金属晶体配位数计算
高中化学知识点复习 晶体计算类型归纳
面(实际为椅式结构)，碳原子为 sp3 杂化
(3)每个碳原子被 12 个六元环共用，每个共价键被 6 个六元环共用，一个六元
1
环实际拥有 个碳原子
2
(4)C 原子数与 C—C 键数之比为 1∶2，12g 金刚石中有 2 mol 共价键
(5)密度＝8×12 g·mol－1 NA×a3
(a 为晶胞边长，NA 为阿伏加德罗常数)
NA×a3
离子晶体的配位数
离子晶体中与某离子距离最近的异性离子的数目叫该离子的配位数
(1)正、负离子半径比：AB 型离子晶体中，阴、阳离子的配位数相等，但正、
影响离子晶体配位数的因素
负离子半径比越大，离子的配位数越大。如：ZnS、NaCl、CsCl (2)正、负离子的电荷比。如：CaF2 晶体中，Ca2＋和 F－的配位数不同
晶体
晶体结构
结构分析
干冰
(1)面心立方最密堆积：立方体的每个顶点有一个 CO2 分子，每个面上也有一
个 CO2 分子，每个晶胞中有 4 个 CO2 分子
(2)每个 CO2 分子周围等距且紧邻的 CO2 分子有 12 个
(3)密度＝4×44 g·mol－1 NA×a3
(a 为晶胞边长，NA 为阿伏加德罗常数)
Cu Ag Au 12 4
2 a＝4r
2
Mg Zn Ti 12
6或2
——
(2)金属晶胞中原子空间利用率计算： 空间利用率 V球
球数 4 r3
3
V晶胞
a3
①简单立方堆积：如图所示，原子的半径为 r，立方体的棱长为 2r，则 V 球＝43πr3，V 晶胞＝(2r)3＝8r3，空间利
(4)在 NaCl 晶体中，每个 Na+周围与它最接近且距离相等的 Na+共有 12 个，
常见晶体配位数等资料讲解
每个Cl- 周围与 之最接近且距离 相等的Na+共有
个6 。
CsCl的晶体结构及晶胞构示 意图
---Cs+ ---Cl-
Cs+的配位数为：
8 Cl-的配位数为：
8
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常见晶体配位数等
3、常见的原子晶体
❖ 某些非金属单质：ຫໍສະໝຸດ 金刚石（C）、晶体硅(Si)、晶体硼（B）、晶体 锗(Ge)等
❖ 某些非金属化合物：
碳化硅（SiC）晶体、氮化硼（BN）晶体
❖ 某些氧化物：
二氧化硅（ SiO２）晶体、Al2O3
干冰的晶体结构图
分子的密堆积
（与CO2分子距离最近的 CO2分子共有12个 ）
①金刚石中每个C原子以sp3杂化，分别与4个 相邻的C 原子形成4个σ键，故键角为 109°28′，每个C原子的配位数为4；
②每个C原子均可与相邻的4个C构成实心的正 四面体，向空间无限延伸得到立体网状的金刚 石晶体，在一个小正四面体中平均含有 1+4×1/4 =2个碳原子；
③在金刚石中最小的环是六元环，1个环中平 均含有6×1/12=1/2个C原子，含C-C键数为 6×1/6=1；
④金刚石的晶胞中含有C原子为8个，内含4个 小正四面体，含有C-C键数为16。
①二氧化硅中Si原子均以sp3杂化，分别 与4个O原子成键，每个O原子与2个Si原子 成键；
②晶体中的最小环为十二元环，其中有6 个Si原子和6个O原子，含有12个Si-O键； 每个Si原子被12个十二元环共有，每个O 原子被6个十二元环共有，每个Si-O键被6 个十二元环共有；每个十二元环所拥有的 Si原子数为6×1/12=1/2，拥有的O原子数 为6×1/6=1，拥有的Si-O键数为 12×1/6=2，则Si原子数与O原子数之比为 1：2。
晶体空间利用率计算
V球 空间利用率= 100% V晶胞 4 3 r 3 3 100% =52% 8r
1个晶胞中平均含有1个原子 4 3 V =（2r）3=8r3 V球= r 晶胞 3
2、体心立方堆积 a b a
b a a 2 2 2 2 (4r ) a b 3a
2 2 2
4 a r 3
【堆积方式及性质小结】
堆积方式 晶胞类型 空间利 配位数 用率 简单立方 简单立方 体心立方 体心立方 六方堆积 六方 52％ 68% 74% 74% 6 8 12 实例
Po Na、K、Fe
Cu、Ag、Au Mg、Zn、Ti
面心立方 面心立方
12
空间利用率= 4 3 2 r 3 100% 3 a
4 3 2 r 3 100% 4 3 （ r） 3
3 100% 68% 8
3、六方最密堆积 hs
s 2r 3r 2 3r
2
s
V球 100% 空间利用率= V晶胞
4 3 V球 2 r 2r 3 2 6 2 V晶胞 s 2h 2 3r 2 r 8 2r 3 3
【例题1】现有甲、乙、丙、丁四种晶胞，可推 1:1 知甲晶体中与的粒子个数比为——————；乙 DC2 或C2D 晶体 的化学式为—————— ————；丙晶体的 化学式为EF或FE ；丁晶体的化学式为XY Z —————— ———。
2
B
A
Z D C F E X
甲乙丙Fra bibliotek丁Y
甲
乙
丙
【例题2】上图甲、乙、丙三种结构单元中，金属 1:2:3 原子个数比为—————————。 乙晶胞中所含金属原子数为8×1/8+6×1/2=4 晶胞中所含金属原子数为12×1/6+2×1/2+3=6
高三化学高考备考专题复习有关晶体的各类计算
位置 的原子数 例1、铝单质为面心立方晶体，其晶胞参数a＝0．405nm，列式表示铝单质的密度
g·cm－3(不径必计的算关出结系果)
②若合金的密度为d g/cm3，晶胞参数a=________nm。
*（2）分数坐标：（0,0,0）-顶点
（1/2,1/2,0）
3、边长（晶胞参数）和半径关系
空间利用率
3 Po 顶10点0%
球半径r 与晶胞边长 a 的关系：
3、边长（晶胞参数）和半径关系
（1）球数：8×1/8 + 6×1/2 = 4
1 、 晶 体 中 的 微 粒 数 、 化 学 式 其中，密度公式中共有四个未知量：密度，微粒摩尔质量，晶 胞体积，NA，知道3个可求另一个，因此可能围绕密度出现4种题型。
在面心立方基础上，再插入4个球，分别占据8个小立 方体中4个互不相邻的体心，
S a a sin 60 3 a2 2
V晶胞 3 a2 2 6 a
2
3
2a3 8 2r3
V球球)
V球 V晶胞 100% 74.05%
7、空间利用率
（4）金刚石空间利用率：球体积占晶胞体积的百分比
8 4 πr 3 8 4 πr 3
3
3 100% 34%
实例
NaCl 型
AB CsCl 型
Na+：6 Na+：6 Cl-： 6 Cl-： 6
Cs+：8 Cs+：8 Cl-： 8 Cl-： 8
Na+：4 Cl-： 4 Cs+：1 Cl-：1
KBr AgCl、 MgO、CaS、 BaSe
CsCl、CsBr、 CsI、TlCl
ZnS型
Zn2+：4 Zn2+：4 Zn2+：4 ZnS、AgI、 S2-： 4 S2-： 4 S2-：4 BeO
配位化学中的金属离子配位数的确定
配位化学中的金属离子配位数的确定配位化学是无机化学中的一个重要分支，研究的是金属离子与配体之间的相互作用及其结构性质。
在配位化学中，金属离子的配位数是一个关键的概念，它决定了配位化合物的结构和性质。
本文将探讨金属离子配位数的确定方法及其在配位化学中的应用。
一、配位数的概念与意义配位数是指金属离子周围配体的数目，也可以理解为金属离子与配体之间的化学键数。
配位数的确定对于揭示配位化合物的结构和性质非常重要。
在配位化学中，常见的金属离子配位数有2、4、6、8等。
二、确定金属离子配位数的方法1. 晶体结构分析法晶体结构分析是一种常用的确定金属离子配位数的方法。
通过X射线衍射技术，可以获得配位化合物的晶体结构信息。
在晶体结构中，金属离子与配体之间的距离和角度可以提供金属离子的配位数信息。
2. 磁性测量法磁性测量是另一种确定金属离子配位数的方法。
根据配位化合物的磁性性质，可以推断出金属离子的配位数。
例如，当金属离子的配位数为2时，通常表现为高自旋态，磁性较强；而当配位数为6时，通常表现为低自旋态，磁性较弱。
3. 光谱法光谱法也可以用于确定金属离子的配位数。
例如，红外光谱可以提供金属离子与配体之间的键合信息，从而确定配位数。
同时，紫外-可见光谱也可以用于研究金属离子的电子跃迁行为，进一步确定配位数。
三、金属离子配位数的应用金属离子配位数的确定对于了解金属配合物的结构和性质具有重要意义。
在实际应用中，金属离子的配位数决定了配位化合物的稳定性、光学性质、磁性性质等。
1. 稳定性金属离子的配位数与配位化合物的稳定性密切相关。
一般来说，金属离子的配位数越高，配位化合物的稳定性越高。
这是因为高配位数可以提供更多的配体与金属离子形成化学键，增强了配位化合物的稳定性。
2. 光学性质金属离子的配位数对配位化合物的光学性质有重要影响。
例如，金属离子在不同配位数下的配位化合物可以表现出不同的颜色。
这是因为金属离子的配位数改变了配位化合物的电子结构，导致其吸收和发射光谱发生变化。
金属晶体结构特征
金属晶体结构特征
1、金属晶体的晶格结构：金属晶体的晶格结构可以分为立方晶系、四方晶系、六方晶系、三斜晶系、正交晶系、单斜晶系等六种，其中立方晶系最为常见。
2、金属晶体的原子排列方式：金属晶体中的原子排列方式通常为紧密堆积和面心堆积两种。
紧密堆积指的是原子之间的距离最小，而面心堆积则是将原子填充在立方体的面心处。
3、金属晶体的晶格常数：晶格常数是指晶体中最小重复单元的长度和角度，它决定了晶体的物理和化学性质。
4、金属晶体的配位数：配位数指的是一个原子周围的最近邻原子的数目，不同的晶体结构具有不同的配位数。
金属晶体结构特征对于金属的物理和化学性质有着重要的影响。
通过对金属晶体结构的研究，可以更好地理解金属的性质，并且为设计新型金属材料提供有力的理论支持。
- 1 -。
高考化学：配合物和晶体中配位数的判断
高考化学：配合物和晶体中配位数的判断等离子体中，中心离子(或原子)同时以共价键和配位键结合，配位数不等于配位键的键数。
例如，[BF4B(OH)4AlCl4Al(OH)4等离子体中，中心原子与其配位原子之间的键数是4，但配位数却是6.这是因为这些离子中的中心原子与其配位原子之间的键数不仅包括配位键，还包括其他共价键。
二、晶体中配位数的判断晶体中的配位数是指晶体中一个原子周围与其等距离的最近邻的原子数目。
通常情况下，晶体中的配位数可以通过以下几种方法来判断：1．简单离子晶体中，离子的配位数等于其化合价。
例如，NaCl晶体中Na+离子的配位数为6，Cl-离子的配位数也为6.2．对于具有离子共价性质的化合物，其离子的配位数可以通过离子半径比来判断。
离子半径比越大，其配位数越小。
3．对于金属晶体，其配位数可以通过晶体结构中金属离子的配位数来判断。
例如，fcc结构中的金属离子配位数为12，hcp结构中的金属离子配位数为6.4．对于复杂晶体，配位数的判断需要通过晶体结构分析来确定。
总之，配位数是判断化合物或晶体性质的重要参数，通过对配位数的准确判断，可以更好地理解和解释其化学性质。
Na+离子的配位数都为6.或以正八面体的面心Na+离子分析，上、下、左、右、前、后各有一个Cl-离子，配位数为6.又如金属晶体中的面心立方堆积A1如图所示)。
典型代表Fe、Ni、Co，因立方体的面心原子都与中心原子形成金属键，以立方体的面心原子分析，上、下、左、右、前、后各有一个配位原子，故配位数为6.注意：在NaCl型离子晶体中，每个离子周围等距且紧邻的离子在上下、左右、前后各2个，共12个，这也不是真正的配位数。
因为是同电性离子。
化学中配位数是很重要的概念，特别是在配位化合物的研究中。
B、Al原子缺电子，它们形成的化学键既有共价键，又有配位键，配位数与配位键的键数不相等，配位数均为4.例如Al2Cl6中Al原子的配位数为4，酞菁钴的结构中钴离子的配位数也为4.然而，当中心离子(或原子)与不同量的配位体配合时，其配位数为不确定。
过渡金属的配位数
过渡金属的配位数一、过渡金属的基本概念过渡金属，又称过渡元素，是一类在周期表中位于d区元素的统称。
它们具有不完全充满的d轨道，因此表现出较强的金属性。
过渡金属广泛应用于催化剂、磁性材料、合金等领域。
二、过渡金属的配位数定义与分类过渡金属的配位数是指一个过渡金属原子与周围配体原子形成的化学键的数量。
根据配体与过渡金属原子之间的键的复杂程度，过渡金属配位数可以分为简单配位数和复杂配位数。
1.简单配位数简单配位数指的是过渡金属原子与周围配体原子通过单一化学键相连的情况。
在这种情况下，过渡金属原子与配体原子之间的相互作用较弱，配位数较低。
2.复杂配位数复杂配位数是指过渡金属原子与周围配体原子通过多种化学键（如单键、双键、三键等）相连的情况。
在这种情况下，过渡金属原子与配体原子之间的相互作用较强，配位数较高。
三、过渡金属配位数的计算方法过渡金属配位数的计算方法主要有以下几种：1.配体电子对数法：根据配体的电子构型，计算其提供的电子对数，从而确定配位数。
2.配体原子数法：统计配体中与过渡金属原子形成化学键的原子数量，即为配位数。
3.晶体场理论法：根据晶体场理论，分析过渡金属原子在晶体中的环境，确定其配位数。
四、过渡金属配位数在实际应用中的重要性过渡金属配位数在实际应用中具有重要意义，它直接影响着过渡金属化合物的性质和功能。
例如，在催化剂领域，过渡金属配位数会影响催化剂的活性、选择性和稳定性；在磁性材料领域，过渡金属配位数会影响材料的磁性性能等。
五、常见过渡金属化合物的配位数举例1.铁（Fe）催化剂：常见的铁催化剂有Fe-EDTA（配位数6）、Fe-CN（配位数4）等。
2.钴（Co）催化剂：常见的钴催化剂有Co-PN（配位数6）、Co-BIPY （配位数6）等。
六、总结与展望过渡金属的配位数研究对于理解过渡金属化合物的性质和功能具有重要意义。
随着科学技术的不断发展，过渡金属配位数的研究将不断深入，为指导实际应用提供理论依据。
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密置层，配位数
精品
是6
非密置层堆积——简单立方堆积
精品
1、简单立方堆积
-配位数：6
1
4
2
3
6
1
4
6
பைடு நூலகம்
2
3
5
精品
2.体心立方堆积——钾型
精品
2.体心立方堆积——钾型
5
6
8
7
1
2
4
3
精品
-配位数：8
二.密置层堆积
精品
3. 六方最密堆积——镁型
配位数：12
7 19
8 2
6
3
5
4
10
11
12
精品
4.面心立方最密堆积——铜型
精品
Po
52℅
6
Na K Fe
68℅
8
Mg Zn Ti
74℅
12
Cu Ag Au
74℅
12
精品
混合型晶体
既有共价键又有金属键和范 德华力，属于混合型晶体 C的杂化方式：SP 2
精品
谢谢！
精品
精品
在提到配位数时应当分析其所处环境。
• 1、在晶体学中配位数与晶胞类型有关； • 2、离子晶体中指一个离子周围最近的异电性离子的数目； • 3、配位化学中，化合物中性原子周围的配位原子的数目。
配位数：在晶体中与离子（或原子）直接相连的离 子（或原子）数。
精品
金属晶体的原子堆积模型
非密置层，配位 数是4
金属晶体
金属晶体的空间结构
精品
影响金属键强弱的因素
金属阳离子的半径
半径越小，金属键越强
如碱金属
金属阳离子的电荷数 电荷越多，金属键越强；如
Al>Mg>Na 金属阳离子的堆积方式
精品
配位数
概念：一个粒子周围最近邻的粒子数称为配位数。
它可以描述晶体中粒子排列的紧密程度，粒 子排列越紧密，配位数越大，结合能越低， 晶体结构越稳定。