晶体结构的分析与计算训练题
真题中晶体结构分析
2
3
4
1 1 12
层的构成：有图（ 1 ）可以看出非桥氧依次指向相反的方向，为复网层结构。
复网层由两个硅氧层及中间的水铝层所组成。在每一层内
Si4+ 与 O2-配位 CNsi4+ =4，形
成 [SiO 4]多面体。 Al 3+ 同时与 O2-和 OH- 配位， CN=6，形成 [AlO 4（ OH ） 2] 多面体
Al3+ 占据八面体空隙的 2/3，形成二八面体结构。 [AlO 4（ OH）2]多面体共棱相连， 与 [SiO4]
3.用 Pauling 的连接规则说明标高 65 的氧电价是否平衡？（ 4 分）
4.根据结构说明绿宝石热膨胀系数不高、当半径小的 子电导的原因。
Na+ 存在时，在直流电场下具有显著离
答： 1 ，O/Si=3 组群状结构 2， Be2+与两个标高为 65， 2 个标高为 25 的 O2-配位，形成 [BeO4]四面体， Al3+与三个标
12 分）：
（3）分别计算立方柱晶胞和平行六面体晶胞的晶胞分子数；
（4）纤锌矿结构为何具有热释电性？
答：（ 1） S2-做六方最紧密堆积， Zn2-也做六方最紧密堆积，占四面体空隙的
1/2
（ 2）配位数都为 4，[SZn4] [ZnS4 ]
(3) 六方柱晶体中 ZnS分子数为 6，平行六面体中分子数为 2. （ 4）其结构中无对称中心， 加热使整个晶体温度变化， 结果在该晶体 C 轴垂直方向的一端
新教材适用2024版高考化学二轮总复习：晶体结构分析和有关计算教师用书
突破点3晶体结构分析和有关计算命题角度1原子间距离、原子坐标与配位数判断1.(化学式确定)(1)(2023·浙江1月选考)Si 与P 形成的某化合物晶体的晶胞如图。
该晶体类型是_共价晶体__，该化合物的化学式为_SiP 2__。
(2)(2022·天津选考)钠的某氧化物晶胞如图，图中所示钠离子全部位于晶胞内。
由晶胞图判断该氧化物的化学式为_Na 2O__。
【解析】(1)Si 与P 形成的某化合物晶体的晶胞如图可知，原子间通过共价键形成的空间网状结构，形成共价晶体；根据均摊法可知，一个晶胞中含有8×18＋6×12＝4个Si,8个P，故该化合物的化学式为SiP 2。
(2)钠的某氧化物晶胞如图，图中所示钠离子全部位于晶胞内，则晶胞中有8个钠，氧有8×18＋6×12＝4个，钠氧个数比为2∶1，则该氧化物的化学式为Na 2O。
2.(配位数)(2022·重庆选考)X 晶体具有面心立方结构，其晶胞由8个结构相似的组成单元(如图)构成。
(1)晶胞中与同一配体相连的两个[Zn 4O]6＋的不同之处在于_与Zn 2＋相连的双键氧原子不在对称轴的同侧__。
(2)X 晶体中Zn 2＋的配位数为_4__。
【解析】(1)由X 晶胞的组成单元的对角面可知，晶胞中与同一配体相连的两个[Zn 4O]6＋的不同之处在于与Zn 2＋相连的双键氧原子不在对称轴的同侧。
(2)1个[Zn 4O]6＋上、下、左、右、前、后共有6个L 2－，每个L 2－与[Zn 4O]6＋形成2个Zn←O 配位键，1个[Zn 4O]6＋含有4个Zn←O 配位键，1个[Zn 4O]6＋中Zn 2＋形成的配位键数目为6×2＋4＝16,1个Zn 2＋的配位数为4。
3.(原子距离与坐标)(2021·山东选考)XeF 2晶体属四方晶系，晶胞参数如图所示，晶胞棱边夹角均为90°，该晶胞中有_2__个XeF 2分子。
课时跟踪检测(5) 晶胞结构的分析与计算
课时跟踪检测（三十二） 晶胞结构的分析与计算1.如图所示是某原子晶体A 空间结构中的一个单元，A 与某物质B反应生成C ，其实质是每个A —A 键中插入一个B 原子，则C 物质的化学式为( )A ．ABB ．A 5B 4C ．AB 2D ．A 2B 5解析：选C 根据结构可知，在晶体C 中，每个A 连有4个B ，每个B 连有2个A ，故C 中A ∶B ＝1∶2，故C 的化学式为AB 2。
2.石墨晶体是层状结构，在每一层内，每个碳原子都跟其他3个碳原子相结合。
据图分析，石墨晶体中碳原子数与共价键数之比为( )A ．2∶3B ．2∶1C ．1∶3D ．3∶2解析：选A 每个碳原子被3个六边形共用，每个共价键被2个六边形共用，则石墨晶体中碳原子数与共价键数之比为⎝⎛⎭⎫6×13∶⎝⎛⎭⎫6×12＝2∶3。
3.食盐晶体的结构示意图如图所示。
已知食盐的密度为ρ g·cm －3，摩尔质量为M g·mol －1，阿伏加德罗常数为N A ，则在食盐晶体中Na ＋和Cl －的间距大约是( )A. 32M ρN Acm B. 3M 2ρN A cm C. 32N A ρM cm D. 3M 8ρN A cm 解析：选B 食盐晶胞中含有4个Na ＋和4个Cl －，每个晶胞的体积为4M ρN Acm 3，设食盐晶体里Na ＋和Cl －的间距为x cm ，所以可得(2x )3＝4M ρN A ，解得x ＝ 3M 2ρN A ，即在食盐晶体中Na ＋和Cl －的间距大约是3M 2ρN A cm 。
4.(2020·济宁模拟)萤石(CaF 2)的晶胞如图所示(1)白球代表的粒子为________。
(2)Ca 2＋和F －的配位数分别为______、________。
(3)晶体中F －配位的Ca 2＋形成的空间结构为________形；Ca 2＋配位的F －形成的空间结构为________形。
晶体结构的分析与计算题和答案
晶体结构的分析与计算1．常见共价晶体结构的分析2.常见分子晶体结构的分析3.常见离子晶体结构的分析684F－：8；Ca2＋：41．AB型化合物形成的晶体结构多种多样。
下图所示的几种结构所表示的物质最有可能是分子晶体的是()A．①③B．②⑤C．⑤⑥D．③④⑤⑥2．如图为几种晶体或晶胞的示意图：请回答下列问题：(1)上述晶体中，微粒之间以共价键结合形成的晶体是________。
(2)冰、金刚石、MgO、CaCl2、干冰5种晶体的熔点由高到低的顺序为______________________。
(3)NaCl晶胞与MgO晶胞相同，NaCl晶体的离子键________(填“大于”或“小于”)MgO 晶体的离子键，原因是___________________________________________________________。
(4)CaCl2晶体中Ca2＋的配位数________。
(5)冰的熔点远高于干冰，除H2O是极性分子、CO2是非极性分子外，还有一个重要的原因是_______________________________________________________________________________。
3．[2017·全国卷Ⅲ，35(5)]MgO具有NaCl型结构(如图)，其中阴离子采用面心立方最密堆积方式，X射线衍射实验测得MgO的晶胞参数为a＝0.420 nm，则r(O2－)为________nm。
MnO 也属于NaCl型结构，晶胞参数为a′＝0.448 nm，则r(Mn2＋)为________nm。
4．Li2O具有反萤石结构，晶胞如图所示。
已知晶胞参数为0.466 5 nm，阿伏加德罗常数的值为N A，则Li2O的密度为________________________________________g·cm－3(列出计算式)。
5．[2018·全国卷Ⅱ，35(5)]FeS2晶体的晶胞如图所示。
晶体结构的分析和计算
一、晶胞对组成晶胞的各质 点的占有率
立方晶胞
体心： 1 面心： 1/2 棱边： 1/4 顶点： 1/8
有关晶体的计算
1、当题给信息为晶体中最小重 复单元——晶胞（或平面结构）中 的微粒排列方式时，要运用空间想 象力，将晶胞在三维空间内重复延 伸，得到一个较完整的晶体结构， 形成求解思路。
例1：
因C60分子含30个双键,与极活泼的F2发生加成反应即可生成C60F60 (只 要指__出__“___C_6_0_含__3_0_个__双__键__”__即__可__,_但__答__“__因__C_6_0_含__有__双__键__”__不__行__)____.
(3)通过计算,确定C60分子所含单键数.C60分子所含单键数为___________. 可由欧拉定理计算键数(即棱边数):60+(12+20)-2=90 C60分子中单键为:90-30=60
例4：
金刚石晶体中 含有共价键形成的 C原子环，其中最
小的C环上有__6___
个C原子。
巩固练习一：
石墨晶体的层状结构，层内 为平面正六边形结构（如图）， 试回答下列问题： （1）图中平均每个正六边形占
有C原子数为__2__个、占有的碳 碳键数为__3__个。
（2）层内7个六元环完全占有
的C原子数为1_4____个，碳原子
2、当题给信息为晶体中微粒 的排列方式时，可在晶体结构中 确定一个具有代表性的最小重复 单元——晶胞为研究对象，运用 点、线、面的量进行解答。
例2：
右图是石英晶 体平面示意图（它实 际上是立体的网状结 构）,其中硅、氧原 子数之比为____.
1:2
例3：Байду номын сангаас
如图直线交点处 的圆圈为NaCl晶体中 Na+或Cl-所处位置， 晶体中，每个Na+周 围与它最接近的且距 离相等的Na+个数为： ____ 12
新高考化学中“晶体的结构与性质专项训练”的类型分析附答案
新高考化学中“晶体的结构与性质专项训练”的类型分析附答案一、晶体的结构与性质1．下列物质的结构与性质与氢键无关的是①乙醚的沸点②冰的密度比液态水小③邻羟基苯甲酸的熔沸点比对羟基苯甲酸的低④水分子在高温下很稳定⑤氢化镁的晶格能高⑥DNA 的双螺旋结构⑦尿素的熔沸点比醋酸高 A ．④⑥② B ．①④⑤ C ．②⑤⑥ D ．③⑤⑦2．下列叙述不正确的是()A ．金刚石、SiC 、NaF 、NaCl 、2H O 、2H S 晶体的熔点依次降低B ．CaO 晶体结构与NaCl 晶体结构相似，CaO 晶体中2Ca +的配位数为6，且这些最邻近的2O -围成正八面体C ．设NaCl 的摩尔质量为1Mg mol -⋅，NaCl 的密度为3ρg cm -⋅，阿伏加德罗常数为A N 1mol -，在NaCl 晶体中，两个距离最近的Cl -D ．X 、Y 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 位于顶角位置，则该晶体的化学式为3XY3．氮化铝（AlN ）具有耐高温、抗冲击、导热性好等优良性能，被广泛应用于电子工业、陶瓷工业 等领域，其结构类似于金刚石。
一定条件下，氮化铝可通过反应Al 2O 3+N 2+3C=2AlN+3CO 合成， 下述正确的是A ．氮化铝晶体属于分子晶体B ．由于 AlN 相对分子质量比立方 BN 大，所以熔沸点 AlN 比 BN 高C ．AlN 中原子 Al 杂化方式为 sp 2，N 杂化方式为 sp 3D ．氮化铝晶体中含有配位键4．下列说法正确的是（ ）A ．含阳离子的晶体一定含有阴离子B ．沸点由高到底的顺序：HF>HI>HBr>HClC ．含有共价键的晶体一定具有高的熔沸点及硬度D ．空间利用率面心立方最密堆积>六方最密堆积>体心立方密堆积5．下列表述不正确的是（ ）A ．熔点：CF 4<CCl 4<CBr 4<Cl 4B ．硬度：金刚石>碳化硅>晶体硅C ．晶格能：NaF>NaCl>NaBr>NalD ．熔点：Na>Mg>Al6．二茂铁[(C 2H 5)2Fe]的发现是有机金属化合物研究中具有里程碑意义的事件，它开辟了有机金属化合物研究的新领域。
四种晶体练习题及答案
四种晶体练习题及答案在化学和物理学科中，晶体是一种具有规律排列的原子、离子或分子组成的固体。
晶体结构的类型对于材料的物理性质有着重要的影响。
以下是四种常见晶体结构的练习题及答案。
练习题1：请描述简单立方晶体的排列特征，并说明其晶格常数的计算方法。
答案1：简单立方晶体中，原子或分子在立方体的每个顶点上排列，每个顶点的原子属于相邻的八个立方体共享。
晶格常数a可以通过测量立方体的边长来确定。
练习题2：面心立方（FCC）晶体和体心立方（BCC）晶体有何区别？请用原子填充率来说明。
答案2：面心立方晶体中，除了立方体的每个顶点上有一个原子外，每个面的中心也有一个原子。
体心立方晶体则在立方体的中心有一个原子，而顶点上没有原子。
FCC的原子填充率大约为74.05%，而BCC的原子填充率大约为68%。
练习题3：金刚石晶体是一种什么类型的晶体结构？请简述其原子排列方式。
答案3：金刚石晶体是一种面心立方晶体结构，但它的每个原子都与四个其他原子以四面体的方式连接，形成了一个非常稳定的三维网络。
练习题4：石墨的晶体结构是怎样的？请描述其层与层之间的连接方式。
答案4：：石墨具有六角晶系的层状结构，每个碳原子与其三个最近邻的碳原子以sp²杂化形成平面六角网状结构，层与层之间通过范德华力连接。
练习题5：为什么说晶体的缺陷会影响其物理性质？答案5：晶体的缺陷，如点缺陷、线缺陷（位错）和面缺陷（晶界），会打断原子的规律排列，从而影响晶体的机械强度、导电性和光学性质等。
例如，位错的存在可以降低晶体的强度，而晶界的增加可以降低晶体的电导率。
结束语：通过以上练习题及答案，我们可以看到晶体结构的多样性及其对材料性质的重要影响。
了解和掌握不同晶体结构的特点对于材料科学和化学领域的研究至关重要。
希望这些练习题能帮助你更好地理解晶体结构的基本概念。
晶体结构习题
晶体结构习题第一章晶体结构1.三维空间中有多少种brafi格？画一张图来说明这些布拉菲格子。
解：三维空间有14种布拉菲格子，分别如下图所示：2.石墨层中的碳原子排列成六角形网络结构，如图所示。
一个原电池包含多少个原子？为什么？么？解决方案：石墨层中的原电池包含两个原子。
在图中，a和B原子并不相等，它们的几何位置也不同，所以在一个原始细胞中至少有两个碳原子；如图所示，石墨单层可以通过周期性平移图中由点框包围的两个原子A和B的单元来获得。
它可以形成石墨单层的原细胞。
因此，石墨层中的一个原细胞包含两个原子。
3、利用刚球密堆模型,求证球可能占据的最大体积与总体积之比为：（1）简单立方体6(5)金刚石；（2）体心立方322（3）面心立方（4）六方密积？；？；？；8663?。
解：（1）在简单的立方晶体学原胞中，假设原子半径为r，则原胞的晶体学常数为a？2R，则简单立方体的密度（即球可能占据的最大体积与总体积的比率）为：441??r31??r333?33?6A（2R）（2）在体心立方晶体学原胞中，如果原子半径为r，则原胞的晶体学常数为a？4R/3，则BCC的密度为：442??r32??r33?3??33??38a(4r/3)（3）在面心立方的结晶学原胞中，设原子半径为r，则原胞的晶体学常数a?22r，则面心立方的致密度为：444?? r32？？r33？？33?? a（22r）32？6（4）在六方密积的晶体学原胞中，假设原子半径为r，那么原胞的晶体学常数a？2rc?(26/3)a?(46/3)r，则六角密积的致密度为：446?? r36？？r333223a3（2r）6？c6？（46/3）r442？6（5）在金刚石晶胞中，如果原子半径为r，晶胞的晶胞常数为a？（8/3）r，那么钻石的密度是：448??r38??r33?3??33??3316a(8/3)r4.有一个简单的格，它的基向量是A1？3i，a2？3j，a3？1.5（i？j？k）。
晶体结构测试题(含答案)
晶体结构与性质单元测试出题人：陈冰测试时间：120分钟可能用到的原子量：H：1 C；12 N：14 O：16 Na：23第Ⅰ卷(选择题共60分)一、选择题（本题包括15小题，每小题3分，共45分。
每小题只有一个．．．．选项符合题意。
）1.下列化学式能真实表示物质分子组成的是A．NaOH B．SO3C．CsCl D．SiO22.下列晶体中不属于原子晶体的是A．干冰B．金刚砂C．金刚石D．水晶3.支持固态氨是分子晶体的事实是A．氮原子不能形成阳离子B．铵离子不能单独存在C．常温下，氨是气态物质D．氨极易溶于水4.下列分子晶体：①HCl ②HBr ③HI ④CO ⑤N2⑥H2熔沸点由高到低的顺序是A．①②③④⑤⑥B．③②①⑤④⑥C．③②①④⑤⑥D．⑥⑤④③②①5.下列的晶体中，化学键种类相同，晶体类型也相同的是A．SO2与SiO2B．CO2与H2OC．NaCl与HCl D．CCl4与KCl6.固体熔化时，必须破坏非极性共价键的是A．冰B．晶体硅C．溴D．二氧化硅7.当SO3晶体熔化或气化时，下述各项中发生变化的是A．分子内化学键B．核外电子总数C．分子构型D．分子间作用力8.已知C3N4晶体很可能具有比金刚石更大的硬度，且原子间均以单键结合，下列关于C3N4晶体的说法正确的是A．C3N4晶体是分子晶体B．C3N4晶体中，C-N键的键长比金刚石中的C-C键的键长要长C．C3N4晶体中每个C原子连接4个N原子，而每个N原子连接3个C原子D．C3N4晶体中微粒间通过离子键结合9.下列各项所述的数字不是6的是A．在NaCl晶体中，与一个Na+最近的且距离相等的Cl- 的个数B．在金刚石晶体中，最小的环上的碳原子个数C．在二氧化硅晶体中，最小的环上的原子个数D．在石墨晶体的片层结构中，最小的环上的碳原子个数10.六氟化硫分子呈正八面体，难以水解，在高电压下仍有良好的绝缘性，在电器工业有着广泛用途，但逸散到空气中会引起强温室效应。
第一章晶体结构习题
第一章晶体结构习题1、概念：晶体，晶体结构，空间点阵，离子半径，离子极化，配位数，固溶体，合金2、在正交简单点阵、底心点阵、体心点阵、面心点阵中分别画出（110）、（001两组晶面，并指出每个晶面上的结点数？3、设有某一晶面在x、y、z三个坐标轴上的截距分别为1a，2b，3c，求该晶面符号？4、在立方晶系中，一晶面在x轴的截距为1，在y轴的截距为1/2，且平行于z 轴，一晶向上某点坐标为x=1/2，y=0，z=1，求出其晶面指数和晶向指数，并绘图示之？答：根据晶面和晶向指数的标定方法可知，题中晶面指数为（120），如图中ABCD，晶向指数为[102]如图中OP。
6、画出立方晶系中下列晶面和晶向：（010），（011），（111），（231），(321)，[010]，[011]，[111]，[231]，[321]7、什么叫离子极化？极化对晶体结构有什么影响？在离子紧密堆积时，带电荷的离子所产生的电场必然要对另一离子的电子云发生作用（吸引或排斥），因而使这个离子的大小和形状发生了改变,这种现象叫离子极化。
极化会对晶体结构产生显著影响，主要表现为极化会导致离子间距离缩短，离子配位数降低，同时变形的电子云相互重叠，使键性由离子键向共价键过渡，最终使晶体结构类型发生变化．8、氧化镁（MgO ）与氯化钠（NaCl ）具有相同结构。
求(1) MgO 的晶格常数；(2) MgO 的密度？（Ar(Mg)=24， Ar(O)=16） 解：（1）（2）每一个单位晶胞中含有4个Mg 2+及4个O 2-，1mol 的Mg 2+具有24g 的质量，1mol 的O 2-具有16g 的质量。
9、已知MgO 晶体中Mg 2+和O 2-在三维空间有规律地相间排列，其晶体结构相当于两套面心立方点阵互相套叠在一起，晶胞常数a=b=c=4.20， α=β=γ=90℃,请回20.078Mg r nm +=20.132O r nm-=222()2(0.0780.132)0.396Mg O a r r nm +-=+=+=232333732324164()4(2416)6.0210 6.02104.28/(0.39610) 6.0210g g g cm a ρ-++⨯⨯===⨯⨯⨯答:①画出MgO晶体二维和三维空间的晶体结构图.②从①的图形中抽象出MgO晶体的空间点阵图形.③从②中划分出单位空间格子,计算其结点数.12、画出MgO晶体（面心立方点阵）在（1 0 0）、（1 1 0）、（1 1 1）晶面上的结点和离子排布图.13、已知γCs+ = 0.169 nm，γCl- = 0.181 nm。
晶体结构练习题答案
晶体结构练习题答案晶体结构是固体物质中最基本的结构单元。
通过学习和练习晶体结构的分析和确定方法，我们可以更好地理解物质的结构和性质。
以下是一些晶体结构练习题的答案。
1. 问题：下面是一种晶体的晶胞示意图，请根据图中的晶胞参数计算晶胞体积。
[图1]（注：晶胞中的所有角度都是直角，a，b，c分别是晶胞在x，y，z方向的长度）解答：根据晶胞的参数，晶胞体积可以通过公式V = a * b * c来计算。
根据图中所示，a = 4 Å，b = 5 Å，c = 6 Å。
将这些值代入公式，得到V = 4 Å * 5 Å * 6 Å = 120 Å^3。
2. 问题：下图是一种晶体的晶胞示意图。
请根据图中的晶胞参数确定晶体的晶体学点群。
[图2]解答：确定晶体的晶体学点群需要分析晶体的对称性。
根据图中所示，晶胞具有对称面、旋转轴和反射轴。
通过观察，可以发现晶胞存在一个垂直于平面上的二次旋转轴（C2）以及一个垂直于平面反射轴（σh）。
根据国际晶体学表，这种对称性对应的晶体学点群是mm2。
3. 问题：下面是一种晶体的晶胞示意图及其晶胞参数，请根据图中的信息确定晶体的晶格类型。
[图3]（注：a，b，c分别是晶胞在x，y，z方向的长度）解答：确定晶体的晶格类型需要分析晶体的晶胞参数。
根据图中所示，a = b ≠ c，且α = β = γ = 90°。
根据晶格类型的定义，这种晶体的晶格类型是正交晶系。
4. 问题：下图是一种晶体的晶胞示意图。
请根据图中的信息确定晶胞内原子的排列方式。
[图4]解答：根据图中所示，晶胞内包含了两个不同类型的原子，分别是红色和绿色的原子。
通过观察，可以发现这两种原子按照一定的规律重复排列在晶胞内。
每个红色原子都有六个绿色原子相邻，而每个绿色原子也有六个红色原子相邻。
这种排列方式符合体心立方晶格的结构特征。
通过以上练习题，我们可以加深对晶体结构的理解。
高二晶体结构题型分析
晶体结构题型分析及解题方法主要内容：1.晶胞、结构基元的基本画法2.晶体空隙及其在做题中的重要应用3.原子坐标及其题目和应用4.与堆积方式有关的题目和解题方法5.全国化学奥赛题型分析及解题方法6.知识拾遗补漏7.最新热点科研成果与奥赛命题猜想部分晶体结构练习1．实验表明，乙烯在很低的温度下能凝结成分子晶体，经X-射线分析鉴定，其晶体结构属于正交晶系，晶胞参数为：a = 4.87Å，b = 6.46 Å，c = 4.15 Å，晶体结构如图1所示。
（1）该晶体的晶胞类型是；（2）晶体的理论密度是g·cm-3；（3）设C原子形成的双键中心对称地通过原点，离原点最近的C原子的分数坐标为（0.11, 0.06, 0.00），图1 乙烯的晶体结构试计算C=C共价键长是Å。
2. 某同学在学习等径球最密堆积（立方最密堆积A1和六方最密堆积A3）后，提出了另一种最密堆积形式A x。
如右图所示为A x堆积的片层形式，然后第二层就堆积在第一层的空隙上。
请根据A x的堆积形式回答:（1）计算在片层结构中（如图所示）球数、空隙数和切点数之比（2）在A x堆积中将会形成正八面体空隙和正四面体空隙。
确定球数、正八面体空隙数和正四面体空隙数之比（3）指出A x堆积中小球的配位数（4）计算A x堆积的原子空间利用率（5）正八面体和正四面体空隙半径（可填充小球的最大半径，设等径小球的半径为r）。
（6）已知金属Ni晶体结构为A x堆积形式，Ni原子半径为124.6pm，计算金属Ni的密度。
（Ni的相对原子质量为58.70）（7）如果CuH晶体中Cu＋的堆积形式为A x型，H－填充在空隙中，且配位数是4。
则H－填充的是哪一类空隙，占有率是多少？（8）当该同学将这种A x堆积形式告诉老师时，老师说A x就是A1或A3的某一种。
你认为是哪一种，为什么？3．右图是化学家合成的能实现热电效应的一种晶体的晶胞模型。
晶胞结构分析与计算(解析版)
必刷题晶胞结构分析与计算建议完成时间：60分钟选择题：精选20题实际完成时间：分钟非选择题：精选0题1(2023·广东广州·统考三模)研究者利用冷冻透射电子显微镜，在石墨烯膜上直接观察到了自然环境下生成的二维晶体，其结构如图所示。
下列说法正确的是A.石墨烯属于烯烃，可发生加成反应B.石墨烯中碳原子的杂化轨道类型为sp2C.二维晶体的化学式为CaCl2D.二维晶体中Ca和Cl的配位数均为6【答案】B【详解】A．石墨烯属于碳单质，不含有H元素，不属于烯烃，不能发生加成反应，故A错误；B．石墨烯为平面结构，C的价层电子对数为3，故碳原子的杂化轨道类型为sp2，故B正确；C．每个Ca周围距离最近的Cl有3个，每个Cl周围距离最近的Ca有3个，故二维晶体的化学式为CaCl，故C错误；D．由C分析知，二维晶体中Ca和Cl的配位数均为3，故D错误；故选B。
2(2023·重庆沙坪坝·校考模拟预测)X为一种由汞(Hg)、锗(Ge)、锑(Sb)形成的可作潜在拓扑绝缘体材料的新物质，其晶胞如图所示(底面为正方形)。
下列说法错误的是A.X的化学式为GeHgSb2B.与Hg 距离最近的Sb 的数目为4C.若晶胞中原子1的坐标为(0,0,0)，则原子2的坐标为34，34，34D.设X 的最简式的分子量为M r ，则X 晶体的密度为4M r ×1021N A a 2c g ⋅cm -3【答案】C【详解】A ．X 中含Hg 个数为4×14+6×12=4，Ge 个数为8×18+4×12+1=4，Sb 个数为8，则X 的化学式为GeHgSb 2，故A 正确；B ．以右侧面的Hg 分析，与Hg 距离最近的Sb 的数目为4，故B 正确；C ．若晶胞中原子1的坐标为(0,0,0)，则原子2在上面那个立方体的体对角线的四分之一处，其z 坐标为12+12×14=58，则其坐标为34，34，58 ，故C 错误；D ．设X 的最简式的分子量为M r ，则X 晶体的密度为M r g ⋅mol -1N A mol -1×4(a ×10-7cm )2×c ×10-7cm =4M r ×1021N A a 2c g ⋅cm -3，故D 正确。
晶体结构测试题(答案另附)
晶体结构测试题（Ⅰ）1. 设有一AB 型晶体，晶胞参数是a=b=A 0，c=A 0，α=β=γ=90℃，一个晶胞中有两个A ，其坐标是（0，0，0），11(,,0)22，已知晶胞中一个B 的坐标是11(0,,)22。
①该晶体属于什么晶系 ②属于什么格子③一个晶胞中含有几个B 晶胞中另外一些B 原子的坐标能否确定，写出其坐标，若不能确定，说明其理由。
2. 铜有一种氧化物，其晶胞结构可描述如下：A 原子占据立方体的顶点及体心，而在每间隔一个小立方体的中心处放上一个B 原子。
①说明A 与B 各代表什么原子，并写出该氧化物的分子式。
②该晶体的晶格型式为何结构基元是什么一个晶胞中有几个结构基元 ③Cu 原子和氧原子的配位数各是多少④已知晶胞参数a=A 0，计算Cu 原子间，O 原子间及铜氧原子间的最近距离。
3. 金属钋晶体是简单立方晶格结构，按紧密堆积原理，计算晶体中空隙体积的百分数。
4. 在CaF 2和六方ZnS 晶体中，正离子占据什么空隙正离子占据空隙的百分率为多少5. 某黄铜中Cu 和Zn 的摩尔分数分别是和，该合金的结构跟纯铜相同（立方最密堆积），只是Zn 原子统计的无序取代了Cu 原子。
在每个原子的位置上，Cu 和Zn 的占有率正比于合金的组成，即合金可以看作是由组成的。
已知合金的密度为cm 3，计算合金的统计原子半径。
（相对原子质量：Cu ，Zn ）（第26届Icho 竞赛试题）6. 设有一AB 4型晶体，属立方晶系，每个晶胞中有一个A 和四个B ，一个A 的坐标是111(,,)222，四个B 原子的坐标是111111(0,0,0),(,,0),(,0,),(0,,)222222，此晶体的晶格型式为何7. 某一立方晶系晶体，晶胞参数的顶点位置全为A 占据，面心为B 占据，体心为原子C 占据。
①写出此晶体的化学组成；②用分数坐标写出诸原子在晶胞中的位置；③给主晶体的晶格型式。
8. 今有AxBy 物质的晶体属立方晶系。
19-20版：微型专题(五) 晶体类型的判断及晶体结构的分析与计算（步步高）
微型专题(五)晶体类型的判断及晶体结构的分析与计算[核心素养发展目标] 1.能辨识常见物质的晶体类型，能从微观角度分析各种晶体的构成微粒及微粒间的作用力，并解释各类晶体性质的差异。
2.熟知各类晶体的结构特点及堆积模型，能利用均摊法对晶胞进行结构分析和计算。
一、晶体类型的判断例1(2018·上海杨浦区检测)四种物质的一些性质如下表：物质熔点/℃沸点/℃其他性质单质硫120.5 271.5 —单质硼 2 300 2 550 硬度大氯化铝190 182.7 177.8 ℃升华苛性钾300 1 320 晶体不导电，熔融态导电晶体类型：单质硫是__________________晶体；单质硼是__________晶体；氯化铝是_________晶体；苛性钾是____________晶体。
【考点】晶体类型的判断【题点】根据晶体性质判断答案分子原子分子离子解析单质硫为非金属单质，其熔、沸点都较低，则晶体为分子晶体；单质硼为非金属单质，其熔、沸点都很高，则晶体为原子晶体；氯化铝为化合物，其熔、沸点都较低，并能在较低温度下升华，则晶体为分子晶体；苛性钾为化合物，其熔点较高，沸点很高，晶体不导电，熔融态导电，则晶体为离子晶体。
“三看”——确定晶体类型(1)看构成微粒或作用力类型四类晶体的构成微粒和微粒间作用力列表如下：离子晶体原子晶体分子晶体金属晶体构成微粒阴、阳离子原子分子金属阳离子、自由电子微粒间作用力离子键共价键分子间作用力金属键(2)看物质类别①单质类：a.金属单质和合金属于金属晶体；b.大多数非金属单质(金刚石、石墨、晶体硅、晶体硼等除外)属于分子晶体。
②化合物类：a.离子化合物一定为离子晶体；b.共价化合物绝大多数为分子晶体，但SiO2、SiC等为原子晶体。
(3)看物理性质四类晶体的物理性质对比如下：晶体类型金属晶体离子晶体分子晶体原子晶体熔、沸点一般较高、但差异大较高较低高硬度一般较大，但差异大较大较小大导电性固态能导电固态不导电，熔融态或溶于水时能导电固态不导电，某些溶于水后能导电一般不导电，个别为半导体变式1(2018·成都高二月考)AB型化合物形成的晶体结构多种多样。
(完整版)晶体结构的计算(历年高考题汇总)
选修3：物质结构与性质晶体结构的计算35．［化学—选修3：物质结构与性质］（15分）（2018年全国卷I）Li是最轻的固体金属，采用Li作为负极材料的电池具有小而轻、能量密度大等优良性能，得到广泛应用。
回答下列问题：（5）Li2O具有反萤石结构，晶胞如图(b)所示。
已知晶胞参数为0.4665 nm，阿伏加德罗常数的值为N A，则Li2O的密度为g·cm−3（列出计算式）。
35．[化学——选修3：物质结构与性质]（15分）(2018年全国卷II)（5）FeS2晶体的晶胞如图（c）所示。
晶胞边长为a nm、FeS2相对式量为M，阿伏加德罗常数的值为N A，其晶体密度的计算表达式为___________g·cm−3；晶胞中Fe2+位S 所形成的正八面体的体心，该正八面体的边长为______nm。
于2235．[化学——选修3：物质结构与性质]（15分）(2018年全国卷III)锌在工业中有重要作用，也是人体必需的微量元素。
回答下列问题：（1）Zn原子核外电子排布式为________________。
（5）金属Zn晶体中的原子堆积方式如图所示，这种堆积方式称为_______________。
六棱柱底边边长为a cm，高为c cm，阿伏加德罗常数的值为N A，Zn的密度为________________g·cm－3（列出计算式）。
35．[化学——选修3：物质结构与性质]（15分）(2017年全国卷III)35．[化学——选修3：物质结构与性质]（15分）(2017年全国卷I)37．[化学——选修3：物质结构与性质]（15分）(2016年全国卷III)37．[化学——选修3：物质结构与性质]（15分）(2016年全国卷II)(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。
②若合金的密度为d g∙cm−3,晶胞参数为nm。
37．[化学——选修3：物质结构与性质]（15分）(2016年全国卷I)(6)已知Ge单晶的晶胞参数a=565.76pm，其密度为g∙cm−3(列出计算式即可)(2016年四川高考)（2016年海南高考）37．[化学——选修3：物质结构与性质]（15分）(2015年全国卷II)37．[化学——选修3：物质结构与性质]（15分）(2015年全国卷I)(5) 碳有多种同素异形体，其中石墨烯与金刚石的晶体结构如图所示：石墨烯晶体金刚石晶体①在石墨烯晶体中，C原子所连接个六元环，每个六元环占有个C原子在同一平面。
2023年高考化学---晶胞结构的分析与计算课后作业练习(含答案)
2023年高考化学---晶胞结构的分析与计算课后作业练习（含答案）1．(2021·济南模拟)(1)某种氮化铝晶体属六方晶系，晶胞结构如图所示。
晶体内与氮原子距离最近且相等的铝原子的数目是________，若晶胞参数为a pm 、a pm 、c pm ，则氮化铝晶体的密度为________g·cm －3(用代数式表示，N A 为阿伏加德罗常数的值，sin 60°＝32)。
(2)汞钡铜氧晶体的晶胞如图A 所示，通过掺杂Ca 2＋获得的具有更高临界温度的超导材料如图B 所示。
汞钡铜氧晶体的密度为________g·cm －3(设N A 为阿伏加德罗常数的值)。
图A 晶胞中钡离子的分数坐标为⎝ ⎛⎭⎪⎫12，12，1＋x 2和________。
掺杂Ca 2＋所得超导材料的化学式为________________。
解析：(1)由题图可知Al 配位数为4，晶胞中Al 原子数目＝1＋8×18＝2；N 原子数目＝1＋4×14＝2，故二者配位数相同为4，即晶体内与氮原子距离最近且相等的铝原子的数目是4；晶体密度＝2×27＋14N Ag÷(a ×10－10 cm ×a ×10－10 cm ×sin 60°×c ×10－10 cm)＝1.64×10323a 2cN A g·cm －3。
(2)根据汞钡铜氧晶体的结构可知，晶胞中Hg 有8×18＝1个、Ba有2个、Cu 有4×14＝1个、O 有8×14＋4×12＝4个，其密度为ρ＝N ×M N A ×V ＝6.02×1032a 2cN Ag·cm－3，图A 晶胞中钡离子的分数坐标为⎝ ⎛⎭⎪⎫12，12，1＋x 2和⎝ ⎛⎭⎪⎫12，12，1－x 2，根据掺杂Ca 2＋所得超导材料的结构可知，晶胞中含有1个Ca 、1个Hg 、2个Ba 、2个Cu 、6个O ，化学式为HgBa 2CaCu 2O 6。
(完整版)晶体结构的计算(历年高考题汇总)
选修3：物质结构与性质晶体结构的计算35．［化学—选修3：物质结构与性质］（15分）（2018年全国卷I）Li是最轻的固体金属，采用Li作为负极材料的电池具有小而轻、能量密度大等优良性能，得到广泛应用。
回答下列问题：（5）Li2O具有反萤石结构，晶胞如图(b)所示。
已知晶胞参数为0.4665 nm，阿伏加德罗常数的值为N A，则Li2O的密度为g·cm−3（列出计算式）。
35．[化学——选修3：物质结构与性质]（15分）(2018年全国卷II)（5）FeS2晶体的晶胞如图（c）所示。
晶胞边长为a nm、FeS2相对式量为M，阿伏加德罗常数的值为N A，其晶体密度的计算表达式为___________g·cm−3；晶胞中Fe2+位S 所形成的正八面体的体心，该正八面体的边长为______nm。
于2235．[化学——选修3：物质结构与性质]（15分）(2018年全国卷III)锌在工业中有重要作用，也是人体必需的微量元素。
回答下列问题：（1）Zn原子核外电子排布式为________________。
（5）金属Zn晶体中的原子堆积方式如图所示，这种堆积方式称为_______________。
六棱柱底边边长为a cm，高为c cm，阿伏加德罗常数的值为N A，Zn的密度为________________g·cm－3（列出计算式）。
35．[化学——选修3：物质结构与性质]（15分）(2017年全国卷III)35．[化学——选修3：物质结构与性质]（15分）(2017年全国卷I)37．[化学——选修3：物质结构与性质]（15分）(2016年全国卷III)37．[化学——选修3：物质结构与性质]（15分）(2016年全国卷II)(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。
②若合金的密度为d g∙cm−3,晶胞参数为nm。
37．[化学——选修3：物质结构与性质]（15分）(2016年全国卷I)(6)已知Ge单晶的晶胞参数a=565.76pm，其密度为g∙cm−3(列出计算式即可)(2016年四川高考)（2016年海南高考）37．[化学——选修3：物质结构与性质]（15分）(2015年全国卷II)37．[化学——选修3：物质结构与性质]（15分）(2015年全国卷I)(5) 碳有多种同素异形体，其中石墨烯与金刚石的晶体结构如图所示：石墨烯晶体金刚石晶体①在石墨烯晶体中，C原子所连接个六元环，每个六元环占有个C原子在同一平面。
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晶体结构的分析与计算训练题1．(2015·全国卷Ⅰ)碳有多种同素异形体，其中石墨烯与金刚石的晶体结构如图所示：(1)在石墨烯晶体中，每个C 原子连接________个六元环，每个六元环占有________个C 原子。
(2)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。
解析：(1)由石墨烯的结构可知，每个C 原子连接3个六元环，每个六元环占有的C 原子数为13×6＝2。
(2)由金刚石的结构可知，每个C 可参与形成4条C —C 键，其中任意两条边(共价键)可以构成2个六元环。
根据组合知识可知四条边(共价键)任选其中两条有6组，6×2＝12。
因此每个C 原子连接12个六元环。
六元环中C 原子采取sp 3杂化，为空间六边形结构，最多有4个C 原子位于同一平面。
答案：(1)3 2 (2)12 42.(2016·全国卷Ⅱ)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________。
(2)若合金的密度为d g·cm －3，晶胞参数a ＝________nm 。
解析：(1)由晶胞结构图可知，Ni 原子处于立方晶胞的顶点，Cu 原子处于立方晶胞的面心，根据均摊法，每个晶胞中含有Cu 原子的个数为6×12＝3，含有Ni 原子的个数为8×18＝1，故晶胞中Cu 原子与Ni 原子的数量比为3∶1。
(2)根据m ＝ρV 可得， 1 mol 晶胞的质量为(64×3＋59)g ＝a 3×d g·cm －3×N A ，则a ＝⎝ ⎛⎭⎪⎫2516.02×1023×d 13cm ＝⎝ ⎛⎭⎪⎫2516.02×1023×d 13×107 nm 。
答案：(1)3∶1 (2)⎝ ⎛⎭⎪⎫2516.02×1023×d 13×107 3．(2017·全国卷Ⅰ)(1)KIO 3晶体是一种性能良好的非线性光学材料，具有钙钛矿型的立方结构，边长为a ＝0.446 nm ，晶胞中K 、I 、O 分别处于顶角、体心、面心位置，如图所示。
K 与O 间的最短距离为______nm ，与K 紧邻的O 个数为_____。
(2)在KIO 3晶胞结构的另一种表示中，I 处于各顶角位置，则K 处于________位置，O 处于________位置。
解析：(1)二者间的最短距离为晶胞面对角线长的一半，即22×0.446 nm≈0.315 nm。
由于K 、O 分别位于晶胞的顶角和面心，所以与钾紧邻的氧原子有12个。
(2)想象4个晶胞紧密堆积，则I 处于顶角，O 处于棱心，K 处于体心。
答案：(1)0.315 12 (2)体心 棱心4．(2016·全国卷Ⅰ)锗(Ge)是典型的半导体元素，在电子、材料等领域应用广泛。
(1)原子坐标参数，表示晶胞内部各原子的相对位置。
如图为Ge 单晶的晶胞，其中原子坐标参数A 为(0,0,0)；B 为⎝ ⎛⎭⎪⎫12，0，12；C 为⎝ ⎛⎭⎪⎫12，12，0。
则D 原子的坐标参数为________。
(2)晶胞参数，描述晶胞的大小和形状。
已知Ge 单晶的晶胞参数a ＝565.76 pm ，其密度为________g·cm －3(列出计算式即可)。
解析：(1)根据题给图示可知，D 原子的坐标参数为⎝ ⎛⎭⎪⎫14，14，14。
(2)每个晶胞中含有锗原子8×1/8＋6×1/2＋4＝8个，每个晶胞的质量为8×73N Ag ，晶胞的体积为(565.76×10－10cm)3，所以晶胞的密度为8×73N A ×565.76×10－103g·cm －3。
答案：(1)⎝ ⎛⎭⎪⎫14，14，14 (2)8×736.02×565.763×1075．(2017·江苏高考)某Fe x N y 的晶胞如图1所示，Cu 可以完全替代该晶体中a 位置Fe 或者b 位置Fe ，形成Cu 替代型产物Fe (x －n )Cu n N y 。
Fe x N y 转化为两种Cu 替代型产物的能量变化如图2所示，其中更稳定的Cu 替代型产物的化学式为________________。
解析：能量越低越稳定，从图2知，Cu 替代a 位置Fe 型晶胞更稳定，其晶胞中Cu 位于8个顶点，N (Cu)＝8×18＝1，Fe 位于面心，N (Fe)＝6×12＝3，N 位于体心，N (N)＝1，其化学式为Fe 3CuN 。
答案：Fe 3CuN6.(2017·全国卷Ⅲ)MgO 具有NaCl 型结构(如图)，其中阴离子采用面心立方最密堆积方式，X 射线衍射实验测得MgO 的晶胞参数为a ＝0.420 nm ，则r (O 2－)为________ nm 。
MnO 也属于NaCl 型结构，晶胞参数为a ′＝0.448 nm ，则r (Mn 2＋)为________ nm 。
解析：因为O 2－采用面心立方最密堆积方式，所以面对角线长度是O 2－半径的4倍，则有 [4r (O 2－)]2＝2a 2，解得r (O 2－)＝24×0.420 nm≈0.148 nm；MnO 也属于NaCl 型结构，根据晶胞的结构可得2r (Mn 2＋)＋2r (O 2－)＝a ′，代入数据解得r (Mn 2＋)＝0.076 nm 。
答案：0.148 0.0767．(2016·全国卷Ⅲ)砷化镓(GaAs)是优良的半导体材料，可用于制作微型激光器或太阳能电池的材料等。
GaAs 的熔点为1 238 ℃，密度为ρ g·cm －3，其晶胞结构如图所示。
该晶体的类型为________，Ga 与As以________键键合。
Ga 和As 的摩尔质量分别为M Ga g·mol －1和M As g·mol－1，原子半径分别为r Ga pm 和r As pm ，阿伏加德罗常数值为N A ，则GaAs晶胞中原子的体积占晶胞体积的百分率为________。
解析：GaAs 的熔点为1 238 ℃，其熔点较高，据此推知GaAs 为原子晶体，Ga 与As 原子之间以共价键键合。
分析GaAs 的晶胞结构，4个Ga 原子处于晶胞体内，8个As 原子处于晶胞的顶点、6个As 原子处于晶胞的面心，结合“均摊法”计算可知，每个晶胞中含有4个Ga 原子，含有As 原子个数为8×1/8＋6×1/2＝4(个)，Ga 和As 的原子半径分别为r Ga pm ＝r Ga ×10－10cm ，r As pm ＝r As ×10－10cm ，则原子的总体积为V 原子＝4×43π×[(r Ga ×10－10cm)3＋(r As ×10－10cm)3]＝16π3×10－30(r 3Ga ＋r 3As )cm 3。
又知Ga 和As 的摩尔质量分别为M Ga g·mol－1和M As g·mol －1，晶胞的密度为ρ g·cm －3，则晶胞的体积为V 晶胞＝4M Ga ＋M As ρN Acm 3，故GaAs 晶胞中原子的体积占晶胞体积的百分率为V 原子V 晶胞×100%＝ 16π3×10－30r 3Ga ＋r 3As cm 34M Ga ＋M As ρ N A cm3×100%＝4π×10－30×N A ρr 3Ga ＋r 3As3M Ga ＋M As×100%。
答案：原子晶体 共价 4π×10－30×N A ρr 3Ga ＋r 3As3M Ga ＋M As×100%8．立方NiO(氧化镍)晶体的结构如图所示，其晶胞边长为a pm ，列式表示NiO 晶体的密度为__________g·cm －3(不必计算出结果，阿伏加德罗常数的值为N A )。
人工制备的NiO 晶体中常存在缺陷(如图)。
一个Ni 2＋空缺，另有两个Ni 2＋被两个Ni 3＋所取代，其结果晶体仍呈电中性，但化合物中Ni 和O 的比值却发生了变化。
已知某氧化镍样品组成Ni 0.96O ，该晶体中Ni 3＋与Ni 2＋的离子个数之比为________。
解析：晶胞中Ni 原子数目为1＋12×14＝4，O 原子数目为8×18＋6×12＝4，晶胞质量为4×16＋59N Ag ，晶胞边长为a pm ，晶胞体积为(a ×10－10cm)3，NiO 晶体的密度为4×16＋59N Aga ×10－10cm3＝4×75N A ×a ×10－103g·cm －3；设1 mol Ni 0.96O 中含Ni 3＋x mol ，Ni 2＋为(0.96－x )mol ，根据晶体仍呈电中性可知，3x ＋2×(0.96－x )＝2×1，x ＝0.08 mol ，Ni 2＋为(0.96－x )mol ＝0.88 mol ，即离子数之比为N (Ni 3＋)∶N (Ni 2＋)＝0.08∶0.88＝1∶11。
答案：4×75N A ×a ×10－1031∶119．S 与Zn 所形成化合物晶体的晶胞如图所示。
(1)在该晶胞中，Zn 的配位数为________。
(2)原子坐标参数可表示晶胞内部各原子的相对位置。
如图晶胞中，原子坐标参数a 为(0,0,0)；b 为⎝ ⎛⎭⎪⎫12，0，12；c 为⎝ ⎛⎭⎪⎫12，12，0。
则d 的坐标参数为________。
(3)已知该晶胞的密度为ρ g·cm －3，则其中两个S 原子之间的距离为________pm 。
(列出计算式即可)解析：(1)该晶胞中Zn 的原子个数为8×18＋6×12＝4，S 的原子个数为4，故Zn 、S 的配位数相同，根据S 的配位数为4，可知Zn 的配位数为4。
(2)根据d 的位置，可知其坐标参数为⎝ ⎛⎭⎪⎫1，12，12。
(3)根据S 原子的位置可知，两个S 原子之间的距离为晶胞边长的22，设晶胞边长为a pm ，则该晶胞的质量为65×4＋32×4N A g ＝ρ g·cm －3×(a ×10－10 cm)3，解得a ＝34×97ρN A×1010，故两个S 原子之间的距离为22× 34×97ρN A×1010 pm 。