(完整版)常见晶胞模型

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氯化钠晶体
(1)NaCl晶胞中每个Na+等距离且最近的Cl-(即Na+配位数)为6个
NaCl晶胞中每个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。

CaF2晶体
(1))Ca2+立方最密堆积,F-填充在全部四面体空隙中。

(2)CaF2晶胞中每个Ca2+等距离且最近的F-(即Ca2+配位数)为8个CaF2晶胞中每个F-等距离且最近的Ca2+(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Ca2+4个;
占有的F-8个。

ZnS晶体:
(1)1个ZnS晶胞中,有4个S2-,有4个Zn2+。

(2)Zn2+的配位数为4个,S2-的配位数为 4个。

Si O
金刚石 金刚石晶胞 金刚石晶胞分位置注释
(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 (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,S iO 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。


C60晶胞
I2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2NA
3、白磷晶体:分子式为P4,
124g白磷形成的P---P键数目是6 NA
金属晶体
堆积模型简单立方体心立方堆积六方最密堆积(A3)面心立方最密堆积(A1)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
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C
24K、灰色的C
48
K、C
60
K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。

C12K C8K。

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