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1、常见晶体模型及晶胞计算第1页，共25页，编辑于2022年，星期六晶胞中微粒的计算方法均摊法原则：晶胞任意位置上的一个原子如果是被原则：晶胞任意位置上的一个原子如果是被n个图形晶胞所共个图形晶胞所共有，那么，每个晶胞对这个原子分得的份额是有，那么，每个晶胞对这个原子分得的份额是1/n。（1）长方体（立方体）长方体（立方体）：（2）非长方体（非立方体）：）非长方体（非立方体）：视具体情况分析。视具体情况分析。N=N顶角顶角1/8+N棱上棱上1/4+N面上面上1/2+N体内体内第2页，共25页，编辑于2022年，星期六在每个在每个CO2周围等距离且相距最近周围等距离且相距最近的的CO2共有共有 个个
2、。在每个小立方体中平均分摊到的在每个小立方体中平均分摊到的CO2 分子数为：分子数为：个个干冰晶体结构干冰晶体结构12(81/8+61/2)=48个个CO2分子位于立方体顶点分子位于立方体顶点6个个CO2分子位于立方体面心分子位于立方体面心分子晶体分子晶体晶胞为面心立方体晶胞为面心立方体第3页，共25页，编辑于2022年，星期六(1)每个每个Na+(Cl-)周围等周围等距且紧邻的距且紧邻的Cl-(Na+)有有 个个，构成构成 ，Na+(Cl-)的的配位数为配位数为 。6正八面体正八面体1244ClNa+NaClNaCl的晶体结构的晶体结构简单立方体简单立方体61 1NaCl(2)每个每个Na+
3、周围等距且周围等距且紧邻的紧邻的Na+有有 个个。(3)每个晶胞中平均有每个晶胞中平均有 个个Na+，个个Cl-，故每个晶胞中故每个晶胞中含有含有 个个“NaCl”结构单元；结构单元；N(Na+)N(Cl-)=,化学为化学为 。(4)能否能否 把把“NaCl”称为分子式？称为分子式？离子晶体离子晶体4第5页，共25页，编辑于2022年，星期六(2)晶胞的边长为晶胞的边长为acm，求求NaCl晶体的晶体的密度。密度。=M/NA晶胞所含粒子数晶胞所含粒子数晶胞的体积晶胞的体积58.5 /NA4a3（1）设）设NaCl晶胞的边长为晶胞的边长为acm，则晶胞，则晶胞中中Na+和和Cl-的最近距离（即小
4、立方体的的最近距离（即小立方体的边长）为边长）为 cm，则晶胞中同种离子的，则晶胞中同种离子的最近距离为最近距离为 cm。(3)若若NaCl晶体的密度为晶体的密度为g/cm3，则，则 NaCl晶体中晶体中Na与与Na+间间的最短距离是多少？的最短距离是多少？a/2a/2a/2=练习练习第6页，共25页，编辑于2022年，星期六（1）每个每个Cs+(Cl-)周围等距周围等距且紧邻的且紧邻的Cl-(Cs+)有有 个，个，Cs+(Cl-)的的配位数为配位数为 。CsClCsCl的晶体结构的晶体结构8181/8=161晶胞为体心立方体晶胞为体心立方体8（2）每个）每个Cs+(Cl-)周围周围等距且紧邻
5、的等距且紧邻的Cs+(Cl-)有有 个。个。（3）每个晶胞中含）每个晶胞中含 个个Cs、含、含 个个Cl，故每个晶，故每个晶胞中含有胞中含有 个个“CsCl”结构单元；结构单元；N(Cs+)N(Cl-)=,化学为化学为 。11CsCl思考：思考：NaCl、CsCl同属同属AB型离子晶体，型离子晶体，NaCl晶体中晶体中Na+的配位数与的配位数与CsCl晶体中晶体中Cs+的配位数是否相等？的配位数是否相等？第7页，共25页，编辑于2022年，星期六CaFCaF2 2的晶体结构的晶体结构（1）每个每个Ca2+周围等距且紧周围等距且紧邻的邻的F-有有 个，个，Ca2+配位数配位数为为 。F-Ca2+
6、（2）每个每个F-周围等距且紧邻周围等距且紧邻的的Ca2+有有 个，个，F-配位数为配位数为 。（3）每个晶胞中含）每个晶胞中含 个个Ca2、含、含 个个F,Ca2和和F的的个数比是个数比是 。88448412第8页，共25页，编辑于2022年，星期六3 3、金属晶体、金属晶体:简单立方堆积简单立方堆积 唯一金属唯一金属钋钋 每个晶胞含每个晶胞含 个个原子原子简单立方堆积的配位数简单立方堆积的配位数 =6 球半径为球半径为r 正方体边长为正方体边长为a =2r 空间利用率空间利用率=r=2/a晶胞含有原子的体积晶胞含有原子的体积晶胞体积晶胞体积100%1第9页，共25页，编辑于2022年，星期
7、六体心立方堆积体心立方堆积（钾型）（钾型）K、Na、Fe 每个晶胞含每个晶胞含 个原子个原子体心立方堆积的配位数体心立方堆积的配位数 =8 2第10页，共25页，编辑于2022年，星期六六方最密堆积六方最密堆积（镁型（镁型）Mg、Zn、Ti 每个晶胞含每个晶胞含 个原子个原子六方最密堆积的配位数六方最密堆积的配位数 =12 2第11页，共25页，编辑于2022年，星期六面心立方最密堆积面心立方最密堆积（铜型（铜型）Cu、Ag、Au 面心立方堆积的配位数面心立方堆积的配位数 =12 每个晶胞含每个晶胞含 个原子个原子4第12页，共25页，编辑于2022年，星期六面心面心立方最密堆积的空间占有率立
8、方最密堆积的空间占有率 =74%第13页，共25页，编辑于2022年，星期六堆堆积积模型模型采采纳这纳这种堆种堆积积的典型代表的典型代表空空间间利用率利用率配位数配位数晶胞晶胞简单简单立方立方Po（钋）（钋）52%6体心立方体心立方（钾钾型）型）K、Na、Fe68%8六方最密六方最密（镁镁型）型）Mg、Zn、Ti74%12面心立方最密面心立方最密（铜铜型）型）Cu,Ag,Au74%12金属晶体的四种堆积模型对比金属晶体的四种堆积模型对比第14页，共25页，编辑于2022年，星期六 金刚石金刚石原子晶体原子晶体该晶胞实际分摊到的碳原子数为该晶胞实际分摊到的碳原子数为 (4+6 1/2+8 1/8
9、)=8个。个。第15页，共25页，编辑于2022年，星期六（一）晶胞中微粒个数的计算，（一）晶胞中微粒个数的计算，求化学式求化学式（三）晶体的密度及微粒间距离（三）晶体的密度及微粒间距离的计算的计算小结：高考常见题型小结：高考常见题型（二）确定配位数（二）确定配位数第16页，共25页，编辑于2022年，星期六 1、（、（2013江苏，江苏，21A（1）元素元素X 位于第四周期，其基位于第四周期，其基态原子的内原子的内层轨道全部排道全部排满电子，且最外子，且最外层电子数子数为2。元素。元素Y基基态原子的原子的3p 轨道上有道上有4个个电子。子。X与与Y所形成化合物晶体的晶胞如所形成化合物晶体的晶
10、胞如右右图所示。所示。在在1个晶胞中，个晶胞中，X离子的数目离子的数目为 。该化合物的化学式化合物的化学式为 。4ZnS练习练习第17页，共25页，编辑于2022年，星期六2、Cu单质的晶体的晶胞的晶体的晶胞结构如下构如下图。若。若Cu原子的半径是原子的半径是r cm，则Cu单质的密度的的密度的计算公式是算公式是 （用（用NA表示表示阿伏伽德阿伏伽德罗常数）常数）第18页，共25页，编辑于2022年，星期六2 21 12 21 13 34 41 1体心：体心：1面上：面上：1/2顶点：顶点：1/8棱上：棱上：1/4立方晶胞中原子个数2 24 43 37 76 61 18 85 5返第19页，共
11、25页，编辑于2022年，星期六返第20页，共25页，编辑于2022年，星期六返第21页，共25页，编辑于2022年，星期六返第22页，共25页，编辑于2022年，星期六非密置层A143213642A5密置层配位数为4配位数为6返第23页，共25页，编辑于2022年，星期六ABABA123456返第24页，共25页，编辑于2022年，星期六 第三层的另一种排列第三层的另一种排列方式，是将球对准第一层方式，是将球对准第一层的的 2 2，4 4，6 6 位，不同位，不同于于 AB AB 两层的位置，这是两层的位置，这是 C C 层。层。123456123456123456第25页，共25页，编辑于2022年，星期六