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(完整版)常见晶胞模型
氯化钠晶体离子晶体（1）NaCI晶胞中每个Na+等距离且最近的Cl-（即Na+配位数）为6个(2)(3)NaCI晶胞中每个CI-等距离且最近的Na+（即CI-配位数）一个晶胞内由均摊法计算出一个晶胞内占有的Na+4个; 占有的CI-4个。
在该晶体中每个Na+周围与之最接近且距离相等的Na+ 与每个Na+等距离且最近的CI-所围成的空间几何构型为CsCI晶体（注意：右侧小立方体为CsCI晶胞；左侧为8个晶胞）（1）CsCI晶胞中每个Cs+等距离且最近的C「（即Cs+配位数）为8个CsCI晶胞中每个CI-等距离且最近的Cs+（即CI-配位数）为8个，这几个Cs+在空间构成的几何构型为正方体。
（2）在每个Cs+周围与它最近的且距离相等的Cs+有6个这几个Cs+在空间构成的几何构型为正八面体。
• Cs* OCI- （3）一个晶胞内由均摊法计算出一个晶胞内占有的Cs+ 1个；占有的CI- 1个CaF2晶体（1））Ca2+立方最密堆积，F-填充在全部四面体空隙中。
（2）CaF2晶胞中每个Ca2+等距离且最近的F-（即Ca2+配位数）为8个CaF2晶胞中每个F-等距离且最近的Ca2+（即F-配位数）为4个（3）一个晶胞内由均摊法计算出一个晶胞内占有的Ca2+4个；占有的F-8个。
ZnS晶体：（1）1个ZnS晶胞中，有4 个S2「，有4个Zn2+（2）Zn2+的配位数为4个, S2_的配位数为4个O£n?，•原子晶体（1） 金刚石晶体a 每个金刚石晶胞中含有 8个碳原子，最小的碳环为 6元环，并且不在同一平面（实际为椅 式结构），碳原子为sp 3杂化，每个C 以共价键跟相邻的_4_个 C 结合，形成正四面体。
键角109° 28'b 、 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c 、 12g 金刚石中有2mol 共价键，碳原子与共价键之比为 （2） Si 晶体由于Si 与碳同主族，晶体Si 的结构同金刚石的结构。
常见晶体模型与晶胞计算 Word版含解析
常见晶体模型与晶胞计算1．典型晶体模型晶体晶体结构晶体详解原子晶体金刚石（1）每个碳与相邻4个碳以共价键结合，形成正四面体结构（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 参与4条C —C 键的形成，C 原子数与C —C 键数之比为1∶2SiO 2（1）每个Si 与4个O 以共价键结合，形成正四面体结构（2）每个正四面体占有1个Si,4个“12O”，n (Si)∶n (O)＝1∶2（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分子（2）每个CO 2分子周围等距且紧邻的CO 2分子有12个离子晶体NaCl 型（1）每个Na ＋(Cl －)周围等距且紧邻的Cl －(Na ＋)有6个，每个Na ＋周围等距且紧邻的Na ＋有12个（2）每个晶胞中含4个Na ＋和4个Cl －CsCl 型（1）每个Cs＋周围等距且紧邻的Cl －有8个，每个Cs ＋(Cl－)周围等距且紧邻的Cs＋(Cl－)有6个（2）如图为8个晶胞，每个晶胞中含1个Cs＋、1个Cl－金属晶体简单立方堆积典型代表Po ，配位数为6，空间利用率52%面心立方最密堆积又称为A 1型或铜型，典型代表Cu 、Ag 、Au ，配位数为12，空间利用率74%体心立方堆积又称为A 2型或钾型，典型代表Na 、K 、Fe ，配位数为8，空间利用率68%六方最密堆积又称为A3型或镁型，典型代表Mg 、Zn 、Ti ，配位数为12，空间利用率74%2．晶胞中微粒的计算方法——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）【2015·高考全国卷Ⅰ，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①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。
常见晶体模型及晶胞计算
常见晶体模型及晶胞计算引言晶体是由周期性排列的原子、离子或分子构成的固体材料。
晶体的周期性排列导致了其具有一些特殊的性质，例如独特的光学、电学和热学性质。
为了研究晶体的这些性质，科学家提出了各种模型来描述晶体的结构。
在本文中，我们将介绍几种常见的晶体模型，并讨论晶胞计算的方法。
晶体模型1.金属晶体模型金属晶体模型是最简单的晶体模型之一、金属晶体由金属原子构成，没有共价键或离子键。
金属晶体的特点是具有密堆结构，例如面居中立方(fcc)或体居中立方(bcc)结构。
这些结构可以用简单的立方晶胞来描述，其中原子位于晶格点上。
2.离子晶体模型离子晶体是由正负离子构成的晶体。
离子晶体的特点是具有离子键，即正离子和负离子之间的静电相互作用力。
离子晶体的结构可以用通常称为离子晶胞的基本单元来描述。
离子晶胞中包含正离子和负离子，并且具有充分保持电中性的结构。
3.共价晶体模型共价晶体由共价键相互连接的原子或离子组成。
共价键是由共用电子对形成的，这些电子对由每个原子的价电子共享。
共价晶体的结构可以用共价晶胞来描述，其中原子或分子通过共价键连接。
晶胞计算晶胞计算是研究晶体结构的一种方法。
具体来说，晶胞计算是为了确定晶体的晶胞参数，即晶体中原子、离子或分子的排列和间距。
晶胞计算通常包括以下步骤：1.数据收集：这是晶胞计算的第一步。
通过使用X射线衍射、中子衍射或电子衍射等实验技术，收集晶体的衍射数据。
2.数据分析：在收集到晶体的衍射数据后，需要对这些数据进行分析。
这包括确定晶胞中原子的位置和间距。
一般采用的方法是使用维护衍射方程来进行数据分析。
3.模型构建：在完成数据分析后，可以构建晶胞模型。
这可以通过使用复结构拓扑方法或使用分子动力学模拟等方法来实现。
4.晶胞参数优化：晶胞参数的优化是为了获得最佳的晶胞参数。
这可以通过使用晶体学软件进行计算和优化来实现。
5.结果解释：最后一步是对晶胞计算结果进行解释和分析。
这可以包括确定晶体中原子、离子或分子的排列和结构，并进一步研究晶体的性质。
(完整版)七大晶系详细图解
七大晶系详细图解已知晶体的形态已经超过了四万种，但是万物都会有规律，晶体自然也是有的。
它们都是按七种结晶方式模式发育的，即七大晶系。
晶体即是一种以三维方向发育的的几何体，为了表示三维空间，分别用三、四跟人为添加的轴来表示晶体的长宽高以及中心。
三条轴分别用X、Y、Z（U）（Z轴也可叫做“主轴”）来表示，而为了更好表示轴之间的度数，我们用α、β、γ来表示轴角。
就这样出现了七种不同的晶系模式：立方晶系（也称等轴晶系）、四方晶系、三方晶系、六方晶系、正交晶系（也称斜方晶系）、单斜晶系、三斜晶系。
其中又按照对称程度又分为高级晶族、中级晶族、低级晶族。
高级晶族中只有一个立方晶系；中级晶族有六方、四方、三方三个晶系；低级晶族有正交、单斜、三斜三个晶系。
一、立方晶系立方晶系的三个轴的长度是一样的，即X=Y=Z，且互相垂直，即α=β=γ=90°，对称性最强。
具有4个立方体对角线方向三重轴特征对称元素的晶体归属立方晶系。
属于立方晶系的有：面心立方晶胞、体心立方晶胞、简单立方晶胞。
这个晶系的晶体并不是只有狭义的正方体一种形状，四面体、八面体、十二面体形状的晶体都属于立方晶系。
它们从不同角度看高低宽窄都差不太多，相对晶面和相邻晶面都相似，横截面和竖截面一样。
最典型立方晶系的晶体为：氯化钠。
常见立方晶系晶体模型图：晶体实物图：二、四方晶系四方晶系四方晶系的三条晶轴互相垂直，即α=β=γ=90°。
其中两个水平轴（X 轴、Y轴）长度一样，Z轴的长度可长可短，通俗的说：四方晶系的晶体大多是四棱的柱状体，有的是长柱体，有的是短柱体，即其晶胞必具有四方柱的形状。
横截面为正方形，四个柱面是对称的，即相邻和相对的柱面都是一样的，但和顶端不对称。
所有主晶面交角都是90。
特征对称元素为四重轴。
如果Z轴发育，它就是长柱状甚至针状；如果两个横轴（X轴、Y轴）发育大于Z轴，那么晶体就会呈现四方板状，最有代表的就是磷酸二氢钠和硫酸镍β了。
常见晶体模型及晶胞计算课件
3、金属晶体:
①简单立方堆积 唯一金属——钋 简单立方堆积的配位数 =6
每个晶胞含 1 个原子
球半径为r 正方体边长为a r=a/2
空间利用率=
晶胞含有原子的体积 晶胞体积
×100%
=2r
②体心立方堆积（钾型）K、Na、Fe 体心立方堆积的配位数 =8 每个晶胞含 2 个原子
③六方最密堆积（镁型） Mg、Zn、Ti
常见晶体模型及晶胞计算
晶胞 描述晶体结构的基本单元
晶胞一般是平行六面体，整块晶体可看作是数量巨大的 晶胞“无隙并置”而成。
三种典型立方晶体结构
简单立方
体心立方
面心立方
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n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1/n。
右图所示。
①在1个晶胞中，X离为 ZnS
。
2、Cu单质的晶体的晶胞结构如下图。若Cu原子的半径是 r cm，则Cu单质的密度的计算公式是 （用NA表示阿伏伽德罗常数）
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先求S
在镁型堆积中取出六方晶胞，平行六面体的底是
平行四边形，各边长a=2r，则平行四边形的面积：
S a a sin 60 3 a2 2
平行六面体的高： 再求h
h 2边长为a的四面体高
2 6 a 2 6 a
3
3
V球
2
cm(。2)晶胞的边长为acm，求NaCl晶 体的密度。
ρ=
M
/ NA×晶胞所含粒子数 晶胞的体积
常见晶体模型及晶胞计算
常见晶体模型及晶胞计算
一、晶体模型
晶体模型是用来描述晶体结构的数学模型，它是由晶体中的原子，原子之间的相互作用以及构成晶体结构的基本构件构成的。
晶体模型有很多种，主要包括普通晶体模型、块体晶体模型、多解晶构模型、时效晶体模型、闪锌晶体模型等。
1.普通晶体模型：普通晶体模型包括立方晶体模型、六方晶体模型和六点晶体模型，它依据晶体原子的八面体集合和块体构件来描述晶体的结构。
2.块体晶体模型：块体晶体模型是指块体晶体的特殊形状，即一种多晶体结构模型，它以晶胞的形状来描述晶体结构，每一晶胞都包含若干个晶体原子。
3.多解晶构模型：多解晶构模型是一种描述晶体结构的复杂模型，它以自动运算机技术，以多样的晶胞几何位置，把晶体分解成若干个块体，用最小的能量来构建晶体结构，从而避免晶体自组织构建的耗能现象。
4.时效晶体模型：时效晶体模型也称为“时效条件”。
它描述了晶体原子的动力学过程，它有助于理解晶体中不同原子间的相互作用，以及晶体在不断降温、淬火和轧缩的过程中的变化。
常见晶胞结构最强整理
常见晶胞结构最强整理常见晶体结构及其详解晶体晶体结构晶体详解原⼦晶体⾦刚⽯(1)每个碳采取杂化⽅式与4个碳以共价键结合，形成结构，键⾓均为 (2)最⼩碳环由个C 组成且六原⼦不在同⼀平⾯内，平均每个碳原⼦被个六元环共⽤，每根C -C 键被个六元环共⽤。
(3)每个C 参与4条C －C 键的形成， C 原⼦个数与C －C 键数之⽐为 ,1mol ⾦刚⽯中，碳碳键为 molSiO 2(1)每⼀个硅原⼦紧邻个氧原⼦，每⼀个氧原⼦紧邻个硅原⼦，形成了由Si-O 键（极性或⾮极性）键构成的元环的最⼩环状结构。
⼀个环上有个硅原⼦，个氧原⼦(2)1mol SiO 2中，硅氧键为 molSiC每个C 原⼦最近的Si 原⼦有个，每个C 原⼦最近的C 原⼦有个分⼦晶体⼲冰(1)⼀个⼆氧化碳晶胞中含有个⼆氧化碳分⼦(2)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分⼦ (3)每个CO 2分⼦周围等距且紧邻的CO 2分⼦有个冰⼀个⽔分⼦形成个氢键，平均1mol 冰中含有 mol 氢键C 60(1)⾜球烯的分⼦是由60个碳原⼦构成的，空间构型有12个正五边形，20个正六边形(2)⼀个C 60分⼦中含有根单键，根双键 (3)C 60晶胞中与⼀个C 60最近的C 60分⼦有个（与⼲冰的晶胞相似）离⼦晶体NaCl (型)(1)每个Na ＋周围等距且紧邻的Cl －有个，每个Cl －周围等距且紧邻的Na ＋有个。
每个Na ＋周围等距且紧邻的Na ＋有个，同理Cl -也然。
(2)每个晶胞中含个Na ＋和4个Cl －。
CsCl (型)(1)每个Cs ＋周围等距且紧邻的Cl －有个，每个Cl －周围等距且紧邻的Cs ＋有个。
(2)左图为个晶胞；右图为⼀个晶胞，每个晶胞中含个Cs ＋，个Cl －。
CaF 21、1个晶胞中含有个Ca 2+，个F -，Ca 2+的配位数为个，F -配位数为个2、Ca 2+周围等距离最近的Ca 2+ 个，F —周围等距离最近的F — 个⾦属晶体简单⽴⽅堆积典型代表空间利⽤率配位数为体⼼⽴⽅堆积典型代表空间利⽤率配位数为⾯⼼⽴⽅堆积典型代表空间利⽤率配位数为六⽅最密堆积典型代表空间利⽤率配位数为混合晶体⽯墨1、碳原⼦的杂化⽅式为，键⾓为2、⽯墨晶体的⽚层结构中，每个六元碳环含有个碳原⼦数，每个六元碳环所含有的共价健数是个3、⽯墨同层C 原⼦间以连接，熔化需要破坏碳碳之间作⽤⼒，故熔沸点较⾼；层与层之间的作⽤⼒为，作⽤⼒⽐较弱，故⽯墨的硬度较低。
晶胞类型
密排六
方晶格
晶胞是一个正六棱柱，原子除排列于柱体每个顶点和上下两个底面中心外，正六棱柱的中心还有三个原子
镁（Mg）、锌（Zn）、铍（Be）等
金属晶格类型比较表
名称
结构特点
晶胞示意图
典型金属
体心立
方晶格
晶胞是一个立方体，原子位于立方体八个顶点和立方体中心
钨（W）、钼（Mo）、钒（V）、铌（Nb）、α铁（α-立方体，原子位于立方体八个顶点和六个面中心
金（Au）、银（Ag）、铜（Cu）、铝（Al）、铅（Pb）、Y-铁（Y-Fe）等
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离子晶体
氯化钠晶体
（1） NaCl 晶胞中每个 Na+等距离且最近的 Cl-（即 Na+配位数）为 6 个NaCl 晶胞中每个 Cl-等距离且最近的 Na+（即 Cl-配位数）为 6 个
（2）一个晶胞内由均摊法计算出一个晶胞内占有的Na+4_个；
占有的 Cl-4 个。
（3）在该晶体中每个 Na+周围与之最接近且距离相等的 Na+共有 12 个；
与每个 Na+等距离且最近的 Cl -所围成的空间几何构型为正八面体CsCl 晶体（注意：右侧小立方体为CsCl 晶胞；左侧为8 个晶胞）
（1）
+
等距离且最近的
-+
配位数）CsCl 晶胞中每个 Cs Cl（即 Cs
为 8个
CsCl 晶胞中每个 Cl-等距离且最近的Cs+（即 Cl -配位数）
为 8 个，这几个 Cs+在空间构成的几何构型为正方体
++（2）在每个 Cs 周围与它最近的且距离相等的Cs 有。
6 个
这几个 Cs+在空间构成的几何构型为正八面体（3）一个晶胞内由均摊法计算出一个晶胞内占有的。
Cs+ 1 个；占有的Cl- 1 个。
CaF2晶体
（1）） Ca2+立方最密堆积， F-填充在全部四面体空隙中。
（2） CaF2晶胞中每个 Ca2+等距离且最近的 F-（即 Ca2+配位数）为 8 个CaF2晶胞中每个 F-等距离且最近的 Ca2+（即 F-配位数）为 4 个（ 3）一个晶胞内由均摊法计算出一个晶胞内占有的Ca2+4 个；
占有的 F-8 个。
ZnS晶体：
（1）1 个 ZnS晶胞中，有 4 个 S2－，有 4 个 Zn2＋。
（2）Zn2＋的配位数为 4 个， S2－的配位数为 4 个。
原子晶体
金刚石金刚石晶胞金刚石晶胞分位置注释
（ 1）金刚石晶体
a、每个金刚石晶胞中含有8 个碳原子，最小的碳环为 6 元环，并且不在同一平面（实际为椅
式结构），碳原子为 sp3杂化，每个 C 以共价键跟相邻的 _4_个 C 结合，形成正四面体。
键角109° 28’b、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
c、12g 金刚石中有 2mol 共价键，碳原子与共价键之比为1:2
（2） Si 晶体
由于 Si 与碳同主族，晶体Si 的结构同金刚石的结构。
将金刚石晶胞中的 C 原子全部换成Si
原子，健长稍长些便可得到晶体硅的晶胞。
（ 3）某些非金属化合物【SiO2、SiC（金刚砂）、 BN（氮化硼）、 Si3N4等】
例如 SiC 将金刚石晶胞中的一个 C 原子周围与之连接的 4 个 C 原子全部换成 Si 原子，键长稍长
些便可得到 SiC 的晶胞。
（其中晶胞的 8 个顶点和 6 个面心为 Si 原子， 4 个互不相邻的立方
体体心的为 C 原子，反之亦可）
a、每个 SiC 晶胞中含有 4 个硅原子，含有 4 个碳原子
b、1mol SiC 晶体中有 4 mol Si—C 共价键
（4）SiO2晶体：在晶体硅的晶胞中，在每2个Si之间插入1个O原子，
便可得到 SiO2晶胞。
a、每个硅原子都采取 sp3杂化，与它周围的 4 个氧原子所形成的空间
结构为 __正四面体 _型， SiO2晶体中最小的环为 12元环
Si
b、每个 Si 原子被12 个十二元环共用，每个O 原子被 6 个
O 十二元环共用
c、每个 SiO2晶胞中含有8 个 Si 原子，含有16 个 O 原子
d、1mol Si O2晶体中有 4 mol 共价键
（ 5）晶体硼
已知晶体硼的基本结构单元是由 B 原子构成的正二十面体，其中有20 个等边三角形的面和一定
数目的顶点，每个顶点各有一个 B 原子。
通过观察图形及推算，可知此结构单元是由__12_个 B
原子构成，其中B— B 键间的夹角是 __60° __。
假设将晶体硼结构单元中每个顶角均削去，余下
部分的结构与 C 相同，则 C 由 _12_ 个正五边形和 _20 个正六边形构成。
6060
分子晶体
1、CO2晶体
以CO2为例：如右图为干冰晶体的晶胞，立方体的面心和顶点各
有一个 CO2分子，因此，每个晶胞中有 4 个 CO2分子。
在干冰晶体中，每个 CO2分子距离最接近且相等的CO2分子有 12个。
象这种在分子晶体中作用力只是范德华力，以一个分子为中心，其周围通常
可以有 12 个紧邻的分子的特征称为分子密堆积。
（若将 CO2分子换成 O2、
I 2或 C60等分子，干冰的晶体结构就变成了 O2、I 2或 C60的晶体结构。
）
C60晶胞
I 2单质
2、水分子：冰中１个水分子与周围４个水分子形成氢键，
所以 1 mol 水拥有的氢键数目为 2NA
3、白磷晶体：分子式为 P4，
124g 白磷形成的 P---P 键数目是 6 NA
金属晶体
堆积模型简单立方体心立方堆积六方最密堆积（ A）面心立方最密堆积（ A ）
31典型代表Po Na K Fe Mg Zn Ti Cu Ag Au
空间利用率52%68%74%74%
配位数681212
晶胞
混合型晶体
1、石墨晶体
①石墨晶体是层状结构，层与层之间是以范德华力结合，同一层内
C 原子与 C 原子以共价键结合成平面网状，每一层碳原子排列
成六边形，则碳原子采用sp2杂化。
未成对电子形成大π 键。
②石墨晶体中 C 原子数与C－ C 键数之比是 2:3 。
其中每个正六边形
占有的 C 原子数平均为2个。
2、石墨的层状结构如下图 2 所示，图中 7 个六元环实际占有的碳原子数是14，若该层状结构可由很多个平行四边形无隙并置得到，每个平行四边形实际占有 2 个碳原子，请在图中画出一个这样的平行四边形。
(3)石墨能与熔融金属钾作用，形成蓝色的 C24K、灰色的 C48K、C60K 等。
有一种青铜色的 C x K 中 K 原子（用 o 表示）的分布如图 3 所示，则 x= 8 ；另有一种石墨化合物 C32K，其中 K 原子的分布也类似
图的正六边形，该正六边形的边长是上右图中正六边形边长的2倍。
C12K C8K。