常见晶体模型与晶胞计算Word版含解析

1、常见晶体模型与晶胞运算1典型晶体模型晶体晶体结构晶体详解4 个碳以共价键结（ 1）每个碳与相邻合,形成正四周体结构金刚石（2）键角均为109 28（3）最小碳环由6 个 C 组成且六原子不在同一平面内（4）每个 C 参加 4 条 CC 键的形成,原子晶体C 原子数与 C C 键数之比为12 （1）每个 Si 与 4 个 O 以共价键结合,形成正四周体结构SiO 2（2）每个正四周体占有1 个 Si,4 个“1 2O” ,nSi nO 12 （3）最小环上有 12 个原子, 即 6 个 O,6个 Si 分子晶体干冰（1） 8 个 CO 2 分子构成立方体且在6 个面心又各占据1 个 CO 2 分

2、子（ 2）每个CO2 分子四周等距且紧邻的CO2分子有 12 个离子晶体NaCl 型（ 1）每个NaCl四周等距且紧邻的ClNa有 6 个,每个 Na四周等距且紧邻的 Na有 12 个CsCl 型（2）每个晶胞中含4 个 Na和 4 个 Cl（1）每个 Cs四周等距且紧邻的Cl有 8个,每个CsCl四周等距且紧邻的CsCl有 6 个（2）如图为8 个晶胞,每个晶胞中含1个 Cs、1 个 Cl简 单立 方 积累 面 心立 方金属晶体最密积累体 心立 方 积累 六 方最 密 积累典型代表Po,配位数为6,空间利用率52% 又称为 A1 型或铜型,典型代表Cu、Ag、Au ,配位数为12,空间利用率

3、74% 又称为A 2型或钾型, 典型代表 Na、K、Fe,配位数为8,空间利用率68% 又称为 A3 型或镁型, 典型代表 Mg 、Zn、Ti ,配位数为12,空间利用率74% 2晶胞中微粒的运算方法 均摊法【重难点指数】【重难点考向一】常见晶胞类型和结构特点【典型例题 1】（ 1）【2022 高考全国卷, 37（5）】碳有多种同素异形体,其中石墨烯与金刚石的晶体结构如 图所示：石墨烯晶体 金刚石晶体在石墨烯晶体中,每个 C 原子连接 _个六元环,每个六元环占有 _个 C 原子；在金刚石晶体中,C 原子所连接的最小环也为六元环,每个 C 原子连接 _个六元环,六元环中最多有 _个 C 原子在同

4、一平面；（ 2）【2022 高考全国卷节选】Cu2O 为半导体材料,在其立方晶胞内部有 4 个氧原子,其余氧原子位于面心和顶点,就该晶胞中有 _个铜原子；【答案】（ 1） 3 2 12 4（2）16 【重难点考向二】有关晶胞的运算【典型例题 1】【2022 高考全国卷,37（5）】O 和 Na 能够形成化合物 F,其晶胞结构如图所示,晶胞参数 a0.566 nm,F 的化学式为 _；晶胞中 O 原子的配位数为 _；列式运算晶体 F 的密度 g cm3_ ；【答案】 Na2O 8 1462 g mol3.566 107 36.02 10 23mol12.27 g cm【解析】 O 2半径大于 N

5、a半径,由 F 的晶胞结构可知,大球代表 O 2,小球代表 Na,每个晶胞中含有 O 2个数为 81/861/2 4,含有 Na个数为 8,故 O 2、Na离子个数之比为 48 12,从而推知 F 的化学式为 Na2O；由晶胞结构可知,每个 O 原子四周有 8 个 Na 原子,故O 原子的配位数为 8；晶胞参数 a0.566 nm0.566 107 cm,就晶胞的体积为 0.566 107 cm 3,1从而可知晶体 F 的密度为 462 g mol7 36.02 10 23mol12.27 g cm3；【名师点睛】（2）晶体微粒与 M、 之间的关系如 1 个晶胞中含有 x 个微粒, 就 1 m

6、ol 晶胞中含有 x mol 微粒, 其质量为 xM g M 为微粒的相对“ 分子 ”质量 ；又 1 个晶胞的质量为 a 3 ga 3 为晶胞的体积 ,就 1 mol 晶胞的质量为 a 3NA g,因此有 xM a 3NA ；1下图所示是晶体结构中具有代表性的最小重复单元（晶胞）的排列方式, 其对应的化学式正确的是（图中：-X, -Y, -Z）（）【答案】 C 【解析】 A、B 图中 X、Y 原（离）子的数目比均为 1：1,A、B 错误； C 图中 X 的数目： 818 1,Y 的数目： 613,Z 位于体心, 数目为 1,化学式 XY 3Z 正确； D 图中 X 的数目： 812 8 1,Y

7、 的数目： 1213,Z 位于体心,数目为 1,化学式为 XY 3Z,错误,答案选 C；42某物质的晶体中含 Ti 、O、Ca 三种元素,其晶胞排列方式如下列图,晶体中 Ti 、O、Ca 的中原子个数之比为（）A1：3：1 B 2：3：1 C2： 2：1 D1：3： 3 【答案】 A 3已知 CsCl 晶体的密度为 g/cm 3,N A 为阿伏加德罗常数,相邻的两个Cs +的核间距为a cm,如下列图,就CsCl 的相对分子质量可以表示为（）ABCD【答案】 A 【解析】该立方体中含1 个氯离子, Cs +个数 =8=1,依据 V=知, M=,摩尔质量在数值上等于其相对分子质量,所以其相对分子

8、质量是 a 3N A,应选 A 4有四种不同积累方式的金属晶体的晶胞如下列图,有关说法正确选项（）A为简洁立方积累为六方最密积累为体心立方积累为面心立方最密积累B每个晶胞含有的原子数分别为：1 个, 2 个, 2 个, 4 个C晶胞中原子的配位数分别为： 6, 8, 8, 12 D空间利用率的大小关系为：【答案】 B 5氧化锌 ZnO 、氮化镓 GaN 及新型多相催化剂组成的纳米材料能利用可见光分解水,生成氢气和氧气；（ 1）Zn 2+基态核外电子排布式为（ 2）与 CNO互为等电子体的分子、离子化学式分别为、各写一种 （ 3）ZnO 是两性氧化物,能跟强碱溶液反应生成 ZnOH 4 2-；不

9、考虑空间构型,ZnOH 4 2-的结构可用示意图表示为,某种 ZnO 晶体的晶胞如图 1 所示, O 2的配位数为图 1 ZnO 晶胞 图 2 GaN 晶胞（ 4）图 2 是氮化镓的晶胞模型；其中镓原子的杂化方式为 在配位键,该配位键中供应电子对的原子是杂化, N、Ga 原子之间存；氮化镓为立方晶胞,晶胞边长为a pm,如氮化镓的密度为 g3,就氮化镓晶胞边长的表达式 cmapm设 NA 表示阿伏加德罗常数的值；10或 Ar3d10；【答案】（ 1）1s 22s 22p63s 23p63d（ 2）CO 2或 N 2O、CS2、BeCl 2 等,合理均可 , N ；（ 3）或,8；（ 4）sp 3 杂化, N,10 10；【解析】（ 1）锌属于第四周期第 IIB 族元素,核外电子排布式为：1s22s 22p 63s 23p 63d 104s 2,因此Zn 2的基态核外电子排布式为：1s 22s 22p 63s 23p 63d 10或 Ar3d 10；（2）等电子体：原子总数相等,价电子总数相等的微粒互称为等电子体,CNO中含有 3 个原子,价电子总数为 16,CO 2或 N2O、CS2、BeCl2等,合理均可 , N ；（ 3）锌供应空轨道,OH中的 O 供应孤电子对,形成配位键, 结构示意图是：或,离子晶体配位数,是四周最近的异性离子的个数,即 O 2最近的 AN 2有 8 个,