晶体晶胞结构讲解
常见的晶体结构及其原胞晶胞
§1-2 常见的晶体结构及其原胞、晶胞1) 简单晶体的简单立方(simple cubic, sc) 它所构成的晶格为布喇菲格子。
例如氧、硫固体。
基元为单一原子结构的晶体叫简单晶体。
其特点有: 三个基矢互相垂直（），重复间距相等，为a，亦称晶格常数。
其晶胞=原胞；体积= ；配位数(第一近邻数) =6。
（见图1-7）图1-7简单立方堆积与简单立方结构单元2) 简单晶体的体心立方( body-centered cubic, bcc ) , 例如，Li，K，Na，Rb，Cs,αFe，Cr，Mo，W，Ta，Ba等。
其特点有：晶胞基矢, 并且，其惯用原胞基矢由从一顶点指向另外三个体心点的矢量构成：（见图1-9 b）(1-2)其体积为；配位数=8；（见图1-8）图1-8体心立方堆积与体心立方结构单元图1-9简单立方晶胞(a)与体心立方晶胞、惯用原胞(b)3) 简单晶体的面心立方( face-centered cubic, fcc ) , 例如，Cu，Ag，Au，Ni，Pd，Pt，Ne, Ar, Xe, Rn, Ca, Sr, Al等。
晶胞基矢，并且每面中心有一格点, 其原胞基矢由从一顶点指向另外三个面心点的矢量构成（见图1-10 b）：(1-3)其体积=；配位数=12。
，（见图1-10）图1-10面心立方结构(晶胞)(a)与面心立方惯用原胞(b)4) NaCl结构（Sodium Chloride structure），复式面心立方（互为fcc），配位数=6（图1-11 a)。
表1-1 NaCl结构晶体的常数5) CsCl结构（Cesuim Chloride structure），复式简单立方（互为sc），配位数=8（图1-11 b）。
表1-2 CsCl结构晶体的常数图1-11 NaCl结构和CsCl结构6) 金刚石结构（Diamond structure）, 两套fcc格子相互沿对角线位移1/4处套合。
晶体结构与性质知识点总结大一
晶体结构与性质知识点总结大一晶体结构与性质知识点总结晶体是由具有一定规则排列方式的原子、离子或分子组成的固体物质，拥有特定的结构和性质。
晶体结构与性质是材料科学与化学领域的重要基础知识，对于理解和研究材料的性质、制备工艺以及应用具有重要意义。
本文将对晶体结构与性质的相关知识点进行总结。
一、晶体结构1. 空间点阵：晶体的基本结构单位是晶胞，晶胞在空间的无限重复构成空间点阵。
六种常见的空间点阵包括：立方点阵、四方点阵、正交点阵、六方点阵、单斜点阵和三斜点阵。
2. 晶体的晶格参数：晶体的晶格参数是对晶格进行定量描述的基本参数，包括晶格常数、晶胞参数和晶胞角度。
晶格常数是指晶胞的尺寸，晶胞参数是指晶体中原子间距的大小，晶胞角度则描述了晶体中原子间的排列方式。
3. 晶体的晶系：根据晶体的对称性，可以将晶体分为七个晶系，分别为立方晶系、四方晶系、正交晶系、六方晶系、三斜晶系、单斜晶系和菱面晶系。
每个晶系都具有特定的组成、结构和性质。
4. 晶体结构类型：根据晶体结构的特征，可以将晶体分为离子晶体、共价晶体、金属晶体和分子晶体等。
各类晶体的结构特点不同，从而决定了它们的性质和用途。
5. 点阵缺陷：晶体中可能存在的点阵缺陷包括空位、层错、插入固溶体和间隙固溶体等。
这些点阵缺陷对晶体的导电性、热导率和力学性能等起着重要的影响。
二、晶体性质1. 光学性质：晶体在光的照射下表现出特定的光学性质，包括吸收、折射、散射和双折射等。
不同晶体的光学性质可用于光学器件、光纤通信和激光技术等领域。
2. 电学性质：晶体的电学性质与晶体结构和成分密切相关。
离子晶体具有良好的导电性，而共价晶体和分子晶体通常是绝缘体或半导体。
晶体的电导率、电介质性能和电子输运性质等是电学性质的重要指标。
3. 磁学性质：晶体的磁学性质与晶体结构和电子自旋有关。
常见的磁性晶体包括铁磁体、反铁磁体和顺磁体等。
磁性晶体在磁记录、磁存储和磁共振成像等方面具有广泛应用。
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）。
高中化学晶体结构的最小重复单元——晶胞
3.钛酸钡的晶体的结构示意
图如右图所示。则它的化学式
为（ D ）
Ba
A.BaTi8O12
Ti
B.BaTi4O6
C.BaTi2O4
O
D.BaTiO3
课后作业
1.完成学案 2.整理笔记和错题
加 油！
典例分析
例1.现有甲、乙、丙、丁四种晶胞,可推知：甲晶体
中A与B的离子个数比为 1：1 ；乙晶体的化学式 为 C2D ；丙晶体的化学式为_E__F___；丁晶体可能 的化学式为_X_Y__3Z__。
跟踪训练
观察下图并计算铜晶体的一个晶胞中
含有多少个铜原子?
A.14 B.4 C.8
D.6
想一想
除了A1、A3型密堆积外，还有 一种A2型堆积，形成体心立方 晶胞。观察图片分析：A2型是 最密堆积吗？每个晶胞中有几 个微粒？
(1)A2体心立方晶胞
微粒数为：2
(2)A1面心立方晶胞
微粒数为：4
(3)A3六方晶胞
微粒数为：2
本节总结
1.晶体中的微粒呈现可重复的周期性排列，晶体结构中最小的重复单元 称为晶胞。 2.晶胞都是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。 3.三种常见的晶胞
本节总结
4.一个晶体中所含微粒的数目的计算（以立方体为例）
小结
在金属晶体中最常见的三种堆积方式有：
（1）配位数为8的 体心立方 堆积，
（2）配位数为 12 的立方面心堆积，
（3）配位数为 12 的 六方密 堆积。其中以 ABAB方式堆积的 六方密堆积 和以ABCABC 方式堆积的 面心立方堆积 空间利用率相等， 就的堆积层来看，二者的区别是在第三 层。
想一想
位置 顶点 棱上 面上 体内
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______
晶体结构
金属能带理论中, 成键的实质是, 电子填充 在低能量的能级中, 使晶体的能量低于金属原子 单独存在时的能量总和.
2. 金属晶体的堆积模型
金属原子堆积在一起，形成金属晶体。金 属原子最外层价电子脱离核的束缚，在 晶体中自由运动，形成“自由电子”， 留下的金属正离子都是满壳层电子结构， 电子云呈球状分布，所以在金属结构模 型中，人们把金属正离子近似为等径圆 球。
面心立方紧密堆积, 配位数12, 空间利用率74% 六方紧密堆积: 配位数12,空间利用率74% 体心立方紧密堆积: 配位数8, 空间利用率68%
金属元素中具有面心立方，密集六
方和体心立方三种典型结构的金属占了 绝 大 多 数 ， 如 表 3-33 所 示 。 许 多 金 属 中 存在多种结构转变现象，这说明三种结 构之间能量差异不大。
点阵是一组无限的点，点阵中每个点都
具有完全相同的周围环境。在平移的对 称操作下，（连结点阵中任意两点的矢 量，按此矢量平移），所有点都能复原， 满足以上条件的一组点称为点阵。
平移——点阵：
平移是晶体结构中最基本的对称操作，可用T 来表示 Tmnp＝ma＋nb＋pc m，n，p为任意整数 即一个平移矢量Tmnp作用在晶体三维点阵上， 使点阵点在a方向平移m单位，b方向平移n单 位，c方向平移p单位后，点阵结构仍能复原。
3.4 金属晶体
1. 金属键
金属键的形象说法: “失去电子的金属 离子浸在自由电子的海洋中”. 金属离子 通过吸引自由电子联系在一起, 形成金属 晶体. 这就是金属键.
金属键无方向性, 饱和性。金属键的 强弱和自由电子的多少有关, 也和离子半 径、电子层结构等其它许多因素有关, 很 复杂. 金属键的强弱可以用金属原子化热 等来衡量. 金属原子化热是指 1mol 金属 变成气态原子所需要的热量. 金属原子化 热数值小时, 其熔点低, 质地软; 反之, 则 熔点高, 硬度大.
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。
第二章 材料中晶体结构知识讲解
(2)晶带定律 晶带轴[uvw]与该晶带中任一晶面(hkl)之间均满足： hu+kv+lw=0
32
推论： 两个不平行晶面(h1k1l1)、(h2k2l2)必定属于同
一个晶带，其晶带轴[uvw]可由下式求得： [uvw] = h1 k1l1 × h2 k 2 l2 u k1l 2 k 2l1
=
v l1h2 l h2 1 w h1k 2 h2k1
两不平行晶向[u1v1w1]、[u2v2w2]所决定的晶 面指数（hkl）： h v1w2 v2w1 k w1u2 w2u1 l u1v2 u v2 1
33
例题讲解
作图表示立方晶体的(123), (012), (421) 晶面及 [102],[211],[346] 晶向。
书上例题（P44） 课后仔细阅读。
34
第二节 纯金属的晶体结构
金属的典型晶体结构 多晶型性 晶体的原子半径
35
一、金属的典型晶体结构 面心立方结构 FCC (face-centered cubic) Cu, Ni, Al,γ-Fe…
36
体心立方结构 BCC (body-centered cubic) Cr, V, β-Ti, α-Fe, δ-Fe…
fcc
bcc
cph
0.74
0.68
0.74
43
6、间隙 若将晶体中的原子视为球形，则相互接触的最近 邻原子间的空隙称为间隙。 间隙内能容纳的最大刚性球的半径称为 间隙半 径 rB。 间隙大小常用间隙半径与原子半径 rA之比 rB / rA 表示。
44
（1）面心立方结构晶体中的间隙 正八面体间隙：位于晶胞各棱边中点及体
晶体结构知识点
晶体结构知识点晶体结构是凝聚态物理学中的重要基础概念，它描述了晶体内部的原子或离子排列方式。
晶体结构的研究对于理解物质性质以及材料科学的发展具有重要意义。
本文将介绍晶体结构的基本概念、常见的晶体结构类型以及晶体结构的表征方法。
一、晶体结构的基本概念晶体是一种具有高度有序排列的固体物质，其内部的原子、离子或分子按照一定的规则排列。
晶体结构主要包括晶胞、晶格、晶格常数和晶体中的基元等概念。
1. 晶胞晶胞是晶体结构中的最小重复单元，它是通过平移操作进行重复填充整个晶体空间的基本单位。
晶胞可以是立方体、正交体、单斜体、菱形体等不同形状。
2. 晶格晶格是由晶胞堆积形成的空间结构，描述了晶体内原子或离子排列的规则性、周期性和对称性。
晶格对称性的不同将决定晶体的晶系，包括立方晶系、正交晶系、单斜晶系、菱形晶系、三斜晶系、四方晶系和六方晶系等。
3. 晶格常数晶格常数是指晶体结构中晶胞的参数，包括晶格常数a、b、c和晶胞间的夹角α、β、γ。
它们的数值可以通过实验测量或者计算得到，是描述晶体几何结构的重要参量。
4. 基元基元是指晶体结构中的最小组成单位，可以是原子、离子或分子。
晶胞中的所有基元通过晶格的平移操作进行重复填充，形成整个晶体。
二、常见的晶体结构类型根据晶体中原子、离子或分子的排列方式，可以将晶体结构分为多种类型。
以下介绍几种常见的晶体结构类型：1. 立方晶系最简单的晶体结构类型是立方晶系，其晶胞为正方体。
立方晶系包括简单立方晶体、体心立方晶体和面心立方晶体。
在简单立方晶体中，原子只位于晶胞的角点；在体心立方晶体中，除了角点上的原子，还有一个原子位于晶胞的中心；而在面心立方晶体中，除了角点上的原子，还有六个原子位于晶胞的六个面心。
2. 正交晶系正交晶系的晶胞为长方体，晶胞中的边长和夹角可以不相等。
正交晶系包括了许多工程材料，如金属、陶瓷等。
3. 六方晶系六方晶系是由六边形晶胞构成的晶体结构，其中晶胞的底面为六边形，晶胞高度可以与底面边长不同。
晶体晶胞图资料讲解
晶体晶胞图
• 2．CsCl型
• 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 B、 C
①②③
④
A、① B、② C、③ D、④
• 3．ZnS型
配位数 ①Ca2+的配位数: 8 ②F-的配位数: 4
ZnS型晶胞
阳离子的配位数： 4 阴离子的配位数： 4
• 观察三种球的位置 铜的晶胞
C B A
图7-7 金刚石晶胞 AlN、GaAs、BN、Si等类似
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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
NaCl 6
6
1:1
CsCl 8
8
1:1
CaF2 (萤石)型晶胞
• ZnS晶体结构有两种型式，即立方ZnS和 六方
• 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
Na+的配位数为：6 Cl-的配位数为：6
晶体结构基本知识
Wyckoff符号可以在 《International Tables for X－Ray Crystallography》Vol.1，1952
书中查询，也可以在网上数据库中查询。
5.4533 5.4533 5.4533 90 90 90
c a a ＋b
-42m, 4/mmm 晶胞形状： a＝b<>c
α＝ ＝＝90
六方晶系－Hexagonal
点群符号 各符号的方位
6，6
－62m，62，6/m
c a 2a＋b
6mm，6/mmm 晶胞形状： a＝b<>c
α＝ ＝90, ＝120
三方晶系－Rhombohedral
一般在晶体结构描述时，按六方晶格进行 描述，在此略过。
99 P4mm 100 P4bm 101 P42cm 102P42nm 103 P4cc 104 P4nc 105 P42mc 106 P42bc 107 I4mm 108 I4cm 109 I41md 110 I41cd 111 P-42m 112 P-42c 113 P-421m 114P-421c 115 P-4m2 116 P-4c2 117 P-4b2 118 P-4n2 119 I-4m2 120 I-4c2 121 I-42m 122 I-42d P4/mmm 124P4/mcc 125 P4/nbm 126 P4/nnc P4/mbm 128 P4/mnc 129 P4/nmm 130 P4/ncc P42/mmc 132 P42/mcm 133 P42/nbc 134 P42/nnm P42/mbc 136 P42/mnm 137 P42/nm c 138 P42/ncm I4/mmm 140 I4/mcm 141 I41/amd 142 I41/acd
材料科学基础第一章晶体结构(一结晶学基础知识)
说明： a 指数意义：代表一组平行的晶面； b 0的意义：面与对应的轴平行； c 平行晶面：指数相同，或数字相同但正负号相反； d 晶面族：晶体中具有相同条件（原子排列和晶面间距完全相
同），空间位向不同的各组晶面。用{hkl}表示。 e 若晶面与晶向同面，则hu+kv+lw=0; f 立方晶系若晶面与晶向垂直，则u=h, k=v, w=l。
（2）晶面指数的标定 a 建立坐标系：确定原点（非阵点）、坐标轴和度量单位。 b 量截距：x,y,z。 c 取倒数：h’,k’,l’。 d 化整数：h,k,k。 e 加圆括号：(hkl)。 （最小整数？）
（2）晶面指数的标定
例：标定下列A,B,C面的指数。
(c) 2003 Brooks/Cole Publishing / Thomson Learning™
平移坐标原点：为了标定方便。
2.六方晶系的晶面指数和晶向指数
六方晶系的晶胞如图1-4所示，是边长为a，高为c的 六方棱柱体。
四轴定向：晶面符号一般写为（hkil），指数的排 列顺序依次与a轴、b轴、d轴、c轴相对应，其中a、b、d 三轴间夹角为120o，c轴与它1们垂直。它们之间的关系为： i=－（h＋k）。
晶面指数：结晶学中经常用（hkl）来表示一组平行晶面，称为晶 面指数。数字hkl是晶面在三个坐标轴（晶轴）上截距的倒数的互 质整数比。
晶向：点阵可在任何方向上分解为相互平行的直线组，结点 等距离地分布在直线上。位于一条直线上的结点构成一个晶 向。 同一直线组中的各直线，其结点分布完全相同，故其中任何 一直线，可作为直线组的代表。不同方向的直线组，其质点 分布不尽相同。 任一方向上所有平行晶向可包含晶体中所有结点，任一结点 也可以处于所有晶向上。
第三章晶体结构
三．其它晶体结构 1.金刚石结构
金刚石结构为面心立方格 子，碳原子位于面心立方的所 有结点位置和交替分布在立方 体内的四个小立方体的中心， 每个碳原子周围都有四个碳， 碳原子之间形成共价键。
一．面心立方紧密堆积结构
4. CaTiO3(钙钛矿)型结构 钙钛矿结构的通式为ABO3，其中，A2+ 、B4+或A1+ 、B5+金
属离子。CaTiO3在高温时为立方晶系，O2-和较大的Ca2+作面心 立方密堆，Ti4+填充于1/4的八面体空隙。Ca2+占据面心立方的 角顶位置。O2-居立方体六个面中心，Ti4+位于立方体中心。Z=1， CNCa2+=12 CNTi4+=6 ,O2-的配位数为6 （2个Ti4+和 4个Ca2+）。
一．面心立方紧密堆积结构 1. NaCl型结构
Cl-呈面心立方最紧密堆积，Na+则填充于全部的八面体空隙
中，（即阴离子位于立方体顶点和六个面的中心，阳离位于立
方 体 的 中 心 和 各 棱 的 中 央 ） 。 两 者 CN 均 为 6 ， 单 位 晶 胞 中 含 NaCl的个数Z=4 ，四面体空隙未填充。
一．面心立方紧密堆积结构 2. β-ZnS（闪锌矿）型结构
S2-位于面心立方的结点位置，Zn2+交错地分布于立方体内 的1/8小立方体的中心，即S2-作面心立方密堆，Zn2+填充于1/2的 四面体空隙之中，CN均为4，Z=4。β -ZnS是由[ZnS4]四面体以 共顶的方式相连而成。
共价晶体晶胞结构
共价晶体晶胞结构共价晶体是一种由共价键连接的原子组成的固体。
在共价晶体中，原子通过共用电子来形成化学键，形成三维的晶体结构。
晶胞是最小的重复单元，包含了晶体的全部信息。
本文将介绍共价晶体的晶胞结构。
共价晶体晶胞结构的特征是由共价键连接的原子形成的三维晶体结构。
共价键是指两个或多个原子通过共享电子而形成的化学键，是原子之间的强相互作用力。
在共价晶体中，原子之间通过共价键紧密地连接在一起，形成了稳定的晶体结构。
共价晶体的晶胞是最小的重复单元，它由原子组成，并且具有特定的晶体结构。
晶胞通常是一个平行六面体或正交体，其中包含了晶体的全部信息。
晶胞的边长和角度是由晶体中原子之间的相互作用决定的。
共价晶体的晶胞结构可以用晶胞参数来描述。
晶胞参数包括晶胞的边长和角度，以及晶胞内原子的位置坐标。
晶胞的边长由晶格常数来表示，晶格常数是晶体中原子排列的特征参数。
晶胞内原子的位置坐标通常用分数坐标来表示，分数坐标是指原子在晶胞内的相对位置。
共价晶体的晶胞结构可以分为简单立方晶胞、面心立方晶胞和体心立方晶胞等不同类型。
简单立方晶胞是最简单的晶胞结构，其中每个原子都位于晶胞的角落。
面心立方晶胞是一种更复杂的晶胞结构，其中除了角落上的原子外，还有一些原子位于晶胞的中心。
体心立方晶胞是一种更为复杂的晶胞结构，其中除了角落上的原子外，还有一个原子位于晶胞的中心。
共价晶体的晶胞结构不仅取决于晶胞参数，还取决于晶格类型。
晶格类型可以分为正交晶系、立方晶系、四方晶系、单斜晶系、三斜晶系、三方晶系和六方晶系等不同类型。
每种晶格类型都对应着特定的晶胞结构和晶体性质。
共价晶体的晶胞结构对于晶体的性质具有重要影响。
晶胞结构决定了晶体的密度、硬度、热导率等物理性质。
不同的晶胞结构会导致晶体具有不同的化学和物理性质，因此晶胞结构是研究和理解共价晶体的重要基础。
总结起来，共价晶体的晶胞结构是由共价键连接的原子形成的三维晶体结构。
晶胞是最小的重复单元，包含了晶体的全部信息。
共价晶体晶胞结构
共价晶体晶胞结构共价晶体是由共价键连接在一起的晶体结构。
晶体结构是材料的特性之一，直接影响着其物理、化学和电子性质。
共价晶体晶胞结构是指晶体中最小重复单元的结构。
共价晶体晶胞结构包括三个重要的参数：晶格常数、晶胞的空间群和原子的位置。
晶格常数是指晶体内部原子排列的周期性重复性，通常用a、b、c来表示。
空间群是指晶体内部原子周期性排列的具体方式，不同的空间群决定了晶胞的对称性。
原子的位置是指每个原子在晶胞中的具体位置，通常以坐标表示。
最简单的共价晶体结构是钻石晶体结构，也称为金刚石晶体结构。
在钻石晶体中，每个碳原子与四个周围的碳原子形成共价键，形成一个四面体结构。
这个四面体不断地重复堆积起来，形成一个三维的网络结构。
每个碳原子只占据了四面体的四个顶点之一，因此三个顶点上的碳原子构成了一个晶胞。
钻石晶体具有非常高的硬度和高折射率，是一种重要的宝石材料。
另一个重要的共价晶体结构是硅晶体结构。
硅晶体也是由四面体堆积而成的，但是硅晶体中每个原子的配位数比钻石晶体低。
硅晶体中每个硅原子与三个周围的硅原子形成共价键。
硅晶体属于平面共价结构，每个硅原子处于一个六边形的空间中。
硅晶体是最常用的半导体材料之一，广泛应用于电子器件中。
除了钻石和硅，许多其他共价晶体都存在。
如石英晶体、碳化硅晶体等。
石英晶体由二氧化硅（SiO₂）组成，具有非常高的熔点和热稳定性。
碳化硅晶体由碳和硅原子组成，具有高硬度和高导热性能，广泛应用于耐高温材料。
总之，共价晶体晶胞结构是指共价键连接在一起的晶体最小重复单元的结构。
通过X射线衍射实验可以确定晶格常数、空间群和原子的位置。
钻石和硅是最常见的共价晶体结构，还有其他许多共价晶体存在，具有不同的物理和化学性质。
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。
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。
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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：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 CS2 N2O 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。
9、应用VSEPR理论判断下表中分子或离子的构型。
对于给出结构的分子或离子，根据中心原子成四个价键（8个电子），直接判断.(B原子六个电子)例6、N原子的杂化类型PO42- P的杂化类型_________________CH3CHO C原子的杂化类型____________Ni(CO)4中心原子的杂化_________________10、配合物配位键也是共价键，属于σ键。
例7、规律：一般是电负性较大的原子吸引电子能力较强，电子对不易给出，不作为配位原子11、分子间作用力:①一般分子间作用力—范德华力②氢键例8、NaB4O7.10H2O晶体中存在的作用力________________________________________212、氢键①存在：一个分子的X-H中的H原子与另外的X原子相结合而成（X表示N、O、F）②表示方法：A━H┄B例9、写出氨水中氢键的种类N━H┄N N━H┄O O━H┄O O━H┄N 共4种③H2O分子中氢键的数目 ---1个水分子形成4个氢键---1mol H2O分子含氢键2NAHF分子中氢键的数目---1个HF分子形成2个氢键---1molHF分子含氢键NA④氢键对某些现象的解释i．解释分子熔沸点的大小II．解释物质溶解性的大小III．解释冰融化为水密度减小，体积增大：氢键的存在使处于中心的水分子与其他水分子呈四面体，空间利用率较低，溶化后空隙减小iv．解释邻羟基苯甲醛与对羟基苯甲醛沸点的高低v．解释接近水的沸点的水蒸气的Mr测定值比用化学式计算的值大一些：13、比较物质熔沸点的大小⑴先考虑晶体类型。
原子晶体＞离子晶体＞分子晶体⑵对于属于同种晶型，再具体分析①离子晶体：（含有离子键---金属和NH4+的出现），晶格能（电荷，半径）②原子晶体：从共价键的键长分析③分子晶体：优先考虑氢键的存在，存在氢键的分子相对熔沸点高对于不存在氢键的分子晶体，再从Mr来比较。
例10、比较Si 、SiC、NacL 、KcL、H2O、H2S、HCL沸点高低14、无机含氧酸①属于几元酸，看结构中所含━OH的数目，或者看与NaOH生成盐的种类②同一元素的含氧酸，该元素的化合价越高（显正价）则正电性高，则含氧酸酸性强（该元素的化合价高与含氧酸的氧化性无直接联系）对于跟多含氧酸，中心元素不同，━OH的数目也不同，(HO)m RO n, 非羟基氧原子数目越多，含氧酸酸性越强。
NaCl型(一个晶胞中四个Na+，四个Cl- )CsCl型正负离子配位数均为8与铯离子等距离且最近的铯离子有6个、氯离子有8个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ZnS型TiO2（金红石型）AB2型晶体中，最常见的重要结构是四方金红石（TiO2）结构。
在此结构中Ti4＋处在略有变形的氧八面体中，即氧离子作假六方堆积，Ti4＋填在它的准八面体空隙中一、分子晶体的一般宏观性质①较低的熔沸点②较小的硬度③固态或熔融状态下都不导电构成分子晶体的粒子是分子，粒子间的相互作用是分子间作用力或氢键二、.晶体分子结构特征（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CO2分子距离最近的CO2分子共有12个）原子晶体晶体中每个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个碳碳键金刚石是立体网状结构，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；2015年全国理综能力测试卷中第37题是[物质结构与性质]选考题，其中有一个小题的内容是：“在金刚石晶体中，C原子所连接的最小环也为六元环，每个C原子连接（）个六元环，六元环中最多有（）个C原子在同一平面。
”从不同观察和分析角度的观察金刚石的晶体结构模型，可以对上述问题的第1问做如下两种盘判断：（1）晶体中每个C原子和它周围的4个C原子以共价键相连，金刚石晶体结构的观察分析形成空间正四面体结构，晶体中每个碳原子都和其他碳原子构成空间正六边形的碳环。
由于每个C原子和它周围的4个C原子连接，因此它必然同处于4个六元环上，而与之相连的4个C原子的每一个又和另外3个C原子相连。
因而，它必然又在另外3个碳原子所在的环上。
所以这个碳原子连接3×4=12个六元环。
（2）晶体中每个碳原子以四个碳碳单键分别其他碳原子连接，这个碳原子上的每两个碳碳单键可以分属于两个六元环（右图中用红色描出的环）。
每个碳原子的四个碳碳单键，每两个键组合成环，依据组合排列规律，可以知道有C42种（即6种）组合，因此，每个碳原子可以处于2×C42=12个六元环。
金属晶体面心立方：在立方体顶点的微粒为8个晶胞共有，在面心的为2个晶胞共有。
微粒数为：8×1/8 + 6×1/2 = 4晶体密度=m晶胞/v晶胞m晶胞=摩尔质量除以阿伏伽德罗常数乘以晶胞中所含的原子或离子数体心立方晶胞四点间的夹角均为60°C60的形状类似于足球，1个顶点引出3条边（其中1个是双键，另2个是单键），1条边被两个顶点共用，因此1个C60有60个顶点和90个边。
假设1mol C60有x mol碳碳双键（C=C），y mol碳碳单键（C-C）从每个顶点来看，y=2x从边的数量来看，x+y=90解得x=30,y=60因此1mol C60有60mol碳碳单键（C-C） ,30mol碳碳双键（C=C）设正六边形x个正五边形y个由欧拉公式60+（x+y）-(6x+5y)/2=2 欧拉公式顶点+面—棱=2每个正五边形有5个键每个正六边形有6个键6x/2+5y/2=60×3÷2 (有一个双键)解得x=20,y=12习题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；配位键存在于原子之间（填原子的数字标号）；m= （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。
A．离子键 B.共价键 C.金属键D.范德华力E.氢键（4）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(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。