3.1.2 晶体（二）晶胞、晶胞参数、晶胞坐标、密度-2-3课时 高二下学期化学人教版选择性必修2

第一节

物质的聚集状态与晶体的常识第三章晶体结构与性质高二—人教版—化学—选必二P73—笔记P542025-2026学年第二学期第2课时

晶体的常识2026.3.6高二—人教版—化学—选必二P73—笔记P71一.晶胞2.晶胞和晶体的关系：1.概念：晶胞是晶体结构中最小的基本重复单元。常规的晶胞都是平行六面体，整块晶体可以看作是数量巨大的晶胞“无隙并置”而成。(1)“无隙”是指相邻晶胞之间没有任何间隙。(2)“并置”是指所有晶胞都是平行排列的，取向相同。(3)所有晶胞的形状及其内部的原子种类、个数及几何排列(包括取向)是完全相同的。Q1：左图结构是否为晶胞？难以无隙并置排列，不是晶胞一.晶胞3.晶胞的判断8个顶角相同三套各4根平行棱分别相同三套各两个平行面分别相同的最小平行六面体。①图b为Ge晶胞中部分Ge原子被Hg和Sb取代后形成的一种单元结构，它____晶胞单元，理由__________________________。

Q1：观察铜晶胞，分析有顶角数目、平行棱几套、平行面几套？？一.晶胞4.晶胞中粒子数目的计算——均摊法Q2：铜晶胞中何种微粒？微粒的位置？微粒间力？一个铜晶胞含有微粒的数目？顶角：8个，面心6个，金属键。8×1/8+6×1/2=4个①Cl-位于_____和_____，共有___个。②Na+位于_____和_____，共有___个。顶角面心4棱上体心4Q3：确定该晶体的化学式？最简整数比：N(Na+)：N(Cl-)=4：4=1：1，化学式为NaCl（电负性大的写左边）√练习.科学家发现一种由钛原子和碳原子构成的气态团簇分子，如图所示。顶角和面心的原子是钛原子，棱的中心和体心的原子是碳原子，则它的化学式是A.TiC B.Ti6C7

C.Ti14C13 D.Ti13C14《学习笔记P54》4.晶胞中粒子数目的计算——均摊法一.晶胞顶角：1/8棱上：1/4面心：1/2晶胞内：1一.晶胞Q4：下列晶胞中何种微粒？微粒的位置？微粒间力？一个晶胞含有原子的数目？1.微粒2.微粒位置3.微粒间作用力4.晶胞含有原子的数目钠原子体心、顶角金属键1+8×1/8=2锌原子顶角、体内金属键1+8×1/8=2I2分子顶角、面心范德华力2×(8×1/8+6×1/2)碳原子顶角、面心，体内共价键8×1/8+6×1/2+4一.晶胞《学习笔记P56》Q5：NaCl晶胞如图所示，晶胞棱长(晶胞参数）anm，NaCl的摩尔质量为Mrg·mol-1，阿伏伽德罗常数为NA。晶胞中体积较小的为____，体积较大的为____，NaCl晶体的密度为：______g·cm-3Na+Cl－NaCl晶胞Na+个数：12×1/4+1=4Cl－个数：8×1/8+6×1/2=4二.晶体结构的分析及相关计算晶体密度Vmρ＝晶胞质量：m＝N·MNAMrM＝ρ＝N·MNA·V＝4×MrNA·a3×1021g·cm-31、计算公式[方法]：①先确定一个晶胞中微粒个数N（均摊法）②再确定一个晶胞中微粒的总质量③最后求晶胞的密度

计算晶胞棱长时，pm、nm与cm之间的换算：1pm＝10－10cm＝10－12m，1nm＝10－7cm＝10－9m。

单位：g·cm－3晶胞密度：二.晶体结构的分析及相关计算晶体密度二.晶体结构的分析及相关计算晶体密度②图c为X的晶胞，X的晶体中与Hg距离最近的Sb的数目为____；该晶胞中粒子个数比Hg∶Ge∶Sb=________。

41∶1∶2③设X的最简式的式量为Mr，则X晶体的密度为___________g·cm-3(列出算式)。

2.如图是Fe单质的晶胞模型。已知晶体密度为dg·cm−3，铁原子的半径为_______________nm(用含有d、NA的代数式表示)。

二.晶体结构的分析及相关计算晶体密度2.[2024·甘肃，15(5)节选]某含钙化合物的晶胞结构如图甲所示，晶胞参数a≠c，α=β=γ=90°。图丙中Ca与N的距离为

pm；化合物的化学式是

，其摩尔质量为Mg·mol-1，阿伏加德罗常数的值是NA，则晶体的密度为

g·cm-3(列出计算表达式)。

Ca3N3B

3.常见晶胞密度的计算类型粒子数晶胞边长(a)与原子半径(r)的关系密度简单立方体体心立方体面心立方体124a=2r二.晶体结构的分析及相关计算晶体密度二.晶体结构的分析及相关计算晶体密度二.晶体结构的分析及相关计算分数坐标3）特殊位置原子的分数坐标金刚石晶胞ABCDx轴y轴z轴A(1/4，3/4，1/4)B(3/4，1/4，1/4)C(1/4，1/4，3/4)D(3/4，3/4，3/4)二.晶体结构的分析及相关计算化学式________原子S和原子T的距离________Ca2+配位数？F-配位数？84配位数的定义：晶体环境中某个微粒周围最近的微粒数。相关因素：（1）几何因素：与中心原子的半径大小相关。（2）电荷因素：与阴阳离子所带电荷数有关。二.晶体结构的分析及相关计算配位数(3)每个氧离子周围与它最近且相等距离的氧离子有多少个？(4)每个钛离子周围与它最近且相等距离的氧离子(配位数)有多少个？(5)每个钛离子周围与它最近且相等距离的钙离子有多少个？二.晶体结构的分析及相关计算(4)[2024·上海，8(4)]已知Al2Br6的晶胞如图5所示(已知结构为平行六面体，各棱长不相等，Al2Br6在棱心)，该晶体中，每个Al2Br6，距离其最近的Al2Br6有

个。

4(1)(2024·湖北，11B)

图1中Au的配位数是

。

12(2)[2024·北京，15(3)①]灰锡(图2所示)中每个Sn原子周围与它最近且距离相等的Sn原子有

个。4(3)(2024·甘肃，12D)β⁃MgCl2晶体中，多个晶胞无隙并置而成的结构如图3所示，其中部分结构显示为图4，Mg2+离子的配位数为

。

6图4图5图6《学习笔记P83》①晶体学中的配位数是指晶体中一个粒子周围最近且等距的其他粒子数目。②离子晶体中的配位数是指一个离子周围最近且等距的异电性离子数目。③金属晶体中的配位数是指一个金属原子周围最近且等距的金属原子数目④配合物中的配位数是指直接同中心离子(或原子)配位的原子数目。1、配位数的定义：晶体环境中某个原子周围最近的其它原子数。相关因素：（1）几何因素：与中心原子的半径大小相关。（2）电荷因素：与阴阳离子所带电荷数有关。若阴阳离子个数相等，如MgO、NaCl，则其配位数之比为1：1；若不相等，如CaF2，Ca2+的配位数：F-的配位数=2：1，电荷高的配位数大。①先确定观察中心原子，观察一个晶胞，再向空间延伸②晶胞中不同原子的配位数之比等于该晶胞（化学式）中原子个数的反比。二.晶体结构的分析及相关计算配位数二.晶体结构的分析及相关计算配位数2、常见晶胞的配位数NaCl晶胞结构——简单立方体(1)每个Na+周围等距且紧邻的

Cl-有

个，构成

，Na+的配位数为

。

每个

Cl-周围等距且紧邻的

Na+有

个，构成

，Cl-的配位数为

。(2)每个Na+周围等距且紧邻的Na+有

个。每个Cl-周围等距且紧邻的Cl-有

个。配位数：6661266正八面体正八面体122、常见晶胞的配位数CsCl晶胞结构——体心立方（1）每个Cs+周围等距且紧邻的Cl-

有

个，Cs+的配位数为

。（2）每个Cl-

周围等距且紧邻的Cs+有

个，Cl-的配位数为

。配位数：8888（3）每个Cl-周围等距且紧邻的Cl-有

个。每个Cl-周围等距且紧邻的Cl-有

个。（上下、左右、前后）866二.晶体结构的分析及相关计算配位数2、常见晶胞的配位数干冰晶胞结构——面心立方1.8个CO2分子位于立方体顶点，6个CO2分子位于立方体面心。2.在每个CO2周围等距离且相距最近的CO2共有12个。3.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。二.晶体结构的分析及相关计算配位数2、常见晶胞的配位数CaF2晶胞结构

氟化钙结构又称萤石型结构，属等轴晶系，面心立方结构。氟化钙是AB2型离子晶体。其中阳离子(Ca2+)呈面心立方密堆积，阴离子(F-)填充在四面体空隙中。（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）F-周围最近的F-:6个（上下、左右、前后），Ca2+周围最近的Ca2+:12个（构成面心立方）8844二.晶体结构的分析及相关计算配位数1.硅化镁是一种窄带隙n型半导体材料，在光电子器件、能源器件、激光、半导体制造等领域具有重要应用前景。硅化镁的晶胞参数a＝0.6391nm，属于面心立方晶胞，结构如图所示。Si原子的配位数为________。82、某晶体结构模型如图所示。该晶体的化学式是__________，在晶体中1个Ti原子、1个Co原子周围距离最近的O原子数目分别为___个、____个。CoTiO36

12

3、CaTiO3的晶胞如图所示，Ca2＋的配位数是______。12二.晶体结构的分析及相关计算配位数M(,,)121212A(0,,)1212B(,0,)1212C(1,,)1212D(,1,)1212E(

,,1)1212F(

,,0)12123）特殊位置原子的坐标参数二.晶体结构的分析及相关计算分数坐标二.晶体结构的分析及相关计算分数坐标3）特殊位置原子的坐标参数金刚石晶胞ABCDx轴y轴z轴A(1/4，3/4，1/4)B(3/4，1/4，1/4)C(1/4，1/4，3/4)D(3/4，3/4，3/4)二.晶体结构的分析及相关计算化学式________原子S和原子T的距离________二.晶体结构的分析及相关计算晶胞投影

⑴简单立方投影xyz①x、y平面上（沿着z轴）的投影图光或眼睛123456781、23、45、67、8眼睛②沿着体对角线（3、8球）的投影图13854726二.晶体结构的分析及相关计算晶胞投影二.晶体结构的分析及相关计算晶胞投影⑵体心立方投影xyz光或眼睛123456789①x、y平面上（沿着z轴）的投影图1、23、45、67、89眼睛②沿着体对角线（3、8球）的投影图138547269⑶面心立方投影xyz光或眼睛1234567891011121314①x、y平面上（沿着z轴）的投影图1、23、45、67、8111214139