晶体概念及结构模型
晶态结构模型及单晶球晶结构
晶态结构模型及单晶球晶结构晶态结构是指一种固体物质的排列方式，这种排列方式是有序的、定型的，具有长程周期性。
晶态结构模型主要用于描述晶体的结构，其中包括单晶结构和球晶结构。
单晶是指一个晶体体积内的各向同性结构，即晶体内部没有明显的方向性，结构无规则。
单晶结构由多个晶体晶粒组成，每个晶粒内部具有完美有序的晶格结构，但晶粒之间的晶格排列是随机的。
单晶的特点是具有高度的周期性结构，无论从哪个方向观察，它的物理、化学性质都完全相同。
单晶结构模型常用于晶体生长、材料学、固体物理学等领域的研究。
球晶是由多个向同性单晶组成的，具有规则排列的晶体结构。
球晶结构模型是一种简化的模型，通过假设晶体结构为球体，并将每个球体理想化为一个点，用顶点表示晶体的原子、离子或分子。
球晶模型常用于描述无机晶体、金属晶体、或高分子晶体等。
在晶态结构模型研究中，常用的描述方法有晶格定向法、晶体缺陷点法、架构维数法等。
晶格定向法是通过描述晶格定向之间的关系，来建立晶格结构的模型。
晶格定向法主要使用晶体的方向指数和晶面指数来描述晶格定向。
通过确定晶格中的标准指向或标准晶面，可以建立晶体的坐标系，进而确定晶格结构。
晶体缺陷点法是通过描述晶体中的缺陷点类型和位置，来建立晶体的模型。
晶体缺陷点包括空位、肆足、杂原子、间隙等。
缺陷点的类型和位置对晶体的物理、化学性质以及晶体生长、变形等过程都有重要影响。
架构维数法是通过描述晶体中的架构维数，来建立晶体的模型。
架构维数指晶体结构中不同物种原子或离子的连接方式和关系。
架构维数法主要使用键长度、键角、配位数等来描述晶体的结构。
单晶和球晶结构模型的研究对于解析晶体结构、寻找新颖的物质性能等具有重要的意义。
通过分析晶体的结构模型，可以揭示晶态材料的物理、化学性质的本质，为材料设计和改性提供理论指导。
同时，晶态结构模型的研究也为新材料的合成、功能材料的设计和应用、材料性能的优化等提供了重要的参考。
因此，深入研究晶体的结构模型，对于推动材料科学的发展具有重要意义。
第一章 硅的晶体结构
替位式杂质
34
举例Si中掺 四、施主杂质、施主能级(举例 中掺 ，Si:P) 施主杂质、施主能级 举例 中掺P，
35
电离结果： 电离结果：导带中的电 子数增加了，这也是掺 子数增加了，这也是掺 施主的意义所在 施主的意义所在
主要依靠导带电子导电的半 导体称为电子型或n型半导体 导体称为电子型或 型半导体
3
1.1 硅晶体结构的特点
1.1.1 晶胞
一、基本概念
晶格： 晶格：晶体中原子的周期性排列称为晶格。 晶胞： 晶胞：晶体中的原子周期性排列的最小单元，用来代表整 个晶格，将此晶胞向晶体的四面八方连续延伸，即 可产生整个晶格。
4
单晶体： 单晶体：整个晶体由单一的晶格连续组成的晶体。 多晶体： 多晶体：由相同结构的很多小晶粒无规则地堆积而成的晶 体。
n型杂质 型杂质
38
举例Si中掺 五、受主杂质、受主能级(举例 中掺 ，Si:B) 受主杂质、受主能级 举例 中掺B，
39
主要依靠价带空穴导电的半 导体称为空穴型或p型半导体 导体称为空穴型或 型半导体
电离结果： 电离结果：价带中的 空穴数增加了， 空穴数增加了，这也 掺受主的意义所在 是掺受主的意义所在
10
1.1.3 原子密度
例题： 硅在300K时的晶格常数a为 5.43Å。请计算出每立方厘米体积 中的硅原子数及常温下的硅原子密 度。 解： 每个晶胞中有8个原子，晶胞体积为a3，每个原子所占 的空间体积为a3/8，因此每立方厘米体积中的硅原子数为： 8/a3=8/(5.43×108)3=5×1022（个原子/cm3） 密度=每立方厘米中的原子数×每摩尔原子质量/阿伏伽德 罗常数=5×1022×28.09/(6.02×1023)g/cm3=2.33g/cm3
晶体结构
形成 ６ 个六元环。
5．在金刚石晶体中碳原子个数与C－C共价键个数之
比是 1 ︰ 2 ６.在金刚石晶胞中占有的碳原子数 8个
二氧化硅的晶体结构
Si
O
180º
109º28´
共价键
小结：
1. 在SiO2晶体中，每个硅原子与 4 个氧原子
结晶合体；中每硅个原氧子原与子 氧与 原子2个个数硅之原比子是结合1；：在2 S。iO2
2. 在SiO2 晶体中，每个硅原子形成 4 个共
价键；每个氧原子形成 2 个共价键； 3. 在SiO2 晶体中，最小环为 12 元环。 4.1molSiO2晶体含共价键 4mo。l
石墨的晶体结构模型
石墨的晶体结构
石墨晶体是层状结构，在每一层内，碳原 子排成六边形，每个碳原子都与其他3个 碳原子以共价键结合，形成平面的网状结 构。在层与层之间，是以分子间作用力相 结合的。由于同一层的碳原子间以较强的 共价键结合，使石墨的熔点很高。但由于 层与层之间的分子间作用力较弱，容易滑 动，使石墨的硬度很小。像石墨这样的晶 体一般称为过渡型晶体或混合型晶体。
2、根据氯化钠的结构模型确定晶胞，并分
析其构成。每个晶胞中有 4 个Cl- 4
Na+，有
3、在每个Na+周围与它最近的且距离相等 的Na+有 12 个
4、在每个Na+周围与它最近的且距离相等 的Cl-所围成的空间结构为 正八面体 体
图氯 化 铯 晶 体 结 构 示 意
氯化铯的晶胞
【 CsCl 型 】
六方最密堆积分解图
第三层的另一种排列 方式，是将球对准第一层 的 2，4，6 位，不同于 AB 两层的位置，这是 C 层。
晶体结构(共78张PPT)
山东大学材料科学基础
共价键结合，有方 向性和饱和性，键 能约80kJ/mol
Si,InSb, PbTe
金属键结合， 无方向性，配 位数高，键能 约80kJ/mol
Fe,Cu,W
范得华力结合 ，键能低， 约 8-40 kJ /mol
Ar,H2,CO2
熔点高
强度和硬度由中到 高，质地脆
闪锌矿〔立方ZnS〕结构 S
Zn
属于闪锌矿结构的晶体有β-SiC，GaAs，AlP，InSb
山东大学材料科学基础
•
•
•
•
萤石〔CaF2〕型结构
立方晶系Fm3m空间群，
a0=0.545nm， Z=4。 AB2型化合物， rc/ra>0.732〔0.975〕 配位数：8：4
Ca2+作立方紧密堆积，
F-填入全部四面体 空隙中。 注意：所有八面 体空隙都未被占据。
山东大学材料科学基础
钙钛矿〔CaTiO3〕结构
Ti
ABO3型
立方晶系：以
•
一个Ca2+和3个
O2-作面心立方
Ca
密堆积，
Ti4+占1/4八面体C空aT隙iO3。晶胞 配位多面体连接与Ca2+配位数
Ti4+配位数6，rc/ra=0.436(0.414-0.732)
Ca2+配位数12，rc/ra=0.96
O2-配位数6；
取决温度、组成、掺杂等条件，钙钛矿结构呈现立方、
四方、正交等结构形式。
山东大学材料科学基础
许多化学式为ABO3型的化合物，其中A与B两种阳 离子的半径相差颇大时常取钙钛矿型结构。在钙钛矿 结构中实际上并不存在一个密堆积的亚格子，该结构 可以看成是面心立方密堆积的衍生结构。较小的B离 子占据面心立方点阵的八面体格位，其最近邻仅是氧 离子。
氯化钠晶体结构模型
氯化钠晶体结构模型
氯化钠是一种常见的化学物质，广泛应用于食品加工、医药制造、化工等领域。
它的晶体结构模型具有重要的理论和实际意义。
下面将从晶体结构的基本概念、氯化钠晶体结构的特点和应用等方面介绍氯化钠晶体结构模型。
晶体结构是指物质中原子、离子或分子的排列方式和周期性。
晶体结构的研究对于理解物质的性质和开发新材料具有重要意义。
氯化钠晶体是一种离子晶体，由氯离子和钠离子组成。
在晶体结构中，离子之间通过电磁力相互作用形成稳定的结构。
氯化钠晶体结构的特点是具有面心立方结构。
在晶体中，钠离子和氯离子交替排列，每个钠离子周围都有六个氯离子，每个氯离子周围也有六个钠离子。
这种排列方式使得氯化钠晶体具有高度的稳定性和均匀性。
氯化钠晶体结构模型的应用非常广泛。
首先，在食品行业中，氯化钠用作调味剂，其晶体结构的稳定性和均匀性保证了食品的品质。
其次，在医药制造中，氯化钠用于注射液和口服溶液的制备，其晶体结构保证了药物的溶解性和稳定性。
此外，氯化钠还用于水处理、冶金、化工等领域，其晶体结构的特点使其在这些领域中具有重要的应用价值。
总结一下，氯化钠晶体结构模型具有面心立方结构，由氯离子和钠
离子交替排列形成。
其晶体结构的稳定性和均匀性保证了氯化钠的广泛应用。
氯化钠晶体结构模型在食品、医药、化工等领域具有重要的实际应用价值。
对于深入理解晶体结构和开发新材料具有重要的理论意义。
通过对氯化钠晶体结构模型的研究，可以为相关领域的发展提供理论指导。
晶体结构
§3 晶体结构一、晶体与非晶体1、晶体的特征：⑴有一定的几何外形，非晶体如玻璃等又称无定形体；⑵有固定的熔点；⑶各向异性：晶体在不同方向上表现出不同的物理性质。
一块晶体的某些性质，如光学性质、力学性质、导电导热性质、机械强度等，从晶体的不同方向去测定，常不同。
⑷晶体具有平移对称性：在晶体的微观空间中，原子呈现周期性的整齐排列。
对于理想的完美晶体，这种周期性是单调的，不变的，这是晶体的普遍特征，叫做平移对称性。
⑸自范性：在适宜条件下，晶体能够自发地呈现封闭的、规则的多面体外形。
2、晶体的内部结构⑴晶格：把晶体中规则排列的微粒抽象成几何学中的点，并称为结点。
这些点的结合称为点阵，沿着一定的方向按某种规则把结点连结起来，则得到描述各种晶体内部结构的几何图像——晶体的空间格子，称为晶格。
⑵晶胞：在晶格中，能表现出其结构的一切特征的最小部分称为晶胞。
（晶体中最有代表性的重复单位）⑶晶胞基本特征：晶胞有二个要素：①是晶胞的大小、型式，②是晶胞的内容。
晶胞的大小、型式由a、b、c三个晶轴及它们间的夹角α.β.γ所确定。
晶胞的内容由组成晶胞的原子或分子及它们在晶胞中的位置所决定。
3、单晶体和多晶体⑴单晶体——由一个晶核（微小的晶体）各向均匀生成而成，其内部的粒子基本上按某种规律整齐排列。
如冰糖、单晶硅等。
⑵多晶体——由很多单晶体杂乱聚结而成，失去了各二、离子晶体及其性质1、离子晶体的特征和性质⑴由阳离子和阴离子通过静电引力结合成的晶体——离子晶体。
⑵性质：静电作用力较大，故一般熔点较高，硬度较大、难挥发，但质脆，一般易溶于水，其水溶液或熔融态能导电。
2、离子键⑴定义：阳离子和阴离子通过静电作用形成的化学键。
⑵离子键的形成条件：元素的电负性差要比较大。
⑶离子键的本质特征：是①静电作用力，②没有方向性和饱和性。
⑷影响离子键强度的因素①离子电荷数的影响。
②离子半径的影响：半径大, 导致离子间距大, 所以作用力小; 相反, 半径小, 则作用力大。
材料科学基础I 第一章(晶体学基础)
第一章 晶体学基础
1、晶面指数 、
方法和步骤与三指数时相同， 方法和步骤与三指数时相同， 只是要找出晶面 在四个坐标 轴上的截距。 轴上的截距。 例如： 例如： a3 o a1 a2
(1010) (0110) (1100)
(1010)
2、晶向指数： 、晶向指数：
四坐标晶向指数的确定方法有行走法和解析法。 四坐标晶向指数的确定方法有行走法和解析法。由于行走法 确定的晶向指数不是唯一的，所以这里仅介绍解析法 解析法。 确定的晶向指数不是唯一的，所以这里仅介绍解析法。 步骤： 步骤： 1)求出待定晶向在 1,a2,c三个坐标轴下的指数：U, V, W 求出待定晶向在a 三个坐标轴下的指数： 求出待定晶向在 三个坐标轴下的指数 2)按以下公式算出在四坐标轴下的指数：u, v, t, w 按以下公式算出在四坐标轴下的指数： 按以下公式算出在四坐标轴下的指数
多数金属和非金属材料都是晶体。因此， 多数金属和非金属材料都是晶体。因此，首先 要掌握晶体的特征及其描述方法。 要掌握晶体的特征及其描述方法。 晶体——组成晶体的质点在三维空间作周期性地、 组成晶体的质点在三维空间作周期性地、 晶体 组成晶体的质点在三维空间作周期性地 规则地排列。 规则地排列。 晶体的特点： 晶体的特点： 质点排列具有规则性、 质点排列具有规则性、周期性 有固定熔点（结晶温度） 非晶体没有固定的熔点 非晶体没有固定的熔点] 有固定熔点（结晶温度）[非晶体没有固定的熔点 各向异性（包含多种性能） 各向异性（包含多种性能）
晶体结构 PPT课件
结构可以看成是由C-C四面体共顶连接 而成。
金刚石的类型
晶格中N和B常替代C。N含量一般为 0.001% ~0.25%。按照N的含量将经金 刚石划分为不同类型/
Ⅰ型 (含N) Ⅰa型：N为N2、N3 、N n， 98%的天然无色--黄色钻石属于此类。 Ⅰb 型：N为孤N， 多数合成钻石属于此类。 Ⅰ型金刚石的主要用途：刀具、拉丝 模、砂轮、钻头等。
O2-位于立方晶胞晶棱的中点， Ca2+位于 立方晶胞的中心，配位数为12；Ti4+位于 晶胞的角顶，配位数为6；O 周围有4 个 Ca, 2个Ti。[TiO6]八面体共角顶连接。
CaTiO3的立方原始晶胞
Ti4+与八面体角顶的6个O2-配位
Ca2+
Ti4+ O2-
理想钙钛矿的晶胞
一般将等轴晶系钙钛矿结构称为理想 钙钛矿，典型代表是SrTiO3。这种结 构的钙钛矿很少见。只有当离子半径 满足(rA+rX) =1.414(rB+rX)。才能形成 理想的钙钛矿型结构。
方解石(CaCO3)的结构模型
每一个Ca2+与属于不同的CO32-离子团 中的六个氧离子配位，碳的氧离子配 位数为3 。
Ca2+与不同的CO32-离子团中的六个O2-配位，
(2)钙钛矿（CaTiO3）型晶体结构 高温下为等轴晶系，空间群Pm3m，
ao=0.385nm，Z=1。
钙钛矿结构可看成是较大的Ca2+和O2作立方最紧密堆积，Ti4+充填在由六个 氧形成的八面体空隙中。
10.1 元素单质的晶体结构
1.金属单质的晶体结构
典型的金属单质晶体，原子之间以金属键 结合，结构看成是由等大球紧密堆积而 成，原子配位数高。
第二章 晶体结构ppt课件
1-1 晶向指数 [u v w]
建立步骤： ①建立坐标系。以某一阵点为坐标原点，三个棱边为 坐 标轴，并以点阵常数(a、b、c)作为各个坐标轴的单位长度； ②作 OP // AB ； ③确定P点的三个坐标值（找垂直投影）； ④将坐标值化为互质的最小整数，并放入到[ ] 中，则 [uvw]即为所求；
1.晶体结构与空间点阵（续）
1-4 晶胞 ①定义：在空间点阵中，能够代表晶格中原子排列特征的最小单元体。 晶胞通常是平行六面体，将晶胞作三维的重复堆砌就构成了空间点 阵。 ②晶胞的选取原则：
几何形状与晶体具有同样的对称性； 平行六面体内相等的棱与角的数目最多； 当平行六面体棱间有直角时，直角数目最多； 在满足上述条件下，晶胞的体积应最小。
o o a a a c , 9 0 , 1 2 0 1 2 3
菱方：简单菱方 o a b c , 9 0
单斜：简单单斜 底心单斜
a b c ,
9 0
o
三斜：简单三斜
a b c ,
9 0
第二章 晶体结构
第一节 晶体的特征
各项异性 晶体由于具有按照一定几何规律排列的内 部结构，空间不同方向上原子排列的特征不同， 如原子间距及周围环境，因而在一般情况下， 单晶体的许多宏观物理量（如弹性模量、电阻 率、热膨胀悉数、折射率、强度及外表面化学 性质等）的大小是随测试方向的不同而改变的， 这个性质称为各项异性。晶体断裂的解理性就 是晶体具有各项异性的最明显例子。
晶体具有确定的熔点
熔点是晶体物质的结晶状态与非结晶状态互相转 变的临界温度，晶体熔化时发生体积变化。 晶体有一些其他共同特征：晶体中存在不完整性， 晶体内原子排列并不是理想的有序排列，而是有 缺陷的；晶体的原子周期排列促成晶体有一些共 同的性质，如均匀性、自限性和对称性等。
四大晶体知识总结
四大晶体知识总结一、分子晶体及其结构特点1. 概念: 分子间通过分子间作用力相结合形成的晶体。
2. 微粒间作用分子晶体中相邻的分子间以分子间作用力相互吸引。
4.(1)干冰①每个晶胞中有4个CO2分子, 12个原子。
②每个CO2分子周围等距离紧邻的CO2分子数为12个。
(2)冰①水分子之间的作用力有范德华力和氢键, 但主要是氢键。
②由于氢键的方向性, 使在四面体中心的每个水分子与四面体顶角方向的4个相邻水分子相互吸引。
分子晶体的堆积方式1. 物理特性(1)分子晶体的熔、沸点较低, 密度较小, 硬度较小, 较易熔化和挥发。
(2)一般是绝缘体, 熔融状态也不导电。
(3)溶解性符合“相似相溶”规律。
2. 分子晶体熔、沸点高低的比较规律(1)分子晶体中分子间作用力越大, 物质熔、沸点越高, 反之越低。
(2)具有氢键的分子晶体, 熔、沸点反常高。
二、原子晶体及其结构特点1. 概念相邻原子间以共价键相结合形成三维的共价键网状结构的晶体叫原子晶体, 又叫共价晶体。
2. 构成微粒及微粒间作用3. 常见原子晶体及物质类别(1)某些单质: 如硼(B)、硅(Si)、锗(Ge)、金刚石等。
(2)某些非金属化合物: 如碳化硅(SiC)、二氧化硅(SiO2)、氮化硼(BN)、氮化硅(Si3N4)等。
(3)极少数金属氧化物, 如刚玉(αAl2O3)等。
4. 两种典型原子晶体的组成与结构(1)金刚石金刚石晶体中, 每个碳原子均以4个共价键对称地与相邻的4个碳原子相结合, 形成C—C —C夹角为109°28′的正四面体结构(即金刚石中的碳采取sp3杂化轨道形成共价键), 整块金刚石晶体就是以共价键相连的空间网状结构。
其中最小的环是六元环, 每个碳原子参与形成12个六元环。
(2)二氧化硅二氧化硅晶体中, 每个硅原子均以4个共价键对称地与相邻的4个氧原子相结合, 每个氧原子与2个硅原子相结合, 向空间扩展, 形成空间网状结构。
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晶体概念及结构模型1．晶体与非晶体(1)晶体与非晶体的比拟晶体非晶体结构特征自范性性质特征熔点异同表现二者区别间接方法方法科学方法结构微粒周期性有序排列结构微粒无序排列有无固定不固定各向异性各向同性看是否有固定的熔点对固体进行X- 射线衍射实验(2)得到晶体的途径①熔融态物质凝固。
②气态物质冷却不经液态直接凝固( 凝华 )。
③溶质从溶液中析出。
(3)晶胞①概念：描述晶体结构的根本单元。
②晶体中晶胞的排列——无隙并置无隙：相邻晶胞之间没有任何间隙。
并置：所有晶胞平行排列、取向相同。
2．晶胞组成的计算——均摊法(1)原那么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。
(2)方法①长方体 (包括立方体 )晶胞中不同位置的粒子数的计算。
②非长方体晶胞中粒子视具体情况而定，如石墨晶胞每一层内碳原子排成六边形，其顶点(11个碳原子 )被三个六边形共有，每个六边形占。
3．常见晶体结构模型(1)原子晶体 (金刚石和二氧化硅)①金刚石晶体中，每个的环是六元环。
含有② SiO2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1 mol C 的金刚石中，形成的共价键有2 mol。
Si 原子与 4 个 O 原子成键，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 H 2O 的冰中，最多可形成 2 mol “氢键〞。
(3)离子晶体＋同时吸引－－同时吸引＋，配位数为 6。
① NaCl 型：在晶体中，每个 Na 6 个 Cl，每个 Cl 6 个 Na每个晶胞含 4 个 Na ＋和 4 个 Cl －。
② CsCl 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堆积模型常见金属配位数晶胞面心立方最密堆积Cu 、 Ag 、 Au12体心立方堆积Na、 K 、 Fe8六方最密堆积Mg 、Zn 、 Ti12(1)冰和碘晶体中相互作用力相同()(2)晶体内部的微粒按一定规律周期性排列()(3)凡有规那么外形的固体一定是晶体()(4)固体 SiO2一定是晶体 ()(5)缺角的 NaCl 晶体在饱和NaCl 溶液中会慢慢变为完美的立方体块()(6)晶胞是晶体中最小的“平行六面体〞()(7)区分晶体和非晶体最可靠的方法是对固体进行X- 射线衍射实验()答案(1) ×(2)√(3)×(4) ×(5)√(6)×(7) √1．如图为甲、乙、丙三种晶体的晶胞：试写出：(1)甲晶体化学式 (X 为阳离子 )为 ________。
(2)乙晶体中 A 、B 、 C 三种微粒的个数比是 ________。
(3)丙晶体中每个 D 周围结合 E 的个数是 ________。
(4)乙晶体中每个 A 周围结合 B 的个数为 ________。
答案 (1)X 2Y(2)1∶3∶ 1 (3)8 (4)122.以下图是由 Q、R、 G 三种元素组成的一种高温超导体的晶胞结构，其中R 为＋ 2 价， G 为－2 价，那么 Q 的化合价为 ________。
答案＋ 31解析R： 8×＋ 1＝ 2G： 8×1＋8×1＋ 4×1＋ 2＝ 8 442Q： 8×14＋2＝ 4R、G、Q 的个数之比为1∶ 4∶ 2，那么其化学式为RQ2 G4。
由于 R 为＋ 2 价， G 为－ 2 价，所以Q 为＋ 3 价。
3． (常见晶体结构模型 )填空。
(1)在金刚石晶体中最小碳环含有________个 C 原子；每个 C 原子被 ________个最小碳环共用。
(2)在干冰中粒子间作用力有 ______________________________________________ 。
(3)含 1 mol H 2O 的冰中形成氢键的数目为 ________。
(4)在 NaCl 晶体中，每个 Na＋周围有 ________个距离最近且相等的Na＋，每个 Na＋周围有________个距离最近且相等的Cl －，其立体构型为 ____________ 。
2＋周围距离最近且等距离的－－周围距离最(5)在 CaF2晶体中，每个 Ca F有 ________个；每个 F2＋有________个。
近且等距离的 Ca答案(1)612(2)共价键、范德华力(3)2N A(4)126正八面体形 (5)84题组一晶胞粒子数与晶体化学式判断1．干冰晶胞结构属于面心立方最密堆积，晶胞中最近的相邻两个CO2分子间距为 a pm，阿伏加德罗常数为N A，以下说法正确的选项是()A ．晶胞中一个CO2分子的配位数是844×4－3B ．晶胞的密度表达式是N A 22a3 ×10－ 30 g·cmC．一个晶胞中平均含 6 个 CO2分子D． CO2分子的空间构型是直线形，中心 C 原子的杂化类型是sp3杂化答案B解析晶胞中一个 CO2分子的配位数＝3× 8÷2＝ 12，故 A 错误；该晶胞中相邻最近的两个CO2分子间距为 a pm，即晶胞面心上的二氧化碳分子和其同一面上顶点上的二氧化碳之间的距离为 a pm，那么晶胞棱长＝2a pm＝－ 10－ 10cm)3，该晶胞2a× 10cm，晶胞体积＝ (2a× 10M44中二氧化碳分子个数＝8×11N A× 4N A×4－3＝8＋ 6×＝ 4，晶胞密度＝＝－10 3g·cm2V2a× 1044×4－ 3，故 B 正确；该晶胞中二氧化碳分子个数＝8×1＋ 6×1＝4，故 CN A 2310－ 30g·cm2a ×82错误；二氧化碳分子是直线形分子， C 原子价层电子对个数是2，根据价层电子对互斥理论判断 C 原子杂化类型为sp，故 D 错误。
2．石英晶体的平面示意图如图，它实际上是立体的网状结构( 可以看作是晶体硅中的每个Si— Si 键中插入一个 O)，其中硅、氧原子数比是m∶n，有关表达正确的选项是()A ． m∶ n＝ 2∶ 1B ．6 g 该晶体中含有A个分子－－C．原硅酸根 (SiO 44 )的结构为，那么二聚硅酸根离子 Si2O x6中的 x＝ 7 D．石英晶体中由硅、氧原子构成的最小的环上含有的Si、O 原子个数和为 8答案C解析每个 Si 原子占有 O 原子个数＝ 4×1＝ 2；该晶体是原子晶体，不存在分子；原硅酸2(H 4SiO4)的结构可表示为，两个原硅酸分子可发生分子间脱水生成二聚原硅酸：，二聚原硅酸电离出 6 个 H＋后，形成带 6 个负电荷的二聚原硅酸根离子；在SiO2晶体中，由Si、O 构成的最小单元环中共有12 个原子。
3．(1) 硼化镁晶体在39 K 时呈超导性。
在硼化镁晶体中，镁原子和硼原子是分层排布的，如图是该晶体微观结构的透视图，图中的硼原子和镁原子投影在同一平面上。
那么硼化镁的化学式为 ________。
(2)在硼酸盐中，阴离子有链状、环状等多种结构形式。
以下图是一种链状结构的多硼酸根，那么多硼酸根离子符号为________。
答案(1)MgB 2 (2)BO 2－解析(1) 每个 Mg 周围有 6 个 B，而每个 B 周围有 3 个 Mg ，所以其化学式为MgB 2。
(2) 从图可看出，每个单元中，都有一个 B 和一个 O 完全属于这个单元，剩余的2 个 O 分别被两个结构单元共用，所以 B ∶ O＝ 1∶(1＋ 2/2) ＝1∶ 2，化学式为 BO－2。
题组二晶体密度及粒子间距的计算4． Cu 与 F 形成的化合物的晶胞结构如以下图所示，假设晶体密度为－ 3a g·cm ，那么 Cu 与 F 最近距离为 _______________________________________pm 。
(N A表示阿伏加德罗常数的值，列出计算表达式，不用化简；图中○为 Cu，为 F)答案33 4×83×10104a·N A解析 设晶胞的棱长为x cm ，在晶胞中， Cu ：8× 1＋ 6× 1＝ 4；F ：4，其化学式为 CuF 。
a ·x 3·N A8 2 ＝ 4M(CuF)，34M CuF。
最 短 距 离 为 小 立 方 体 体 对 角 线 的 一 半 ， 小 立 方 体 的 体 对 角 线 为x ＝a ·N Ax 2 x 2 ＋ x 23x 。
所以最短距离为 3 1 3 34× 8310＋2 ＝ 2 2x ·＝ 4·a ·N A× 10 pm 。
2225．用晶体的 X- 射线衍射法对Cu 的测定得到以下结果： Cu 的晶胞为面心立方最密堆积(如下图 )，该晶体的密度为 9.00 g ·cm － 3________； Cu 的原子半径，晶胞中该原子的配位数为为 _______________________________________cm( 阿伏加德罗常数为 N A ，要求列式计算 )。
34× 64－ 8答案122××× 1023 cm ≈× 104解析设晶胞的边长为a cm ，那么 a 3·ρ·N A ＝ 4× 6434×64 a ＝ρ·N A面对角线为2a1面对角线的 为 Cu 原子半径2×34× 64－ 8r ＝ 4× × 1023 cm ≈ ×10 cm 。
6．按要求答复以下问题：(1)Fe 单质的晶体在不同温度下有两种堆积方式，分别如图 1、图 2 所示。
面心立方晶胞和体心立方晶胞的边长分别为a 、b ，那么铁单质的面心立方晶胞和体心立方晶胞的密度之比为________，铁原子的配位数之比为 ________。
(2)Mg 为六方最密堆积，其晶胞结构如图 3 所示，假设在晶胞中建立如图 4 所示的坐标系，以A 为坐标原点，把晶胞的底边边长视作单位长度1，那么 C 点的坐标： ________。