高中化学晶体结构
高中化学知识点复习 晶体计算类型归纳
1晶体计算类型归纳
一、记住常见晶体(晶胞)的结构1、常见原子晶体结构分析
晶体晶体结构结构分析
金刚石原子半径(r)与边
长(a)的关系：
3
a=8r(1)每个碳与相邻4个碳以共价键结合，形成正四面体结构，键角均为109°28′
(2)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
(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
环实际拥有
21
个碳原子(4)C原子数与C—C键数之比为1∶2，12g金刚石中有2mol共价键
(5)密度＝8×12g·mol
－1
N
A×a3(a为晶胞边长，N
A为阿伏加德罗常数)
SiO
2(1)SiO
2晶体中最小的环为12元环，即：每个12元环上有6个O，6个Si
(2)每个Si与4个O以共价键结合，形成正四面体结构，每个正四面体占有1
个Si，4个“1
2O”，n(Si)∶n(O)＝1∶2
(3)每个Si原子被12个十二元环共用，每个O原子被6个十二元环共用
(4)每个SiO
2晶胞中含有8个Si原子，含有16个O原子
(5)硅原子与Si—O共价键之比为1：4，1molSiO
2晶体中有4mol共价键
(6)密度＝8×60g·mol
－1
N
A×a3(a为晶胞边长，N
A为阿伏加德罗常数)
SiC、BP、
AlN(1)每个原子与另外4个不同种类的原子形成正四面体结构
(2)密度：ρ(SiC)＝4×40g·mol
－1
N
A×a3；ρ(BP)＝4×42g·mol
－1
N
A×a3；
ρ(AlN)＝4×41g·mol
－1
N
A×a3(a为晶胞边长，N
A为阿伏加德罗常数)
(3)若Si与C最近距离为d，则边长(a)与最近距离(d)的关系：3
a=4d
2、常见分子晶体结构分析
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CO
2分子，每个面上也有一
个CO
2分子，每个晶胞中有4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
高中化学奥赛 晶体结构 专题讲义
1 高中化学奥赛 晶体结构 专题讲义
8. 晶胞的划分
将空间点阵划分为晶格，用晶格切割实际晶体，得到一个个并置堆砌的平行六面体，这些平行六面体不再是抽象的几何体，而是包括了晶体的具体组成物质，称为晶胞。晶胞是晶体结构中的基本重复单位。
素晶胞 复晶胞。
晶胞不等同于结构基元，它不一定是最小的重复单位，只有素晶胞才是最小的重复单位。
晶胞一定是平行六面体，不能为六方柱或其它形状，否则不满足并置堆砌的要求。
9. 晶胞的基本要素 晶胞有两个基本要素：
①晶胞参数：晶胞的大小和形状。晶胞参数和点阵参数一致，由a,b,c,,,规定，即边长和各边间夹角。
②坐标参数：晶胞内部各个原子的坐标位置。原点指向原子的向量r＝xa+yb+zc，原子坐标参数(x, y, z)。
【例】CsCl晶胞。八个顶点上只贡献一个原子，内部一个原子，因此晶胞中含有两个原子。
中心Cs+的坐标参数为：(1/2, 1/2, 1/2)。
如果坐标参数的差别是加1或减1，则这些参数指的是同一种原子，所以对顶点上的Cl-只需用0,0,0表示，不必写出(0,1,0)；(0,0,1)。
2. 晶体的宏观对称性
① 宏观对称元素 8个是独立的，分别为：1, 2, 3, 4, 6；m；i(＝1)；4
③ 晶系 晶体32个点群分为七类，7个晶系，每个晶系包含若干个点群。
⑴ 立方晶系
晶胞形状：立方体
晶胞参数：a＝b＝c, ＝＝＝90
特征对称元素：立方体对角线方向上的4个3。
⑵ 六方晶系
晶胞形状：六方
晶胞参数：a＝bc, ＝＝90, ＝120
特征对称元素：上图红色虚线所示方向上的1个6或1个6
⑶ 四方晶系
晶胞参数：a＝bc, ＝＝＝90
晶胞形状：四方
特征对称元素：上图红色虚线所示方向上的1个4
位序的方向：c(4次轴), a(与4次轴垂直), a+b (与4次轴垂直并与第二位方
新教材高中化学二轮精品 专题四 题型专攻(四) 晶胞的结构
题型专攻(四) 晶胞的结构
1．常见共价晶体结构分析
(1)金刚石
①每个C与相邻4个C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6个C不在同一平面内；
④每个C参与4个C—C键的形成，C原子数与C—C键数之比为1∶2；
⑤密度＝8×12NA×a3(a为晶胞边长，NA为阿伏加德罗常数的值)。
(2)SiO2
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”，因此二氧化硅晶体中Si与O的个数之比为1∶2；
③最小环上有12个原子，即6个O、6个Si；
④密度＝8×60NA×a3(a为晶胞边长，NA为阿伏加德罗常数的值)。
(3)SiC、BP、AlN
①每个原子与另外4个不同种类的原子形成正四面体结构；
②密度：ρ(SiC)＝4×40NA×a3；ρ(BP)＝4×42NA×a3；ρ(AlN)＝4×41NA×a3(a为晶胞边长，NA为阿伏加德罗常数的值)。
2．常见分子晶体结构分析
(1)干冰
①每8个CO2构成1个立方体且在6个面的面心又各有1个CO2；
②每个CO2分子周围紧邻的CO2分子有12个；
③密度＝4×44NA×a3(a为晶胞边长，NA为阿伏加德罗常数的值)。
(2)白磷
①面心立方最密堆积；
②密度＝4×124NA×a3(a为晶胞边长，NA为阿伏加德罗常数的值)。
3．常见金属晶体结构分析
(1)金属晶体的四种堆积模型分析
堆积模型 简单立方堆积 体心立方堆积 六方最密堆积 面心立方最密堆积
晶胞
配位数 6 8 12 12
原子半径(r)和晶胞边长(a)的关系 2r＝a 2r＝3a2 2r＝2a2
一个晶胞内原子数目 1 2 2 4
原子空间利用率 52% 68% 74% 74%
(2)晶体微粒与M、ρ之间的关系
若1个晶胞中含有x个微粒，则1 mol该晶胞中含有x mol 微粒，其质量为xM g(M为微粒的相对分子质量)；若1个该晶胞的质量为ρa3 g(a3为晶胞的体积)，则1 mol晶胞的质量为ρa3NA g，因此有xM＝ρa3NA。
高中化学物质结构分子晶体
第二节 分子晶体与原子晶体
第1课时 分子晶体
[学习目标定位] 1.熟知分子晶体的概念、结构特点及常见的分子晶体。2.能够从范德华力、氢键的特征，分析理解分子晶体的物理特性。
一 干冰和冰的晶体结构
1.干冰晶胞结构如图所示，观察分析其结构模型，回答下列问题：
(1)构成干冰晶体的结构微粒是CO2分子，微粒间的相互作用力是范德华力。
(2)从结构模型可以看出：干冰晶体是一种面心立方结构——每8个CO2分子构成立方体，在六个面的中心又各占据1个CO2分子。每个CO2分子周围，离该分子最近且距离相等的CO2分子有12个。每个晶胞中有4个CO2分子。
2.冰晶体的结构如下图所示。根据冰晶体的结构，回答下列问题：
(1)构成冰晶体的结构微粒是H2O分子，微粒间的相互作用力是范德华力、氢键。
(2)在冰的晶体中，由于水分子之间存在具有方向性的氢键，迫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，这样的排列使冰晶体中的水分子的空间利用率不高，留有相当大的空隙。
3.干冰和冰的比较
晶体 分子间作用力 结构特点 外观 硬度 熔点 密度
干冰 范德华力 1个分子周围紧邻12个分子
相似 相似(小) 干冰比冰低 干冰比冰大
冰 范德华力、
氢键 1个分子周围紧邻4个分子
[归纳总结] (1)分子间通过分子间作用力相结合形成的晶体叫分子晶体。如：干冰、碘晶体、冰等。构成分子晶体的粒子只有分子。
(2)常见的典型的分子晶体有
①所有非金属氢化物，如水、氨、甲烷等；
②部分非金属单质，如卤素、O2、S8、P4、C60等；
③部分非金属氧化物，如CO2、SO3、P4O10等；
④几乎所有的酸；
⑤绝大多数有机物的晶体。
(3)两种典型的分子晶胞
①干冰型 堆积特征：分子密堆积；
②冰型 堆积特征：四面体型。
[活学活用]
1.下列各组物质各自形成晶体，均属于分子晶体的化合物是( )
A.NH3、HD、C10H8
高中化学晶体的结构与性质专项训练知识点总结及答案
高中化学晶体的结构与性质专项训练知识点总结及答案
一、晶体的结构与性质
1．下列物质的结构与性质与氢键无关的是
①乙醚的沸点②冰的密度比液态水小③邻羟基苯甲酸的熔沸点比对羟基苯甲酸的低④水分子在高温下很稳定⑤氢化镁的晶格能高⑥DNA的双螺旋结构⑦尿素的熔沸点比醋酸高
A．④⑥② B．①④⑤ C．②⑤⑥ D．③⑤⑦
2．实验室常用氟化钙固体和浓硫酸混合加热制HF：CaF2+H2SO4(浓)CaSO4+2HF↑。下列关于该反应的说法错误的是
A．该反应利用了浓硫酸的酸性和难挥发性
B．CaF2晶体中Ca2+和F－的配位数之比为1：2
C．影响H2SO4和CaSO4熔点的作用力不同
D．HF是极性分子且分子极性强于HC1
3．铁有δ、γ、α三种晶体结构，以下依次是δ、γ、α三种晶体在不同温度下转化的图示。下列有关说法中正确的是
δ－Feγ－Feα－Fe
A．δ、γ、α三种晶体互为同分异构体
B．γ－Fe晶体为面心立方体紧密堆积
C．α－Fe晶体与每个Fe原子距离相等且最近的Fe原子有8个
D．将Fe加热到1 500℃分别急速冷却和缓慢冷却，得到的晶体类型相同
4．下列大小关系正确的是
A．熔点：NaI＞NaBr B．硬度：MgO＞CaO
C．晶格能：NaCl＜NaBr D．熔沸点：CO2＞NaCl
5．下列性质中，能充分说明某晶体一定是离子晶体的是
A．具有较高的熔点，硬度大 B．固态不导电，水溶液能导电
C．晶体中存在金属阳离子，熔点较高 D．固态不导电，熔融状态能导电
6．下列说法正确的是（ ）
A．含阳离子的晶体一定含有阴离子
B．沸点由高到底的顺序：HF>HI>HBr>HCl
C．含有共价键的晶体一定具有高的熔沸点及硬度
D．空间利用率面心立方最密堆积>六方最密堆积>体心立方密堆积
7．在通常条件下，下列各组物质的性质排列正确的是( )
A．熔点：CO2＞SiO2>KCl
B．酸性：H2CO3
高中化学晶体知识点
高中化学晶体知识点
高中化学教材中的晶体内容是微观分子、原子结构与宏观物质产生联系的桥梁。为了帮助高中生掌握晶体知识点，下面店铺为高中生整理化学晶体知识点，希望对大家有所帮助。
高中化学晶体知识点
石墨――混合型晶体
石墨晶体为层状结构，层与层之间的作用力为范德华力，每一层内C原子间以共价键形成正六边形结构(见图8)。由于层内C原子以较强的共价键相结合，所以石墨有较高的熔点。但由于层间的范德华力较弱，层间可以滑动，故石墨的硬度较小。因此石墨晶体又称为过渡型晶体或混合型晶体。石墨品体中每个C原子只拥有其所连接的3个C-C键的1/2(3/2个)，因此晶体中C原子与C-C键数之比为2：3。
干冰――分子晶体
干冰晶体中的CO2分布在立方体的顶点和面心上，分子间由分子间作用力结合形成晶体(见图7)。C02分子内存在共价键，因此晶体中既有分子间作用力，又有共价键，但熔、沸点的高低由分子间的作用力决定，影响分子间作用力的主要因素是相对分子质量，从晶胞的结构可知与一个CO2分子距离最近且相等的CO2分子共有12个。
金刚石、二氧化硅――原子晶体
(1) 金刚石是一种具有空间网状结构的原子晶体。每个C原子以共价键与其他4个C原子紧邻，由5个碳子形成正四面体的结构单元，由共价键构成的最小环结构中有6个碳原子(见图4)，由于每个C原子拥有所连4个C-C键的1/2(2个)，所以碳原子个数与C-C键数之比为1：2。
(2) 二氧化硅晶体可以看成是金刚石结构中，C原子被Si原子代替，且在C-C键之间插入O原子后形成的，即每个硅原子与周围的四个氧原子构成一个正四面体，构成二氧化硅晶体结构的最小环是由12个原子构成椅式环，键角∠(O-Si-O)=109°28'(见图5)。每个Si原子拥有所连4个O原子的1/2(2个)(见图6)，因此si、O原子个数比为1：2，即化学式表示为SiO2。
氯化钠、氯化铯晶体——离子晶体
由于离子键无饱和性与方向性，所以离子晶体中无单个分子存在。阴阳离子在晶体中按一定的规则排列，使整个晶体不显电性且能量最低。离子的配位数分析如下。
高中化学人教版第三讲晶体结构与性质知识点总结
第三讲 晶体结构与性质
考点1 晶体 晶体的结构与性质
一、晶体
1．晶体与非晶体
晶体 非晶体
结构特征 结构微粒周期性有序排列
结构微粒无序排列
性质特征 自范性 有
无
熔点 固定 不固定
异同表现 各向异性 各向同性
二者区
别方法 间接方法 看是否有固定的熔点
科学方法 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：描述晶体结构的基本单元。
(2)晶体中晶胞的排列——无隙并置
①无隙：相邻晶胞之间没有任何间隙。
②并置：所有晶胞都是平行排列、取向相同。
4．晶格能
(1)定义：气态离子形成1摩离子晶体释放的能量，通常取正值，单位：kJ·mol－1。
(2)影响因素
①离子所带电荷数：离子所带电荷数越多，晶格能越大。
②离子的半径：离子的半径越小，晶格能越大。
二、四种晶体类型的比较 类型
比较 分子晶体 原子晶体 金属晶体 离子晶体
构成粒子
分子 原子
金属阳离子、自由电子 阴、阳离子
粒子间的相互作用 范德华力(某些含氢键) 共价键 金属键 离子键
硬度 较小 很大 有的很大，有的很小 较大
熔、沸点 较低 很高 有的很高，有的很低 较高
溶解性 相似相溶 难溶于任何溶剂 难溶于常见溶剂 大多易溶于水等极性溶剂
导电、导热性 一般不导电，溶于水后有的能导电 一般不具有导电性 电和热的良导体 晶体不导电，水溶液或熔融态导电
物质类别及举例 大多数非金属单质、气态氢化物、酸、非金属氧化物(SiO2除外)、绝大多数酸、绝大多数有机物(有机盐除外) 部分非金属单质(如
金刚石、硅、晶体硼)、部分非金属化合物(如SiC、SiO2) 金属单质与合金(如Na、Al、Fe、青铜) 金属氧化物(如K2O、Na2O)、强碱(如KOH、NaOH)、绝大部分盐(如NaCl)
三、晶体熔、沸点的比较
试论高中化学“晶体结构与性质”难点的测查及其对策
试论高中化学“晶体结构与性质”难点的测查及其对策
摘要：晶体结构与性质是高中化学学习中的重点内容，很多同学在学习此节内容时都表示具有一定难度，为此，本文通过对高中化学“晶体结构与性质”学习中的难点进行研究，从而针对难点提出对应的解决措施，从而进行难点内容的突破。
关键词：高中化学；晶体结构与性质；高中化学难点
引言：“晶体结构与性质”是高中化学新课标选修三课本上的内容。一般来说，在高中化学中，关于物质的结构与性质都是难度较高的内容，尤其是晶体的相关内容。晶体结构与性质具有一定的抽象性和复杂性，且需要很强的空间思维和逻辑思维能力，一直是考试中的难点内容。
1 高中化学“晶体结构与性质”的难点表现形式
“晶体结构与性质”的内容包含着很多琐碎的知识点，这些知识点各成体系，因此很难相互整合，就导致学到的知识很难真正运用在题目分析和考试中去。课本上的知识点一般需要同学们通过死记硬背去学习，加上内容具有很强的复杂性，很多知识会被记混或者干脆记不住。知识的难以整合造成了知识难以深入理解，就会造成知识运用上的困难。
此外，“晶体结构与性质”的内容需要对很多图像和符号进行分析，所以就需要具有一定的空间思维能力。一旦不能够用立体思维去分析问题，就会对晶体、晶胞相关的计算造成忽视。
2 高中化学“晶体结构与性质”的难点形成原因
2.1 课本、课程弹性不足
无论是哪个版本的教材，都是根据一定的考纲而编写的。因为高中化学内容并不像语文、英语等内容常常需要定期更新，为了方便教师的教学，课本会长期的选择同一个版本。缺少多版本的比较，就很难发现现用课本的不足和其他版本课本的优势。这样就很难对课本内容进行更新，学生也很难接触到旧知识的新表达形式。
此外，课程的设置还是处在应试教育的体系中，考试的指导性很强，教师一般在课程学习中，常常会着重讲解考纲范围内的内容，对不太重要的内容只是一带而过，而这对我们化学知识体系与框架的形成非常不利，更不利于我们综合能力的培养与发展[1]。
高中化学【常见晶体原子坐标解读】
常见晶体原子坐标解读
从三维空间角度认识晶体，是研究晶体结构的基础。根据《考试大纲》要求，金刚石、二氧化硅结构是教学的重点。以金刚石晶胞结构为例，金刚石晶体整体上是正四面体立体网状结构。每个碳原子L能层的4个电子采用sp3杂化，形成4个等同的杂化轨道，相邻的两个碳原子之间形成σ键。这样每个碳原子与周围4个碳原子形成4个σ键，每个碳原子都是直接相连的4个碳原子的重心。
在一个金刚石晶胞中有8个碳原子位于立方体的顶点，6个碳原子位于面心，4个碳原子位于晶胞内部。每个晶胞中8个顶点中有4个顶点、6个面心和4个晶胞内部的碳原子形成4个正四面体，每个正四面体的4个顶点分别是一个晶胞顶点和这个顶点所在平面的面心，正四面体中心是晶胞内的1个碳原子。
用解析几何知识研究晶体中各个微粒间的位置关系更具体更直接。以底面一个顶点的碳原子(通常取后左下)为原点建立一个三维坐标系。
原点上的原子坐标为(0，0，0)，晶胞边长参数看作1，并据此分析坐标参数。在晶胞进行“无隙并置”时，可以看出，8个顶点的原子都可以作为原点，注意看清楚，与这个原点原子重合的是晶胞上哪一个顶点的碳原子。所以顶点上的8个原子坐标都是(0，0，0)，这与纯粹立体几何不同，所以高中阶段我们只标注顶点以外的晶胞内和晶胞上点的坐标；棱心和面心坐标点中数据中不会出现“1”。
以下是晶胞中各点对应的坐标。
6个面心坐标
上面心 下面心 左面心 右面心 前面心 后面心
三维坐标
晶体中坐标
12个棱中心坐标
上面四条棱
三维坐标
晶体中坐标
下面四条棱
三维坐标
晶体中坐标
垂直底面四条棱
三维坐标
晶体中坐标
金刚石晶胞有两种取向，由于金刚石晶胞内部有4个碳原子，在空间分布是不对称的，所以从不同方向观察晶胞时，内部的4个碳原子的位置是不相同的。我们把左边的图叫作取向1，右边的图叫作取向2
它们各自绕竖直中心轴旋转90°，就能够变为对方。金刚石晶胞内4个碳原子坐标：
高中化学晶体结构题型解答演示
高中化学晶体结构题型解答演示
在高中化学中，晶体结构是一个重要的知识点。解答晶体结构题型需要掌握一定的技巧和方法。本文将通过具体的例子，分析和说明晶体结构题型的考点和解题方法，帮助高中学生和他们的父母更好地理解和应对这类题目。
一、离子晶体结构题型
离子晶体是由阳离子和阴离子通过离子键结合而成的晶体。解答离子晶体结构题型的关键是确定晶体中阳离子和阴离子的比例和排列方式。例如，考虑以下题目：
题目：某晶体的化学式为AB2，其中A离子为+2价金属离子，B离子为-1价非金属离子。请画出该晶体的晶胞，并给出晶体中A离子和B离子的排列方式。
解答：根据题目中的信息，我们知道A离子是+2价金属离子，B离子是-1价非金属离子。由于A离子的价数是B离子的两倍，所以在晶体结构中，每个A离子周围应该有四个B离子。根据这一点，我们可以画出晶体的晶胞结构，如下图所示：
```
B B
A A A
B B
```
在这个晶胞中，每个A离子周围都有四个B离子，符合题目要求。至于A离子和B离子的具体排列方式，可以根据实际情况进行确定。
二、共价晶体结构题型 共价晶体是由共价键结合而成的晶体。解答共价晶体结构题型的关键是确定晶体中原子的排列方式和键的类型。例如，考虑以下题目：
题目：某晶体的化学式为A2B3，其中A原子为单质原子，B原子为多质原子。请画出该晶体的晶胞，并给出晶体中A原子和B原子的排列方式。
解答：根据题目中的信息，我们知道A原子是单质原子，B原子是多质原子。由于A原子的个数是B原子个数的两倍，所以在晶体结构中，每个A原子周围应该有三个B原子。根据这一点，我们可以画出晶体的晶胞结构，如下图所示：
```
B B B
A A A A
B B B
```
在这个晶胞中，每个A原子周围都有三个B原子，符合题目要求。至于A原子和B原子的具体排列方式，可以根据实际情况进行确定。