高中化学 常见晶胞模型

离子晶体

氯化钠晶体

（1）NaCl 晶胞每个Na +

等距离且最近的Cl -（即Na +

配位数）为6个 NaCl 晶胞每个Cl -等距离且最近的Na +（即Cl -配位数）为6个 （2）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Cl -4个。

（3）在该晶体中每个Na + 周围与之最接近且距离相等的Na +

共有12个；

与每个Na +等距离且最近的Cl -所围成的空间几何构型为 正八面体

CsCl 晶体（注意：右侧小立方体为CsCl 晶胞；左侧为8个晶胞） （1） CsCl 晶胞中每个Cs +等距离且最近的Cl -（即Cs +配位数） 为8个

CsCl 晶胞中每个Cl -等距离且最近的Cs +

（即Cl -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 。

（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Cl - 1个。

CaF 2晶体

（1）） Ca 2+立方最密堆积，F -填充在全部 四面体空隙中。 （2）CaF 2晶胞中每个Ca 2+等距离且最近的F -（即Ca 2+配位数）

为8个

CaF 2晶胞中每个F -等距离且最近的Ca 2+（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Ca 2+4个；

占有的F -8个。

ZnS 晶体：

（1）1个ZnS 晶胞中，有4个S 2－，有4个Zn 2＋。 （2）Zn 2＋的配位数为4个，S 2－的配位数为 4个。

原子晶体

金刚石 金刚石晶胞 金刚石晶胞

（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 1:2

Si O

（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。将金刚石晶胞中的C 原子全部换成Si 原子，健长稍长些便可得到晶体硅的晶胞。

（3）某些非金属化合物【SiO 2、SiC （金刚砂）、BN （氮化硼）、Si 3N 4等】

例如SiC 将金刚石晶胞中的一个C 原子周围与之连接的4个C 原子全部换成

Si 原子，

键长稍长些便可得到SiC 的晶胞。（其中晶胞的8个顶点和6个面心为Si 原子，4个互

不相邻的立方体体心的为C 原子，反之亦可）

a 、每个SiC 晶胞中含有 4 个硅原子，含有 4 个碳原子

b 、1mol SiC 晶体中有4 mol Si —C 共价键

（4）SiO 2 晶体：在晶体硅的晶胞中，在每2个Si 之间插入1个

O 原子，便可得到SiO 2晶胞。

a 、每个硅原子都采取sp 3杂化，与它周围的4个氧原子所形成

的空间

结构为__正四面体_型，SiO 2晶体中最小的环为 12 元环 b 、每个Si 原子被 12 个十二元环共用，每个O 原子被 6 个 十二元环共用

c 、每个SiO 2晶胞中含有 8 个Si 原子，含有 16 个O 原子

d 、1mol Si O 2晶体中有 4 mol 共价键

（5）晶体硼

已知晶体硼的基本结构单元是由B 原子构成的正二十面体，其中有20个等边三

角形的面和一定数目的顶点，每个顶点各有一个B 原子。通过观察图形及推算，

可知此结构单元是由__12_个B 原子构成，其中B —B 键间的夹角是__60°__。假设将晶体硼结构单元中每个顶角均削去，余下部分的结构与C 60相同， 则C 60由_12_个正五边形和_20个正六边形构成。

分子晶体

1、CO 2晶体

以CO 2为例：如右图为干冰晶体的晶胞，立方体的 面心 和 顶点 各 有一个CO 2分子，因此，每个晶胞中有 4 个CO 2分子。

在干冰晶体中，每个CO 2分子距离最接近且相等的CO 2分子有 12 个。

象这种在分子晶体中作用力只是范德华力，以一个分子为中心，其周围通常可以有12个紧邻的分子的特征称为 分子密堆积 。（若将CO 2分子换成O 2、I 2或C 60等分子，干冰的晶体结构就变成了O 2、I 2或C 60的晶体结构。）

C 60晶胞 I 2单质

2、水分子：冰中１个水分子与周围４个水分子形成氢键，

所以1 mol 水拥有的氢键数目为2N A

3、白磷晶体：分子式为P 4， 124g 白磷形成的P---P 键数目是6 N A

金属晶体

）面心立方最密堆积

堆积模型简单立方体心立方堆积六方最密堆积（A

3

）

（A

1

典型代表Po Na K Fe Mg Zn Ti Cu Ag Au

空间利用率52% 68% 74% 74%

配位数 6 8 12 12

晶胞

C12K C8K 混合型晶体

1、石墨晶体

①石墨晶体是层状结构，层与层之间是以范德华力结合，同一层内

C原子与C原子以共价键结合成平面网状，每一层碳原子排列

成六边形，则碳原子采用 sp2杂化。未成对电子形成大π 键。

②石墨晶体中C原子数与C－C键数之比是2:3 。其中每个正六边形

占有的 C原子数平均为 2 个。

2、石墨的层状结构如下图2所示，图中7个六元环实际占有的碳原子数是 14 ，若该层状结构

可由很多个平行四边形无隙并置得到，每个平行四边形实际占有2个碳原子，请在图中画出一个这

样的平行四边形。

3、石墨能与熔融金属钾作用，形成蓝色的C24K、灰色的C48K、C60K等。有一种青铜色的C x K中K原

子（用o表示）的分布如图3所示，则x= 8 ；另有一种石墨化合物C32K，其中K原子的分布也类

似图的正六边形，该正六边形的边长是上右图中正六边形边长的 2 倍。