemistry
晶体结构最小重复单元——晶胞 2、常见三种密堆积的晶胞：
(1)六方晶胞——A3型 A3型最密堆积实际上是由三个晶胞构成的，称这 个晶胞为六方晶胞，也称A3最密堆积为六方最密堆积。
Chemistry
晶体结构最小重复单元——晶胞 4、磁光存储的研究是在1957年使Mn和Bi形成的晶体薄
膜磁化并用光读取之后开始的。下图是Mn和Bi形成 的某种晶体的结构示意图，则该晶体物质的化学式 可表示为： A.Mn2Bi B.MnBi C.MnBi3 D.Mn4Bi3
Chemistry
晶体结构最小重复单元——晶胞 5、钡在氧气中燃烧时得到一种钡的氧化物晶体，其结
晶体结构最小重复单元——晶胞 8、如图所示,直线交点处的圆圈为NaCl晶体中Na+离子
或Cl-离子所处的位置.这两种离子在空间三个互相 垂直的方向上都是等距离排列的. (1)请将其中代表Na+离子的圆圈涂黑,以完成NaCl
晶体结构示意图. (2)晶体中,在每个Na+离子周
围与它最接近的且距离相 等的Na+共有______个.
Chemistry
晶体结构最小重复单元——晶胞
7、单质硼有无定形和晶体,参考下列数据,回答问题：
金刚石 晶体硅 晶体硼
熔点/K >3823
1683
2573
沸点/K 5100
2628
2823
硬度/Moh 10
7.0
9.5
(1)晶体硼的晶体类型属于_____ 晶体,理由是______
晶体晶胞结构讲解
物质结构要点1、核外电子排布式外围核外电子排布式价电子排布式价电子定义:１、对于主族元素，最外层电子2、第四周期，包括3d与4S 电子电子排布图熟练记忆 Sc Fe Cr Ｃｕ2、S能级只有一个原子轨道向空间伸展方向只有1种球形P能级有三个原子轨道向空间伸展方向有３种纺锤形d能级有五个原子轨道向空间伸展方向有5种一个电子在空间就有一种运动状态例1:N 电子云在空间的伸展方向有4种N原子有5个原子轨道电子在空间的运动状态有7种未成对电子有3个 -－------－---－--－－----－--结合核外电子排布式分析例23、区的划分按构造原理最后填入电子的能级符号如Cu最后填入3d与４s 故为dｓ区 Tｉ最后填入能级为３d故为d 区4、第一电离能：同周期从左到右电离能逐渐增大趋势（反常情况：S2与P3 半满或全满较稳定，比后面一个元素电离能较大）例3、比较C、Ｎ、O、F第一电离能的大小 -－－-－---------- F>N>Ｏ＞Ｃ例4、某元素的全部电离能(电子伏特)如下:I１Ｉ2 Ｉ３Ｉ4 Ｉ5 Ｉ6 I7 I823.6 3５．1 ５4．９77.4 1１３.9 138.1 739.1 871.1回答下列各问:（1)I6到I7间，为什么有一个很大的差值?这能说明什么问题? ＿______＿__＿_＿＿＿_______＿_＿(２)I4和I５间,电离能为什么有一个较大的差值_＿＿＿_________＿___＿__＿___＿_＿＿__＿__ (３)此元素原子的电子层有 __＿__＿_＿_＿__＿__＿_＿层。
最外层电子构型为 ___＿__________5、电负性：同周期从左到右电负性逐渐增大(无反常)－----－－－-－--F> O＞N >C6、对角线规则：某些主族元素与右下方的主族元素的性质有些相似，被称为“对角线规则”如：锂和镁在空气中燃烧的产物,铍和铝的氢氧化物的酸碱性以及硼和硅的含氧酸酸性的强弱7、共价键：按原子轨道重叠形式分为:σ键和π键 (具有方向性和饱和性）单键 -－---－-- １个σ键双键-－-－--1个σ键和1个π键三键---－--－--1个σ键和２个π键8、等电子体:原子总数相等,价电子总数相等--－－--－---具有相似的化学键特征例5、N2 CO CＮ－-Ｃ2２-互为等电子体CO2 CS2N２O SCＮ－－ CNＯ-- N3－互为等电子体从元素上下左右去找等电子体,左右找时及时加减电荷，保证价电子相等。
晶胞结构知识点总结
晶胞结构知识点总结晶体是一种具有高度有序内部结构的固体材料，其结构可以通过晶胞结构来描述。
晶胞结构是描述晶体内部原子或分子排列方式的一种方法，它可以直观地展示晶体的周期性结构。
掌握晶胞结构对于理解材料的性质、制备和应用具有重要意义。
本文将就晶胞结构的相关知识点进行总结，包括晶体的定义、晶格、晶胞的种类、晶胞的参数和晶体的分类等内容。
一、晶体的定义晶体是由原子、离子或分子按照一定规则组成的固体结构。
晶体的最显著特征是其内部结构具有高度的有序性，这种有序性可以在三维空间中进行周期性重复。
晶体的结构稳定，且具有独特的电学、光学、机械以及热学性质。
由于晶体的周期性结构，它在X射线、电子衍射等技术下会出现特征性的衍射花样，从而可以用于晶体结构分析和确定。
二、晶格晶格是描述晶体内部结构的基本概念，它是指在三维空间中由重复排列的点所构成的结构。
这些点代表着原子、离子或分子的位置，具有固定的空间关系。
晶格具有周期性，在晶体内部重复出现，形成了晶体的内部结构。
晶格中最小的重复单元被称为晶胞。
晶格和晶胞是密不可分的概念，通过晶格可以确定晶胞的形状和尺寸，通过晶胞可以推导出整个晶格的结构。
晶格和晶胞的概念为我们理解晶体的结构和性质提供了基础。
三、晶胞的种类根据晶体内部原子或分子的排列方式，晶胞可以分为立方晶胞、四方晶胞、单斜晶胞、正交晶胞、六角晶胞和三角晶胞六种类型。
1. 立方晶胞：所有边长相等，所有角均为90度，包括简单立方、体心立方和面心立方三种类型。
2. 四方晶胞：其中两个边长相等，与第三个边垂直，所有角均为90度，只有一种类型。
3. 单斜晶胞：所有边长不相等，夹角不为90度，只有一种类型。
4. 正交晶胞：其中两个边长相等，夹角为90度，只有一种类型。
5. 六角晶胞：所有边长相等，两个内角为60度，第三个内角为120度，只有一种类型。
6. 三角晶胞：所有边长相等，三个内角均为60度，只有一种类型。
不同类型的晶胞代表了不同的晶格结构，通过对晶胞的特性进行分析，可以了解晶体的空间排列规律，从而推导出晶体的一些性质。
晶胞结构的分析与计算
晶胞结构的分析与计算——晶体结构与性质章复习（第2课时）【学习目标】1.能根据分摊法确定晶体的组成；提高抽象思维能力，提升宏观辨识与微观探析的发展水平。
（重难点）2.通过典型晶胞再认识，学会利用晶胞的基本特点分析晶体中微粒配位数。
3.建立解晶胞的一般观念、思维模型，能类比迁移相关知识解决新情境新问题；提升解决复杂问题的能力。
（重难点），则晶胞中最邻近两个金属原子间的距离为？最近发现一种由钛原子和碳原子构成的气态团簇分子，如顶角和面心的原子是钛原子，棱的中心和体心的原子是碳原子，它的化学式是？分摊法能解决哪些问题？使用分摊法时应注意什么问题？石英晶体的晶胞如图，确定其化学式的方法有哪些？晶胞中，配位情况对比CsCl晶胞数目NaCl晶胞数目CaF2晶胞数目+Ca2+配位数1.有下列某晶体的空间结构示意图。
图中●和化学式中M分别代表阳离子，图中○和化学式中N分别代表阴离子，则化学式为MN2的晶体结构为（）A B C D2.下列说法正确的是（）（N A表示阿伏加德罗常数）A.1mol冰中含有氢键的个数为2 N AB.12g石墨中含有C-C键的个数为3N AC.二氧化硅晶体中存在四面体网状结构，O处于中心，Si处于4个顶点D.密置层在三维空间堆积可得体心立方堆积和面心立方最密堆积3.氮化碳结构如下图所示，其硬度超过金刚石，下列有关氮化碳的说法不正确的是（）A.氮化碳属于原子晶体B.氮化碳中碳显－4价，氮显＋3价C.氮化碳的化学式为C3N4D.每个碳原子与四个氮原子相连，每个氮原子与三个碳原子相连4.ZnS在荧光体、光导体材料、涂料、颜料等行业中应用广泛。
立方ZnS晶体结构如下图所示，其晶胞边长为540.0 pm．密度为（列式并计算），a位置S2－离子与b位置Zn2+离子之间的距离为pm（列示表示）5.晶胞有两个基本要素：①原子坐标参数，表示晶胞内部各原子的相对位置，下图为Ge单晶的晶胞，其中原子坐标参数A为（0，0，0）；B为（1/2，0，1/2）；C为（1/2，1/2，0）。
常见晶胞结构最强整理
常见晶胞结构最强整理常见晶体结构及其详解晶体晶体结构晶体详解原⼦晶体⾦刚⽯(1)每个碳采取杂化⽅式与4个碳以共价键结合，形成结构，键⾓均为 (2)最⼩碳环由个C 组成且六原⼦不在同⼀平⾯内，平均每个碳原⼦被个六元环共⽤，每根C -C 键被个六元环共⽤。
(3)每个C 参与4条C －C 键的形成， C 原⼦个数与C －C 键数之⽐为 ,1mol ⾦刚⽯中，碳碳键为 molSiO 2(1)每⼀个硅原⼦紧邻个氧原⼦，每⼀个氧原⼦紧邻个硅原⼦，形成了由Si-O 键（极性或⾮极性）键构成的元环的最⼩环状结构。
⼀个环上有个硅原⼦，个氧原⼦(2)1mol SiO 2中，硅氧键为 molSiC每个C 原⼦最近的Si 原⼦有个，每个C 原⼦最近的C 原⼦有个分⼦晶体⼲冰(1)⼀个⼆氧化碳晶胞中含有个⼆氧化碳分⼦(2)8个CO 2分⼦构成⽴⽅体且在6个⾯⼼⼜各占据1个CO 2分⼦ (3)每个CO 2分⼦周围等距且紧邻的CO 2分⼦有个冰⼀个⽔分⼦形成个氢键，平均1mol 冰中含有 mol 氢键C 60(1)⾜球烯的分⼦是由60个碳原⼦构成的，空间构型有12个正五边形，20个正六边形(2)⼀个C 60分⼦中含有根单键，根双键 (3)C 60晶胞中与⼀个C 60最近的C 60分⼦有个（与⼲冰的晶胞相似）离⼦晶体NaCl (型)(1)每个Na ＋周围等距且紧邻的Cl －有个，每个Cl －周围等距且紧邻的Na ＋有个。
每个Na ＋周围等距且紧邻的Na ＋有个，同理Cl -也然。
(2)每个晶胞中含个Na ＋和4个Cl －。
CsCl (型)(1)每个Cs ＋周围等距且紧邻的Cl －有个，每个Cl －周围等距且紧邻的Cs ＋有个。
(2)左图为个晶胞；右图为⼀个晶胞，每个晶胞中含个Cs ＋，个Cl －。
CaF 21、1个晶胞中含有个Ca 2+，个F -，Ca 2+的配位数为个，F -配位数为个2、Ca 2+周围等距离最近的Ca 2+ 个，F —周围等距离最近的F — 个⾦属晶体简单⽴⽅堆积典型代表空间利⽤率配位数为体⼼⽴⽅堆积典型代表空间利⽤率配位数为⾯⼼⽴⽅堆积典型代表空间利⽤率配位数为六⽅最密堆积典型代表空间利⽤率配位数为混合晶体⽯墨1、碳原⼦的杂化⽅式为，键⾓为2、⽯墨晶体的⽚层结构中，每个六元碳环含有个碳原⼦数，每个六元碳环所含有的共价健数是个3、⽯墨同层C 原⼦间以连接，熔化需要破坏碳碳之间作⽤⼒，故熔沸点较⾼；层与层之间的作⽤⼒为，作⽤⼒⽐较弱，故⽯墨的硬度较低。
金刚石的晶胞构型
金刚石的晶胞构型
金刚石结构：原子晶体、碳同素异形体。
金刚石是正八面体结构。
c碳原子按四面体成键方式互相连接，组成无限的三维骨架，是典型的原子晶体，每个碳原子都以sp3杂化轨道与另外4个碳原子形成共价键，构成正四面体。
金刚石结构的原型是金刚石的晶体结构。
在金刚石晶体中，每个碳原子的4个价电子以sp3杂化的方式，形成4个完全等同的原子轨道，与最相邻的4个碳原子形成共价键。
这4个共价键之间的角度都成正比，约为.28度，准确值，这样构成由5个碳原子形成的正四面体结构单元，其中4个碳原子坐落于正四面体的顶点，1个碳原子坐落于正四面体的中心。
因为共价键难以变形，c-c键能大，所以金刚石硬度和熔点都很高，化学稳定性好。
共价键中的电子被束缚在化学键中不能参与导电，所以金刚石是绝缘体，不导电。
固体物理(第2课)原胞和晶胞
氯化铯型结构
氯化铯型结构
晶胞和原胞
复式简立方结构：TlBr溴化铊、TlI(碘化钛)、 CuPd(钯铜)、AgMg、AlNi
返回
氯化钠型结构
氯化钠型结构
复式面心立方结构：KCl、LiH、PbS
返回
金刚石
金刚石和闪锌矿结构（１）
金刚石结构
闪锌矿结构
闪锌矿结构又称为立方硫化锌
复式面心立方结构：Si、Ge、GaAs、InP、InSb
密勒指数的求法：（示意图）
举例
– 求出晶面在坐标轴X、Y、Z上的相应截距p、q、r ；
– 取截距倒数h，k，l，(h、k、l为晶面指数或密勒指
数)； – 将h、k、l化为没有公约数的整数比h：k：l= – 将h、k、l加圆括号(hkl)，即为晶面指数。
说明：
以格点为原点，以基矢为坐标轴，建立坐标系。 晶面在基矢上的截距为（x,y,z）,则其倒数连比 可化为互质的整数(hkl)，称为该族晶面的密勒指 数。 实际工作中，常以晶胞（不是原胞）的基矢a,b,c 为坐标轴来建立坐标系，a,b,c不一定正交。 密勒指数既表示一族晶面，也表示单个晶面。
等效晶向表示：<u v w> 六方晶系的表示方法。（示意图）
说明：晶向指数代表一族晶列，而不指某一特定晶
列。
1.6.2 晶面与密勒指数
晶面：同一平面上的格点构成一个晶面。 晶格由无数互相平行且等距分布的晶面构成。 截距方程： x y z 1 a, b, c为截距 a b c 密勒指数：用以标志晶面的参数。
Si、Ge、GaAs、InP、InSb
金刚石和闪锌矿结构（3）
原胞示意图
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金刚石和闪锌矿结构（4）
晶体晶胞图
CsCl的晶体结构及晶胞构示意图
---Cs+
---Cl-
Cs+的配位数为：8 Cl-的配位数为：8
• 找出NaCl、CsCl两种离子晶体中阳离子和 阴离子的配位数，它们是否相等？
离子 阴离子的 阳离子的 阴阳离子配 晶体 配位数 配位数 位数的比值
N体结构图中分割出来的部分 结构图，试判断NaCl晶体结构的图象是 B、 C
①②③
④
A、① B、② C、③ D、④
A、① B、② C、③ D、④
CsCl型晶体属简单立方点阵，Cl－作简单立方堆积，Cs＋填在立方体空隙中，正负离子配位数均为8，
下列图象是从NaCl或CsCl晶体结构图中分割出来的部分结构图，试判断NaCl晶体结构的图象是
• 3．ZnS型
• ZnS晶体结构有两种型式，即立方ZnS和 六方ZnS
• 4．CaF2型 • CaF2晶体属立方
面心点阵，F－作 简单立方堆积， Ca2＋数目比F－ 少一半，所以填
了一半的立方体
空隙，每一个 Ca2＋由八个F－ 配位，而每个F－ 有4个Ca2＋配位
NaCl晶体中阴、阳离子的配位数
ZnS晶体结构有两种型式，即立方ZnS和六方ZnS CsCl型晶体属简单立方点阵，Cl－作简单立方堆积，Cs＋填在立方体空隙中，正负离子配位数均为8， 下列图象是从NaCl或CsCl晶体结构图中分割出来的部分结构图，试判断NaCl晶体结构的图象是 CaF2晶体属立方面心点阵，F－作简单立方堆积，Ca2＋数目比F－少一半，所以填了一半的立方体空隙，每一个Ca2＋由八个F－配 位，而每个F－有4个Ca2＋配位 CsCl型晶体属简单立方点阵，Cl－作简单立方堆积，Cs＋填在立方体空隙中，正负离子配位数均为8， ZnS晶体结构有两种型式，即立方ZnS和六方ZnS ZnS晶体结构有两种型式，即立方ZnS和六方ZnS 找出NaCl、CsCl两种离子晶体中阳离子和阴离子的配位数，它们是否相等？ A、① B、② C、③ D、④ CsCl型晶体属简单立方点阵，Cl－作简单立方堆积，Cs＋填在立方体空隙中，正负离子配位数均为8， CaF2晶体属立方面心点阵，F－作简单立方堆积，Ca2＋数目比F－少一半，所以填了一半的立方体空隙，每一个Ca2＋由八个F－配 位，而每个F－有4个Ca2＋配位 ZnS晶体结构有两种型式，即立方ZnS和六方ZnS 下列图象是从NaCl或CsCl晶体结构图中分割出来的部分结构图，试判断NaCl晶体结构的图象是 CaF2晶体属立方面心点阵，F－作简单立方堆积，Ca2＋数目比F－少一半，所以填了一半的立方体空隙，每一个Ca2＋由八个F－配 位，而每个F－有4个Ca2＋配位 NaCl晶体中阴、阳离子的配位数 下列图象是从NaCl或CsCl晶体结构图中分割出来的部分结构图，试判断NaCl晶体结构的图象是 CsCl型晶体属简单立方点阵，Cl－作简单立方堆积，Cs＋填在立方体空隙中，正负离子配位数均为8， 下列图象是从NaCl或CsCl晶体结构图中分割出来的部分结构图，试判断NaCl晶体结构的图象是 CsCl型晶体属简单立方点阵，Cl－作简单立方堆积，Cs＋填在立方体空隙中，正负离子配位数均为8，
晶胞结构单元
晶胞结构单元一、引言晶体是由原子、离子或分子按照一定的规律排列形成的有序固体。
晶体结构可以用晶胞来描述，晶胞是最小重复单元，由一个或多个原子组成。
晶胞结构单元是指晶格中最小可重复的单元，它包含了所有的对称性和周期性信息。
二、晶胞结构单元的概念1. 晶格晶格是指空间中一组平行于坐标轴的无限延伸点阵，每个点代表了一个位置上有原子、离子或分子存在。
晶格是由基本矢量a,b,c所定义的。
2. 晶格常数晶格常数是指在三个互相垂直方向上单位长度所对应的长度。
3. 晶胞晶胞是指最小重复单元，在三维空间中可以用三个平行于坐标轴的面来定义。
每个面由一个基本矢量和两个相邻面所夹角度数确定。
4. 晶胞参数晶胞参数包括：a,b,c三条边长和α,β,γ三个夹角。
5. 晶体对称性晶体对称性包括旋转对称性和镜像对称性。
旋转对称性是指晶体沿着某个轴旋转一定角度后，仍然与原来的晶体相同。
镜像对称性是指晶体经过某个平面的反射后，仍然与原来的晶体相同。
6. 晶胞结构单元晶胞结构单元是指晶格中最小可重复的单元，它包含了所有的对称性和周期性信息。
三、晶胞结构单元的分类1. 原子密堆积结构原子密堆积结构又称为紧密堆积结构，它是由两种不同大小的原子按照一定规律排列而成。
常见的有fcc和hcp两种类型。
2. 离子密堆积结构离子密堆积结构是由阳离子和阴离子按照一定规律排列而成。
常见的有NaCl型、CsCl型、ZnS型等。
3. 分子密堆积结构分子密堆积结构是由分子按照一定规律排列而成。
常见的有钻石型、冰型等。
四、晶胞结构单元的应用1. 材料科学领域在材料科学领域中，通过研究不同材料中晶胞结构单元的种类和性质，可以了解材料的物理和化学性质，从而设计出更好的材料。
2. 生物科学领域在生物科学领域中，晶胞结构单元被广泛应用于蛋白质晶体学研究中。
通过对蛋白质晶体中晶胞结构单元的分析，可以了解蛋白质的结构和功能。
3. 环境科学领域在环境科学领域中，晶胞结构单元被应用于土壤和岩石研究中。
晶胞结构
晶胞结构晶胞结构一、金属晶体2.钾型A2（体心立方堆积）堆积晶胞钾型A2堆积晶胞是立方体心, 因此晶胞的大小可以用等径圆球的半径r 表示出来, 即晶胞的边长a 与r 的关系为:A2堆积的空间利用率的计算:A2堆积用圆球半径r 表示的晶胞体积为:ar r a r a 43,34 ,43===%02.688333643422342 23364)34(33333==⋅=⋅===πππr r V V A rV r r V 晶胞圆球圆球晶胞堆积的空间利用率为：个圆球的体积为：每个晶胞中3.六方最密堆积（4）A1（面心立方最密堆积）A1是ABCABCABC······型式的堆积，从这种堆积中可以抽出一个立方面心点阵，因此这种堆积型式的最小单位是一个立方面心晶胞。
A1堆积晶胞是立方面心, 因此晶胞的大小可以用等径圆球的半径r 表示出来, 即晶胞的边长a 与r 的关系为:A1堆积空间利用率的计算:A1堆积用圆球半径r 表示的晶胞体积为:ra r a 22 ,42==%05.7423121634413444216)22(33333==⋅=⋅===πππr rV V A rV r r V 晶胞圆球圆球晶胞堆积的空间利用率为：个圆球的体积为：每个晶胞中（5）A4堆积形成晶胞A4堆积晶胞是立方面心点阵结构, 因此晶胞的大小可以用等径圆球的半径r 表示出来, 即晶胞的边长a 与r 的关系为:A4堆积的空间利用率的计算:A4堆积用圆球半径r 表示的晶胞体积为: 二、原子晶体1.金刚石立体网状结构，每个碳原子形成4个共价键，任意抽出2个共价键， 每两个单键归两ar r a r r a 83,38 ,8243===⨯=%01.34163335123484348833512)38(33333==⋅=⋅===πππr r V V A rV rr V 晶胞圆球圆球晶胞堆积的空间利用率为：个圆球的体积为：每个晶胞中个六元环所有，而不是只归一个六元环所有（如图所示，红色的两个碳碳单键，可以构成蓝色和紫红色的两个六元环）。
晶胞名词解释
晶胞名词解释晶胞(crystalline cell)是存在于某些物质的固体状态中的微小结构，它包括一些离散排列的原子、离子、分子等，并且这些原子、分子间相互作用力比较强。
分析一种物质，其主要结构是由晶胞组成的。
单位晶胞的物质中的原子个数或分子个数，称为该物质的晶胞数。
例如金刚石晶胞的组成为：同种金刚石的晶胞的晶胞数相同。
物质的各种晶胞中所含粒子的种类和个数不同，例如刚玉晶胞中，氮的原子数为6个，金刚石晶胞中氮原子数为10个，镁晶胞中铝的原子数为4个等。
物质在一定条件下(如温度、压力、浓度等)发生变化时，各种晶胞中所含的粒子的种类和个数也随着发生变化。
例如烧结普通刚玉的晶胞为： Al、 O、 Si3、 Ti。
二、晶胞基本特性1．晶胞与粒子之间以点阵法律彼此关联。
2．晶胞可以有无限多个，它的体积非常大，具有很高的空间占据率。
3．晶胞不只能代表原子、分子、离子等单位，而且可以代表粒子所拥有的能量。
4．晶胞可以是空间周期，也可以是平面周期。
5．晶胞的最重要特性就是每一个晶胞内有无限多个粒子，每个粒子又被平均地分布于整个晶胞内。
6．粒子被分配到晶胞的原则是尽可能把每一个粒子与其他粒子隔开，越接近粒子集合点，粒子被隔开的程度越小。
7．每一个粒子都有确定的位置。
8．晶胞中粒子间的距离不但是位置距离，还包括长度距离，以及由两个粒子所共享的角度。
4。
晶胞的基本类型及特点晶胞分为空间晶胞和平面晶胞两大类，按其形成方式的不同，又分为机械晶胞和热振动晶胞两种。
1．空间晶胞：晶胞的各部分都在同一平面上，如单晶、多晶和薄膜等。
2．平面晶胞：晶胞的各部分均在同一平面内，但空间位置相对固定，如熔融玻璃、半导体、塑料、液晶、高聚物等。
它们具有确定的体积，各晶胞中粒子间距离不受限制。
3．热振动晶胞：晶胞内每个粒子都有自己特定的空间位置，不是相对固定的。
如在一般晶体内，不仅每个粒子有其自身的固定位置，而且这些位置的相对顺序也是固定的，叫做热振动晶胞。
高中化学 晶胞
N(Na+)：N(Cl-)== 1：
1 化学式为：NaCl
【练习3】
钙-钛矿晶胞结构如图所示。观察钙-钛矿 晶胞结构，求该晶体的化学式。
CaTiO3
【高考链接1】 2016课标‖第37题（4）
某镍白铜合金的立方晶胞结构如图所示． ①晶胞中铜原子与镍原子的数量比为3:1
金顶刚点石8 8
面上6 体内4
【例2】
Cs+ =8×1/8=1
Cl- =1
绿球-Cs+ 紫球-Cl-
N(Cs+)：N(Cl-)== 1：
化1 学式为：CsCl
【练习2】
下图表示氯化钠的晶胞结构，绿色代表 Na+,灰 色代表 Cl-。计算氯化钠晶胞中 Na+和 Cl-各有 多少个？与其化学式有着什么联系？
【高考链接2】 2016四川理综第8题（4）
（4）Na和O所形成的一种 离子化合物Na2O晶体的晶胞 如右图所示，则图中黑球代
表的离子是 Na+ （填离
子符号）
【高考链接3】 2010全国高考理综新课标卷37题（4）
X、Y、Z可形成立方晶体结构的化 合物，其晶胞中X占据所有棱的中心，Y 位于顶角，Z处于体心位置，则该晶体的 组成为X︰Y︰Z = 3 : 1 : 1 。
4、确定晶胞的组成 ——均摊法
【启迪思维】
每个六元环中平均拥有
几个C原子？ 2
每个六元环中平均拥有
几个C—C键？ 3
每个C原子平均拥有几
个C—C键？ 1.5
【学生活动】
将手中方块均分，并仔细观察均分成几个晶胞的 时候粒子出现在以下位置？此时各晶胞含有粒子的 量是多少？
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晶胞结构一、金属晶体2.钾型A2（体心立方堆积）堆积晶胞钾型A2堆积晶胞是立方体心, 因此晶胞的大小可以用等径圆球的半径r 表示出来, 即晶胞的边长a 与r 的关系为:A2堆积的空间利用率的计算:A2堆积用圆球半径r 表示的晶胞体积为:ar r a r a 43,34 ,43===%02.68833364342234223364)34(33333==⋅=⋅===πππr r V V A rV rr V 晶胞圆球圆球晶胞堆积的空间利用率为：个圆球的体积为：每个晶胞中3.六方最密堆积（4）A1（面心立方最密堆积）A1是ABCABCABC······型式的堆积，从这种堆积中可以抽出一个立方面心点阵，因此这种堆积型式的最小单位是一个立方面心晶胞。
A1堆积晶胞是立方面心, 因此晶胞的大小可以用等径圆球的半径r 表示出来, 即晶胞的边长a 与r 的关系为:A1堆积空间利用率的计算:A1堆积用圆球半径r 表示的晶胞体积为:（5）A4堆积形成晶胞A4堆积晶胞是立方面心点阵结构, 因此晶胞的大小可以用等径圆球的半径r 表示出来, 即晶胞的边长a 与r 的关系为:A4堆积的空间利用率的计算:A4堆积用圆球半径r 表示的晶胞体积为: ra r a 22 ,42==%05.742312163441344 4216)22(33333==⋅=⋅===πππr r V V A r V r r V 晶胞圆球圆球晶胞堆积的空间利用率为：个圆球的体积为：每个晶胞中ar r a r r a 83,38 ,8243===⨯=%01.34163335123484348 833512)38(33333==⋅=⋅===πππr r V V A r V r r V 晶胞圆球圆球晶胞堆积的空间利用率为：个圆球的体积为：每个晶胞中二、原子晶体1.金刚石立体网状结构，每个碳原子形成4个共价键，任意抽出2个共价键，每两个单键归两个六元环所有，而不是只归一个六元环所有（如图所示，红色的两个碳碳单键，可以构成蓝色和紫红色的两个六元环）。
每个碳原子连出4个共价键，任意抽出2个共价键能决定两个6元环，4个共价键总共能抽出6组。
所以6组碳碳键实际上可以构成12个六元环，所以一个碳归十二个六元环共用。
6 × 1/12 = 1/2晶体中每个C原子和4个C原子形成4个共价键,成为正四面体结构，C原子与碳碳键个数比为1：2，最小环由6个C原子组成，每个C原子被12个最小环所共用；平均每个最小环含有1/2个C原子。
每个C原子被4个碳碳键所共用；每个碳碳键含有2个C原子，平均每个碳碳键含有1/2个C原子。
故平均每个最小环含有1个碳碳键2.SiO2晶体中的最小环为十二元环，其中有6个Si原子和6个O原子，含有12个Si-O键；每个Si原子被12个十二元环共有，每个O原子被6个十二元环共有，每个Si-O键被6个十二元环共有三、分子晶体（１）只有范德华力，无分子间氢键－分子密堆积（每个分子周围有12个紧邻的分子，如：C60、干冰、I2、O2）----晶胞结构都属于面心立方（２）有分子间氢键－不具有分子密堆积特征（如：HF 、冰、NH3）（与CO分子距离最近的CO2分子共有12个）2四、离子晶体练习：1、最近科学家发现一种由钛原子和碳原子构成的气态分子，如右图所示。
顶角和面心的原于是钛原子，棱的中心和体心的原子是碳原子，则它的分子式是 ( ) A．TiC B．Ti4C4 C．Ti14C13 D．Ti13C142、硼砂是含结晶水的四硼酸钠，其阴离子X m—（含B、O、H三种元素）的球棍模型如右下图所示：①在X m—中，硼原子轨道的杂化类型有；配位键存在于 4-5原子之间（填原子的数字标号）；m= 2 （填数字）。
②硼砂晶体由Na+、X m—和H2O构成，它们之间存在的作用力有ADE 。
A．离子键 B.共价键 C.金属键D.范德华力E.氢键【解析】①1,3,5，6代表氧原子，2,4代表B原子，2号B形成3个键，则B原子为SP2杂化, 4号B形成4个键，则B原子为SP3杂化； B一般是形成3个键，4号B形成4个键，其中1个键很可能就是配位键，配位键存在4号与5号之间。
观察模型，可知X m—是（H4B4O9）m—，依据化合价H为+1，B为+3，O为—2，可得m=2,这问有一定难度，思维能力，空间能力要求比较高。
②钠离子与X m—形成离子键,结晶水分子间存在氢键和范德华力题目是问钠离子、X m—、水分子之间的作用力，而不是硼砂晶体中的作用力，可能会多选B。
3、下列关于金属及金属键的说法正确的是 ________。
a.金属键具有方向性与饱和性b.金属键是金属阳离子与自由电子间的相互作用c.金属导电是因为在外加电场作用下产生自由电子d.金属具有光泽是因为金属阳离子吸收并放出可见光解析(1)金属键没有方向性和饱和性，a错；金属键是金属阳离子和自由电子间的相互作用，b对；金属导电是因为在外加电场作用下发生定向移动，c错；金属具有光泽是因为自由电子能够吸收并放出可见光，d错。
4、ZnS在荧光体、光导体材料、涂料、颜料等行业中应用广泛。
立方ZnS晶体结构如下图所示，其晶胞边长为540.0pm，其密度为(列式并计算)，a位置S2-离子与b位置Zn2+离子之间的距离为pm(列式表示)。
5、肼能与硫酸反应生成N2H6SO4。
N2H6SO4晶体类型与硫酸铵相同，则N2H6SO4的晶体内不存在__________(填标号)a. 离子键b. 共价键c. 配位键d. 范德华力6、图1表示某种含氮有机化合物的结构，其分子内4个氮原子分别位于正四面体的4个顶点（见图2），分子内存在空腔，能嵌入某离子或分子并形成4个氢键予以识别。
下列分子或离子中，能被该有机化合物识别的是_________（填标号）。
a. CF 4 b. CH 4 c. NH 4＋d. H 2O【解析】N 2H 6SO 4晶体类型与硫酸铵相同，可见它是离子晶体，晶体内肯定不存在范德华力。
要形成氢键，就要掌握形成氢键的条件：一是要有H 原子，二是要电负性比较强，半径比较小的原子比如F 、O 、N 等构成的分子间形成的特殊的分子间作用力。
符合这样的选项就是c 和d ，但题中要求形成4个氢键，氢键具有饱和性，这样只有选c 。
7、钛酸钡的热稳定性好，介电常数高，在小型变压器、话筒和扩音器中都有应用。
钛酸钡晶体的结构示意图为右图，它的化学式是（ ）A.BaTi 8O 12B.BaTi 4O 6C.BaTi 2O 4D.BaTiO 3 8．食盐晶体如右图所示。
在晶体中，∙ 表示Na +，ο 表示Cl -。
已知食盐的密度为ρ g/ cm 3，NaCl 摩尔质量M g / mol ，阿伏加德罗常数为N ，则在食盐晶体里Na +和Cl -的间距大约是 ( )A . 32N M ρcm B . 32N Mρcm A . 32M N ρcm D . 38NMρcm9.现有四种晶体，其离子排列方式如图所示，其中化学式不属AB 型的是( )A B C DOTiBa10. 磁光存储的研究是Williams 等在1957年使Mn 和Bi 形成的晶体薄膜磁化并用光读取之后开始的。
右图是Mn 和Bi 形成的某种晶体的结构示意图，则该晶体物质的化学式可表示为 ( )A. Mn 2BiB. MnBiC. MnBi 3D. Mn 4Bi 311. 钡在氧气中燃烧时的得到一种钡的氧化物晶体，起结构如下图所示，有关说法正确的是 ( ) A .该晶体属于离子晶体B.晶体的化学式为Ba 2O 2C.该晶体晶胞结构与CsCl 相似D .与每个Ba 2+距离相等且最近的Ba 2+共有12个12. 据报道，某种合金材料有较大的储氢容量，其晶体结构的最小单元如右图所示。
则这种合金的化学式为 ( ) A ．LaNi 6 B ．LaNi 3 C ．LaNi 4 D ．LaNi 513.石墨能与熔融金属钾作用，形成石墨间隙化合物，钾原 子填充在石墨各层碳原子中。
比较常见的石墨间隙化合物 是青铜色的化合物，其化学式可写作CxK ,其平面图形见下图，则x 值为: ( )A . 8 B. 12 C.24 D.6014. 金晶体是面心立方体,立方体的每个面5个金原子紧密堆砌(如图其余各面省略)，金原子半径为1.44×10-10m ，Au 的摩尔质量为197g/mol.求： (1)金晶体中最小的一个立方体含有__________个金属原子。
(2)金的密度为_________g ·cm -3。
答案： (1)4 (2)19.36 g ·cm -315．一种离子晶体的晶胞如右图其中阳离子A 以表示阴离子B 以表示。
（1）每个晶胞种含A 离子的数目为________，含B 离子数目为________。
Ba 2+Ni 原子La原子（2）若A的核外电子排布与Ar相同，B的电子排布与Ne相同，则该离子化合物的化学式是___________________；（3）阳离子周围距离最近的阴离子数为_____，阴离子周围距离最近的阳离子数_____。
（4）已知A的离子半径为r m，则该晶胞的体积是 ___________m3。
答案：（1）4、8 （2）CaF2 （3）8、4 （4）16 2 r3。