SiO2 (1)每個Si與4個O以共價鍵結(jié)合，形成正四面體結(jié)構(gòu) (2)每個正四面體占有1個Si，4個“O”，因此二氧化硅晶體中Si與O的個數(shù)比為1∶2 (3)最小環(huán)上有12個原子，即6個O，6個Si (4)ρ= g·cm-3
SiC、BP、 AlN (1)每個原子與另外4個不同種類的原子形成正四面體結(jié)構(gòu) (2)密度：ρ(SiC)= g·cm-3；ρ(BP)= g·cm-3；ρ(AlN)= g· cm-3
2.常見分子晶體結(jié)構(gòu)的分析
晶體 晶胞結(jié)構(gòu) 結(jié)構(gòu)分析(a/cm為晶胞邊長，NA為阿伏加德羅常數(shù)的值)
干冰 (1)8個CO2分子占據(jù)立方體頂角且在6個面的面心又各有1個CO2分子 (2)每個CO2分子周圍緊鄰的CO2分子有12個 (3)ρ= g·cm-3
白磷 ρ= g·cm-3
3.常見離子晶體結(jié)構(gòu)的分析
晶體 晶胞結(jié)構(gòu) 結(jié)構(gòu)分析(a/cm為晶胞邊長，NA為阿伏加德羅常數(shù)的值)
NaCl (1)在晶體中，每個Na+同時吸引6個Cl-，每個Cl-同時吸引6個Na+，配位數(shù)為6。每個晶胞含4個Na+和4個Cl- (2)在每個Cl-周圍最近且等距離(a cm)的Cl-有12個，在每個Cl-周圍最近且等距離(a cm)的Na+有6個 (3)ρ= g·cm-3
CsCl (1)在晶體中，每個Cl-吸引8個Cs+，每個Cs+吸引8個Cl-，配位數(shù)為8。每個晶胞含1個Cs+和1個Cl- (2)在每個Cs+周圍最近且等距離(a cm)的Cl-有8個，在每個Cl-周圍最近且等距離(a cm)的Cl-有6個 (3)ρ= g·cm-3
CaF2 (1)Ca2+的配位數(shù)為8，F(xiàn)-的配位數(shù)為4，每個晶胞含4個Ca2+、8個F- (2)與F-緊鄰的4個Ca2+構(gòu)成一個正四面體 (3)F-與Ca2+之間最短的距離為晶胞體對角線長的 (4)ρ= g·cm-3
(1)Na2S的晶胞如圖1所示，設(shè)S2-的半徑為r1 cm，Na+半徑為r2 cm。試計算Na2S晶體的密度為　　　　　　(阿伏加德羅常數(shù)的值用NA表示，寫出表達(dá)式，不用化簡)。
(2)Na3OCl是一種良好的離子導(dǎo)體，其晶胞結(jié)構(gòu)如圖2所示。已知：晶胞參數(shù)為a nm，密度為d g·cm-3。
①Na3OCl晶胞中，Cl-位于各頂角位置，Na+位于　　位置，兩個Na+之間的最短距離為　　　 nm。
②用a、d表示阿伏加德羅常數(shù)的值NA=　　　　(列計算式)。
答案　(1) g·cm-3
(2)①面心　a?、?br/>解析　(1)在每個晶胞中含有Na+的數(shù)目為8，S2-的數(shù)目為8×+6×=4，由題圖可知，(r1+r2)cm為晶胞的體對角線的，則晶胞的邊長為(r1+r2) cm，晶體的密度ρ== g·cm-3。(2)①1個Na3OCl晶胞中白球個數(shù)為6×=3，灰球個數(shù)為8×=1，黑球個數(shù)為1，根據(jù)Na3OCl的化學(xué)式，可判斷Na+應(yīng)為白球，處在晶胞結(jié)構(gòu)的面心，Na+之間的最短距離為晶胞結(jié)構(gòu)中兩個面心的距離，即a nm。②已知：晶胞參數(shù)為a nm，密度為d g·cm-3，則d g·cm-3=，解得NA=。
課時對點(diǎn)練　［分值：100分］
　　　　　　　　　　　　　　　　 (選擇題1~10題，每小題7分，共70分)
題組一　晶體結(jié)構(gòu)的計算
1.如圖所示是氯化銨晶體的晶胞，已知晶體中2個最近的N中心間的距離為a cm，氯化銨的摩爾質(zhì)量為M g·mol-1，NA為阿伏加德羅常數(shù)的值，則氯化銨晶體的密度(g·cm-3)為 (　　)
A. B.
C. D.
答案　B
解析　1個晶胞中含有1個Cl-，8×=1個N，則1個晶胞中含有1個NH4Cl。1個NH4Cl的質(zhì)量m= g，晶胞體積V=a3 cm3，則密度ρ===g·cm-3。
2.根據(jù)如圖幾種晶體結(jié)構(gòu)，下列說法錯誤的是 (　　)
A.鈦酸鈣的化學(xué)式為CaTiO3
B.在金剛石晶體中，碳原子與碳碳鍵(C—C)數(shù)目之比為1∶2
C.硒化鋅晶胞中與一個Se2-距離最近且相等的Se2-有8個
D.CaF2中F-與距離最近的Ca2+所形成的鍵的夾角為109°28'
答案　C
解析　由鈦酸鈣的晶胞可知，Ca的數(shù)目：8×=1，Ti的數(shù)目：1，O的數(shù)目：6×=3，所以鈦酸鈣的化學(xué)式為CaTiO3，故A正確；金剛石中1個C原子連接4個碳原子形成4個C—C，1個C—C被兩個碳原子共有，因此C原子與C—C數(shù)目之比是1∶2，故B正確；硒化鋅晶胞中，與一個Se2-距離最近且相等的Se2-有12個，故C錯誤；由氟化鈣的晶胞可看出一個F與4個Ca可以形成正四面體結(jié)構(gòu)，鍵角為109°28'，故D正確。
題組二　常見晶體結(jié)構(gòu)的比較與分析
3.金屬晶體和離子晶體是重要的晶體類型。下列關(guān)于它們的說法正確的是 (　　)
A.隨核電荷數(shù)的增加，堿金屬單質(zhì)的熔點(diǎn)逐漸增大
B.在鋅晶體中，1個Zn2+只與2個自由電子存在強(qiáng)烈的相互作用
C.離子晶體中的化學(xué)鍵很難斷裂，因此離子晶體具有延展性
D.NaCl晶體中離子鍵比MgO晶體中離子鍵弱
答案　D
解析　堿金屬單質(zhì)隨核電荷數(shù)的增加熔點(diǎn)逐漸降低，A說法錯誤；在鋅晶體中，自由電子屬于整個晶體，B說法錯誤；NaCl晶體中Na+、Cl-的半徑分別大于Mg2+、O2-的半徑，且所帶的電荷數(shù)少，則NaCl晶體中離子鍵比MgO晶體中離子鍵弱，D說法正確。
4.如圖是石墨、足球烯(C60)、金剛石三種晶體的結(jié)構(gòu)示意圖，下列說法正確的是 (　　)
A.這三種物質(zhì)是碳的同分異構(gòu)體，燃燒產(chǎn)物相同
B.這三種物質(zhì)熔化時，克服的粒子間作用力完全相同
C.等物質(zhì)的量的石墨、金剛石所含的C—C數(shù)目之比為3∶4
D.已知C(s，石墨)===C(s，金剛石)　ΔH=+1.9 kJ·mol-1，則金剛石比石墨穩(wěn)定
答案　C
解析　石墨、足球烯(C60)、金剛石互為同素異形體，燃燒產(chǎn)物相同，故A錯誤；石墨是混合型晶體，熔化時破壞共價鍵和分子間作用力，足球烯屬于分子晶體，熔化時破壞分子間作用力，金剛石是共價晶體，熔化時破壞共價鍵，故B錯誤；石墨中每個C形成3個共價鍵，金剛石中每個C形成4個共價鍵，則等物質(zhì)的量的石墨、金剛石所含的C—C數(shù)目之比為3∶4，故C正確；已知C(s，石墨)===C(s，金剛石)　ΔH=+1.9 kJ·mol-1，說明等量的兩種物質(zhì)，石墨具有的能量更低，所以石墨比金剛石穩(wěn)定，故D錯誤。
5.下列關(guān)于晶體結(jié)構(gòu)和性質(zhì)的敘述錯誤的是 (　　)
A.在CsCl晶體中，Cs+的配位數(shù)為6
B.在NaCl晶體中，Na+填充在Cl-形成的正八面體空隙中
C.在干冰晶體中存在范德華力和共價鍵
D.在二氧化硅晶體中，平均每個Si原子形成4個Si—O
答案　A
解析　Cl-形成正八面體空隙，故Na+填充在Cl-形成的正八面體空隙中，故B正確；干冰分子之間存在范德華力，分子內(nèi)存在共價鍵，故C正確；在二氧化硅晶體中，平均每個Si原子形成4個Si—O共價單鍵，故D正確。
6.如圖分別是氯化鉀晶體和干冰晶體的晶胞結(jié)構(gòu)示意圖。下列說法正確的是 (　　)
A.兩種晶體熔化時克服的作用力相同
B.構(gòu)成兩種晶體的微粒均是原子
C.二者的硬度和熔、沸點(diǎn)差別較大
D.兩種晶體均屬于離子晶體
答案　C
解析　KCl為離子晶體，熔化時克服的是離子鍵，干冰為分子晶體，熔化時克服的是分子間作用力，A、D錯誤；構(gòu)成KCl晶體的微粒是陰、陽離子，構(gòu)成干冰晶體的微粒是分子，B錯誤；離子晶體的硬度和熔、沸點(diǎn)較大，分子晶體的硬度和熔、沸點(diǎn)較小，C正確。
7.(2023·廣東佛山期中)如圖為幾種晶體或晶胞的結(jié)構(gòu)示意圖。 下列說法錯誤的是 (　　)
A.18 g冰晶體中含有2 mol氫鍵
B.在金剛石晶體中，碳原子與碳碳鍵個數(shù)之比為1∶2
C.碘單質(zhì)是分子晶體，碘單質(zhì)在CCl4中比在水中溶解度更大
D.金剛石、MgO、碘單質(zhì)三種晶體的熔點(diǎn)順序?yàn)镸gO>金剛石>碘單質(zhì)
答案　D
解析　由圖可知，1個水分子能形成4個氫鍵，每個氫鍵為2個水分子所共有，每個水分子含有4×=2個氫鍵，所以18 g冰晶體中含有氫鍵的物質(zhì)的量為 ×2=2 mol，故A正確；由晶胞結(jié)構(gòu)可知，在金剛石晶體中，每個碳原子與4個碳原子形成共價鍵，每個共價鍵為2個碳原子所共有，每個碳原子形成的共價鍵為4× =2個，則碳原子與碳碳鍵個數(shù)之比為1∶2，故B正確；碘單質(zhì)是非極性分子形成的分子晶體，在非極性有機(jī)溶劑中的溶解度大于在極性溶劑水中的溶解度，故C正確；金剛石是共價晶體，熔點(diǎn)高于離子晶體氧化鎂，故D錯誤。
8.(2023·杭州高二期末)硅材料在工業(yè)生產(chǎn)中具有重要的應(yīng)用，下列說法正確的是 (　　)
A.熔、沸點(diǎn)：金剛石B.SiC中Si原子的配位數(shù)為4
C.Si12與單晶硅互為同分異構(gòu)體
D.1 mol SiO2中含有2 mol Si—O
答案　B
解析　金剛石和SiC均為共價晶體，原子半徑越小，共價鍵鍵能越大，共價晶體的熔、沸點(diǎn)越高，原子半徑： C SiC，故A錯誤；碳化硅晶體中每個Si原子連接4個C原子，則SiC中Si原子的配位數(shù)為4，故B正確；Si12與單晶硅是同種元素形成的不同單質(zhì)，互為同素異形體，故C錯誤；二氧化硅晶體中每個Si原子連接4個O原子，形成4個Si—O，則1 mol SiO2中含有4 mol Si—O，故D錯誤。
9.某合金的立方晶胞結(jié)構(gòu)如圖。已知：Cd位于頂角和面心，Te位于金屬原子構(gòu)成的四面體空隙中，晶胞參數(shù)是a pm，NA表示阿伏加德羅常數(shù)的值。下列說法不正確的是 (　　)
A.該合金的化學(xué)式為MnCdTe2
B.距離最近的Cd與Te的距離是a pm
C.晶胞中四面體空隙的占有率為100%
D.該晶體的摩爾體積Vm=m3·mol-1
答案　C
解析　根據(jù)題意可知，一個晶胞中Cd原子數(shù)目為8×+2×=2，Te原子數(shù)目為4，Mn原子數(shù)目為4×=2，則Mn、Cd、Te原子數(shù)目之比為2∶2∶4=1∶1∶2，因此該合金的化學(xué)式為MnCdTe2，故A正確；Cd原子與Te原子的最短距離為晶胞體對角線的，晶胞參數(shù)是a pm，體對角線長度是a pm，則距離最近的Cd與Te的距離是a pm，故B項(xiàng)正確；根據(jù)立體幾何可知，晶胞中四面體空隙的占有率小于100%，故C項(xiàng)錯誤。
10.(2024·大連高二月考)磷化硼(BP)是一種半導(dǎo)體材料，熔點(diǎn)：1 100 ℃，其結(jié)構(gòu)與氮化硼相似，晶胞結(jié)構(gòu)如圖1，下列說法正確的是 (　　)
A.熔點(diǎn)：BP>BN
B.晶體中P周圍距離最近且相等的P有8個
C.若圖中①處磷原子分?jǐn)?shù)坐標(biāo)為(0，0，0)，則②處的B原子分?jǐn)?shù)坐標(biāo)為(，，)
D.磷化硼晶胞在y軸方向的投影圖為圖2
答案　D
解析　磷化硼(BP)結(jié)構(gòu)與氮化硼相似，均為共價晶體，N原子半徑小，B—N鍵長短，鍵能大，故BN熔點(diǎn)高，A錯誤；若圖中①處磷原子分?jǐn)?shù)坐標(biāo)為(0，0，0)，將晶胞均分為8個小立方體，則②處的B原子在前左下角小立方體體心的位置，分?jǐn)?shù)坐標(biāo)為(，，)，C錯誤；磷化硼晶胞中頂角和面心全部為P原子，在y軸方向的投影落在頂角和棱心；4個小立方體體心位置為B原子，在y軸方向的投影均勻落在內(nèi)部，在y軸方向的投影圖為圖2，D正確。
11.(8分)［2020·山東，17(4)］以晶胞參數(shù)為單位長度建立的坐標(biāo)系可以表示晶胞中各原子的位置，稱作原子的分?jǐn)?shù)坐標(biāo)。四方晶系CdSnAs2的晶胞結(jié)構(gòu)如圖所示，晶胞棱邊夾角均為90°，晶胞中部分原子的分?jǐn)?shù)坐標(biāo)如表所示。
　　坐標(biāo) 原子　　 x y z
Cd 0 0 0
Sn 0 0 0.5
As 0.25 0.25 0.125
　
一個晶胞中有　　　　個Sn，找出距離Cd(0，0，0)最近的Sn　　　　(用分?jǐn)?shù)坐標(biāo)表示)。CdSnAs2晶體中與單個Sn鍵合的As有　　　　　個。
答案　4　(0.5，0，0.25)、(0.5，0.5，0)　4
解析　由題給原子的分?jǐn)?shù)坐標(biāo)和晶胞圖可知，小白球表示的是Sn原子，Sn原子位于面上和棱上，因此一個晶胞中含Sn原子個數(shù)為6×+4×=4。由Sn和As的原子分?jǐn)?shù)坐標(biāo)可知，x、y軸上a pm長的分?jǐn)?shù)坐標(biāo)為1，z軸上2a pm長的分?jǐn)?shù)坐標(biāo)為1。小黑球表示的是Cd原子，與Cd(0，0，0)最近的Sn有兩個，其分?jǐn)?shù)坐標(biāo)分別為(0.5，0，0.25)和(0.5，0.5，0)。大灰球表示的是As原子，每個Sn周圍與Sn等距離的As原子有4個，即與單個Sn鍵合的As有4個。
12.(12分)如圖為CaF2、H3BO3(層狀結(jié)構(gòu)，層內(nèi)的H3BO3分子通過氫鍵結(jié)合)、金屬銅三種晶體(或晶胞)的結(jié)構(gòu)示意圖，請回答下列問題：
(1)圖Ⅰ所示的CaF2晶胞中與Ca2+最近且等距離的F-數(shù)為　　　　，圖Ⅲ中一個銅原子周圍緊鄰的銅原子數(shù)為　　　　。
(2)圖Ⅱ所示的物質(zhì)結(jié)構(gòu)中最外能層已達(dá)8電子結(jié)構(gòu)的原子是　　　　，H3BO3晶體中B原子個數(shù)與極性鍵個數(shù)之比為　　　　。
(3)三種晶體中熔點(diǎn)最低的是　　　　，其晶體受熱熔化時，克服的微粒之間的相互作用為　　　　。
答案　(1)8　12　(2)O　1∶6
(3)H3BO3　分子間作用力
解析　(2)H3BO3屬于分子晶體，一個B連有三個O原子，三個O原子又連有三個H原子，所以一個H3BO3晶體中B原子個數(shù)與極性鍵個數(shù)之比為1∶6。
13.(10分)石墨晶體的結(jié)構(gòu)如圖1所示，石墨的一個六方晶胞如圖2所示。
(1)每個晶胞中的碳原子個數(shù)為　　　　。
(2)畫出晶胞沿c軸的投影　　　　。
(3)某石墨嵌入化合物中，每個六元環(huán)都對應(yīng)一個Li+，寫出它的化學(xué)式：　　　　。
(4)若該晶胞底面邊長為m pm，高為n pm，則石墨晶體中碳碳鍵的鍵長為　　　　pm，密度為　　　g·cm-3(設(shè)阿伏加德羅常數(shù)的值為NA)。
答案　(1)4　(2)　(3)LiC2
(4)　×1030
解析　(1)每個晶胞中的碳原子個數(shù)為4×+4×+2×+2×+2×+1=4。(3)石墨中平均每個六元環(huán)含有2個碳原子，某石墨嵌入化合物中的每個六元環(huán)都對應(yīng)一個Li+，故化學(xué)式為LiC2。(4)設(shè)碳碳鍵的鍵長為x pm，晶胞底面圖可表示為，則x2=()2+()2，解得x=；晶胞底面的高為 pm= pm，一個晶胞體積為(m×10-10)×(×10-10)×(n×10-10) cm3=m2n×10-30 cm3，一個晶胞的質(zhì)量為 g，故石墨晶體密度為×1030 g·cm-3。第3課時　晶體結(jié)構(gòu)的計算　常見晶體結(jié)構(gòu)的比較與分析
［核心素養(yǎng)發(fā)展目標(biāo)］　1.學(xué)會晶體結(jié)構(gòu)的相關(guān)計算。2.熟知共價、分子、離子晶體的典型代表的結(jié)構(gòu)。
一、晶體結(jié)構(gòu)的計算
1.均攤法計算晶胞中微粒個數(shù)
(1)正方體或長方體晶胞示意圖
微粒位置 頂角 面上 棱上 內(nèi) 部
側(cè)棱 上下棱
每個晶胞 分?jǐn)偟奈?粒數(shù) 1
(2)正六棱柱晶體結(jié)構(gòu)示意圖
微粒位置 頂角 面上 棱上 內(nèi)部
側(cè)棱 上下棱
每個晶體結(jié)構(gòu)分?jǐn)偟奈⒘?shù) 1
(3)審題時一定要注意是“分子結(jié)構(gòu)”還是“晶體結(jié)構(gòu)”，若是分子結(jié)構(gòu)，其化學(xué)式由圖中所有實(shí)際存在的原子個數(shù)決定，原子個數(shù)比不約簡。
(4)計算晶胞中微粒的數(shù)目，進(jìn)而求化學(xué)式
根據(jù)均攤法計算出一個晶胞中所含微粒數(shù)目，求出晶胞所含微粒個數(shù)的最簡整數(shù)比，從而寫出晶體的化學(xué)式。
2.原子分?jǐn)?shù)坐標(biāo)
如圖所示位于晶胞原點(diǎn)(頂點(diǎn))的原子的分?jǐn)?shù)坐標(biāo)為(0，0，0)；位于晶胞體心的原子的分?jǐn)?shù)坐標(biāo)為(，，)；位于xOz面心的原子的分?jǐn)?shù)坐標(biāo)為(，0，)等。
3.晶胞中粒子配位數(shù)的計算
一個粒子周圍最鄰近的粒子的數(shù)目稱為配位數(shù)。
(1)晶體中原子(或分子)的配位數(shù)：若晶體中的微粒為同種原子或同種分子，則某原子(或分子)的配位數(shù)指的是該原子(或分子)最接近且等距離的原子(或分子)的數(shù)目。常見晶胞的配位數(shù)如下：
簡單立方： 配位數(shù)為6 面心立方： 配位數(shù)為12 體心立方： 配位數(shù)為8
(2)離子晶體的配位數(shù)：指一個離子周圍最接近且等距離的異種電性離子的數(shù)目。
以NaCl晶體為例
①找一個與其他粒子連接情況最清晰的粒子，如圖中心的灰球(Cl-)。
②數(shù)一下與該粒子周圍距離最近的粒子數(shù)，如圖標(biāo)數(shù)字的面心白球(Na+)。確定Cl-的配位數(shù)為6，同樣方法可確定Na+的配位數(shù)也為6。
4.晶體密度(ρ)的計算
(1)ρ==
。
(2)1個微粒的質(zhì)量m=(M為摩爾質(zhì)量，NA為阿伏加德羅常數(shù))。
(3)晶胞的體積V=a3(立方體)=abc(長方體)。
特別提醒　計算時注意單位的換算，1 pm=10-3 nm=10-10 cm=10-12 m。
5.晶體中粒子間距離和晶胞參數(shù)
(1)思維流程
根據(jù)密度求晶胞中粒子之間的距離時，可首先由密度計算出晶胞體積(晶胞質(zhì)量由晶胞含有的微粒數(shù)計算)，再根據(jù)晶胞結(jié)構(gòu)判斷微粒間距與棱長的關(guān)系。
(2)立方晶胞參數(shù)a=。
6.晶體中原子空間利用率
(1)思維流程
空間利用率是指構(gòu)成晶體的原子在整個晶體空間中所占有的體積百分比，首先分析晶胞中原子個數(shù)和原子半徑，計算出晶胞中所有原子的體積，其次根據(jù)立體幾何知識計算出晶胞的棱長，計算出晶胞的體積，即可順利解答此類問題。
(2)計算公式
空間利用率=×100%。
CaF2的晶胞為立方晶胞，結(jié)構(gòu)如圖所示：
(1)CaF2晶胞中，Ca2+的配位數(shù)為___________________________。
(2)“原子分?jǐn)?shù)坐標(biāo)”可表示晶胞內(nèi)部各原子的相對位置，已知A、B兩點(diǎn)的原子分?jǐn)?shù)坐標(biāo)如圖所示，則C點(diǎn)的原子分?jǐn)?shù)坐標(biāo)為　　　　　　　　　。
(3)晶胞中兩個F-的最近距離為273.1 pm，用NA表示阿伏加德羅常數(shù)的值，則晶胞的密度為_______________g·cm-3(列出計算式即可)。
二、常見晶體結(jié)構(gòu)的比較與分析
1.常見共價晶體結(jié)構(gòu)的分析
晶體 晶胞結(jié)構(gòu) 結(jié)構(gòu)分析(a/cm為晶胞邊長，NA為阿伏加德羅常數(shù)的值)
金剛石 (1)每個C與相鄰　　個C以共價鍵結(jié)合，形成正四面體結(jié)構(gòu)。每個晶胞中含　　個C原子 (2)鍵角均為　　　 (3)最小碳環(huán)由　　個C組成且6個C不在同一平面內(nèi)，每個C原子被12個六元環(huán)共用 (4)每個C參與　　個C—C的形成，C原子數(shù)與C—C數(shù)之比為　　　 (5)ρ=　　　　　　　　　 g·cm-3，鍵長=a cm
SiO2 (1)每個Si與　　個O以共價鍵結(jié)合，形成正四面體結(jié)構(gòu) (2)每個正四面體占有1個Si，4個“O”，因此二氧化硅晶體中Si與O的個數(shù)比為　　 (3)最小環(huán)上有　　個原子，即　　個O，　　個Si (4)ρ=　　　　　　　　　 g·cm-3
SiC、BP、 AlN (1)每個原子與另外　　個不同種類的原子形成　　　　　　　結(jié)構(gòu) (2)密度：ρ(SiC)=　　　　　　　　 g·cm-3；ρ(BP)=　　　　　　　 g·cm-3；ρ(AlN)=　　　　　　　　 g· cm-3
2.常見分子晶體結(jié)構(gòu)的分析
晶體 晶胞結(jié)構(gòu) 結(jié)構(gòu)分析(a/cm為晶胞邊長，NA為阿伏加德羅常數(shù)的值)
干冰 (1)　　個CO2分子占據(jù)立方體頂角且在　　個面的面心又各有1個CO2分子 (2)每個CO2分子周圍緊鄰的CO2分子有　　個 (3)ρ=　　　　　　　　 g·cm-3
白磷 ρ= g·cm-3
3.常見離子晶體結(jié)構(gòu)的分析
晶體 晶胞結(jié)構(gòu) 結(jié)構(gòu)分析(a/cm為晶胞邊長，NA為阿伏加德羅常數(shù)的值)
NaCl (1)在晶體中，每個Na+同時吸引　　個Cl-，每個Cl-同時吸引　　個Na+，配位數(shù)為6。每個晶胞含　　個Na+和　　個Cl- (2)在每個Cl-周圍最近且等距離(a cm)的Cl-有　　個，在每個Cl-周圍最近且等距離(a cm)的Na+有　　個 (3)ρ= g·cm-3
CsCl (1)在晶體中，每個Cl-吸引　　個Cs+，每個Cs+吸引　　個Cl-，配位數(shù)為　　。每個晶胞含　　個Cs+和　　個Cl- (2)在每個Cs+周圍最近且等距離(a cm)的Cl-有　　個，在每個Cl-周圍最近且等距離(a cm)的Cl-有　　個 (3)ρ= g·cm-3
CaF2 (1)Ca2+的配位數(shù)為　　，F(xiàn)-的配位數(shù)為　　，每個晶胞含　　個Ca2+、　　個F- (2)與F-緊鄰的　　個Ca2+構(gòu)成一個正四面體 (3)F-與Ca2+之間最短的距離為晶胞體對角線長的　　 (4)ρ= g·cm-3
　　　　　　　　　　　　　　　　
(1)Na2S的晶胞如圖1所示，設(shè)S2-的半徑為r1 cm，Na+半徑為r2 cm。試計算Na2S晶體的密度為 　(阿伏加德羅常數(shù)的值用NA表示，寫出表達(dá)式，不用化簡)。
(2)Na3OCl是一種良好的離子導(dǎo)體，其晶胞結(jié)構(gòu)如圖2所示。已知：晶胞參數(shù)為a nm，密度為d g·cm-3。
①Na3OCl晶胞中，Cl-位于各頂角位置，Na+位于　　　　　位置，兩個Na+之間的最短距離為　　　 nm。
②用a、d表示阿伏加德羅常數(shù)的值NA=_____________________ (列計算式)。
答案精析
一、
應(yīng)用體驗(yàn)
(1)8　(2)
(3)
解析　(1)以面心Ca2+為研究對象，在一個晶胞中連接4個F-，通過該Ca2+可形成2個晶胞，所以與該Ca2+距離相等且最近的F-共有8個，因此Ca2+的配位數(shù)是8。
(3)根據(jù)晶胞結(jié)構(gòu)可知，在一個晶胞中含有Ca2+的個數(shù)為×8+×6=4，含有F-的個數(shù)為8，即一個晶胞中含有4個CaF2，晶胞中兩個F-之間的最近距離為晶胞邊長的一半，所以晶胞參數(shù)a=2×273.1 pm=546.2 pm，則該晶胞的密度為ρ== g·cm-3。
二、
1.金剛石：(1)4　8　(2)109°28'　(3)6　(4)4　1∶2　(5)
SiO2：(1)4　(2)1∶2　(3)12　6　6　(4)
SiC、BP、AlN：(1)4　正四面體　(2)　　
2.(1)8　6　(2)12　(3)
3.NaCl：(1)6　6　4　4　(2)12　6
CsCl：(1)8　8　8　1　1　(2)8　6
CaF2：(1)8　4　4　8　(2)4　(3)
應(yīng)用體驗(yàn)
(1) g·cm-3
(2)①面心　a?、?br/>解析　(1)在每個晶胞中含有Na+的數(shù)目為8，S2-的數(shù)目為8×+6×=4，由題圖可知，(r1+r2)cm為晶胞的體對角線的，則晶胞的邊長為(r1+r2) cm，晶體的密度ρ== g·cm-3。(2)①1個Na3OCl晶胞中白球個數(shù)為6×=3，灰球個數(shù)為8×=1，黑球個數(shù)為1，根據(jù)Na3OCl的化學(xué)式，可判斷Na+應(yīng)為白球，處在晶胞結(jié)構(gòu)的面心，Na+之間的最短距離為晶胞結(jié)構(gòu)中兩個面心的距離，即a nm。②已知：晶胞參數(shù)為a nm，密度為d g·cm-3，則d g·cm-3=，解得NA=。(共75張PPT)
晶體結(jié)構(gòu)的計算　常見晶體結(jié)構(gòu)的比較與分析
　第3課時
第三章　第三節(jié)
<<<
核心素養(yǎng)
發(fā)展目標(biāo)
1.學(xué)會晶體結(jié)構(gòu)的相關(guān)計算。
2.熟知共價、分子、離子晶體的典型代表的結(jié)構(gòu)。
內(nèi)容索引
一、晶體結(jié)構(gòu)的計算
二、常見晶體結(jié)構(gòu)的比較與分析
課時對點(diǎn)練
晶體結(jié)構(gòu)的計算
>
<
一
1.均攤法計算晶胞中微粒個數(shù)
(1)正方體或長方體晶胞示意圖
一、晶體結(jié)構(gòu)的計算
微粒位置 頂角 面上 棱上 內(nèi)部
側(cè)棱 上下棱
每個晶體結(jié)構(gòu)分?jǐn)偟奈⒘?shù) 1
(2)正六棱柱晶體結(jié)構(gòu)示意圖
微粒位置 頂角 面上 棱上 內(nèi)部
側(cè)棱 上下棱
每個晶體結(jié)構(gòu)分?jǐn)偟奈⒘?shù) 1
(3)審題時一定要注意是“分子結(jié)構(gòu)”還是“晶體結(jié)構(gòu)”，若是分子結(jié)構(gòu)，其化學(xué)式由圖中所有實(shí)際存在的原子個數(shù)決定，原子個數(shù)比不約簡。
(4)計算晶胞中微粒的數(shù)目，進(jìn)而求化學(xué)式
根據(jù)均攤法計算出一個晶胞中所含微粒數(shù)目，求出晶胞所含微粒個數(shù)的最簡整數(shù)比，從而寫出晶體的化學(xué)式。
2.原子分?jǐn)?shù)坐標(biāo)
如圖所示位于晶胞原點(diǎn)(頂點(diǎn))的原子的分?jǐn)?shù)坐標(biāo)為(0，0，0)；位于晶胞體心的原子的分?jǐn)?shù)坐標(biāo)為(，，)；位于xOz面心的原子的分?jǐn)?shù)坐標(biāo)為(，0，)等。
3.晶胞中粒子配位數(shù)的計算
一個粒子周圍最鄰近的粒子的數(shù)目稱為配位數(shù)。
(1)晶體中原子(或分子)的配位數(shù)：若晶體中的微粒為同種原子或同種分子，則某原子(或分子)的配位數(shù)指的是該原子(或分子)最接近且等距離的原子(或分子)的數(shù)目。
簡單立方：配位數(shù)為6 面心立方：配位數(shù)為12 體心立方：配位數(shù)為8

常見晶胞的配位數(shù)如下：
(2)離子晶體的配位數(shù)：指一個離子周圍最接近且等距離的異種電性離子的數(shù)目。
以NaCl晶體為例
①找一個與其他粒子連接情況最清晰的粒子，
如圖中心的灰球(Cl-)。
②數(shù)一下與該粒子周圍距離最近的粒子數(shù)，如圖標(biāo)數(shù)字的面心白球(Na+)。確定Cl-的配位數(shù)為6，同樣方法可確定Na+的配位數(shù)也為6。
4.晶體密度(ρ)的計算
(1)ρ==
。
(2)1個微粒的質(zhì)量m=(M為摩爾質(zhì)量，NA為阿伏加德羅常數(shù))。
(3)晶胞的體積V=a3(立方體)=abc(長方體)。
特別提醒　計算時注意單位的換算，1 pm=10-3 nm=10-10 cm=10-12 m。
5.晶體中粒子間距離和晶胞參數(shù)
(1)思維流程
根據(jù)密度求晶胞中粒子之間的距離時，可首先由密度計算出晶胞體積(晶胞質(zhì)量由晶胞含有的微粒數(shù)計算)，再根據(jù)晶胞結(jié)構(gòu)判斷微粒間距與棱長的關(guān)系。
(2)立方晶胞參數(shù)a=。
6.晶體中原子空間利用率
(1)思維流程
空間利用率是指構(gòu)成晶體的原子在整個晶體空間中所占有的體積百分比，首先分析晶胞中原子個數(shù)和原子半徑，計算出晶胞中所有原子的體積，其次根據(jù)立體幾何知識計算出晶胞的棱長，計算出晶胞的體積，即可順利解答此類問題。
(2)計算公式
空間利用率=×100%。
應(yīng)用體驗(yàn)
CaF2的晶胞為立方晶胞，結(jié)構(gòu)如圖所示：
(1)CaF2晶胞中，Ca2+的配位數(shù)為　　。
8
應(yīng)用體驗(yàn)
以面心Ca2+為研究對象，在一個晶胞中連接4個F-，通過該Ca2+可形成2個晶胞，所以與該Ca2+距離相等且最近的F-共有8個，因此Ca2+的配位數(shù)是8。
應(yīng)用體驗(yàn)
(2)“原子分?jǐn)?shù)坐標(biāo)”可表示晶胞內(nèi)部各原子的相對位置，已知A、B兩點(diǎn)
的原子分?jǐn)?shù)坐標(biāo)如圖所示，則C點(diǎn)的原子分?jǐn)?shù)坐標(biāo)為　 　　　。
應(yīng)用體驗(yàn)
(3)晶胞中兩個F-的最近距離為273.1 pm，用NA表示阿伏加德羅常數(shù)的
值，則晶胞的密度為　　 　g·cm-3(列出計算式即可)。
應(yīng)用體驗(yàn)
根據(jù)晶胞結(jié)構(gòu)可知，在一個晶胞中含有Ca2+
的個數(shù)為×8+×6=4，含有F-的個數(shù)為8，
即一個晶胞中含有4個CaF2，晶胞中兩個F-
之間的最近距離為晶胞邊長的一半，所以
晶胞參數(shù)a=2×273.1 pm=546.2 pm，則該晶胞的密度為ρ== g·cm-3。
返回
常見晶體結(jié)構(gòu)的比較與分析
>
<
二
二、常見晶體結(jié)構(gòu)的比較與分析
1.常見共價晶體結(jié)構(gòu)的分析
晶體 晶胞結(jié)構(gòu) 結(jié)構(gòu)分析(a/cm為晶胞邊長，NA為阿伏加德羅常數(shù)的值)
金剛石 (1)每個C與相鄰 個C以共價鍵結(jié)合，形成正四面體結(jié)構(gòu)。每個晶胞中含 個C原子
(2)鍵角均為_________
(3)最小碳環(huán)由 個C組成且6個C不在同一平面內(nèi)，每個C原子被12個六元環(huán)共用
(4)每個C參與 個C—C的形成，C原子數(shù)與C—C數(shù)之比為_____
(5)ρ= g·cm-3，鍵長=a cm
4
8
109°28'
6
4
1∶2
晶體 晶胞結(jié)構(gòu) 結(jié)構(gòu)分析(a/cm為晶胞邊長，NA為阿伏加德羅常數(shù)的值)
SiO2 (1)每個Si與 個O以共價鍵結(jié)合，形成正四面體結(jié)構(gòu)
(2)每個正四面體占有1個Si，4個“O”，因此二氧化硅
晶體中Si與O的個數(shù)比為______
(3)最小環(huán)上有 個原子，即 個O， 個Si
(4)ρ= g·cm-3
4
1∶2
12
6
6
晶體 晶胞結(jié)構(gòu) 結(jié)構(gòu)分析(a/cm為晶胞邊長，NA為阿伏加德羅常數(shù)的值)
SiC、 BP、 AlN (1)每個原子與另外 個不同種類的原子形成___________結(jié)構(gòu)
(2)密度：ρ(SiC)= g·cm-3；ρ(BP)= g·cm-3；
ρ(AlN)= g· cm-3
4
正四面體
2.常見分子晶體結(jié)構(gòu)的分析
晶體 晶胞結(jié)構(gòu) 結(jié)構(gòu)分析(a/cm為晶胞邊長，NA為阿伏加德羅常數(shù)的值)
干冰 (1) 個CO2分子占據(jù)立方體頂角且在 個面的面心又各有1個CO2分子
(2)每個CO2分子周圍緊鄰的CO2分子有 個
(3)ρ= g·cm-3
8
6
12
晶體 晶胞結(jié)構(gòu) 結(jié)構(gòu)分析(a/cm為晶胞邊長，NA為阿伏加德羅常數(shù)的值)
白磷 ρ= g·cm-3
3.常見離子晶體結(jié)構(gòu)的分析
晶體 晶胞結(jié)構(gòu) 結(jié)構(gòu)分析(a/cm為晶胞邊長，NA為阿伏加德羅常數(shù)的值)
NaCl (1)在晶體中，每個Na+同時吸引 個Cl-，每個Cl-同時吸引___個Na+，配位數(shù)為6。每個晶胞含 個Na+和 個Cl-
(2)在每個Cl-周圍最近且等距離(a cm)的Cl-有 個，在每個Cl-周圍最近且等距離(a cm)的Na+有 個
(3)ρ= g·cm-3
6
6
4
4
12
6
晶體 晶胞結(jié)構(gòu) 結(jié)構(gòu)分析(a/cm為晶胞邊長，NA為阿伏加德羅常數(shù)的值)
CsCl (1)在晶體中，每個Cl-吸引 個Cs+，每個Cs+吸引 個Cl-，配位數(shù)為 。每個晶胞含 個Cs+和 個Cl-
(2)在每個Cs+周圍最近且等距離(a cm)的Cl-有 個，在
每個Cl-周圍最近且等距離(a cm)的Cl-有 個
(3)ρ= g·cm-3
8
8
8
1
1
8
6
晶體 晶胞結(jié)構(gòu) 結(jié)構(gòu)分析(a/cm為晶胞邊長，NA為阿伏加德羅常數(shù)的值)
CaF2 (1)Ca2+的配位數(shù)為 ，F(xiàn)-的配位數(shù)為 ，每個晶胞含___個Ca2+、 個F-
(2)與F-緊鄰的 個Ca2+構(gòu)成一個正四面體
(3)F-與Ca2+之間最短的距離為晶胞體對角線長的
(4)ρ= g·cm-3
8
4
4
8
4
應(yīng)用體驗(yàn)
(1)Na2S的晶胞如圖1所示，設(shè)S2-的半徑為r1 cm，Na+半徑為r2 cm。試
計算Na2S晶體的密度為　　　 　　　(阿伏加德羅常數(shù)的值用NA表示，寫出表達(dá)式，不用化簡)。
g·cm-3
應(yīng)用體驗(yàn)
在每個晶胞中含有Na+的數(shù)目為8，
S2-的數(shù)目為8×+6×=4，由題圖
可知，(r1+r2)cm為晶胞的體對角線
的(r1+r2) cm，晶體的密度ρ== g·cm-3。
應(yīng)用體驗(yàn)
(2)Na3OCl是一種良好的離子導(dǎo)體，其晶胞結(jié)構(gòu)如圖2所示。已知：晶胞參數(shù)為a nm，密度為d g·cm-3。
①Na3OCl晶胞中，Cl-位于各頂角位置，Na+位于_____
位置，兩個Na+之間的最短距離為　　　 nm。
面心
a
應(yīng)用體驗(yàn)
1個Na3OCl晶胞中白球個數(shù)為6×=3，灰球個數(shù)為
8×=1，黑球個數(shù)為1，根據(jù)Na3OCl的化學(xué)式，可
判斷Na+應(yīng)為白球，處在晶胞結(jié)構(gòu)的面心，Na+之間
的最短距離為晶胞結(jié)構(gòu)中兩個面心的距離，即a nm。
應(yīng)用體驗(yàn)
②用a、d表示阿伏加德羅常數(shù)的值NA=____________
(列計算式)。
已知：晶胞參數(shù)為a nm，密度為d g·cm-3，則d g·cm-3=，解得NA=。
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課時對點(diǎn)練
題組一　晶體結(jié)構(gòu)的計算
1.如圖所示是氯化銨晶體的晶胞，已知晶體中2個最近的N中心間的距離為a cm，氯化銨的摩爾質(zhì)量為M g·mol-1，NA為阿伏加德羅常數(shù)的值，則氯化銨晶體的密度(g·cm-3)為
A. B.
C. D.
√
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
1個晶胞中含有1個Cl-，8×=1個N，則1個晶胞中含有1個NH4Cl。1個NH4Cl的質(zhì)量m= g，晶胞體積V=a3 cm3，則密度ρ== =g·cm-3。
2.根據(jù)如圖幾種晶體結(jié)構(gòu)，下列說法錯誤
的是
A.鈦酸鈣的化學(xué)式為CaTiO3
B.在金剛石晶體中，碳原子與碳碳鍵
　(C—C)數(shù)目之比為1∶2
C.硒化鋅晶胞中與一個Se2-距離最近且
　相等的Se2-有8個
D.CaF2中F-與距離最近的Ca2+所形成的鍵的夾角為109°28'
√
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
由鈦酸鈣的晶胞可知，Ca的數(shù)目：8×=1，
Ti的數(shù)目：1，O的數(shù)目：6×=3，所以鈦
酸鈣的化學(xué)式為CaTiO3，故A正確；
金剛石中1個C原子連接4個碳原子形成4個C—C，1個C—C被兩個碳原子共有，因此C原子與C—C數(shù)目之比是1∶2，故B正確；
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
硒化鋅晶胞中，與一個Se2-距離最近且相等的Se2-有12個，故C錯誤；
由氟化鈣的晶胞可看出一個F與4個Ca可以形成正四面體結(jié)構(gòu)，鍵角為109°28'，故D正確。
題組二　常見晶體結(jié)構(gòu)的比較與分析
3.金屬晶體和離子晶體是重要的晶體類型。下列關(guān)于它們的說法正確的是
A.隨核電荷數(shù)的增加，堿金屬單質(zhì)的熔點(diǎn)逐漸增大
B.在鋅晶體中，1個Zn2+只與2個自由電子存在強(qiáng)烈的相互作用
C.離子晶體中的化學(xué)鍵很難斷裂，因此離子晶體具有延展性
D.NaCl晶體中離子鍵比MgO晶體中離子鍵弱
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
√
堿金屬單質(zhì)隨核電荷數(shù)的增加熔點(diǎn)逐漸降低，A說法錯誤；
在鋅晶體中，自由電子屬于整個晶體，B說法錯誤；
NaCl晶體中Na+、Cl-的半徑分別大于Mg2+、O2-的半徑，且所帶的電荷數(shù)少，則NaCl晶體中離子鍵比MgO晶體中離子鍵弱，D說法正確。
1
2
3
4
5
6
7
8
9
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11
12
13
4.如圖是石墨、足球烯(C60)、金剛石三種晶體的結(jié)構(gòu)示意圖，下列說法正確的是
A.這三種物質(zhì)是碳的同分異構(gòu)體，
　燃燒產(chǎn)物相同
B.這三種物質(zhì)熔化時，克服的粒
　子間作用力完全相同
C.等物質(zhì)的量的石墨、金剛石所含的C—C數(shù)目之比為3∶4
D.已知C(s，石墨)===C(s，金剛石)　ΔH=+1.9 kJ·mol-1，則金剛石比石
　墨穩(wěn)定
√
1
2
3
4
5
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13
1
2
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5
6
7
8
9
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11
12
13
石墨、足球烯(C60)、金剛石互為同素異形體，燃燒產(chǎn)物相同，故A錯誤；
石墨是混合型晶體，熔化時破壞共價鍵和分子間作用力，足球烯屬于分子晶體，熔化時破壞分子間作用力，金剛石是共價晶體，熔化時破壞共價鍵，故B錯誤；
1
2
3
4
5
6
7
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9
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12
13
石墨中每個C形成3個共價鍵，金剛石中每個C形成4個共價鍵，則等物質(zhì)的量的石墨、金剛石所含的C—C數(shù)目之比為3∶4，故C正確；
已知C(s，石墨)===C(s，金剛石)　ΔH=+1.9 kJ·mol-1，說明等量的兩種物質(zhì)，石墨具有的能量更低，所以石墨比金剛石穩(wěn)定，故D錯誤。
5.下列關(guān)于晶體結(jié)構(gòu)和性質(zhì)的敘述錯誤的是
A.在CsCl晶體中，Cs+的配位數(shù)為6
B.在NaCl晶體中，Na+填充在Cl-形成的正
　八面體空隙中
C.在干冰晶體中存在范德華力和共價鍵
D.在二氧化硅晶體中，平均每個Si原子形
　成4個Si—O
√
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
Cl-形成正八面體空隙，故Na+填充在Cl-形成的正八面體空隙中，故B正確；
干冰分子之間存在范德華力，分子內(nèi)存在共價鍵，故C正確；
在二氧化硅晶體中，平均每個Si原子形成4個Si—O共價單鍵，故D正確。
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
6.如圖分別是氯化鉀晶體和干冰晶體的晶胞結(jié)構(gòu)示意圖。下列說法正確的是
A.兩種晶體熔化時克服的作用力相同
B.構(gòu)成兩種晶體的微粒均是原子
C.二者的硬度和熔、沸點(diǎn)差別較大
D.兩種晶體均屬于離子晶體
1
2
3
4
5
6
7
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11
12
13
√
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
KCl為離子晶體，熔化時克服的
是離子鍵，干冰為分子晶體，熔
化時克服的是分子間作用力，A、
D錯誤；
構(gòu)成KCl晶體的微粒是陰、陽離子，構(gòu)成干冰晶體的微粒是分子，B錯誤；
離子晶體的硬度和熔、沸點(diǎn)較大，分子晶體的硬度和熔、沸點(diǎn)較小，C正確。
7.(2023·廣東佛山期中)如圖為幾種晶體或
晶胞的結(jié)構(gòu)示意圖。下列說法錯誤的是
A.18 g冰晶體中含有2 mol氫鍵
B.在金剛石晶體中，碳原子與碳碳鍵個
　數(shù)之比為1∶2
C.碘單質(zhì)是分子晶體，碘單質(zhì)在CCl4中
　比在水中溶解度更大
D.金剛石、MgO、碘單質(zhì)三種晶體的熔點(diǎn)順序?yàn)镸gO>金剛石>碘單質(zhì)
√
1
2
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由圖可知，1個水分子能形成4個氫鍵，每個氫鍵為2個水分子所共有，每個水分子含有4×=2個氫鍵，所以18 g冰晶體中含有氫鍵的物質(zhì)的量為 ×2=2 mol，故A正確；
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由晶胞結(jié)構(gòu)可知，在金剛石晶體中，每個碳原子與4個碳原子形成共價鍵，每個共價鍵為2個碳原子所共有，每個碳原子形成的共價鍵為4×=2個，則碳原子與碳碳鍵個數(shù)之比為1∶2，故B正確；
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碘單質(zhì)是非極性分子形成的分子晶體，在非極性有機(jī)溶劑中的溶解度大于在極性溶劑水中的溶解度，故C正確；
金剛石是共價晶體，熔點(diǎn)高于離子晶體氧化鎂，故D錯誤。
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8.(2023·杭州高二期末)硅材料在工業(yè)生產(chǎn)中
具有重要的應(yīng)用，下列說法正確的是
A.熔、沸點(diǎn)：金剛石B.SiC中Si原子的配位數(shù)為4
C.Si12與單晶硅互為同分異構(gòu)體
D.1 mol SiO2中含有2 mol Si—O
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√
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金剛石和SiC均為共價晶體，原子半徑越小，共價鍵鍵能越大，共價晶體的熔、沸點(diǎn)越高，原子半徑：C SiC，故A錯誤；
碳化硅晶體中每個Si原子連接4個C原子，則SiC中Si原子的配位數(shù)為4，故B正確；
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Si12與單晶硅是同種元素形成的不同單質(zhì)，互為同素異形體，故C錯誤；
二氧化硅晶體中每個Si原子連接4個O原子，形成4個Si—O，則1 mol SiO2中含有4 mol Si—O，故D錯誤。
9.某合金的立方晶胞結(jié)構(gòu)如圖。已知：Cd位于頂角和面心，Te位于金屬原子構(gòu)成的四面體空隙中，晶胞參數(shù)是a pm，NA表示阿伏加德羅常數(shù)的值。下列說法不正確的是
A.該合金的化學(xué)式為MnCdTe2
B.距離最近的Cd與Te的距離是a pm
C.晶胞中四面體空隙的占有率為100%
D.該晶體的摩爾體積Vm=m3·mol-1
√
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根據(jù)題意可知，一個晶胞中Cd原子數(shù)目為8×+2×=2，Te原子數(shù)目為4，Mn原子數(shù)目為4×=2，則Mn、Cd、Te原子數(shù)目之比為
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2∶2∶4=1∶1∶2，因此該合金的化學(xué)式為MnCdTe2，故A正確；
Cd原子與Te原子的最短距離為晶胞體對角線的，晶胞參數(shù)是a pm，體對角線長度是a pm，則距離最近的Cd與Te的距離是a pm，故B項(xiàng)正確；
根據(jù)立體幾何可知，晶胞中四面體空隙的占有率小于100%，故C項(xiàng)錯誤。
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10.(2024·大連高二月考)磷化硼(BP)是一種半導(dǎo)體材料，熔點(diǎn)：1 100 ℃，其結(jié)構(gòu)與氮化硼相似，晶胞結(jié)構(gòu)如圖1，下列說法正確的是
A.熔點(diǎn)：BP>BN
B.晶體中P周圍距離最近且相等的P有8個
C.若圖中①處磷原子分?jǐn)?shù)坐標(biāo)為(0，0，0)，
　則②處的B原子分?jǐn)?shù)坐標(biāo)為(，，)
D.磷化硼晶胞在y軸方向的投影圖為圖2
√
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磷化硼(BP)結(jié)構(gòu)與氮化硼相似，均為共價晶體，N原子半徑小，B—N鍵長短，鍵能大，故BN熔點(diǎn)高，A錯誤；
若圖中①處磷原子分?jǐn)?shù)坐標(biāo)為(0，0，0)，將晶胞均分為8個小立方體，則②處的B原子在前左下角小立方體體心的位置，分?jǐn)?shù)坐標(biāo)為()，C錯誤；
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磷化硼晶胞中頂角和面心全部為P原子，在y軸方向的投影落在頂角和棱心；4個小立方體體心位置為B原子，在y軸方向的投影均勻落在內(nèi)部，在y軸方向的投影圖為圖2，D正確。
11.[2020·山東，17(4)]以晶胞參數(shù)為單位長度建立的坐標(biāo)系可以表示晶胞中各原子的位置，稱作原子的分?jǐn)?shù)坐標(biāo)。四方晶系CdSnAs2的晶胞結(jié)構(gòu)如圖所示，晶胞棱邊夾角均為90°，晶胞中部分原子的分?jǐn)?shù)坐標(biāo)如表所示。
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　　坐標(biāo) 原子　　 x y z
Cd 0 0 0
Sn 0 0 0.5
As 0.25 0.25 0.125
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　　坐標(biāo) 原子　　 x y z
Cd 0 0 0
Sn 0 0 0.5
As 0.25 0.25 0.125
一個晶胞中有　　個Sn，找出距離Cd(0，0，0)最近的Sn__________________
____________(用分?jǐn)?shù)坐標(biāo)表示)。CdSnAs2晶體中與單個Sn鍵合的As有__個。
4
(0.5，0，0.25)、
(0.5，0.5，0)
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由題給原子的分?jǐn)?shù)坐標(biāo)和晶胞圖可知，小白球表示的是Sn原子，Sn原子位于面上和棱上，因此一個晶胞中含Sn原子個數(shù)為6×+4×=4。
　　坐標(biāo) 原子　　 x y z
Cd 0 0 0
Sn 0 0 0.5
As 0.25 0.25 0.125
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由Sn和As的原子分?jǐn)?shù)坐標(biāo)可知，x、y軸上a pm長的分?jǐn)?shù)坐標(biāo)為1，z軸上2a pm長的分?jǐn)?shù)坐標(biāo)為1。小黑球表示的是Cd原子，與Cd(0，0，0)最近的Sn有兩個，其分?jǐn)?shù)坐標(biāo)分別為(0.5，0，0.25)和(0.5，0.5，0)。
　　坐標(biāo) 原子　　 x y z
Cd 0 0 0
Sn 0 0 0.5
As 0.25 0.25 0.125
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大灰球表示的是As原子，每個Sn周圍與Sn等距離的As原子有4個，即與單個Sn鍵合的As有4個。
　　坐標(biāo) 原子　　 x y z
Cd 0 0 0
Sn 0 0 0.5
As 0.25 0.25 0.125
12.如圖為CaF2、H3BO3(層狀結(jié)構(gòu)，層內(nèi)的H3BO3分子通過氫鍵結(jié)合)、金屬銅三種晶體(或晶胞)的結(jié)構(gòu)示意圖，請回答下列問題：
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(1)圖Ⅰ所示的CaF2晶胞中與Ca2+最近且等距離的F-數(shù)為　　，圖Ⅲ中一個銅原子周圍緊鄰的銅原子數(shù)為　　。
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13
(2)圖Ⅱ所示的物質(zhì)結(jié)構(gòu)中最外能層已達(dá)8電子結(jié)構(gòu)
的原子是　 　，H3BO3晶體中B原子個數(shù)與極性鍵
個數(shù)之比為　　　。
O
1∶6
H3BO3屬于分子晶體，一個B連有三個O原子，三個O原子又連有三個H原子，所以一個H3BO3晶體中B原子個數(shù)與極性鍵個數(shù)之比為1∶6。
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(3)三種晶體中熔點(diǎn)最低的是　　　　，其晶體受熱熔化時，克服的微粒之間的相互作用為　 　　　。
H3BO3
分子間作用力
13.石墨晶體的結(jié)構(gòu)如圖1所示，石墨的
一個六方晶胞如圖2所示。
(1)每個晶胞中的碳原子個數(shù)為　　。
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4
每個晶胞中的碳原子個數(shù)為4×+4×+2×+2×+2×+1=4。
(2)畫出晶胞沿c軸的投影　　 　　。
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13
(3)某石墨嵌入化合物中，每個六元環(huán)都
對應(yīng)一個Li+，寫出它的化學(xué)式：　　　。
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LiC2
石墨中平均每個六元環(huán)含有2個碳原子，某石墨嵌入化合物中的每個六元環(huán)都對應(yīng)一個Li+，故化學(xué)式為LiC2。
(4)若該晶胞底面邊長為m pm，高為n pm，
則石墨晶體中碳碳鍵的鍵長為　　　pm，
密度為_____________g·cm-3(設(shè)阿伏加德羅常數(shù)的值為NA)。
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×1030
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7
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13
設(shè)碳碳鍵的鍵長為x pm，晶胞底面圖可表示為 ，則x2=
()2+()2，解得x= pm= pm，一個晶胞體積為(m×10-10)×(×10-10)×(n×10-10) cm3=m2n×10-30 cm3，一個晶胞的質(zhì)量為 g，故石墨晶體密度為×1030 g·cm-3。
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