精美的晶体模型及晶胞计算

常见晶体模型及晶胞计算 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 晶胞 描述晶体结构的基本单元 简单立方 体心立方 面心立方 三种典型立方晶体结构 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 1 长方体 立方体 2 非长方体 非立方体 视具体情况分析 N N顶角 1 8 N棱上 1 4 N面上 1 2 N体内 在每个CO2周围等距离且相距最近的CO2共有个 在每个小立方体中平均分摊到的CO2分子数为 个 干冰晶体结构 12 8 1 8 6 1 2 4 8个CO2分子位于立方体顶点6个CO2分子位于立方体面心 分子晶体 晶胞为面心立方体 冰的结构模型中 每个水分子与相邻的个水分子以氢键相连接 含1molH2O的冰中 最多可形mol 氢键 冰 4 2 1 每个Na Cl 周围等距且紧邻的Cl Na 有个 构成 Na Cl 的配位数为 6 正八面体 12 4 4 NaCl的晶体结构 简单立方体 6 1 1 NaCl 2 每个Na 周围等距且紧邻的Na 有个 3 每个晶胞中平均有个Na 个Cl 故每个晶胞中含有个 NaCl 结构单元 N Na N Cl 化学为 4 能否把 NaCl 称为分子式 离子晶体 4 2 晶胞的边长为acm 求NaCl晶体的密度 M NA 晶胞所含粒子数 晶胞的体积 58 5 NA 4 a3 1 设NaCl晶胞的边长为acm 则晶胞中Na 和Cl 的最近距离 即小立方体的边长 为cm 则晶胞中同种离子的最近距离为cm 3 若NaCl晶体的密度为 g cm3 则NaCl晶体中Na 与Na 间的最短距离是多少 a 2 a 2 练习 1 每个Cs Cl 周围等距且紧邻的Cl Cs 有个 Cs Cl 的配位数为 CsCl的晶体结构 8 1 8 1 8 1 6 1 晶胞为体心立方体 8 2 每个Cs Cl 周围等距且紧邻的Cs Cl 有个 3 每个晶胞中含个Cs 含个Cl 故每个晶胞中含有个 CsCl 结构单元 N Cs N Cl 化学为 1 1 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 CaF2的晶体结构 1 每个Ca2 周围等距且紧邻的F 有个 Ca2 配位数为 2 每个F 周围等距且紧邻的Ca2 有个 F 配位数为 3 每个晶胞中含个Ca2 含个F Ca2 和F 的个数比是 8 8 4 4 8 4 1 2 3 金属晶体 简单立方堆积 唯一金属 钋 每个晶胞含个原子 简单立方堆积的配位数 6 球半径为r 正方体边长为a 2r 空间利用率 r 2 a 晶胞含有原子的体积 晶胞体积 100 1 体心立方堆积 钾型 K Na Fe 每个晶胞含个原子 体心立方堆积的配位数 8 2 六方最密堆积 镁型 Mg Zn Ti 每个晶胞含个原子 六方最密堆积的配位数 12 2 面心立方最密堆积 铜型 Cu Ag Au 面心立方堆积的配位数 12 每个晶胞含个原子 4 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 金刚石 原子晶体 该晶胞实际分摊到的碳原子数为 4 6 1 2 8 1 8 8个 一 晶胞中微粒个数的计算 求化学式 三 晶体的密度及微粒间距离的计算 小结 高考常见题型 二 确定配位数 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 X与Y所形成化合物晶体的晶胞如右图所示 在1个晶胞中 X离子的数目为 该化合物的化学式为 4 ZnS 练习 2 Cu单质的晶体的晶胞结构如下图 若Cu原子的半径是rcm 则Cu单质的密度的计算公式是 用NA表示阿伏伽德罗常数 2 1 体心 1