模板06 晶体结构的分析与计算 第一步：仔细审题 阅读题目获取对解题有价值的信息，排除无效信息，并作标记。 第二步：判断晶胞结构 找出晶胞，确定晶胞内所有原子或离子的种类和位置。 第三步：计算微粒数 用“均摊法”计算晶胞中微粒的数目，确定晶体的化学式。 第四步：进行晶体相关计算 根据选项计算晶体的密度、空间利用率，确定原子分数坐标等。 技法01 常见晶体的结构模型 1．4类典型晶体结构模型 (1)典型离子晶体结构模型 晶体 NaCl CsCl ZnS CaF2 晶胞 配位数 6 8 4 F-：4；Ca2+：8 粒子数目 4个Na＋ 4个Cl－ 1个Cs＋ 1个Cl－ 4个S2－ 4个Zn2＋ 4个Ca2＋ 8个F－ (2)典型共价晶体结构模型 晶体 晶体结构 结构分析 金刚石 ①每个碳原子与周围紧邻的4个碳原子以共价键结合成正四面体结构，向空间伸展形成空间网状结构 ②最小碳环由6个碳原子组成，且6个碳原子不在同一平面内，每个碳原子被12个六元环共用 ③每个金刚石晶胞中含有8个C原子，C原子个数与C—C的个数之比为1∶＝1∶2。 石英(SiO2) ①每个Si原子与4个O原子形成4个共价键，Si原子位于正四面体的中心，O原子位于正四面体的顶点，同时每个O原子被2个硅氧正四面体共用，晶体中Si原子与O原子个数比为1∶2 ②最小环上有12个原子，包括6个O原子和6个Si原子 ③1 mol SiO2晶体中含Si—O数目为4NA ④每个SiO2晶胞中含有8个Si原子和16个O原子 SiC、BN、AlN等 ①每个原子与另外4个不同原子形成正四面体结构 ②每个晶胞中含有各4个不同原子 ③1mol晶体中含有的共价键数目为4NA (3)典型分子晶体———干冰晶体结构模型 ①CO2分子位于立方体晶胞的顶点和面心 ②干冰中的CO2分子间只存在范德华力，不存在氢键 ③每个晶胞有4个CO2分子，12个原子。每个CO2分子周围有12个紧邻分子，密度比冰的高 (4)混合型晶体———石墨晶体 ①同层内，碳原子采用sp2杂化，以共价键相结合形成平面六元并环结构。所有碳原子的p轨道相互平行且相互重叠，使p轨道中电子可在整个平面中运动 ②层与层之间以范德华力相结合 ③石墨的二维平面结构内，每个碳原子的配位数为3，有一个未参与杂化的2p电子，它的原子轨道垂直于碳原子平面 ④石墨晶体中C原子数与C—C数之比为2∶3，即12 g石墨晶体中含1.5NA个C—C共价键 ⑤石墨的典型物理性质是导电性、润滑性和高熔、沸点，其熔点比金刚石的还高 2．常见金属晶体的4种堆积模型 堆积模型 晶胞模型 配位数 晶胞中 粒子个数 晶胞棱长(a)与粒子半径(r)关系 简单立方堆积 6 1 a＝2r 体心立方堆积 8 2 a＝4r 面心立方堆积 12 4 a＝4r 六方最密堆积 12 2 a＝2r 晶体 NaCl CsCl ZnS CaF2 金刚石 晶体结构 粒子数目 4个Na＋，4个Cl－ 1个Cs＋，1个Cl－ 4个S2－，4个Zn2＋ 4个Ca2＋，8个F－ 8个C 晶体 简单立方 体心立方 面心立方 氮化硼 干冰 晶体结构 粒子数目 1个原子 2个原子 4个原子 4个B,4个N 4个CO2 技法02 有关晶胞的计算 1．用“均摊法”计算晶胞中的微粒数 (1)平行六面体晶胞中微粒计算方法 (2)非长方体晶胞中微粒数目的计算方法———均摊法 三棱柱 六棱柱 平面型 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 2．有关晶胞各物理量之间的关系 (1)晶体密度与微观晶胞参数的关系 (2)晶体中粒子间距离的计算 技法03 晶胞中原子的分数坐标与投影图 1．常见典型晶体原子的分数坐标 (1)金属Po立方体模型原子分数坐标 若1(0，0，0)，2(0，1，0)，则确定3的原子分数坐标为(1，1，0)，7为(1，1，1)。 2．钾型晶胞结构模型原子分数坐标与投影图 若1(0，0，0)，3(1，1，0)，5(0，0，1)，则确定6的原子分数坐标为(0，1，1)，7为(1，1，1)，9为(1/2、1/2、1/2)。 (3)铜型晶胞结构模型原子分数坐标 若1(0，0，0)，13(1/2，1/2，0) ... ...
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