晶体类型判断与晶胞分析
晶体类型及判断
晶体类型及判断
晶体是一种固体物质，结构十分稳定。
它们主要是由原子或分子阵列中形成的，其特征取决于原子或分子间相互偏向的强度、形式以及不同类原子的数量。
晶体的种类繁多，此类物质的形状也有多种形式。
一般来说，可以将晶体分为三大类:
(1) 单斜晶体：单斜晶体中的晶胞是一种最常见的类型，且它的形状是一个六方体。
这类晶体通常由八个原子构成，在原子间有单边斜率关系。
(2) 立方体晶体：立方体晶体也是相对较为常见的一种，它由八个原子构成，六个原子呈立方面排列，另外两个原子则位于六个面的中心。
(3) 非立方晶体：非立方晶体是指除单斜晶体和立方体晶体以外的晶体。
它们可以由六至九个原子组成，而它们的晶胞形状也更加复杂，比如菱形、圆弧和八角等等。
更确切的说，晶体的判定可以通过X射线衍射技术来实现，该技术可以根据X射线照射出来的符号信息以及由此形成的晶体衍射图形来进行判定，根据这些晶体衍射图形的形状和特征，我们就可以判定出晶体的类型了。
晶体结构的类型分类
晶体结构的类型分类晶体是由原子、离子或分子按照一定的规则排列而成的固体物质。
晶体结构的类型分类是对晶体结构进行系统性的整理和归纳，以便更好地理解和研究晶体的性质和行为。
本文将介绍晶体结构的主要类型分类，并对每种类型进行详细的描述和分析。
简单晶格简单晶格是最基本、最简单的晶体结构类型。
它由相同大小、相同形状的原子或离子按照规则排列而成。
简单晶格可以分为立方晶系、四方晶系、正交晶系、单斜晶系、菱面晶系和三斜晶系等六种类型。
立方晶系立方晶系是最简单的晶体结构类型，具有最高的对称性。
在立方晶系中，原子或离子按照等间距排列在立方体的顶点上。
立方晶系又可分为面心立方和体心立方两种类型。
四方晶系四方晶系与立方晶系非常相似，但其晶胞形状为长方体，其中一个边长与其他两个边长相等。
四方晶系只有一种类型，即体心四方晶系。
正交晶系正交晶系的晶胞形状为长方体，其中三个边长相互垂直且长度不等。
正交晶系包括体心正交晶系和面心正交晶系两种类型。
单斜晶系单斜晶系的晶胞形状为斜方体，其中一个边长与其他两个边长相等，且与第四个边垂直。
单斜晶系包括底心单斜晶系和侧心单斜晶系两种类型。
菱面晶系菱面晶系的晶胞形状为菱形，其中两个边长相等，另外两个边长也相等但不等于前两个边长。
菱面晶系只有一种类型，即底心菱面晶系。
三斜晶系三斜晶系的晶胞形状为斜方体，其中三个边长不相等且不垂直。
三斜晶系只有一种类型，即底心三斜晶系。
复式晶格复式晶格是由多种不同的原子或离子按照规则排列而成的复杂结构。
复式晶格可以分为两种类型：层状复式晶格和链状复式晶格。
层状复式晶格层状复式晶格是由多层原子或离子按照规则排列而成的结构。
每一层内的原子或离子之间的距离较小，而不同层之间的距离较大。
层状复式晶格包括六方密堆积、立方密堆积和六方密堆积等类型。
链状复式晶格链状复式晶格是由多个链状结构按照规则排列而成的结构。
链状复式晶格包括一维链状结构、二维链状结构和三维链状结构等类型。
2020届全国高考化学：第十一单元 第3章 晶体结构与性质学案 含答案
第3章晶体结构与性质命题晶体类型的判断及熔、沸点高低的比较一1.(1)(2018年全国Ⅲ卷,35节选)ZnF2具有较高的熔点(872 ℃),其化学键类型是,ZnF2不溶于有机溶剂而ZnCl2、ZnBr2、ZnI2能够溶于乙醇、乙醚等有机溶剂,原因是。
(2)(2017年全国Ⅰ卷,35节选)K和Cr属于同一周期,且核外最外层电子构型相同,但金属K的熔点、沸点等都比金属Cr低,原因是。
【解析】(1)ZnF2的熔点较高,故为离子晶体。
离子晶体难溶于乙醇等有机溶剂,分子晶体可以溶于乙醇等有机溶剂。
(2)金属键的强弱与半径成反比,与所带的电荷成正比。
【答案】(1)离子键ZnF2为离子化合物,ZnCl2、ZnBr2、ZnI2的化学键以共价键为主,极性较小(2)K原子半径较大且价电子数较少,金属键较弱2.(2016年全国Ⅰ卷,37节选)比较下列锗卤化物的熔点和沸点,分析其变化规律及原因: 。
【答案】GeCl4、GeBr4、GeI4熔沸点依次升高;原因是分子结构相似,相对分子质量依次增大,分子间相互作用力逐渐增强3.(2016年全国Ⅱ卷,37节选)单质铜及镍都是由键形成的晶体。
【答案】金属4.(2016年全国Ⅲ卷,37节选)GaF3的熔点高于1000 ℃,GaCl3的熔点为77.9 ℃,其原因是。
【答案】GaF3是离子晶体,GaCl3是分子晶体,离子晶体GaF3的熔沸点更高5.(2015年全国Ⅰ卷,37节选)CO能与金属Fe形成Fe(CO)5,该化合物的熔点为253 K,沸点为376 K,其固体属于晶体。
【答案】分子6.(2014年全国Ⅰ卷,37节选)准晶是一种无平移周期序,但有严格准周期位置序的独特晶体,可通过方法区分晶体、准晶体和非晶体。
【答案】X-射线衍射命题晶胞分析及计算二7.(1)(2018年全国Ⅰ卷,35节选)Li2O是离子晶体,其晶格能可通过图(a)的Born-Haber循环计算得到。
可知Li2O晶格能为kJ·mol-1。
高三化学基础知识复习课时考点二五类常见晶体模型与晶胞计算
考点二五类常见晶体模型与晶胞计算(考点层次B→共研、理解、整合)1．典型晶体模型(1)原子晶体(金刚石和二氧化硅)①金刚石晶体中，每个C与另外4个C形成共价键，C—C键之间的夹角是109°28′，最小的环是六元环。
含有1 mol C的金刚石中，形成的共价键有2 mol。
②SiO2晶体中，每个Si原子与4个O成键，每个O原子与2个硅原子成键，最小的环是十二元环，在“硅氧”四面体中，处于中心的是Si原子，1 mol SiO2中含有4 mol Si—O键。
(2)分子晶体①干冰晶体中，每个CO2分子周围等距且紧邻的CO2分子有12个。
②冰的结构模型中，每个水分子与相邻的4个水分子以氢键相连接，含1 mol H2O 的冰中，最多可形成2 mol“氢键”。
(3)离子晶体①NaCl型：在晶体中，每个Na＋同时吸引6个Cl－，每个Cl－同时吸引6个Na＋，配位数为6。
每个晶胞含4个Na＋和4个Cl－。
②CsCl型：在晶体中，每个Cl－吸引8个Cs＋，每个Cs＋吸引8个Cl－，配位数为8。
(4)石墨晶体石墨层状晶体中，层与层之间的作用是分子间作用力，平均每个正六边形拥有的碳原子个数是2，C原子采取的杂化方式是sp2。
(5)常见金属晶体的原子堆积模型2.晶胞中微粒的计算方法——均摊法(1)原则：晶胞任意位置上的一个原子如果是被n个晶胞所共有，那么，每个晶胞对这个原子分得的份额就是1 n(3)图示：提醒：在使用均摊法计算晶胞中的微粒个数时，要注意晶胞的形状，不同形状的晶胞，应先分析任意位置上的一个粒子被几个晶胞所共有，如六棱柱晶胞中，顶点、侧棱、底面上的棱、面心的微粒依次被6、3、4、2个晶胞所共有。
3．几种常见的晶胞结构及晶胞含有的粒子数目A．NaCl(含4个Na＋，4个Cl－)B．干冰(含4个CO2)C ．CaF 2(含4个Ca 2＋，8个F －) D ．金刚石(含8个C) E ．体心立方(含2个原子) F ．面心立方(含4个原子) 4．有关晶胞各物理量的关系对于立方晶胞，可简化成下面的公式进行各物理量的计算：a 3×ρ×N A ＝n×M，a 表示晶胞的棱长，ρ表示密度，N A 表示阿伏加德罗常数的值，n 表示1 mol 晶胞中所含晶体的物质的量，M 表示摩尔质量，a 3×ρ×N A 表示1 mol 晶胞的质量。
高中化学晶体类型的判断
高中化学晶体类型的判断
高中化学中，晶体是由原子、分子或离子以规则的方式排列而成的固体物质。
晶体的类型可以通过晶体的结构以及组成元素来判断。
晶体的结构类型可以分为离子晶体、共价晶体和分子晶体。
离子晶体是由正负离子通过离子键结合而成的晶体。
在离子晶体中，正负离子按照一定的比例排列在空间中形成晶格结构。
典型的离子晶体有氯化钠（NaCl）、氧化铁（Fe2O3）等。
判断一个固体是否为离子晶体可以通过分析其组成元素的离子性质以及晶体的导电性等特征。
共价晶体是由原子通过共价键结合而成的晶体。
在共价晶体中，原子之间共用电子形成化学键。
典型的共价晶体有金刚石（C）和石墨（C）。
判断一个固体是否为共价晶体可以通过分析其组成元素的原子性质
以及晶体的导电性等特征。
分子晶体是由分子通过范德华力或氢键等相互作用力结合而成的晶体。
在分子晶体中，分子之间以一定的方式排列形成晶格。
典型的分子晶体有冰（H2O）和葡萄糖（C6H12O6）等。
判断一个固体是否为分子晶体可以通过分析其组成元素的分子结构以及晶体的物理性质等
特征。
除了上述的结构类型判断，还有其他的方法可以用于判断晶体的类型。
例如，可以通过晶体的形态学特征，如晶面、晶胞大小等来判断晶体的类型。
此外，也可以通过X射线衍射等实验手段来确定晶体的结构类型。
总之，判断晶体的类型需要综合考虑晶体的结构、组成元素以及物理性质等特征。
通过对这些特征的分析，我们可以确定晶体的类型，并进一步了解其性质和应用。
晶体类型判断与晶胞分析
典例分析
Mg原子的数目： 12×1/6+2×1/2=3 B原子的数目：6 故化学式可表示为
Mg2B
结构单元微粒实际数目的计算
晶体结构图形解题思路
找出晶体中结构单元（晶胞）
分析一个原子被几个结构单元共用
图中结构单元中原子数目×1/A A表示几个结构单元共用
甲晶体中 A与B的个数比是_1_∶__8_×_1_/_8_=1_∶__1_, 乙晶体的化学式是__C__2D__,丙晶体的化学式是__E_F_
丁晶体的化学式是__X_Y_3_Z____
Y
E
A
C
B
D
X
甲
乙
丙F
丁Z
典例分析 例5:2001年报道的硼和镁形成的化合物刷新了 金属化合物超导温度的最高记录。如图所示的是 该化合物的晶体结构单元：镁原子间形成正六棱 柱，且棱柱的上下底面还各有1个镁原子，6个硼 原子位于棱柱内。则该化合物的化学式可表示为
结构单元微粒实际数目的计算
Cl-
Na +
3
4
8
7
1
2
1
5
6
结构单元微粒实际数目的计算
晶胞抽取的计算原则
①顶点：由8个小立方体共有，所以为1/8
②棱上：由4个小立方体共有，所以为1/4 ③面心：由2个小立方体共有，所以为1/2
④体内：由1个晶胞拥有，所以为1 归纳
小结
典例分析 例4:现有甲、乙、丙三种晶体的晶胞如图所示： 可推知：
得出结论：一个结构单元平均占有几个原子
晶体密度的计算
例6、NiO晶体的结构与NaCl相同，Ni2+与最邻
晶体解析参数-概述说明以及解释
晶体解析参数-概述说明以及解释1.引言1.1 概述晶体解析是化学和物理学领域中一项重要的实验技术，它是通过分析晶体的结构和特性来获取关于原子排列、键长、键角等信息的过程。
晶体解析参数是指在晶体解析过程中所使用的参数，这些参数可以帮助我们确定晶体结构的各种性质。
在晶体解析过程中，研究者通常会使用一些仪器设备，如X射线衍射仪或电子显微镜，来获取晶体的衍射图像。
通过分析这些衍射图像，我们可以推断出晶体的空间群、晶胞参数以及晶体中原子的位置等信息。
这些晶体解析参数的准确性和可靠性对于确定晶体结构具有重要意义。
在晶体解析参数中，最基本的是晶胞参数。
晶胞参数指的是晶体中单个晶胞的尺寸和形状，它由晶胞的晶胞常数和晶胞的晶胞角度组成。
晶胞常数是指晶胞在三个相互垂直的晶胞轴上的长度，而晶胞角度则是指相邻晶胞轴之间的夹角。
通过测量晶体的衍射图案，我们可以计算出晶胞参数的数值，并以此来确定晶胞的尺寸和形状。
此外，晶体解析参数还包括了晶体中原子的位置和排列方式。
晶体中原子的位置可以通过衍射数据的分析得到，它们的分布决定了晶体结构的对称性和稳定性。
通过分析原子之间的距离和角度，我们可以确定晶体中原子的种类和连接方式，从而得到晶体分子的结构和化学键的性质。
综上所述，晶体解析参数对于研究晶体结构和性质具有重要意义。
通过仔细分析晶体的衍射图像和计算晶胞参数，我们可以确定晶体的尺寸、形状以及原子的位置和排列方式，从而揭示晶体的结构和性质。
晶体解析参数的准确性和可靠性对于进一步理解晶体的特性和应用具有重要的参考价值。
1.2 文章结构文章结构:本文共分为引言、正文和结论三个部分。
引言部分概述了本文的主题——晶体解析参数，并阐述了文章的目的和意义。
正文部分包括了四个要点的介绍：2.1 第一个要点：详细讨论晶体解析参数的概念、作用和重要性，介绍晶体解析参数的分类和常见的解析方法。
2.2 第二个要点：探讨晶体解析参数的影响因素，包括温度、压力、结晶条件等。
判断晶体类型的方法
判断晶体类型的方法一、引言晶体是由原子、离子或分子按照一定的规律排列而成的固体，具有高度的有序性和周期性。
晶体类型的判断是材料科学和化学领域中非常重要的问题，因为不同的晶体类型具有不同的物理和化学性质，对于材料制备和应用具有重要意义。
本文将介绍几种判断晶体类型的方法，包括X射线衍射法、电子衍射法、红外光谱法等。
二、X射线衍射法X射线衍射法是目前最常用的判断晶体类型的方法之一。
其基本原理是利用X射线与晶体中原子排列产生相互作用时所发生的干涉现象来确定晶胞结构和原子位置。
具体步骤如下：1. 制备样品：将待测样品制成粉末状，并均匀地撒在玻片上。
2. 测量样品：将玻片放入X射线衍射仪中进行测量。
在测量过程中需要控制好温度和湿度等因素，以保证数据准确性。
3. 分析结果：通过对测量数据进行分析，可以得到样品的晶胞结构和原子位置等信息。
三、电子衍射法电子衍射法是一种利用电子束与晶体中原子排列产生相互作用时所发生的干涉现象来确定晶胞结构和原子位置的方法。
其基本步骤如下：1. 制备样品：将待测样品制成薄膜状，并放置在透明的网格上。
2. 测量样品：将网格放入电子显微镜中进行测量。
在测量过程中需要控制好温度和湿度等因素，以保证数据准确性。
3. 分析结果：通过对测量数据进行分析，可以得到样品的晶胞结构和原子位置等信息。
四、红外光谱法红外光谱法是一种通过分析物质对不同波长红外辐射的吸收情况来确定物质分子结构和化学键类型的方法。
其基本步骤如下：1. 制备样品：将待测样品制成薄片状，并放置在透明的盘中。
2. 测量样品：将盘放入红外光谱仪中进行测量。
在测量过程中需要控制好温度和湿度等因素，以保证数据准确性。
3. 分析结果：通过对测量数据进行分析，可以得到样品的分子结构和化学键类型等信息。
五、总结以上介绍了三种判断晶体类型的方法，它们分别是X射线衍射法、电子衍射法和红外光谱法。
这些方法在材料科学和化学领域中具有广泛的应用，能够为材料制备和应用提供重要的帮助。
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立方结构，已知CaO晶体密度为ag·cm-3，NA表示
阿伏加德罗常数，则CaO晶胞体积为
cm3。
达标潜能练习
1、下列不存在化学键的晶体是：
A.硝酸钾 B.干冰 C.石墨 D.固体氩
2、常温常压下的分子晶体是：
A.碘 B.水 C. 硫酸铵 D.干冰
3、同组物质中化学键类型相同、晶体类型也相
同的是：
A、I2 Ar N2 Si
每课一题
许多事实都证明氯化铝是分子晶体.请你设计 一个实验证实这一结论.
方法：取氯化铝固体适量，检验其固态、熔融 状态，水溶液是否导电。
现象：氯化铝固体不导电，熔融状态不导电， 水溶液能导电。
结论：氯化铝是分子晶体。
晶体类型的判断 例1、从下列各物质中，选出符合题目要 求的填空：
⑴Al ⑵CCl4 ⑶MgCl2 ⑷BeCl2 ⑸HF ⑹KCl ⑺晶体硅 ⑻Hg
(9) Na2O2 (10)SiC (11)Ar
晶体类型的判断
1、只含有离子键的是___3_、__6_____,只含 有共价2键、的4、是5_、_7_、__1_0__,既含有离子键又 含有共价键的是___9__,含有金属键的是 _1_、__8__不含化学键的是___1_1__,固态、液 态含氢键的的是___5__. 2、属于离子化合物的是__3_、__6_、__9_,属于 共价化合物的是__2、__4_、__5_、__10___, 3、属于离子晶体的是__3_、__6、__9_,分子晶 体的是_2_、__4_、_5_、__1_1__,原子晶体的是 __7_、__1_0__,金属晶体的是___1_、__8__.
CO2
晶体空间结构
109º28´ 共价键
晶体空间结构
Si
o
104º
109º28´
共价键
晶体空间结构
石 墨
晶体中距离最近的微粒数的计算
例3、在氯化钠晶体中，假若钠离子与周围最近 的氯离子的距离为a，那么每个钠离子周围最近 且等距离的氯离子有_6_个，钠离子有___个,钠 离子之间的距离为____ 。
得出结论：一个结构单元平均占有几个原子
晶体密度的计算
例6、NiO晶体的结构与NaCl相同，Ni2+与最邻
近O2－的核间距离为a×10－8cm，计算NiO晶体的 密度（已知NiO的摩尔质量为74.4g/mol－1）
解：在该晶体中最小正方体中所含的Ni2+、O2－个数均为:
4× 1 = 1 （个）
82
即晶体中每个小正方体中平均含有
1
个
2
NiO.其质量为: 74.7g × 1
6.02×1023 2
而此小正方体体积为(a×10-8㎝)3 ，故NiO晶体密度为：
74.7g × 1
6.02×1023 2
(a×10-8㎝)3
=
62. 0 a3
g. ㎝-3
【练习】（11山东）CaO与NaCl的晶胞同为面心
物质的类别 存在的化学键
构成晶体的微粒
离子晶体 原子晶据体物质分的子晶体 金属晶体 分类
离子化合物 部分共价化合物、单质 金属及合金
离子键 阴、阳离子
共价键 据组共成价晶键 体的微金属粒键 原子 和微分粒子间的作金 电属 子用阳离子、
微粒间的作用力 离子键
共价键 分子间作用力 金属键
物 熔、沸点 质 硬度 性 质 导电性
坐六
———
看出
唐青飞
●
高
竹
花
骈变入
《 对
琼
户
雪枝 时
诗 》
。
，
晶体类型判断与 晶胞分析
焦方亮
2
前置作业
1、什么是晶体？晶体有何特征？ 2、晶体有几种类型？每种晶体内部的微粒及
相互作用力分别是什么？ 3、NaCl、CsCl晶胞的结构特点。 4、干冰（CO2）、冰（H2O）晶胞的结构特点。 5、金刚石晶胞的结构特点。 6、CaF2晶胞的结构特点。 7、石墨晶胞的结构特点。
结构单元微粒实际数目的计算
Cl-
Na+
3
4
8
7
1
2
1
5
6
结构单元微粒实际数目的计算
晶胞抽取的计算原则
①顶点：由8个小立方体共有，所以为1/8
②棱上：由4个小立方体共有，所以为1/4 ③面心：由2个小立方体共有，所以为1/2
④体内：由1个晶胞拥有，所以为1 归纳
小结
典例分析 例4:现有甲、乙、丙三种晶体的晶胞如图所示： 可推知：
甲晶体中 A与B的个数比是_1_∶__8_×_1_/_8_=_1∶__1_, 乙晶体的化学式是__C__2D__,丙晶体的化学式是__E_F_
丁晶体的化学式是__X_Y_3_Z____
Y
E
A
C
B
D
X
甲
乙
丙F
丁Z
典例分析 例5:2001年报道的硼和镁形成的化合物刷新了 金属化合物超导温度的最高记录。如图所示的是 该化合物的晶体结构单元：镁原子间形成正六棱 柱，且棱柱的上下底面还各有1个镁原子，6个硼 原子位于棱柱内。则该化合物的化学式可表示为
传热性 延展性
较高 硬而脆 固态时 不导电
不良 不良
很高 大
低
多数高
小
多数硬
非导体
非导体
良导体
不据良 物质的不熔良点、 良好 不良硬度、导不良电性 良好
溶解性
大多数易溶 于极性溶剂
不溶于任何 溶剂
相似相溶
不溶
晶体空间结构
例2、你能具体的描述出NaCl晶体的微观结构 吗?
晶体空间结构
CsCl
晶体空间结构
5
3
4
2
1
6
晶体中距离最近的微粒数的计算
例3、在氯化钠晶体中，每个钠离子周围最近 且等距离的氯离子有_6_个，钠离子有_1_2_个； 每个氯离子周围最近且等距离的钠离子有_6__个, 氯离子有_12_个.
晶体中距离最近的微粒数的计算 ⑵在干冰晶体中每个CO2分子周围最近且等距 离的CO2有__个。
晶体类型的判断
4、所含有的化学键和所属晶体类型都相 同的是_3_、__6_、_9_、_ 1、8 5、某物质在熔融状态、固态均可导电， 将其投入水中后水溶液也可导电，则该 物质可能属于_金__属_晶体,如N_a_、__K_、_；Al某物 质固态不导电，在熔融状态或将其溶入 水中后水溶液可导电，则该物质可能属 于__离_子___晶体,如_N__aC__l、__K_C_l_、__M_g_Cl２
A、ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱgB B、 MgB2 C、Mg2B D、Mg3B2
典例分析
Mg原子的数目： 12×1/6+2×1/2=3 B原子的数目：6 故化学式可表示为
Mg2B
结构单元微粒实际数目的计算
晶体结构图形解题思路
找出晶体中结构单元（晶胞）
分析一个原子被几个结构单元共用
图中结构单元中原子数目×1/A A表示几个结构单元共用