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(共70張PPT)
專題3　微粒間作用力與物質(zhì)性質(zhì)
微專題4　常見的晶體結(jié)構(gòu)、晶胞計算
專題　精講
一、常見的晶體結(jié)構(gòu)分析
1. 典型離子晶體結(jié)構(gòu)模型
類別 NaCl型 CsCl型 ZnS型 CaF2型
晶胞
配位數(shù) 及影響 因素 配 位 數(shù) 6 8 4 F－：4；Ca2＋：8
類別 NaCl型 CsCl型 ZnS型 CaF2型
配位數(shù) 及影響 因素 影 響
因 素 陽離子與陰離子的半徑比值越大，配位數(shù)越多，另外配位數(shù)還與陰、 陽離子的電荷比有關(guān)等
類別 NaCl型 CsCl型 ZnS型 CaF2型
空隙及
占有率 空 隙 陰離子面心立方 最密堆積，陽離 子占據(jù)八面體空 隙 陰離子簡單立 方堆積，陽離 子占據(jù)立方體 空隙 陰離子面心立 方最密堆積， 陽離子占據(jù)四 面體空隙 陰離子簡單立方 堆積，陽離子占 據(jù)正四面體空隙
占 有 率 1 1 1
類別 NaCl型 CsCl型 ZnS型 CaF2型
晶胞中所含離 子數(shù) Cl－：4；Na＋：4 Cs＋：1；Cl －：1 Zn2＋ ：4；S2 －：4 Ca2＋：4；F －：8
密度的計算 （ a 為晶胞參 數(shù)， NA為阿伏 加德羅常數(shù)）
陰、陽離子間
最短距離 （ b ）和晶胞 參數(shù)（ a ）之 間的關(guān)系
2. 典型共價晶體結(jié)構(gòu)模型
晶體 晶體結(jié)構(gòu) 結(jié)構(gòu)分析
金剛石
晶體 晶體結(jié)構(gòu) 結(jié)構(gòu)分析
SiO2
晶體 晶體結(jié)構(gòu) 結(jié)構(gòu)分析
SiC、 BP、
AlN
3. 典型分子晶體結(jié)構(gòu)模型
晶體 晶體結(jié)構(gòu) 結(jié)構(gòu)分析
干冰
白磷
4. 混合型晶體——石墨晶體
（1）石墨晶體屬于混合型晶體，呈層狀結(jié)構(gòu)，每一層內(nèi)碳原子之間以共價鍵的形式 形成平面六元并環(huán)結(jié)構(gòu)。
（2）平均每個正六邊形擁有2個碳原子，1 mol石墨中有1.5 mol C—C鍵；碳原子采取 sp2雜化。
（3）每一層內(nèi)碳碳鍵的鍵長為1.42×10－10 m，比金剛石中碳碳鍵的鍵長（1.54×10－ 10 m）短，所以石墨的熔、沸點高于金剛石。層與層之間以分子間作用力結(jié)合，所以 石墨的硬度不大，有滑膩感，能導(dǎo)電。
二、晶胞計算
1. 原子分?jǐn)?shù)坐標(biāo)
（1）概念
原子分?jǐn)?shù)坐標(biāo)表示晶胞內(nèi)部各原子的相對位置。
（2）原子分?jǐn)?shù)坐標(biāo)的確定方法
①依據(jù)已知原子的坐標(biāo)確定坐標(biāo)系取向。
②一般以坐標(biāo)軸所在正方體的棱長為1個單位。
③從原子所在位置分別向 x 、 y 、 z 軸作垂線，所得坐標(biāo)軸上的截距即為該原子的分 數(shù)坐標(biāo)。
（2）常考實例
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
共用該微粒的晶胞數(shù) 8 2 4 4 1
每個晶胞分?jǐn)偟奈⒘?shù) 1
②正六棱柱晶胞示意圖
微粒位置 頂角 面上 棱上 內(nèi)部
側(cè)棱 上下棱
共用該微粒的晶胞數(shù) 6 2 3 4 1
每個晶胞分?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) 式由圖中所有實際存在的原子個數(shù)決定，原子個數(shù)比不可以約簡。
（4）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。
3. 晶體有關(guān)計算
（1）晶體密度計算
①思維流程
②計算公式
c.晶胞的體積 V ＝ a3（立方體）＝ abc （長方體）
（2）晶體中原子間距離和晶胞參數(shù)
①思維流程
根據(jù)密度求晶胞中原子之間的距離時，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。
4. 晶胞投影圖
構(gòu)建晶胞投影圖
（1）面心立方堆積模型的投影分析
（2）體心立方堆積投影分析
（3）金剛石晶胞投影圖分析
A. NaCl中Na＋的配位數(shù)大于干冰中CO2分子的配位數(shù)
B. CO2晶胞中，CO2分子的排列方式只有1種方向
C. 若金剛石的晶胞棱長為 a cm，其中兩個最近的碳原子之間的距離為 a /2 cm
D. 石墨晶體層內(nèi)是共價鍵，層間是范德華力，所以石墨是一種混合型晶體
D
應(yīng)用　體驗
一、常見的晶體結(jié)構(gòu)分析
A. CaO2晶體中，Ca2＋的配位數(shù)為6
B. 氧化鎂晶體中，與Mg2＋距離最近且等距的Mg2＋有8個
C. 碘晶體中，存在非極性共價鍵和范德華力
D. 金剛石晶體中，碳碳鍵的鍵角為109°28'
B
解析：由圖可知，Ca2＋位于頂角和面心，過氧根位于棱心和體心，與Ca2＋等距且最 近的過氧根位于上下前后左右，共有6個，即CaO2晶胞中，Ca2＋的配位數(shù)為6，A正 確；氧化鎂晶體中，與頂角的Mg2＋最近且等距的Mg2＋位于面心，個數(shù)為12，B錯 誤；在碘晶體中，I2分子間存在范德華力，I2分子內(nèi)存在碘碘非極性共價鍵，C正確； 在金剛石晶體中，每個C原子采取sp3雜化軌道與相鄰的4個碳原子結(jié)合，碳碳鍵夾角 為109°28'，D正確。
A. 一個晶胞中As原子的個數(shù)為2
B. 砷化鎵晶體中每個原子均形成4個共價鍵
C. As的配位數(shù)是2
D. 砷化鋅、砷化鋁、砷化硼的熔、沸點逐漸降低
B
A. CaF2晶體屬于離子晶體
C. 可用質(zhì)譜法區(qū)分40Ca 和42Ca
B
A. Ca2＋的配位數(shù)為6
B. 與F－距離最近的是K＋
C. 該物質(zhì)的化學(xué)式為KCaF3
D. 若F－換為Cl－，則晶胞棱長將改變
B
A. Cu位于元素周期表ds區(qū)
C. 該晶體的化學(xué)式為CuInSe2
B
A. Zn在周期表中的位置是第四周期ⅡB族
B. 圖中A點原子的坐標(biāo)為（0，0，0），則B點原子的坐標(biāo)為（0.75，0.25，0.75）
C. 將Zn和Se的位置全部互換后所得晶體結(jié)構(gòu)不變
B
4. （1）鑭系合金是稀土系儲氫合金的典型代表，由荷蘭菲利浦實驗室首先研制出 來。它的最大優(yōu)點是容易活化。其晶胞結(jié)構(gòu)如圖所示：
則它的化學(xué)式為 。
解析：（1）根據(jù)晶胞結(jié)構(gòu)圖可知，面上的原子為2個晶胞所共有，頂角上的原子為6 個晶胞所共有，內(nèi)部的原子為整個晶胞所共有，所以晶胞中La原子個數(shù)為3，Ni原子 個數(shù)為15，則鑭系合金的化學(xué)式為LaNi5。
LaNi5　
（3）GaAs的熔點為1 238 ℃，密度為ρ g·cm－3，其晶胞結(jié)構(gòu)如圖所示。該晶體的類型 為 ，Ga與As以 鍵結(jié)合。Ga和As的摩爾質(zhì)量分別為 MGa g·mol－1 和 MAs g·mol－1，原子半徑分別為 rGa pm和 rAs pm，阿伏加德羅常數(shù)的值為 NA，則 GaAs晶胞中原子的體積占晶胞體積的百分率為 。
共價晶體　
共價　
第*頁
課時作業(yè)
A. 反應(yīng)過程中有離子鍵的斷裂與形成
B. 熔點：C（金剛石）＞Na＞NaCl＞CCl4
C. NaCl晶體中，每個Cl－的周圍距離其最近的Cl－有6個
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A. 甲烷在常溫下呈氣態(tài)，說明甲烷晶體屬于分子晶體
B. 晶體中1個CH4分子有12個緊鄰的甲烷分子
C. CH4晶體熔化時需克服共價鍵
D. 可燃冰（8CH4·46H2O）是在低溫高壓下形成的晶體
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A. 在單質(zhì)晶體中不存在共價鍵
B. NaCl晶體中，一個Na＋周圍有4個緊鄰的Cl－
C. 某物質(zhì)晶胞如圖所示，其化學(xué)式為KCaF3
D. 晶體硅和鍺都屬于共價晶體，熔點：Ge＞Si
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A. 鐵在周期表中位于第四周期ⅧB族，是過渡元素也是副族元素
B. 在兩種晶胞中，每個Fe原子周圍均有8個與之距離相等且最近的Fe原子
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A. 含SrF2添加劑的牙膏可以在酸性條件下保持很好的效果
B. 圖中黑色的球●代表Sr2＋
C. 每個Sr2＋周圍緊鄰且等距的Sr2＋個數(shù)為4
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A. 該化合物的化學(xué)式為CuCl
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C. 距離Ti原子最近的O原子有6個
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A. 碳化物甲的化學(xué)式為WC
B. 晶體甲中與W原子距離最近的W原子有8個
D. 甲、乙兩種晶胞的密度比為 b3∶2 a3
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B. 距離硫原子最近的硫原子數(shù)目為4
C. 硫原子的配位數(shù)為4
D. 該晶體的密度為
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A. 晶體的化學(xué)式為Li3OCl
B. 圖中氧原子的配位數(shù)為6
C. 圖中Cl—O原子的最近距離與Li—O原子的最近距離相等
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13. （2024·陜西榆林檢測）反型鈣鈦礦電池?zé)o須使用具有光催化活性的TiO2（通過氮 摻雜生成TiO2－ a N b ，反應(yīng)如圖）以及摻雜的有機空穴傳輸層，光照下的輸出穩(wěn)定性 更好，更具發(fā)展?jié)摿Α?br/>

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