常见晶体模型及晶胞计算

返
返
返
2 1 A3
4
配位数为4 非密置层
2
1
3
A
6
4
5
配位数为6 返 密置层
12
6
3
A
54
B
A
B A
返
第三层的另一种排列 方式，是将球对准第一层 的 2，4，6 位，不同于 AB 两层的位置，这是 C 层。
12
6
3
54
12
6
3
54
12
6
3
54
A
C B A
C
返
B A
=
58.5 / NA×4 a3
(3)若NaCl晶体的密度为ρg/cm3，则 NaCl晶体中Na＋与 Na+间的最短距离是多少？
CsCl的晶体结构——晶胞为体心立方体
（1）每个Cs+( Cl-)周围等距
且紧邻的Cl- (Cs+)有 8 个， Cs+( Cl-)的配位数为 8 。
（2）每个Cs+ ( Cl-)周围
X与Y所形成化合物晶体的晶胞 如右图所示。
①在1个晶胞中，X离子的数目 为4 。
②该化合物的化学式为 ZnS 。
2、Cu单质的晶体的晶胞结构如下图。若Cu原子的半径
是r cm，则Cu单质的密度的计算公式是
（用
NA表示阿伏伽德罗常数）
立方晶胞中原子个数
31
42
84
73
棱上：1/4
51
62
1
1
2返
顶点：1/8 体心：1 面上：1/2
每个晶胞含 4 个原子
面心立方最密堆积的空间占有率 =74%
金属晶体的四种堆积模型对比
堆积模型
采纳这种堆积 的典型代表
Biblioteka Baidu
空间利用率
配位数
简单立方
Po（钋）
52%
6
体心立方 （钾型）
K、Na、Fe
68%
8
六方最密 （镁型）
Mg、Zn、Ti
74%
12
面心立方最密 （铜型）
Cu, Ag, Au
74%
12
离子晶体
NaCl的晶体结 ——简单立方体 (1构)每个Na+( Cl-)周围等 Cl
距且紧邻的Cl- (Na+)有 N－a+
6 个，构成 正八面体 ， Na+( Cl-)的配位数为 6 。
(2)每个Na+周围等距且
紧邻的Na+有 12 个。 (3)每个晶胞中平均有 4 个Na+， 4 个Cl-，故每个晶 胞中含有 4 个“NaCl”结构单元； N(Na+) ︰ N( Cl-) = 1 ︰1 ,化学为 NaCl 。
（1）长方体（立方体）：
N=N顶角×1/8 + N棱上×1/4 + N面上×1/2 + N体内
（2）非长方体（非立方体）：
视具体情况分析。
分子晶体 干冰晶体结构 ——晶胞为面心立方体
8个CO2分子位于立方体顶点 6个CO2分子位于立方体面心 在每个CO2周围等距离且相距最近 的CO2共有 12 个。 在每个小立方体中平均分摊到的CO2 分子数为：(8×1/8 + 6×1/2) = 4 个
(4)能否 把“NaCl”称为分子式？
练习
－的距离为 a cm，该晶体密度为
（1）设NaCl晶胞的边长为acm，则
示晶为胞中Na+和Cl-的最近距离（( 即小)立
方体的边长）为 a/2 cm，则晶胞中 同种离子的最近距离为 a/2 cm。
(2)晶胞的边长为acm，求NaCl晶 体的密度。
ρ=
M / NA×晶胞所含粒子数 晶胞的体积
每个晶胞含 1 个原子
球半径为r 正方体边长为a r=2/a
空间利用率=
晶胞含有原子的体积 晶胞体积
×100%
=2r
②体心立方堆积（钾型）K、Na、Fe 体心立方堆积的配位数 =8 每个晶胞含 2 个原子
③六方最密堆积（镁型）Mg、Zn、Ti
六方最密堆积的配位数 =12 每个晶胞含 2 个原子
④面心立方最密堆积（铜型）Cu、Ag、Au 面心立方堆积的配位数 =12
等距且紧邻的Cs+ ( Cl-)有 6 个。
（3）每个晶胞中含 1 个Cs＋、含8×1/8=1个Cl－，故每
个晶胞中含有 1 个“CsCl”结构单元； N(Cs+) ︰ N( Cl-
) = 1︰1 ,化学为 CsCl
。
思考：NaCl、CsCl同属AB型离子晶体， NaCl晶体中 Na+的配位数与CsCl晶体中Cs+的配位数是否相等？
晶胞
原子晶体
金刚石
该晶胞实际分摊到的碳原子数为 (4 + 6 ×1/2 + 8 ×1/8) = 8个。
小结：高考常见题型 （一） 晶胞中微粒个数的计算， 求化学式
（二） 确定配位数
（三） 晶体的密度及微粒间距离 的计算
练习
1、（2013·江苏，21A（1）） 元素X 位于第四周期，其基态原子的内层轨道全部 排满电子，且最外层电子数为2。元素Y基态原子的 3p 轨道上有4个电子。
常见晶体模型及晶胞计算
晶胞 描述晶体结构的基本单元
晶胞一般是平行六面体，整块晶体可看作是数量巨大的 晶胞“无隙并置”而成。
三种典型立方晶体结构
简单立方
体心立方
面心立方
晶胞中微粒的计算方法——均摊法
原则：晶胞任意位置上的一个原子如果是被n个图形晶胞 所共有，那么，每个晶胞对这个原子分得的份额是1/n。
CaF2的晶体结构
（1）每个Ca2+周围等距且 紧邻的F-有 8 个， Ca2+配 位数为 8 。
（2）每个F-周围等距且紧 邻的Ca2+有 4 个， F-配位 数为 4 。
FCa2+
（3）每个晶胞中含 4 个Ca2＋、含 8 个F－, Ca2＋和 F－的个数比是 1︰2 。
3、金属晶体:
①简单立方堆积 唯一金属——钋 简单立方堆积的配位数=6