晶体结构与晶胞

1、晶体中的几个疑难问题晶体中的几个疑难问题问题问题1 1：金属晶体堆积形式金属晶体堆积形式a:非密置型，非密置型，缝隙为菱形缝隙为菱形b:密置型，密置型，缝隙为三角形缝隙为三角形这样得到的是这样得到的是简单立方简单立方堆积堆积, ,自然界只有钋自然界只有钋(Po)(Po)采采用这种排列用这种排列. .这是非密置层另一种堆积方式，将上层金属填入这是非密置层另一种堆积方式，将上层金属填入下层金属原子形成的凹穴中。下层金属原子形成的凹穴中。得到的是得到的是体心立方体心立方（A2) )堆积，如金属堆积，如金属K等等。123456 第二层第二层 对第一层来讲最紧密的堆积方式是将球对准对第一层来讲最紧密的堆

2、积方式是将球对准 1，3，5 位。位。 ( 或对准或对准 2，4，6 位，其情形是一样的位，其情形是一样的 )123456AB， 关键是关键是第三层第三层，对第一、二层来说，第三层可以有两种，对第一、二层来说，第三层可以有两种最最紧密紧密的堆积方式。的堆积方式。 下图是此种六方下图是此种六方紧密堆积的前视图紧密堆积的前视图ABABA 第一种是将球对准第一层的球。第一种是将球对准第一层的球。123456 于是每两层形成一个周期，于是每两层形成一个周期，即即 AB ABAB AB 堆积方式，形成堆积方式，形成六方紧密堆积六方紧密堆积( (A3型）型）。 配位数配位数 12 12 。 ( ( 同层同

3、层 6 6，上下层各上下层各 3 3 ) )六方最密堆积分解图六方最密堆积分解图 第三层的第三层的另一种另一种排列排列方式，方式，是将球对准第一层是将球对准第一层的的 2 2，4 4，6 6 位位，不同不同于于 AB AB 两层的位置两层的位置，这是这是 C C 层。层。123456123456123456123456此种立方紧密堆积的前视图此种立方紧密堆积的前视图ABCAABC 第四层再排第四层再排 A A，于是形成于是形成 ABC ABCABC ABC 三层一个周期。三层一个周期。 得得到到面心立方堆积面心立方堆积（A1型）型）。 配位数配位数 12 12 。( ( 同层同层 6 6， 上

4、下层各上下层各 3 ) 3 ) BCA ABC ABCABC ABC 形式的堆积，形式的堆积，为什么是为什么是面心立方面心立方堆积？堆积？ 我们来加以说明。我们来加以说明。面心立方最密堆积分解图面心立方最密堆积分解图面心立方紧密堆积面心立方紧密堆积ABCAABC金属晶体中原子的金属晶体中原子的堆积方式堆积方式六方堆积六方堆积面心立方堆积面心立方堆积体心立方堆积体心立方堆积立方堆积立方堆积钾钾型型铜铜型型钋钋型型镁镁型型角：角：1/81/8；棱：；棱：1/41/4；面：；面：1/21/2；心：；心：1 1晶晶胞胞 问题问题2 2：化学式确定化学式确定44CuO配位数配位数化学式化学式4Ti14C

5、13Fe2N如下图所示为二维平面如下图所示为二维平面晶体示意图晶体示意图,所表示的所表示的化学式为化学式为AX3的是的是_。金属钨晶体为体心立方晶格，如图所示，金属钨晶体为体心立方晶格，如图所示，实验测得钨的密度为实验测得钨的密度为19.30 g cm-3，原子的相对质量为原子的相对质量为183，假定金属钨原，假定金属钨原子为等径的刚性球。子为等径的刚性球。 （1）试计算晶胞的边长；）试计算晶胞的边长；（2）试计算钨原子的半径。）试计算钨原子的半径。问题问题3 3：利用晶胞进行计算的一个公式三个利用晶胞进行计算的一个公式三个关系式？关系式？1.1.确定原子数及化学式；确定原子数及化学式；2.2

6、.计算原子半径、晶体密度、相对原子质量等；计算原子半径、晶体密度、相对原子质量等；3.3.求阿伏加德罗常数值。求阿伏加德罗常数值。根据题给信息，一个钨晶体的晶胞中根据题给信息，一个钨晶体的晶胞中有有2 2个钨原子个钨原子 则一个晶胞的质量则一个晶胞的质量 设晶胞的边长为设晶胞的边长为a,a,则晶胞的体积则晶胞的体积V V为为a a3 3 根据根据 得得19.30= 解得解得a=3.16a=3.161010-8-8cm cm 设钨原子的半径为设钨原子的半径为r r ，则，则4r( )2+a2=(4r)2r=1.37=1.371010-8-8cmcm解：解：易错点易错点a2raCl-Na+正八面体

7、 问题问题4 4：常见晶体中一些数据的理解常见晶体中一些数据的理解1 1、每个、每个NaNa+ +同时吸引同时吸引 个个 Cl Cl- -，每个，每个ClCl- -同时吸引同时吸引 个个Na+Na+，而，而Na+Na+数目与数目与Cl-Cl-数目之比为数目之比为 化学式为化学式为 2 2、根据氯化钠的结构模型确定晶胞，并分、根据氯化钠的结构模型确定晶胞，并分析其构成。每个晶胞中有析其构成。每个晶胞中有 NaNa+，有有 个个ClCl- -3 3、在每个、在每个NaNa+ +周围与它最近的且距离相等周围与它最近的且距离相等的的NaNa+ +有有 个个6 661 1：1 1NaCl44 41212

8、小结：小结：1 1、每个、每个CsCs+ +同时吸引同时吸引 个个 ClCl- -，每个，每个ClCl- -同时吸引同时吸引 个个CsCs+ +，而，而CsCs+ +数目与数目与ClCl- -数目之数目之为为 化学式为化学式为 2 2、根据氯化铯的、根据氯化铯的结构模型确定晶胞，并分析结构模型确定晶胞，并分析其构成。每个晶胞中有其构成。每个晶胞中有 CsCs+ +，有，有 个个ClCl- -3 3、在每个、在每个CsCs+ +周围与它最近的且距离相等的周围与它最近的且距离相等的CsCs+ +有有 个个8 88 81 1：1 1CsClCsCl11 16小结：小结：10928 金刚石的晶体结构金

9、刚石的晶体结构金刚石晶胞金刚石晶胞1 1：在金刚石晶体中每个碳原子周围紧邻的碳在金刚石晶体中每个碳原子周围紧邻的碳原子有多少个？原子有多少个？2 2：在金刚石晶体中每个碳原子形成几个共价在金刚石晶体中每个碳原子形成几个共价键？键？3 3：在金刚石晶体中碳原子个数与在金刚石晶体中碳原子个数与CC共价键共价键个数之比是多少？个数之比是多少？4: 4: 在金刚石在金刚石晶体中最小碳环由几个碳原子来晶体中最小碳环由几个碳原子来组成组成?5. 5.在金刚石晶胞中占有的碳原子数？在金刚石晶胞中占有的碳原子数？小结：小结：4个个1：26个个4个个8个个18010928 SiO共价键共价键二氧化硅的晶体结构二

10、氧化硅的晶体结构1. 1. 在在晶体中，每个硅原子与晶体中，每个硅原子与 个氧原子个氧原子结合；每个氧原子与结合；每个氧原子与 个硅原子结合；在个硅原子结合；在晶体中硅原子与氧原子个数之比是晶体中硅原子与氧原子个数之比是 。2. 2. 在在晶体中，每个硅原子形成晶体中，每个硅原子形成 个共个共价键；每个氧原子形成价键；每个氧原子形成 个共价键；硅原子个共价键；硅原子个数与个数与共价键个数之比是共价键个数之比是 ；氧原；氧原子个数与子个数与共价键个数之比是共价键个数之比是 。21：24421：41：2小结：小结：干冰的晶体结构干冰的晶体结构 （1 1）二氧化碳分子的位置：在二氧化碳分子的位置：在晶体中截取一个最小的正方体，晶体中截取一个最小的正方体，正方体的八个顶点都落到正方体的八个顶点都落到COCO2 2分分子的中心，在这个正方体的每子的中心，在这个正方体的每个面心上还有一个个面心上还有一个COCO2 2分子。分子。81/8+61/2=41212个个（2 2）每个晶胞含二氧化碳）每个晶胞含二氧化碳分子的个数分子的个数（3 3）与每个二氧化碳分子等距离）与每个二氧化碳分子等距离且最近的二氧化碳分子有且最近的二氧化碳分子有 石墨属于石墨属于 晶体晶体,是是 状结状结构构, C C原