晶胞计算专题74479
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3.1.2晶胞的有关计算++课件
长a；金的密度钾的密度ρ。
①立方体对角线=4r
体 心 立
棱长 a 4r 3
方
②密度
紧
密
堆
积
2.如图是Fe单质的晶胞模型。已知晶体密度为d g·cm－3，铁原子的半径为__4_3_×__3__d_1·_1N_2A__ _×__1_0_7 _nm(用含有d、NA的代数式表示)。
知识梳理
3. 配位数的计算
二、晶胞中粒子配位数计算
5.硅化镁是一种窄带隙n型半导体材料，在光电子器件、能源 器件、激光、半导体制造等领域具有重要应用前景。硅化镁 的晶胞参数a＝0.639 1 nm，属于面心立方晶胞，结构如图所 示。Si原子的配位数为__8___。
根据晶胞结构，以面心Si原子为基准，同一晶胞内等距离且最近的Mg原子有4个， 紧邻晶胞还有4个Mg原子，共8个，故Si原子的配位数为8。
1 1/2 水平1/4 竖1/3 1/6
体心 1 面心 1/2 棱边 水平1/4 竖1/6 顶点 1/12
知识梳理
2. 晶胞边长、粒子间距、晶体密度的计算
知识梳理 晶体（晶胞）密度计算 （立方晶胞）
(1)思维流程
(2)计算公式
①先确定一个晶胞中微粒个数N（均摊法）
②再确定一个晶胞中微粒的总质量
③最后求晶胞的密度
配位数
一个粒子周围最邻近且等距离的的粒子数称为配位数
离子晶体的配位数： 指一个离子周围最接近且等距离的异种电性离子的数目。
简单立方：配位数为6
面心立方：配位数为12
体心立方：配位数为8
离子晶体的配位数 以NaCl晶体为例
①找一个与其他粒子连接情况最清晰的粒子，如右图中 心的黑球(Cl－)。 ②数一下与该粒子周围距离最近的粒子数，如右图标数 字的面心白球(Na＋)。确定Cl－的配位数为6，同样方法 可确定Na＋的配位数也为6。
晶胞计算专题
3
V晶胞 s 2h 2
3r2 2 2 6 r 8 3
Байду номын сангаас
2r3
空间利用率= V微粒100%
V晶胞
2 4 r3
3 100% 8 2r3
=74%
【堆积方式及性质小结】
堆积方式 晶胞类型 空间利 配位数 用率
实例
简单立方 简单立方 堆积 体心立方 体心立方 密堆积 六方最密 六方 堆积 面心立方 面心立方 最密堆积
晶胞计算 ---密度、空间利用率
1.会计算晶胞中的粒子数 2.掌握晶胞中各线段的关系，结合数学 思想解决密度和空间占有率计算的问题
立方晶胞中各线段之间的关系如下：
V=a3
一、晶胞密度的求算 1、已知金属金是面心立方最密堆积，金原 子半径为r cm，计算：金晶胞棱长；金的密 度。 ①面对角线 = 4r
52％ 68% 74% 74%
6
Po
8
Na、K、Fe
12 Mg、Zn、Ti 12 Cu、Ag、Au
练习：已知铜晶胞是面心立方晶胞，该晶胞的边 长为3.6210-10m，每一个铜原子的质量为 1.05510-25kg ，试回答下列问题：
（1）一个晶胞中“实际”拥有的铜原子数是多少？ （2）该晶胞的体积是多大？ （3）利用以上结果计算金属铜的密度。
4 58.5g
mol1 N A (2acm)3
mol1
29.25 a3 NA
g cm3
5.如图所示，CsCl晶体中最近的Cs+之间距 离为s阿伏加德罗常数为NA摩尔质量为M
求晶体的密度
二、 晶胞中空间利用率的计算
微粒数×1个微粒体积
空间利用率=
晶胞体积
(1)简单立方：
《晶胞计算专题》课件
VASP基于密度泛函理论，采用投影缀加波（PAW）方法处理电子相关问 题，支持多种基组和交换关联泛函，能够提供高精度的量子力学计算结 果。
VASP具有灵活的输入输出格式，可以与其他计算软件包进行数据交换， 方便用户进行大规模并行计算。
Quantum ESPRESSO
Quantum ESPRESSO理论
跨学科交叉研究与应用
跨学科交叉
晶胞计算涉及多个学科领域，如物理 学、化学、材料科学等。未来研究将 更加注重跨学科交叉，通过不同学科 领域的融合，开拓新的研究领域和方 向。
应用领域拓展
晶胞计算在能源、环境、生物医学等 领域具有广泛的应用前景。未来研究 将更加注重拓展应用领域，将晶胞计 算应用于解决实际问题，推动科学技 术的发展和社会进步。
体系的电子结构和物理性质。
Materials Studio
Materials Studio提供了多种先进的量子力学和分子 力学方法，包括密度泛函理论、分子动力学、蒙特卡 罗模拟等，可以用于研究材料的物理、化学和机械性 质。
Materials Studio是一款商业软件包，用于模拟和预 测材料的结构和性质。
能级结构
晶胞中的原子相互作用决 定了能级结构，即电子的 能量状态。
键合状态
原子在晶胞中的键合状态 决定了其电子结构，不同 的键合状态会导致不同的 电子结构。
晶胞的物理性质
力学性质
晶胞的力学性质包括硬度、弹性 模量等，这些性质与原子间相互
作用有关。
热学性质
晶胞的热学性质包括热容、热导率 等，这些性质与晶格振动有关。
晶胞计算的应用领域
01
02
03
04
材料科学
研究材料的晶体结构和物理性 质之间的关系，预测新材料的
VASP具有灵活的输入输出格式，可以与其他计算软件包进行数据交换， 方便用户进行大规模并行计算。
Quantum ESPRESSO
Quantum ESPRESSO理论
跨学科交叉研究与应用
跨学科交叉
晶胞计算涉及多个学科领域，如物理 学、化学、材料科学等。未来研究将 更加注重跨学科交叉，通过不同学科 领域的融合，开拓新的研究领域和方 向。
应用领域拓展
晶胞计算在能源、环境、生物医学等 领域具有广泛的应用前景。未来研究 将更加注重拓展应用领域，将晶胞计 算应用于解决实际问题，推动科学技 术的发展和社会进步。
体系的电子结构和物理性质。
Materials Studio
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Materials Studio是一款商业软件包，用于模拟和预 测材料的结构和性质。
能级结构
晶胞中的原子相互作用决 定了能级结构，即电子的 能量状态。
键合状态
原子在晶胞中的键合状态 决定了其电子结构，不同 的键合状态会导致不同的 电子结构。
晶胞的物理性质
力学性质
晶胞的力学性质包括硬度、弹性 模量等，这些性质与原子间相互
作用有关。
热学性质
晶胞的热学性质包括热容、热导率 等，这些性质与晶格振动有关。
晶胞计算的应用领域
01
02
03
04
材料科学
研究材料的晶体结构和物理性 质之间的关系，预测新材料的
《晶胞计算专题》课件
发展趋势
晶胞计算将更加智能化、高效化，融合人工智能和 大数据技术，提升计算效率和可预测性。
应用领域
晶胞计算将扩展到更广泛的领域，如药物设计、能 源储存和量子计算。
结论
晶胞计算的价值
晶胞计算为材料科学和化学提供了一种有效的 计算工具，可以加速材料研究和创新。
发展与完善
晶胞计算仍需进一步发展和完善，不断改进算 法和工具，提升计算精度和可靠性。
相关技术
晶胞计算涉及原子模型构建、 能量计算、力场优化等技术， 综合运用多种工具和方法。
晶胞计算的原理
1 晶体结构的描述
晶胞计算通过确定晶格常数和原子位置来描述晶体的结构，揭示材料的有序排列。
2 晶格常数和原子位置的确定
利用计算方法可以确定晶体的晶格常数和原子位置，精确描述晶体的几何结构。
3 原子的运动
晶胞计算的案例
1
材料性质的计算
通过晶胞计算，可以预测材料的力学性质、热学性质和电学性质，进而优化材料 设计。
2
晶格缺陷的模拟
利用晶胞计算，可以模拟材料中的缺陷、固溶体和晶界等结构，研究其对材料性 能的影响。
3
催化反应的机理研究
通过晶胞计算，可以揭示催化反应的机理和活性位点，指导催化剂设计和优化。
晶胞计算的展望
晶胞计算专题
介绍晶胞计算的概念和应用领域，以及相关的技术和工具。深入剖析晶体结 构描述、算法原理和计算案例，并展望未来的发展趋势。
晶胞计算的概述
什么是晶胞计算？
晶胞计算是一种利用计算机 模拟晶体结构和性质的方法， 可以预测材料的性能和行为。
应用领域
晶胞计算广泛应用于材料科 学、化学和能源领域，例如 材料设计、催化剂开发和电 池研究。
晶胞计算专题
（一）氯化钠型晶胞
（1）钠离子和氯离子的位置：
①钠离子和氯离子位于立方体的顶角上，并交错排列。 ②钠离子：体心和棱中点；氯离子：面心和顶点，或者 反之。
NaCl晶体中阴、阳离子配位数
（二）氯化铯型晶胞
CsCl的晶体结构及晶胞构示意图
--Байду номын сангаасCs+ ---Cl-
CsCl晶胞
（1）铯离子和氯离子的位置：
晶体结构 晶胞示意图
2、石墨及其结构
空间层状结构 空间结构俯视图
石墨中C－C夹角为： 1200， C－C键长： 1.42×10－10 m
层间距： 3.35× 10－10 m
练习：如图所示，在石墨晶体的层状结构中，每一
个最小的碳环完全拥有碳原子数为
，每个C
完全拥有C－C数为
其密度为
。
石墨是层状结构的混合型晶体
3.已知金属 钾是体心立方紧密堆积,钾原子半 径为r cm,请计算：钾晶胞棱长；钾的密度。 ①立方体对角线= 4r 棱长a=
②密度
二、晶胞密度的求算
4.已知：晶体中Na+和Cl间最小距离为a cm,计算 NaCl晶体的密度。
4 58.5g
mol1 N A (2acm)3
mol1
式是 ( C )
A．TiC B．Ti4C4， C．Ti14C13 D．Ti13C14
常见分子晶体
氧（O2）的晶体结构
碳60的晶胞
（与每个分子距离最近的相同分子共有12个 ）
1、一个干冰晶胞中平均有几个CO2分子？ 2、与一个CO2分子距离最近且相等的CO2分子 共有多少个？
分子的密堆积
每个二氧化碳分子周围有12个二氧化碳分子。
晶胞计算专题教育课件
各面对角线上旳三个球两两相切
2d
a
（3）一种金原子旳质量可表达为M/NA
空间利用率= X100%
晶胞所含旳原子体积总和
晶胞体积
例如，面心立方晶胞
=74%
空间利用率 =
每个晶胞中含4个原子
×100%
a ：晶胞单位长度 R ：原子半径
1:2
例1：
例2：
如图直线交点处旳圆圈为NaCl晶体中Na+或Cl-所处位置，晶体中，每个Na+周围与它最接近旳且距离相等旳Na+个数为：____
12
金刚石晶体中具有共价键形成旳C原子环，其中最小旳C环上有_____个C原子。
例3：
6
石墨晶体旳层状构造，层内为平面正六边形构造（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____个、占有旳碳碳键数为____个。（2）层内7个六元环完全占有旳C原子数为_____个，碳原子数目与碳碳化学键数目之比为_______.
晶胞计算方法
1、顶点：一种立方体旳顶点由八个相同旳立方体在共用，则平均每个立方体只分到其1/8.
晶胞中金属原子数目旳计算措施(平均值)
1、顶点：一种立方体旳顶点由八个相同旳立方体在共用，则平均每个立方体只分到其1/8.
2、面：
1/2
晶胞中金属原子数目旳计算措施(平均值)
1、顶点：一种立方体旳顶点由八个相同旳立方体在共用，则平均每个立方体只分到其1/8.
12
30
600
巩固练习三：
已知晶体旳基本单元是由12个硼原子构成旳（如右图），每个顶点上有一种硼原子，每个硼原子形成旳化学键完全相同，经过观察图形和推算，可知此基本构造单元是一种正____面体。
20
2d
a
（3）一种金原子旳质量可表达为M/NA
空间利用率= X100%
晶胞所含旳原子体积总和
晶胞体积
例如，面心立方晶胞
=74%
空间利用率 =
每个晶胞中含4个原子
×100%
a ：晶胞单位长度 R ：原子半径
1:2
例1：
例2：
如图直线交点处旳圆圈为NaCl晶体中Na+或Cl-所处位置，晶体中，每个Na+周围与它最接近旳且距离相等旳Na+个数为：____
12
金刚石晶体中具有共价键形成旳C原子环，其中最小旳C环上有_____个C原子。
例3：
6
石墨晶体旳层状构造，层内为平面正六边形构造（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____个、占有旳碳碳键数为____个。（2）层内7个六元环完全占有旳C原子数为_____个，碳原子数目与碳碳化学键数目之比为_______.
晶胞计算方法
1、顶点：一种立方体旳顶点由八个相同旳立方体在共用，则平均每个立方体只分到其1/8.
晶胞中金属原子数目旳计算措施(平均值)
1、顶点：一种立方体旳顶点由八个相同旳立方体在共用，则平均每个立方体只分到其1/8.
2、面：
1/2
晶胞中金属原子数目旳计算措施(平均值)
1、顶点：一种立方体旳顶点由八个相同旳立方体在共用，则平均每个立方体只分到其1/8.
12
30
600
巩固练习三：
已知晶体旳基本单元是由12个硼原子构成旳（如右图），每个顶点上有一种硼原子，每个硼原子形成旳化学键完全相同，经过观察图形和推算，可知此基本构造单元是一种正____面体。
20
有关晶胞的计算PPT课件
3. (2012·长春高二质检)已知铜的晶胞结构如 图所示，则在铜的晶胞中所含铜原子数及配 位数分别为( )
A．4 12 C．8 8
B．6 12 D．8 12
解析：选 A。由晶胞模型分析：在铜的晶胞 中，顶角原子为 8 个晶胞共用，面上的铜原 子为两个晶胞共用，因此，金属铜的一个晶 胞的原子数为 8×18＋6×12＝4。在铜的晶胞 中，与每个顶角的铜原子距离相等的铜原子 共有 12 个，因此其配位数为 12。
分别是：
，
。
第三章 晶体结构与性质
6、CsCl晶体，
第三章 晶体结构与性质
（1）若晶体的密度为ρg/cm3计算：晶胞的
棱长=
pm ，阴、阳离子的最近核间距=
pm
（2）若晶胞的棱长为a pm，
计算晶体的ρ=
g/cm3
（3）密度为ρg/cm3，
棱长a pm，则：NA =
。
（4）钠离子及氯离子的配位数
⑤根据ρ、M、R计算：
NA =
。
⑥计算晶胞的
NA =
。
空间利率
。
⑦配位数是
。
第三章 晶体结构与性质
（2）若A是金属晶体，晶胞为体心立方：
①根据ρ、M、NA计算：
②根据M、a、NA计算
a=
，R=
③根据M、 R 、 NA计算
晶体的ρ=
g/cm3
④根据ρ、M、a计算：
晶体的ρ=
g/cm3
NA =
。
⑤根据ρ、M、R计算：
（1）其中每个最小环上的碳原子数为 _______个,
（2）每个环平均占有 个碳原子,
（3）碳原子数和σ键数之比为 。
（4）12克金刚石含
有关晶胞计算专题课件
晶胞优化算法
总结词
晶胞优化算法是一种用于优化晶体结构的算法，通过迭代方 式不断调整晶胞参数以达到能量最低状态。
详细描述
晶胞优化算法通过迭代方式不断调整晶胞的几何参数和原子 坐标，以最小化晶体的总能量。该算法可以用于预测晶体的 稳定结构、相变温度等，有助于理解晶体材料的结构和性质 。
01
晶胞计算应用
通过晶胞计算，可以预测新材料的稳 定性和性质，为新材料的发现和设计 提供理论指导。此外，晶胞计算还可 以优化材料的结构和性能，提高材料 的稳定性和可靠性。
药物分子设计
总结词
晶胞计算在药物分子设计中具有重要作用，可以预测药物分子的性质和行为。
详细描述
通过晶胞计算，可以模拟药物分子的化学反应过程和行为，预测药物的活性、选择性、药代动力学等性质，为新 药研发提供理论支持。此外，晶胞计算还可以优化药物分子的结构和性质，提高药物的疗效和安全性。
VASP具有高效、灵活和可扩展性强的特点，支持多种计算模式，包括静态能量计算 、分子动力学模拟、过渡态搜索等。
Materials Studio
Materials Studio是一款由BIOVIA开 发的材料科学计算软件，提供了丰富 的建模和模拟工具，用于研究材料的 结构、性质和行为。
Materials Studio还提供了强大的可 视化工具，可以直观地展示材料的结 构和性质，方便用户进行数据分析和 结果解读。
性能。
高分子聚合物的晶胞计算
总结词
高分子聚合物是一类重要的材料，广泛应用于日常生活和工业生产中。了解其晶胞结构有助于优化材 料性能。
详细描述
高分子聚合物的晶胞由多个单体单元组成，通过共价键连接在一起。每个单体单元可以具有不同的化 学结构和性质，从而影响整个聚合物的性能。了解聚合物的晶胞结构有助于预测其物理和化学性质， 如熔点、溶解性等。
晶胞计算专题均摊法演示课件.ppt
共价键，而冰融化需要破坏氢键
•（3）实验测得冰中氢键的作用力为18.5 kkJJ//mmooll，，而这冰说的明熔冰化熔热化为成水5.0，氢键_________（填部分全部或部 分）被破坏。
0.0
15
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2 每个正六边形占 有C原子3 数为____个、占有的碳
0.0
24
例3.某晶体的一部分如右图所示，这种晶
体中A、B、C三种粒子数之比B是( )
A.3∶9∶4
B.1∶4∶2
C.2∶9∶4
D.3∶8∶4
A
B
C
0.0
25
练习
4.最近发现一种由钛原子和碳原子构成的气态团簇分 子，如右图所示： 顶点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（ Ti14C13）
_(_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)通过可计由算欧,确拉定定C理60分计子算所键含数单(即键棱数边.C数60)分:60子+(所12含+2单0)键-2=数9为0 ___________.
e.3，一摩碳－60中含有碳碳单键和双键的计算：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） 0.0
•（3）实验测得冰中氢键的作用力为18.5 kkJJ//mmooll，，而这冰说的明熔冰化熔热化为成水5.0，氢键_________（填部分全部或部 分）被破坏。
0.0
15
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2 每个正六边形占 有C原子3 数为____个、占有的碳
0.0
24
例3.某晶体的一部分如右图所示，这种晶
体中A、B、C三种粒子数之比B是( )
A.3∶9∶4
B.1∶4∶2
C.2∶9∶4
D.3∶8∶4
A
B
C
0.0
25
练习
4.最近发现一种由钛原子和碳原子构成的气态团簇分 子，如右图所示： 顶点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（ Ti14C13）
_(_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)通过可计由算欧,确拉定定C理60分计子算所键含数单(即键棱数边.C数60)分:60子+(所12含+2单0)键-2=数9为0 ___________.
e.3，一摩碳－60中含有碳碳单键和双键的计算：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） 0.0
有关晶胞计算专题完整ppt课件
BA
甲
DC
乙
F
E
丙
Z
X
Y
丁
.
3、看图写化学式：
A2BC2
.
4、最近发现一种由钛原子和碳 原子构成的气态团簇分子，如 下图所示，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 Ti14C13 。
.
2.正六棱柱晶胞
顶点： 1/6 面心： 1/2 （上、下）棱：1/4 . 中棱： 1/3
确定化学式
A= 4 ×1/4=1 B= 8 ×1/8=1 C= 1
ABC
.
思考
金刚石晶胞 （1）C原子位于晶胞 的哪些位置，分别有 几个？ （2）实际含有原子 个数应为？
.
思考
金刚石晶胞
（1）C原子位于晶胞 的哪些位置，分别有 几个？
（2）实际含有原子 个数应为？
8×1/8 + 6×1/2 + 4 = 8
①棱长a = 2r ②密度
.
二、晶胞密度的求算
2.已知金属 钾是体心立方紧密堆积,钾原子半 径为r cm,请计算：钾晶胞棱长；钾的密度。 ①立方体对角线=4r 棱长a=4r/ 3
②密度
.
二、晶胞密度的求算 3、已知金属金是面心立方紧密堆积，金 原子半径为r cm，计算：金晶胞棱长； 金的密度。
4r
.
例3.某晶体的一部分如右图所示，这种晶
体中A、B、C三种粒子数之比是( B )
A.3∶9∶4
B.1∶4∶2
C.2∶9∶4
D.3∶8∶4
A B C
.
二、晶胞密度计算：
立方晶胞中各线段之间的关系如下：
V=a3
.
二、晶胞密度的求算 1.已知金属钋是简单立方堆积，钋原子半径 为r cm，计算：钋晶胞棱长；钋的密度。
晶胞计算专题优秀课件
晶胞计算专题优秀课件一、引言晶胞计算（also known as晶体结构预测、晶格计算或晶体成像计算）是一种用于预测固体材料的晶体结构的方法。
晶胞计算使用原子坐标和生成能量来优化晶格，并预测出稳定的晶体结构。
本课件将介绍晶胞计算的基本原理和方法。
二、晶胞计算的原理1.单位胞单位胞是最基本的晶体结构单元，它通过周期性排列来描述整个晶体的结构。
在晶胞计算中，通过优化晶胞的参数和原子坐标来获得最稳定的晶体结构。
2.势能函数晶胞计算使用势能函数来描述晶体的稳定性。
势能函数通常由两部分组成：晶格势能和原子间相互作用势能。
通过优化势能函数，可以得到晶体的最低稳定态。
3.优化算法晶胞计算使用优化算法来晶格参数和原子坐标的最优解。
常用的算法包括梯度下降法和遗传算法等。
三、晶胞计算的方法1.第一性原理方法第一性原理方法是一种基于量子力学的方法，通过求解薛定谔方程来预测材料的性质。
常用的第一性原理方法包括密度泛函理论（DFT）和蒙特卡洛方法等。
2.经验势方法经验势方法是一种基于经验公式的方法，通过对已知晶体结构进行统计分析来预测新材料的结构。
经验势方法常用的模型包括伦敦分子力场（Lennard-Jones potential）和Brenner势能等。
3.动力学方法动力学方法是一种基于分子动力学模拟的方法，通过模拟原子在晶体中的运动来预测晶格的稳定态。
常用的动力学方法包括蒙特卡洛模拟和分子动力学模拟等。
四、晶胞计算的应用1.新材料的设计晶胞计算可以用于设计新材料的晶体结构和性能。
通过预测材料的结构和稳定性，可以帮助研发人员选择最佳的材料组合。
2.功能性材料的研究晶胞计算可以用于研究功能性材料的晶体结构和性能。
例如，可以通过计算材料的电子结构来预测其导电性和光学性质。
3.材料的相变研究晶胞计算可以用于研究材料的相变过程。
通过模拟材料在不同温度和压力下的结构变化，可以预测材料的相变点和相变机制。
五、总结晶胞计算是一种重要的预测材料性质和晶体结构的方法。
计算专题晶胞的计算
计算专题晶胞的计算晶胞的计算二、常见的晶胞计算题：晶胞密度 =m(晶胞)/V(晶胞)空间利用率=[V(球总体积)/V(晶胞体积)]×100%【注】1m＝10dm＝102 cm＝103 mm＝106 um ＝109 nm＝1012 pm①简单立方堆积：假设球的半径为r cm，则该堆积方式的空间利用率为：②体心立方堆积：假设球的半径为r cm，则该堆积方式的空间利用率为：③面心立方最密堆积：假设球的半径为r cm，则该堆积方式的空间利用率为：再假设该金属的摩尔质量为Mg/mol，N A 为阿伏伽德罗常数的数值，试计算该晶胞的密度：总结】必须掌握的常见晶胞及晶体结构分子晶体：干冰、冰晶胞图形、晶胞组成特点；原子晶体：金刚石（晶体硅）、二氧化硅晶胞组成特点、边长（体积、密度、原子最近距离）的计算方式；金属晶体：四种堆积方式的名称、图形、代表金属、边长（体积、密度、原子最近距离）的计算方式；离子晶体：NaCl、CsCl、CaF2晶胞图形、晶胞组成、边长（体积、密度、原子最近距离）的计算方式。
甲乙第 2 页第 3 页（4）H2Se的酸性比H2S (填“强”或“弱”)。
气态SeO3分子的立体构型为，SO32-离子的立体构型为；（5）H2SeO3的K1和K2分别为2.7×10-3和2.5×10-8，H2SeO4第一步几乎完全电离，K2为1.2×10－2，请根据结构与性质的关系解释：①H2SeO3和H2SeO4第一步电离程度大于第二步电离的原因：②H2SeO4比H2SeO3酸性强的原因：（6）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(列式表示)。
【答案】（1）sp3（2）O＞S＞Se （3）34；3s23p63d10（4）强；平面三角形；三角锥形（5）①第一步电离后生成的负离子较难再进一步电离出带正电荷的氢离子；②H2SeO3和H2SeO4可表示为 (HO)2SeO和(HO)2SeO2。
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（4）硫化锌晶胞中，硫离子和锌离子的最小间距
（5）金刚石晶胞中碳碳键键长
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三、 晶胞中空间利用率的计算
空间利用率=（微粒数*1个微粒体积）/晶胞体积
(1)简单立方： 微粒数为：8×1/8 = 1
空间利用率：
4лr3/3 (2r)3
= 52.36%
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（2）体心立方：微粒数为：8×1/8 + 1 = 2
一.晶胞中原子个数的计算—均摊法
平行六面体晶胞
体心：1 面心：1/2
六方晶胞
棱边：1/4
顶点：1/8
体内：1 面心：1/2 棱心：1/3 顶点：1/6
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习题1、钙-钛矿晶胞结构如图所示。 观察钙-钛矿晶胞结构，求该晶体中， 钙、钛、氧的微粒个数比为多少？
1:1:3
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习题2、混合键型晶体——石墨，结构如图所示。 它是层状结构，层与层之间依靠范德华力结合。 每层内部碳原子与碳原子之间靠共价键结合，其 键角为120°。分析图中每个六边形含有（ 2 ） 个碳原子。
空间利用率： 2*4лr3/3 (2根号2r)3
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（4）面心立方：微粒数：8×1/8 + 6×1/2 = 4
空间利用率： 4×4лr3/3 = 74.05% (2×1.414r)3
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二、晶胞密度的求算
1、已知：晶体中Na+ 和Cl-间最小距离为a cm,计算NaCl晶体的 密度
458.5gmol1 NA mol1
(2acm)3
29.25 gcm3
a3 NA
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2、已知金属金是面心立方紧密堆积，金原子 半径为r cm，计算：金晶胞棱长；金的密度
面对角线 = 4r
棱长 = 2 2r
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3、已知金属 钾是体心立方紧密堆积,钾原 子半径为r cm,请计算：钾晶胞棱长； 钾的密度
棱长=4 3r/3 体对角线=4r
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4、若已知下列各晶胞的棱长，你能 求出下列数据吗？
（1）氯化钠晶胞中，钠离子和氯离子最小间距
（2）氯离子和氯离子的最小间距
（3）氯化铯晶胞中，铯离子和氯离子的最小间距