2022届新高考一轮复习 第11章 第3讲 晶体结构与性质 教案

第十一章物质结构与性质

（^0第三课晶体结构与性质

考点1:晶体和晶体类型

知识全梳理

一、晶体

1.晶体与非晶体

晶体非晶体

结构微粒周期性有

结构特征结构微粒无序排列

序排列

自范性有无

性质特征熔点固定不固定

异同表现各向异性各向同性

二者区别间接方法看是否有固定的熔点

方法科学方法对固体进行X-射线衍射实验

2.得到晶体的途径

（1）熔融态物质凝固。

（2）气态物质冷却不经液态直接凝固（凝华）。

（3）溶质从溶液中析出。

二、晶胞

概念：描述晶体结构的基本单元。

晶体中晶胞的排列一一无隙并置

无隙：相邻晶胞之间没有任何间隙。并置：所有晶胞平行排列、取向相同。

三、四种常见晶体类型

离子晶体金属晶体分子晶体原子晶体

金属阳离子、自

晶体微粒阴、阳离子分子原子

由电子

微粒之间作用力离子键金属键分子间作用力共价键

有的高（如铁）、

熔、沸点较高低很高

有的低（如汞）

物硬度硬而脆有的大、有的小小很大

理一般情况下，极性分子易溶

性易溶于极性于极性溶剂；

钠等可与水、醇不溶于任何溶

质溶解性溶剂（如水），非极性分子易

类、酸类反应剂

难溶于有机溶于非极性溶

溶剂剂

三、离子晶体的晶格能

1.定义：气态离子形成1摩离子晶体释放的能量，通常取正值，单位为kJ.m

oF'o

2.影响因素

①离子所带电荷数：离子所带电荷数越多,晶格能越大。

②离子的半径：离子的半径越小,晶格能越大。

3.与离子晶体性质的关系

晶格能越大，形成的离子晶体越稳定，且熔点越高，硬度越大。

四、晶体熔、沸点高低的比较

1.不同类型晶体熔、沸点的比较

①不同类型晶体的熔、沸点高低一般规律:原子晶体〉离子晶体〉分子晶体。

②金属晶体的熔、沸点差别很大，如鸨、柏等熔、沸点很高，汞、饱等熔、

沸点很低。

2.同种类型晶体熔、沸点的比较

①原子晶体

原子半径越小键长越短|f触能越大|~麻沸点越高

如熔点：金刚石之碳化硅工硅。

②离子晶体

一般地说，阴、阳离子的电荷数越多，离子半径越小，则晶格能越大，晶体

的熔、沸点越高，如熔点：MgO>MgCh,NaCl>CsClo

③分子晶体

a.分子间范德华力越大，物质的熔、沸点越高；具有氢键的分子晶体熔、

沸点反常高。如H2O二H2Te?H2Se>H2S。

b.组成和结构相似的分子晶体，相对分子质量越大，熔、沸点越高，如Sn

H4>GeH4>SiH4>CH4o

c.组成和结构不相似的分子晶体（相对分子质量接近），其分子的极性越大，

熔、沸点越高，如CH3clzcH3cH3。

d.同分异构体，支链越多，熔、沸点越低。

（'&

I

CH3—CH—CH2—CH3二CH3—c—CH3.

如CH3cH2cH2cH2cH3二CH：icn^

④金属晶体

金属离子半径越小，离子电荷数越多，其金属键越强，金属晶体的熔、沸点

越高，如熔、沸点：Na<Mg<Alo

诊断辨析

1.判断正误，正确的划“Y”，错误的划“x”。

(1)晶体的熔点一定比非晶体的熔点高()

(2)具有规则几何外形的固体一定是晶体()

(3)缺角的NaCl晶体在饱和NaCl溶液中会慢慢变为完美的立方体块()

(4)通过X-射线衍射实验的方法可以区分晶体和非晶体()

(5)晶胞是晶体中的最小的“平行六面体”()

(6)晶体和非晶体的本质区别是晶体中粒子在微观空间里呈现周期性的有序

排列()

(7)在分子晶体中一定有范德华力和化学键()

(8)原子晶体(共价晶体)的熔点一定比金属晶体的高()

(9)分子晶体的熔点一定比金属晶体的低()

【答案】(l)x(2)x(3)4(4)4(5)x(6)4(7)x(8)x(9)x

2.下列晶体的分类正确的一组是()

选项离子晶体原子晶体分子晶体金属晶体

ACaC2石墨ArHg

B玻璃金刚石CH3CH2OHAg

CCHCOONaSiCMg

300

DBa(OH)2SiC60NaH

【答案】C

【解析】石墨的层与层之间是分子间作用力，而碳原子间是共价键，石墨之

中也会有自由电子在层与层间移动，石墨属于混合型晶体，故A不选；玻璃是

硅酸钠、硅酸钙和二氧化硅的混合物，不是纯净物，不属于离子晶体，故B不

选；CHsCOONa是由醋酸根离子和钠离子组成的离子晶体，碳化硅是由碳原子

和硅原子组成的原子晶体，属于有机物，属于分子晶体，镁是由金属阳离子和自

由电子组成的金属晶体，故C选；NaH是钠离子和氢离子形成的离子晶体，不

属于金属晶体，故D不选。

3.下列分子晶体中，关于熔、沸点高低的叙述正确的是()

A.C12>l2B.SiC14<CCl4

C.NH3>PH3D.C(CH3)4>CH3cH2cH2cH2cH3

【答案】c

【解析】A、B项属于无氢键存在的分子结构相似的情况，相对分子质量大

的熔、沸点高；C项属于分子结构相似的情况，但分子间存在氢键的熔、沸点高；

D项属于分子式相同，但分子结构不同的情况，支链少的熔、沸点高。

4.离子晶体熔点的高低取决于晶体中晶格能的大小。判断KC1、NaCl、Ca

0、BaO四种晶体熔点的高低顺序是()

A.KC1>NaCl>BaO>CaOB.NaCl>KC1>CaO>BaO

C.CaO>BaO>NaCl>KClD.CaO>BaO>KC1>NaCl

【答案】C

【解析】离子晶体中，离子所带电荷数越多，半径越小，晶格能越大，晶体

熔、沸点越高。

5.GaF3的熔点高于1000℃,GaCh的熔点为77.9℃,其原因是

oGaAs的熔点为1238℃,密度为"g-cnT3,其

晶胞结构如图所示。该晶体的类型为,Ga与As以键键合。

【答案】GaF3为离子晶体，GaCb为分子晶体原子晶体共价

【解析】GaF3、CaC13的熔点相差较大，是因为晶体类型不同，GaF3熔点高，

为离子晶体，而GaCb的熔点低，为分子晶体。GaAs的熔点高，晶胞为空间网

状结构，则为原子晶体，Ga与As以共价键结合。

考点2：晶体结构的分析与计算

知识全梳理

一、典型晶体结构模型分析

晶体晶体结构晶体详解

①每个碳与相邻4个碳以共价键

结合，形成正四面体结构

②键角均为109°28'

③最小碳环由6个C组成且六原

金刚石

子不在同一平面内

④每个C参与4条C—C键的形

成，C原子数与C-C键数之比

原子晶体为1：2

①每个Si与4个0以共价键结

合，形成正四面体结构

②每个正四面体占有1个Si,4

SiO

2个;0,«(Si)：“(0)=1:2

③最小环上有12个原子，即6

个0,6个Si

①8个C02分子构成立方体且在

6个面心又各占据1个C02分子

分子晶体干冰

②每个C02分子周围等距且紧邻

的C02分子有12个

①每个Na+（C「）周围等距且紧邻

4六v

4-L4-L/的C「（Na+）有6个，每个Na卡周

中一:才,二1

型A7围等距且紧邻的有个

NaCl'(L!L/Na+12

Ar-0--

②每个晶胞中含4个Na'和4个

•NaroCI

cr

离子晶体

①每个Cs+周围等距且紧邻的。

C4一有8个，每个Cs+（C「）周围等距

CsCl型(瘠寿且紧邻的Cs+（C厂）有6个

..H5

(②如图为8个晶胞，每个晶胞中

ocr

含1个Cs+、1个C「

o——典型代表P。，配位数为6,空间

简单立方堆积

J利用率52%

面心立方最密堆典型代表Cu、Ag>Au,配位数

|o0

积I为12,空间利用率74%

金属晶体p

后典型代表Na、K、Fe,配位数为

体心立方堆积午d

p8,空间利用率68%

O

Go

1典型代表Mg、Zn、Ti,配位数

六方最密堆积u0

为12,空间利用率74%

O-o

①石墨层状晶体中，层与层之间

的作用是范德华力;②平均每个

正六边形拥有的碳原子个数是

B2,C原子采取的杂化方式是sp2

混合晶体-TZ里1

③每层中存在。键和兀键；④石

墨的C—C的键长比金刚石的C

—C的键长短，熔点比金刚石的

高⑤硬度不大、有滑腻感、能导

电

二、晶体结构的相关计算

1.晶胞组成的计算一一均摊法

（1）原则：晶胞任意位置上的一个原子如果是被〃个晶胞所共有，那么，每

个晶胞就占有这个原子蚱

（2）方法：①长方体（包括立方体）晶胞中不同位置的粒子数的计算。

---------同为2个晶胞所共有，

+该粒子的:属于该晶胞

―।-----c/y—/该粒子的殳属于该晶胞

；O—画后眇・整个粒子都属于该晶胞

同为4个晶胞所共有，

回^该粒子的［属于该晶胞

②非长方体晶胞中的粒子视具体情况而定，如石墨晶胞每一层内碳原子排成

六边形，其顶点（1个碳原子）被三个六边形共有，每个六边形占顶点碳原子的｝

2.晶体密度和微粒间距离的计算

（1）晶胞计算公式（立方晶胞）

a3pNA=nM（a为棱长；p为密度；NA为阿伏加德罗常数的数值；n为1mol

晶胞所含基本粒子或特定组合的物质的量；M为该粒子或特定组合的摩尔质量）。

（2）金属晶体中体心立方堆积、面心立方堆积中的几组公式（设棱长为a）。

①面对角线长=&a。

②体对角线长=Ba。

③体心立方堆积4r=V3a（r为原子半径）。

④面心立方堆积4r=V2a（r为原子半径）。

（3）金属晶体空间利用率的计算方法

（1）空间利用率的定义及计算步骤

空间利用率（M）：指构成晶体的原子、离子或分子总体积在整个晶体空间中

所占有的体积百分比。

晶胞中原子所占的总体积

空间利用率=X100%

晶胞体积

（2）金属晶体空间利用率分类简析

①简单立方堆积

设原子半径为R,由于原子在晶胞棱的方向上相切，可以计算出晶胞参数:

a=b=c=2R,a=p=y=90°o每个晶胞中包含一个原子。

44

IX铲R3IX铲R3

r|=―—X100%=(2R)3X100%n52.36%。

②体心立方堆积

设原子半径为R,由于原子在晶胞体对角线方向上相切，可以计算出晶胞参

数：a=b=c=~^R,a=p=y=90°o每个晶胞中包含两个原子。

44

2X铲IV2X铲IV

H=-—X100%=(Q、X100%«*68.02%o

③面心立方最密堆积

设原子半径为R，由于原子在晶胞面对角线方向上相切，可以计算出晶胞参

数：a=b=c=2，iR,a=p=y=90°o每个晶胞中包含四个原子。

44

4X铲R34X-7tR3

r|=-—X100%=（，2^R）3X100%Q74.05%。

④六方最密堆积

设原子半径为R,根据原子在晶胞中的相切关系，可以计算出晶胞参数：a

2r

=b=2R,c=-^-2g1.6332,a=p=90。，y=120°o每个晶胞中包含两个原子。

44

2X-7tR32Xg7rR3

『R-义一%=2RX小RXL633X2RX］。。％*%。

aX^-Xc

⑤金刚石型堆积

设原子半径为R,由于原子在晶胞体对角线方向上相切(相邻两个碳原子之

间的距离为晶胞体对角线的四分之一)，可以计算出晶胞参数：a=b=c=苧R,

a=p=Y=90°o每个晶胞中包含八个原子。

44

8X-7rR38X-7TR3

n=-3一xwo%=7yxioo%^34.oi%0

诊断辨析

1.判断正误，正确的划“4”，错误的划“X”。

(1)金属钠形成的晶体中，每个钠原子周围与其距离最近的钠原子有8个()

(2)金属镁形成的晶体中，每个镁原子周围与其距离最近的原子有6个()

(3)在NaCl晶体中，每个Na+周围与其距离最近的Na+有12个()

(4)在CsCl晶体中，每个Cs，周围与其距离最近的C厂有8个()

(5)立方晶胞中，顶点上的原子被4个晶胞共用()

(6)石墨晶体中每个正六边形结构中平均占有碳原子数为2()

【答案】(1W(2)x(3)4(4)4(5)x⑹4

2.按要求回答问题：

(1)在金刚石晶体中最小碳环含有个C原子；每个C原子被

个最小碳环共用。

(2)在干冰中粒子间作用力有o

(3)含1molH2O的冰中形成氢键的数目为o

(4)在NaCl晶体中，每个Na+周围有个距离最近且相等的Na卡,每

个Na+周围有个距离最近且相等的CF,其立体构型为。

(5)在CaF2晶体中，每个Ca2+周围距离最近且等距离的F有个；每

个F」周围距离最近且等距离的Ca2+有个。

【答案】⑴612(2)共价键、范德华力(3)2NA(4)126正八面体形

(5)84

3.(1)金刚石晶胞含有个碳原子。若碳原子半径为r,金刚石晶胞

的边长为m根据硬球接触模型，则「=a,列式表示碳原子在晶胞中的

空间占有率(不要求计算结果)。

(2)Cu与F形成的化合物的晶胞结构如下图所示，若晶体密度为ag-cnT3,

则Cu与F最近距离为pm。(阿伏加德罗常数用NA表示，列出计算表

达式，不用化简；其中O为Cu,。为F)

(3)0和Na能够形成化合物F,其晶胞结构如图所示，晶胞参数a=0.566nm,

F的化学式为；晶胞中0原子的配位数为

计算晶体F的密度(g-cm_3)。

【答案】⑴8g筌⑵亨段xWpm

⑶NazO82.27g-cm-3

【解析】⑴由金刚石形成的晶胞可知结构，C原子位于8个顶点、6个面心、

体内还有4个碳原子，所以晶胞中平均含有的碳原子数为8xl+6xl+4=8个，

82

4

rz8xT?tr3

由晶胞示意图可知：8r=V3a,即r=^a；晶胞中碳原子的占有率为一L=

兀

16°

(2)设晶胞的棱长为xcm,在晶胞中，Cu：8x|+6x1=4；F：4,其化学

3卜M(CuF)

3

式为CuFoa-x-NA=4M(CuF),最短距离为小立方体对角

Va-NA

线的一半，小立方体的对角线为A/(|)2+(|)2+(|)2

=晋Xo所以最短距离为

x0

2,2-4'\a-NAP。

(3)由晶胞结构可知，一个晶胞中小球个数为8,大球个数为4,小球代表离

子半径较小的Na+,大球代表离子半径较大的故F的化学式为NazO；晶

胞中与每个氧原子距离最近且相等的钠原子有8个；晶胞的质量为

Ax4,晶胞的体积为(0.566xl0-7)3cm3,晶体密度为

6.0给2x10曾mo；l।

________62g*mo「14__________3

6.02x1023mollxQ.5663xlO21cm32.27g-cm。

4.用晶体的X-射线衍射法对Cu的测定得到以下结果：Cu的晶胞为面心立

方最密堆积(如下图)，已知该晶体的密度为9.00gpm',晶胞中该原子的配位数

为;Cu的原子半径为cm(阿伏加德罗常数为NA,要求列式计算)。

.J234X64_8

【I；案】124X9.00X6.02X1023cm^l.28X10

3/4X64

【解析】设晶胞的边长为acm,则a3pNA=4x64,2=7西^,面对角线为

l1、历3/4x64238

也a,面对角线的公为Cu原子半径,r=W-x\Q07x1ncm=l.28x10cm0

(B)课后作业

1.氨硼烷(H3N-BH3)是种有效、安全的储氢材料，可由硼烷(B2H6)和氨气

合成，其结构与乙烷相似。下列关于氨硼烷的性质推测不合理的是()

A.氨硼烷为分子晶体B.其沸点比乙烷高得多

C.氨硼烷难溶于水D.加热时可缓慢释放出H2

【答案】C

【解析】A.氨硼烷的结构与乙烷相似，为分子晶体，故A正确；B.氨硼

烷能形成分子间氢键，其沸点比乙烷高，故B正确；C.氨硼烷和水分子间形成

氢键，氨硼烷能溶于水，故C错误；D.氨硼烷是有效、安全的储氢材料，加热

硼烷氨时，它首先会聚合成(NH2BH2%，如果继续加热，再继续聚合成(NHBH%,

所以加热时可缓慢释放出H2,故D正确；选C。

2.下列说法错误的是()

A.分子晶体中一定存在分子间作用力，不一定存在共价键

B.原子晶体中只含有共价键

C.任何晶体中，若含有阳离子就一定含有阴离子

D.单质的晶体中一定不存在离子键

【答案】C

【解析】分子晶体中一定存在分子间作用力，不一定存在共价键，如稀有气

体是单原子分子，没有化学键，故A正确；相邻原子之间只通过强烈的共价键

结合而成的空间网状结构的晶体叫作原子晶体，原子晶体中只含有共价键，故B

正确；金属晶体中，含有阳离子却不含有阴离子，故C错误；金属单质中只有

金属键，非金属单质中可能存在共价键，单质的晶体中一定不存在离子键，故D

正确。

3.根据下表中给出的有关数据，判断下列说法错误的是（）

A1C13SiC14晶体硼金刚石晶体硅

熔点/℃190-682300>35501415

沸点/七17857255048272355

A.SiC14是离子晶体

B.晶体硼是原子晶体

C.A1C13是分子晶体，加热能升华

D.金刚石中的C-C键比晶体硅中的Si—Si键强

【答案】A

【解析】SiC14、AlCb的熔、沸点低，都是分子晶体，A1C13的沸点低于其熔

点，即在未熔化的温度下它就能汽化，故AlCb加热能升华，故A错误，C正确;

晶体硼的熔、沸点高，所以晶体硼是原子晶体，B正确；由金刚石与晶体硅的熔、

沸点相对高低可知：金刚石中的C-C键比晶体硅中的Si—Si键强。

4.金晶体是面心立方最密堆积，已知立方体的每个面上5个金原子紧密堆

积，金原子半径为rcm,则金晶体的空间利用率为（）

44x%

371

A.诋X100%B.*100%

4x%4x*

C.^-xlOO%D.赤<100%

【答案】B

【解析】面心立方最密堆积原子在晶胞中的位置关系如图。金晶体为面心立

方最密堆积，则晶胞面对角线为金原子半径的4倍，金原子半径为rem,则晶

胞的边长为4rx孚cm=2业cm,每个金晶胞中含有4个原子，则金原子总体

44x铲r3

积为4x3FcnP,金晶胞体积为(26rcm)3,故空间利用率为花^y7x100%=

4亭

*X100%。

5.以晶胞参数为单位长度建立的坐标系可以表示晶胞中各原子的位置，称

作原子分数坐标。氧化银原子分数坐标参数A为(0,0,0),B为(1,1,1),则

C的坐标参数为()

1I111

z-Xz11uz1z-1

(l11(2-1(2-

A.\T?B.\\D.\T，5)

【答案】D

【解析】由氧化银原子分数坐标参数A为(0,0,0)和B为(1,1,1)可知,

晶胞的边长为1,由晶胞结构可知，C点位于右侧正方形的面心，则C的坐标参

数为(1,1)0

6.下列说法错误的是()

A.干冰是二氧化碳固体，干冰晶体中二氧化碳的配位数是12

B.新戊烷［(CHJC］分子中5个碳原子形成的空间构型是为正四面体形

C.C3O2分子中不含环状结构且每个原子均满足8电子稳定结构，C3O2分

子中。键和兀键的个数比为1:1

D.分子晶体中，共价键的键能越大，熔、沸点越高

【答案】D

【解析】A.顶点和面心的二氧化碳距离最近，干冰中CO2分子的配位数为

12,故A正确；B.新戊烷［(CHJC］分子中5个碳原子类似甲烷中四个氢原子被

四个甲烷取代，因此形成的空间构型是正四面体形，故B正确；C.二氧化三碳

(C3O2)分子中不含环状结构且每个原子均满足8电子稳定结构，其结构式为。=

C=C=C=O,单键为◎键，双键含有1个。键、1个兀键，故分子中。键与兀键

的个数比为1:1,故C正确；D.分子晶体中，物质的熔沸点主要是看分子间作

用力的大小，与共价键的键能无关，故D错误。答案选D。

7.镁单质及其化合物用途广泛，某镁硼化合物的晶胞结构如图所示。B原

子独立为一层，具有类似石墨的结构。六棱柱底边边长为acm,高为ccm,阿伏

伽德罗常数的值为NA。下列说法错误的是

A.该化合物的化学式为MgB?

B.该晶胞中Mg的配位数为12

C.每个B原子周围都有2个与之等距离且最近的B原子

92

D.该晶体的密度为G/a2c

【答案】C

【解析】A.1个晶胞含有Mg原子数是12xg+2x：=3、B原子数是6,该化

合物的化学式为M©2,故A正确；B.依据晶胞面心的Mg原子分析，其上层、

下层各有6个B原子，所以该晶胞中Mg的配位数为12,故B正确；C.根据

图示，每个B原子周围都有3个与之等距离且最近的B原子，故C错误；D.晶

厂厂24x3+11x6_

胞的体积为acmx-^acmxccmx3=3^a2ccm3,该晶体的密度为362NT

22-^-aCXNA

92

行募gW,故D正确；选C。

8.下列叙述中错误的是

A.由于氢键的存在，冰能浮在水面上；由于乙醇与水间有氢键的存在，水

与乙醇能互溶

B.金刚石、NaF、NaCl、氏0、H2s晶体的熔点依次降低

C.分子晶体中都存在共价键

D.CaTiO3晶体中（晶胞结构如图所示）每个如+和12个CP湘邻

【答案】C

【解析】A.冰中分子排列有序，含有氢键数目增多，使体积膨胀，密度减

小，所以冰能浮在水面上，是氢键的原因，由于乙醇与水间有氢键的存在，水与

乙醇能互溶，A正确；B.金刚石属于原子（共价）晶体，熔点最高，NaF、NaCl

属于离子晶体，氟离子比较大于氯离子比较，故NaF的晶格能大于NaCl,则N

aF的熔点更高，丛0、H2s都属于分子晶体，水分子之间存在氢键，熔点较高,

熔点原子晶体,离子晶体〉分子晶体，故金刚石、NaF、NaCkH2O、H2S晶体的

熔点依次降低，B正确；C.分子晶体中不一定都存在共价键，如稀有气体为分

子晶体，但不存在化学键，C错误；D.CaTiCh晶体中（晶胞结构如图所示）以顶

点Ti，+研究，与之最近的。2-位于面心上，每个Ti，+为12个面共用，故每个Ti3+

和12个。2-相邻,D正确。

9.磷钮矿是提取钮的重要矿物原料，某磷钮矿的四方晶胞如图所示。下列

说法正确的是

A.该晶体的化学式为Y2P04

B.P0：中磷原子采用sp3杂化

C.距离钮原子为也a的P0；有6个

2

D.晶胞参数a等于铝和磷酸根直径之和

【答案】B

【解析】A.从磷钮矿的四方晶胞图示可知，P0；分处在六个面和四条棱上,

属于该晶胞的个数有6j4.4,Y分处在八个顶点、四个侧面和体心，属于

该晶胞的个数有8X：+4X：+1=4,该晶体的晶胞中Y和P0：个数比是1:1,故其

o2

化学式为YPO4,A错误;B.PO：中磷原子作为中心原子，其价电子对数为受=4,

故其采用sp3杂化，B正确；C.该四方晶胞参数为a,Y原子在顶点位置，距离

钮原子为正a的P0；处在面心位置，从图中可知，在一个晶胞中，一个顶点所

2

在的三个面只有一个面心有POL一个顶点属于八个晶胞，一个面心PO；属于

两个晶胞，故距离忆原子为的P0,有|=4个，C错误；D.从图中分析，

以面上P0：和Y原子连线平行于棱，两微粒均在面内可知，其直径之和比棱长

小，即晶胞参数a大于铝和磷酸根直径之和，D错误。

10.(1)金属钛有两种同素异形体，常温下是六方堆积，高温下

是体心立方堆积。如图所示是钛晶体的一种晶胞，晶胞参数。=0.2

95nm,c=0.469nm,则该钛晶体的密度为g-cm

NA表示阿伏加德罗常数的值，列出计算式即可)。

(2)Ti的某氧化物和CaO相互作用能形成钛酸盐的晶胞结构如<4^

图所示(Ti4+位于立方体的顶点，Ca2+处于立方体的中心)。该晶体中,

Ti”和周围________个。2-紧相邻；若该晶胞的密度为dgem、，

则钛氧键的键长为pm(用含NA的代数式表示)。

(3)NiAs的晶胞结构如图所示。

①银离子的配位数为o

②若阿伏加德罗常数的值为NA,晶体密度为°gem、，则该晶

胞中最近的碑离子之间的距离为pm。

6x48__________

【答案】

X2.95X10~82X4.69X10-8/VA

Q)12瑞需多训

⑶①4^^\/WX1010

【解析】⑴每个晶胞含Ti原子数为12x；+3+2x]=6,晶胞的质量是哈

ON/VA

g，晶胞的体积是超%(2.95x108)2X4.69xlO-8cm\根据〃=£=

__________6x48__________

g-cm3

里x2.95x10-82X4.69X10-8^A0

(2)由晶胞结构图可知，体心为Ca2+,面心为。2一，该晶体中每个顶点Ti4+

与面心的。2相邻，每个顶点为8个晶胞共用，每个面为2个晶胞共用，晶体中

■周围紧相邻的。2-数目为3x8x*12；如图晶胞中Ti4+个数为8x1=l,Ca2+

ZO

136

INA

个数为O?一个数为6x-=3,令晶胞边长为Xpm,p=飞、则d=.103-x

4V人v入i1nU

则钛氧键的键长为孚xlOiOpm。

(3)该晶胞中含有的Ni3+数目为《x8+皋6=4,含有的As3-数目为4,由图可

OZ

知碑离子的配位数为4,则镇离子的配位数也为4；设其棱长为。cm,其质量为

号》g,所以。=:咫穿，而As3-位于其(晶胞的体心，两个As3一间的距离

/VA"/VAO

相当于面对角线的一半，即为半，啜＜Oiopm。

乙\lZzxVA

11.(1)某磷青铜晶胞结构如图所示。

①则其化学式为O

②该晶体中距离Cu原子最近的Sn原子有个，这些Sn原子所呈现

的构型为o

③若晶体密度为8.82g-cm3,最近的Cu原子核间距为pm(用含N

A的代数式表示)。

(2)NaCl晶体在50〜300GPa的高压下和02反应，可以形成一种新晶体,

其立方晶胞如图所示（大球为Cl,小球为Na）。

①若A的原子坐标为（0,0,0）,B的原子坐标为（,，0,』），则C的原

24

子坐标为O

②晶体中，C1构成的多面体包含个三角形的面，与C1紧邻的Na

个数为o

③已知晶胞参数为apm,阿伏加德罗常数的值为NA,则该晶体的密度为—

g-cm_3（列出计算式）。

【答案】（1）①SnCu3P②4正方形③力点笈

Z\1/VA^O.OZ

⑵①（1，5，g）②204（3）^xlO30

【解析】（1）①根据晶胞结构可知，每个晶胞中含有的Sn原子个数=8xJ=l,

Cu原子个数=6x^=3,P位于体心，原子个数为1个，则其化学式为SnCinP。

②该晶体中距离Cu原子最近的Sn原子有4个，位于面的4个顶点上，因此这

些Sn原子所呈现的构型为正方形。③根据晶胞结构可知，最近的Cu原子核间

距为面对角线的一半，晶胞的边长是靠乐xioiopm,所以最近的Cu原子

\l1VAXO.OZ

核间距为当X茨/xio"pm。

Z/VA^O.OZ

（2）①根据几何关系，C原子位于立方体的右侧面上，高度为立方体高度的

31

一半，坐标应为（1,-）；②该晶胞中，。构成的多面体共有12个顶点，

42

每个顶点为5个三角形共用，每个三角形平均占用3x：I='3个顶点，因此共包含竽12

5

=20个三角