晶体晶胞结构
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：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。
基础元素晶体的常见晶体结构
基础元素晶体的常见晶体结构基础元素晶体的常见晶体结构包括简单立方晶体结构、体心立方晶体结构、面心立方晶体结构、六方晶体结构和菱面体晶体结构。
简单立方晶体结构（SC）是最简单的晶体结构，它由具有相同大小和形状的离子、原子或分子的球形颗粒按照等距离的方式堆积而成。
简单立方晶体结构的每个颗粒只与其六个最近邻相互作用。
简单立方晶体结构的晶胞除了一个球形颗粒占据中心位置之外，其他所有位置都是空的。
简单立方晶体结构的一个典型例子是钠晶体。
体心立方晶体结构（BCC）是在简单立方晶体结构的基础上加入了一个位于晶胞中心的球形颗粒。
体心立方晶体结构的每个颗粒除了与其最近的六个颗粒相互作用外，还与位于晶胞中心的颗粒相互作用。
体心立方晶体结构的一个典型例子是铁晶体。
面心立方晶体结构（FCC）是在体心立方晶体结构的基础上还加入了每个面的球形颗粒。
面心立方晶体结构的每个颗粒除了与其最近的十二个颗粒相互作用外，还与位于每个面心的颗粒相互作用。
面心立方晶体结构的一个典型例子是铜晶体。
六方晶体结构是一种特殊的结构，其晶胞具有六个等面积和等角度的面。
六方晶体结构的每个颗粒与其最近的十二个颗粒相互作用。
六方晶体结构的一个典型例子是冰晶体。
菱面体晶体结构是一种具有两种中心和一个面的结构。
该结构的晶胞具有六个等面积和等角度的面。
菱面体晶体结构的每个颗粒与其最近的四个颗粒相互作用。
菱面体晶体结构的一个典型例子是碳晶体。
在实际应用中，基础元素晶体的晶体结构对其化学、物理性质和应用都有重要影响。
不同的晶体结构决定了晶体的密堆程度、所含晶胞数目、形态和表面性质等。
晶体结构的研究对材料科学、物理学、化学和地质学等学科具有重要的理论和应用价值。
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
晶体晶胞知识点总结
晶体晶胞知识点总结一、晶体的概念晶体是由原子、离子或分子按照一定的规则排列而形成的具有一定外形和内部结构的固体。
晶体通常具有固定的外形和平整的表面，是由一系列平行排列的平面组成的。
晶体通常具有一定的透明性，可以在显微镜下观察到其构造和形状。
晶体是固体中最有规则结构的物质，常见的有石英、盐、冰等。
二、晶体的晶胞晶体的晶胞是晶体中的最小单位，是由原子、离子或分子按照一定的规则排列而形成的一个周期性排列的三维空间结构。
晶胞可以通过多个原胞的堆积来形成整个晶体。
晶胞的形状和大小是晶体结构的基本特征，它决定了晶体的外形和物理性质。
晶体的表面、对称性和晶内缺陷等都与晶胞的结构有关。
三、晶体的结构晶体的结构是指晶体中原子、离子或分子的排列方式和空间组织。
根据晶体结构的不同，晶体可以分为离子晶体、共价晶体和金属晶体等。
不同类型的晶体具有不同的原子结构和物理性质。
晶体的结构除了晶胞外，还包括晶体的对称性、晶体的晶面和晶内缺陷等多个方面。
四、晶胞的类型根据晶胞的形状和结构不同，晶胞可以分为立方晶胞、六角晶胞、正交晶胞、四方晶胞、单斜晶胞和三斜晶胞等。
不同类型的晶胞对应不同类型的晶体，具有不同的结构和物理性质。
五、晶胞的参数晶胞的参数是指晶胞在三维空间中的尺寸和排列方式。
晶胞的参数包括晶格常数、晶胞的体积、晶胞的边长和晶胞的夹角等。
晶胞的参数是确定晶体结构和物理性质的重要参量，通过测量和计算晶胞的参数可以了解晶体的结构和特性。
六、晶体的对称性晶体的对称性是指晶体在空间中具有的对称操作和特点。
晶体的对称性与晶体的结构紧密相关，是晶体学的重要内容之一。
晶体的对称性包括轴对称性、面对称性、中心对称性和空间对称性等。
通过对称性的分析和研究，可以揭示晶体的特殊性质和规律。
七、晶体的晶面和晶点晶面是晶体中原子、离子或分子排列的平面，是晶体最基本的结构单位。
晶点是晶体中原子、离子或分子排列的点，是晶体结构的另一重要单位。
晶面和晶点的排列方式决定了晶体的外形和对称性，对晶体的物理性质也有重要影响。
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,晶胞,单元,配位数,空间利用率
晶体结构总结一、离子晶体晶体结构离子晶体的结构类型的制约因素主要是离子的电荷比（决定数量比）和半径大小比（决定配位数），离子的电子组态在一定程度上也会影响它的晶体结构，这三个性质综合起来还会决定离子键的共价性成分，后者过分强烈时，将使离子晶体转变为原子晶体，其间存在离子晶体到原子晶体的过渡型。
离子半径比r+－与配位数和晶体构型的关系堆积方式体心立方堆积面心立方最密堆积六方最密堆积三、原子晶体1.金刚石、晶体硅的结构：金刚石的晶体结构如下图所示，每个碳原子以sp3杂化与相邻的4个碳原子形成4个共价键，把晶体内所有的C原子连结成一个整体，形成空间网状结构，这种结构使金刚石具有很大的硬度和熔沸点。
由金刚石晶胞得，在一个金刚石晶胞中，含有8个C原子。
晶体硅具有金刚石型的结构。
只需将金刚石中的C原子换成Si原子，即得到硅的结构。
2.SiO2的结构:在每个Si—Si键中插入1个O原子，即得到SiO2的晶体结构，如下图所示，每个Si原子与4个氧原子形成1个Si—O四面体，Si原子配位数为4，O原子配位数为2.四、分子晶体水凝结变成冰，冰晶体中，H2O分子之间存在范德华力和氢键，其晶体结构如下图所示：CO2晶体俗称干冰，CO2分子之间通过范德华力结合，其晶胞如下图所示：注意：在干冰晶体结构中，每个CO2分子周围与之最近且等距离CO2分子的个数有12个。
五、混合型晶体混合型晶体又称过渡型晶体，石墨是典型的混合型晶体。
晶体的微粒之间存在两种或两种以上的作用力，这样的晶体就是混合型晶体。
石墨是层状结构，C原子采用sp2杂化轨道，与相邻的三个C原子以σ键相连结。
每个C原子周围形成三个σ键，键角120°。
每个C原子还有一个2p轨道，其中有一个2p电子。
这些2p 轨道都垂直于sp2杂化轨道的平面，因此互相平行，形成了大π键。
大π键中的电子沿层面方向的活动能力很强，与金属中的自由电子具有相似之处，所以石墨具有金属光泽，并具有良好的导电和导热性。
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。
晶体结构的基本要素
晶体结构的基本要素一、晶体的定义晶体是由原子、离子或分子按照一定的规则排列组成的固体。
晶体的结构是由晶胞重复堆积而成的，晶胞是最小的具有晶体特性的结构单元。
二、晶胞晶胞是晶体结构的基本要素之一。
晶胞是一个有限的空间，由一组原子、离子或分子组成。
晶胞的形状可以是立方体、长方体、正六面体等等，具体取决于晶体的结构类型。
三、晶格晶格是晶体结构的另一个基本要素。
晶格是由一系列规则排列的点构成的空间网格，这些点代表晶胞的位置。
晶格可以看作是无限重复的晶胞。
四、晶体的对称性晶体的对称性是晶体结构的重要特征之一。
晶体可以具有旋转对称性、镜面对称性、反射对称性等等。
晶体的对称性可以通过晶胞的对称元素来描述，如旋转轴、镜面、中心等。
五、晶体的晶系晶体的晶系是晶体结构的分类方式之一。
根据晶胞的对称性和形状，晶体可以分为立方晶系、正交晶系、单斜晶系、三斜晶系、六方晶系和四方晶系六大类。
不同的晶系具有不同的晶胞形状和晶胞参数。
六、晶体的晶体系晶体系是晶体结构的另一种分类方式。
根据晶胞的对称性和晶胞参数，晶体可以分为7个晶体系，包括三斜晶系、单斜晶系、正交晶系、四方晶系、六方晶系、菱方晶系和立方晶系。
每个晶体系都有特定的晶胞参数和对称性要求。
七、晶体的晶体面晶体面是晶体结构的表面。
晶体面可以用晶胞的截面来表示，也可以用晶胞的法线来表示。
晶体面的指数表示了晶面与晶轴之间的相对位置关系。
八、晶体的晶向晶体的晶向是晶体结构的方向。
晶向可以用晶胞的方向向量来表示，也可以用晶胞的方向指数来表示。
晶向可以用来描述晶体的生长方向、晶体的切割方向等。
九、晶体的缺陷晶体的缺陷是指晶体结构中存在的不完美部分。
晶体的缺陷可以是点缺陷、线缺陷或面缺陷。
常见的晶体缺陷包括点缺陷、位错、晶界等。
十、晶体的晶体学参数晶体的晶体学参数是描述晶体结构的重要参数。
晶体学参数包括晶胞参数、晶胞体积、晶胞对称性等。
晶体学参数可以通过X射线衍射等实验手段来确定。
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。
晶体结构总结
晶体结构总结简介无机化学中，晶体结构是研究物质的有序排列方式和性质的重要方面。
晶体结构的研究对于理解和预测物质的物理、化学性质具有重要意义。
本文将对晶体结构的基本概念、分类和研究方法进行总结。
晶体结构的基本概念晶体是由原子、离子或分子等构成的周期性有序排列的固体。
晶体结构是指晶体中原子或离子的有序排列方式，决定了物质的物理、化学性质。
晶体结构的基本概念包括晶胞、晶格和晶体面。
晶胞是指晶体中最小的重复单元，可以看作是一个几何体，它的外形和大小由晶体的结构决定。
晶格是晶体中原子或离子的有序排列方式，可以看作是晶体中的虚拟网格。
晶格中的点被称为胞内原子或离子。
晶体面则是晶胞的界面，由一组晶胞面构成。
晶体结构的分类根据晶胞的对称性，晶体结构可以分为离散晶体和连续晶体。
离散晶体是指晶胞中只有少数几个原子或离子，它们之间通过化学键或相互作用力保持结合。
离散晶体常见的结构类型包括离子晶体、共价晶体和金属晶体。
连续晶体是指晶胞中包含大量的原子、离子或分子，它们之间通过一系列规则的对称操作排列。
连续晶体常见的结构类型包括简单晶格、面心立方晶格和体心立方晶格等。
晶体结构的研究方法研究晶体结构的方法主要包括晶体衍射和晶体结构分析。
晶体衍射是通过将射线照射到晶体上，测量从晶体中射出的衍射波的方向和强度来研究晶体结构。
常用的晶体衍射方法包括X射线衍射、中子衍射和电子衍射等。
晶体结构分析是利用实验数据和计算方法确定晶体的原子或离子排列方式。
常用的晶体结构分析方法包括X射线单晶衍射、粉末衍射和电子显微镜等。
结论晶体结构是无机化学中的重要研究领域，对于理解和预测物质的性质至关重要。
通过研究晶体结构，人们可以深入揭示物质中原子、离子或分子的排列方式，从而为材料科学、催化剂设计等领域提供基础的理论支持。
参考文献1. 王道，无机化学基础，化学工业出版社，2010。
2. 高清榜，晶体学导论，科学出版社，2012。
3. 晶体结构与理论组，无机化学实验，化学工业出版社，2015。
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，
认识晶体第三课时--晶胞
三、晶胞1.晶胞（1）定义：晶胞是晶体结构中最小的，是从晶体结构中截取下来的大小、形状完全相同的。
(2)晶胞必须符合两个条件：一是代表晶体的化学组成；二是代表晶体的对称性。
（即与晶体具有相同的对称元素——对称轴，对称面和对称中心 ) 。
（3）结构特点：整个晶体就是晶胞按其周期性在三维空间重复排列而成的。
这种排列必须是晶胞的并置堆砌。
所谓并置堆砌是指平行六面体之间没有任何空隙，同时相邻的八个平行六面体均能共用顶点。
2. 常见密堆积的晶胞A3型堆积六方最密堆积六方晶胞A1型堆积面心立方最密堆积面心立方晶胞3．晶胞中粒子数的计算方法：在一个晶胞结构中出现的多个原子，这些原子并不是只为这个晶胞所独立占有，而是为多个晶胞所共有，那么，在一个晶胞结构中出现的每个原子，这个晶体能分摊到多少比例呢。
这就是分摊法。
分摊法的根本目的就是算出一个晶胞单独占有的各类原子的个数。
分摊法的根本原则是：晶胞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1/n。
计算方法位置顶点棱边面心体心贡献4.晶胞中微粒数的计算（1）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：(2)体心立方：在立方体顶点的微粒为8个晶胞共享，处于体心的微粒全部属于该晶胞。
微粒数为：练习1：根据离子晶体的晶胞结构，判断下列离子晶体的化学式：（A表示阳离子）AB练习2：根据离子晶体的晶胞结构，判断下列离子晶体的化学式：（A表示阳离子）AA BB练习3：根据离子晶体的晶胞结构，判断下列离子晶体的化学式：（A表示阳离子）AB练习4：根据离子晶体的晶胞结构，判断下列离子晶体的化学式：（A表示阳离子）ABC练习5：下图为高温超导领域的一种化合物——钙钛矿晶体结构，该结构是具有代表性的最小重复单元。
（1）在该物质的晶体中，每个钛离子周围与它最接近且距离相等的钛离子共有个（2）该晶体结构单元中，氧、钛、钙离子的个数比是。
晶体结构与晶胞的关系
晶体结构与晶胞的关系
晶体结构与晶胞有着非常密切的关系，它们之间有着内在联系，是彼此构成的重要组成部分。
晶体结构是一种对原子或分子进行排列构成的结构，它可以被看作是由无数个晶胞组成的“宏观”结构。
若从晶体结构的宏观结构中进行观察，可以发现，晶体结构依据原子或分子的运动规律而形成的“微观”结构，也就是晶胞结构。
晶胞是一个基本的立方体空间，由八个顶点、六个棱面以及一个中心点组成，空间内只有晶格固定的原子或分子团。
晶体构造由晶胞构成，是一种空间排列，从0.4㎜至几十米不等，空间不同，晶胞数量也各有不同，但是晶胞的形状大多数都是立方体状的，只有少数晶体的晶胞不是立方体。
晶胞的形状代表原子或分子的排列规则，“宏观”晶体结构参照晶胞的形状，由此可以观察出晶体的“微观”空间结构。
比如金刚石晶体由8个立方体晶胞组成，形成单斜晶系；钠离子晶体则由六个正方体晶胞组成，形成六方晶系。
晶体结构有时可以简单地根据这种晶胞形式推测出来。
从一般来讲，晶体结构与晶胞之间的关系介绍在这里已结束，晶体结构与晶胞之间有着保护同一空间定位系统、分子排列顺序和保持可预见晶体内性质稳定等“宏观”与“微观”机制之间的紧密联系，是晶体物性研究与认识的重要据点之一。
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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 电子云在空间得伸展方向有4种N原子有5个原子轨道电子在空间得运动状态有7种未成对电子有3个 ------------------------结合核外电子排布式分析3、区得划分按构造原理最后填入电子得能级符号如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第一电离能得大小 --------------- F ＞N＞O＞C例4、某元素得全部电离能(电子伏特)如下：(1)I6到I7间，为什么有一个很大得差值?这能说明什么问题? _________________________(2)I4与I5间，电离能为什么有一个较大得差值_________________________________(3)此元素原子得电子层有 __________________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得主族元素得性质有些相似，被称为“对角线规则”如：锂与镁在空气中燃烧得产物，铍与铝得氢氧化物得酸碱性以及硼与硅得含氧酸酸性得强弱7、共价键：按原子轨道重叠形式分为：σ键与π键 (具有方向性与饱与性)单键 -------- 1个σ键双键------1个σ键与1个π键三键---------1个σ键与2个π键8、等电子体：原子总数相等，价电子总数相等----------具有相似得化学键特征例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得构型。
化学式σ键电子对数中心原子含有孤对电子对数VSEPR模型分子立体构型杂化类型ABnSO3对于给出结构得分子或离子，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原子得杂化类型PO42- P得杂化类型_________________CH3CHO C原子得杂化类型____________Ni(CO)4中心原子得杂化_________________10、配合物配位键也就是共价键，属于σ键。
例7、中心原子或离子配体配位原子或离子配位数为配位原子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、Na2B4O7、10H2O晶体中存在得作用力________________________________________12、氢键①存在：一个分子得X-H中得H原子与另外得X原子相结合而成（X表示N、O、F）②表示方法：A━H┄B例9、写出氨水中氢键得种类N━H┄N N━H┄O O━H┄O O━H┄N 共4种③H2O分子中氢键得数目 ---1个水分子形成4个氢键---1mol H2O分子含氢键2NAHF分子中氢键得数目---1个HF分子形成2个氢键---1molHF分子含氢键NA④氢键对某些现象得解释i．解释分子熔沸点得大小II．解释物质溶解性得大小III．解释冰融化为水密度减小，体积增大：氢键得存在使处于中心得水分子与其她水分子呈四面体，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得高低v．解释接近水得沸点得水蒸气得Mr测定值比用化学式计算得值大一些：13、比较物质熔沸点得大小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---金属与NH4+得出现），晶格能（电荷，半径）②原子晶体：从共价键得键长分析③分子晶体：优先考虑氢键得存在，存在氢键得分子相对熔沸点高对于不存在氢键得分子晶体，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，瞧结构中所含━OH得数目，或者瞧与NaOH生成盐得种类②同一元素得含氧酸，该元素得化合价越高（显正价）则正电性高，则含氧酸酸性强（该元素得化合价高与含氧酸得氧化性无直接联系）对于跟多含氧酸，中心元素不同，━OH得数目也不同，(HO)m ROn, 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得铯离子有6个、氯离子有8个CaF2型•CaF晶体属立方面心点阵，F－作2简单立方堆积，Ca2＋数目比F－少一半，所以填了一半得立方体空隙，每一个Ca2＋由八个F－配位，而每个F－有4个Ca2＋配位ZnS型TiO 2（金红石型）AB2型晶体中，最常见得重要结构就是四方金红石（TiO2）结构。
在此结构中Ti4＋处在略有变形得氧八面体中，即氧离子作假六方堆积，Ti4＋填在它得准八面体空隙中一、分子晶体得一般宏观性质①较低得熔沸点②较小得硬度③固态或熔融状态下都不导电构成分子晶体得粒子就是分子，粒子间得相互作用就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个紧邻得分子，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分子距离最近得CO2分子共有12个）原子晶体晶体中每个C原子与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个碳碳键金刚石就是立体网状结构，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，而不就是只归一个六元环所有（如图所示，红色得两个碳碳单键，可以构成蓝色与紫红色得两个六元环）。
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晶体中得最小环为十二元环，其中有6个Si原子与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题就是[物质结构与性质]选考题，其中有一个小题得内容就是：“在金刚石晶体中，C原子所连接得最小环也为六元环，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。
”从不同观察与分析角度得观察金刚石得晶体结构模型，可以对上述问题得第1问做如下两种盘判断：（1）晶体中每个C原子与它周围得4个C原子以共价键相连，金刚石晶体结构得观察分析形成空间正四面体结构，晶体中每个碳原子都与其她碳原子构成空间正六边形得碳环。
由于每个C原子与它周围得4个C原子连接，因此它必然同处于4个六元环上，而与之相连得4个C原子得每一个又与另外3个C原子相连。
因而，它必然又在另外3个碳原子所在得环上。
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她碳原子连接，这个碳原子上得每两个碳碳单键可以分属于两个六元环（右图中用红色描出得环）。
每个碳原子得四个碳碳单键，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：在立方体顶点得微粒为8个晶胞共有，在面心得为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得原子或离子数体心立方晶胞四点间得夹角均为60°C60得形状类似于足球，1个顶点引出3条边（其中1个就是双键，另2个就是单键），1条边被两个顶点共用，因此1个C60有60个顶点与90个边。
假设1mol C60有x mol碳碳双键（C=C），y mol碳碳单键（C-C）从每个顶点来瞧，y=2x从边得数量来瞧，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与碳原子构成得气态分子，如右图所示。
顶角与面心得原于就是钛原子，棱得中心与体心得原子就是碳原子，则它得分子式就是 ( )A．TiC B．Ti4C4， C．Ti14C13D．Ti13C142、硼砂就是含结晶水得四硼酸钠，其阴离子X m—（含B、O、H三种元素）得球棍模型如右下图所示：①在X m—中，硼原子轨道得杂化类型有；配位键存在于原子之间（填原子得数字标号）；m= （填数字）。
②硼砂晶体由Na+、X m—与H2O构成，它们之间存在得作用力有。
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一般就是形成3个键，4号B形成4个键，其中1个键很可能就就是配位键，配位键存在4号与5号之间。
观察模型，可知X m—就是（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与范德华力题目就是问钠离子、X m—、水分子之间得作用力，而不就是硼砂晶体中得作用力，可能会多选B。
3、下列关于金属及金属键得说法正确得就是_。
a、金属键具有方向性与饱与性b、金属键就是金属阳离子与自由电子间得相互作用c 、金属导电就是因为在外加电场作用下产生自由电子d 、金属具有光泽就是因为金属阳离子吸收并放出可见光(1)金属键没有方向性与饱与性，a 错；金属键就是金属阳离子与自由电子间得相互作用，b 对；金属导电就是因为在外加电场作用下发生定向移动，c 错；金属具有光泽就是因为自由电子能够吸收并放出可见光，d 错。