晶體類型與性質晶體結構(一)常見的幾種典型晶體的主要性質化學式晶體類型微粒間作用力熔、沸點CO2分子晶體分子間作用力較低H2O(冰)分子晶體分子間作用力和氫鍵較低NaCl離子晶體離子鍵較高CsCl離子晶體離子鍵較高C(金剛石)共價晶體共價鍵很高SiO2共價晶體共價鍵高(二)晶體結構與晶胞計算1.如圖表示NaCl、CsCl、干冰、金剛石、石墨的結構：請回答下列問題：(1)代表金剛石的是(填字母，下同)，其中每個碳原子與個碳原子最近且距離相等，碳原子的雜化方式為，金剛石屬于晶體。

(2)代表石墨的是，每個正六邊形占有的碳原子數平均為。

(3)代表NaCl的是，每個Na+周圍與它最近且距離相等的Na+有個。

(4)代表CsCl的是，它屬于晶體，每個Cs+與個Cl-緊鄰。

(5)代表干冰的是，它屬于晶體，每個CO2分子與個CO2分子緊鄰。

答案(1)D4sp3共價(2)E2(3)A12(4)C離子8(5)B分子122.熟記幾種常見的晶胞結構及晶胞中含有的粒子數目A.NaCl(含4個Na+，4個Cl-)B.干冰(含4個CO2)C.CaF2(含4個Ca2+，8個F-)D.金剛石(含8個C)E.體心立方(含2個粒子)F.面心立方(含4個粒子)3.晶胞參數晶胞的形狀和大小可以用6個參數來表示，包括晶胞的3組棱長a、b、c和3組棱相互間的夾角α、β、γ，即晶格特征參數，簡稱晶胞參數。4.原子分數坐標以晶胞參數為單位長度建立的坐標系來表示晶胞內部各原子的相對位置，稱為原子分數坐標。5.晶胞密度計算公式1pm=10-10cm；1nm=10-7cm。6.常考晶胞舉例分析(3)金剛石晶胞的原子分數坐標與俯視圖原子分數坐標原子1、2、3、4的分數坐標分別為14，14，1俯視圖體對角線方向投影圖7.金剛石晶胞的有關計算如圖是金剛石的晶胞，晶胞參數為anm，回答下列問題：(1)一個晶胞中含有8個C原子。(2)1mol金剛石含有2molC—C。(3)最近的C原子之間距離為34anm(用a(4)每個C原子的半徑為38anm(用a(5)晶胞密度為8×12NAa(6)空間利用率為3π161.[2024·甘肅，15(5)]某含鈣化合物的晶胞結構如圖甲所示，沿x軸方向的投影為圖乙，晶胞底面顯示為圖丙，晶胞參數a≠c，α=β=γ=90°。圖丙中Ca與N的距離為pm；化合物的化學式是，其摩爾質量為Mg·mol-1，阿伏加德羅常數的值是NA，則晶體的密度為g·cm-3(列出計算表達式)。

答案22aCa3N3BMN解析由均攤法可知，晶胞中Ca的個數為8×18+2=3，N的個數為8×14+2×12=3，B的個數為4×14=1，則化合物的化學式是Ca3N3B；其摩爾質量為Mg·mol-1，阿伏加德羅常數的值是NA，晶胞體積為a2c×10-30cm3，則晶體的密度為MN2.[2024·新課標卷，29節選]Ni(CO)4(四羰合鎳，沸點43℃)可用于制備高純鎳，也是有機化合物羰基化反應的催化劑。回答下列問題：(1)鎳的晶胞結構類型與銅的相同，晶胞體積為a3，鎳原子半徑為。

(2)Ni(CO)4結構如圖甲所示，其中含有σ鍵的數目為，Ni(CO)4晶體的類型為。

答案(1)24a解析(1)銅的晶胞結構示意圖為，鎳的晶胞結構類型與銅的相同，則鎳原子半徑為晶胞面對角線長度的14，因為晶胞體積為a3，所以晶胞棱長為a，面對角線長度為2a，則鎳原子半徑為24a。(2)單鍵均為σ鍵，雙鍵含有1個σ鍵和1個π鍵，三鍵含有1個σ鍵和2個π鍵，由Ni(CO)4的結構可知，4個配體CO與中心原子Ni形成的4個配位鍵均為σ鍵，而每個配體CO中含有1個σ鍵和2個π鍵，因此1個Ni(CO)4分子中含有8個σ鍵。Ni(CO)4的沸點為43℃3.[2024·黑吉遼，18(6)]負載在TiO2上的RuO2催化活性高，穩定性強，TiO2和RuO2的晶體結構均可用如圖表示，二者晶胞體積近似相等，RuO2與TiO2的密度比為1.66，則Ru的相對原子質量為(精確至1)。答案101解析由于二者的晶體結構相似，體積近似相等，則其密度之比等于摩爾質量之比，故M(Ru)+32M(Ti)+32=1.66，則Ru4.[2023·新課標卷，29(3)]合成氨催化劑前驅體(主要成分為Fe3O4)使用前經H2還原，生成α?Fe包裹的Fe3O4。已知α?Fe屬于立方晶系，晶胞參數a=287pm，密度為7.8g·cm-3，則α?Fe晶胞中含有Fe的原子數為

(列出計算式，阿伏加德羅常數的值為NA)。答案7.8×解析已知α?Fe屬于立方晶系，晶胞參數a=287pm，密度為7.8g·cm-3，設其晶胞中含有Fe的原子數為x，則α?Fe晶體密度ρ=56xNA×(287×10?10)3g·cm-3=7.85.[2022·湖南，18(4)]鉀、鐵、硒可以形成一種超導材料，其晶胞在xz、yz和xy平面投影分別如圖所示：①該超導材料的最簡化學式為。

②Fe原子的配位數為。

③該晶胞參數a=b=0.4nm、c=1.4nm。阿伏加德羅常數的值為NA，則該晶體的密度為g·cm-3(列出計算式)。

答案①KFe2Se2②4③2×(39+56×2+79×2)解析①由平面投影圖可知，晶胞中位于頂角和體心的鉀原子個數為8×18+1=2，位于棱上和體內的硒原子的個數為8×14+2=4，位于面上的鐵原子個數為8×12=4，該物質的晶胞結構如圖所示：，則超導材料的最簡化學式為KFe2Se2。②由平面投影圖可知，鐵原子的配位數為4。③晶體的密度為2×(39+56×2+79×2)NA題型突破練[分值：100分]1.(5分)一種釩的硫化物的晶體結構(圖1)及其俯視圖(圖2)如圖所示：(1)該釩的硫化物的晶體中，與每個V原子最近且等距離的S原子的個數是。

(2)設阿伏加德羅常數的值為NA，則該晶體的密度為g·cm-3(用含a、b、NA的代數式表示)。

答案(1)6(2)332NA解析(1)由晶體結構可知，該釩的硫化物的晶體中，與每個V原子最近且等距離的S原子的個數是6。(2)該晶體結構中V原子個數為1+2×12+12×16+6×13=6，S原子的個數為6，該晶體結構的體積為332a2b×10-30cm3，則該晶體的密度為(51+32)×6NA332a2.(6分)基態Fe3+的價層電子的軌道表示式為，鐵可形成多種氧化物，其中一種鐵的氧化物的晶胞結構及該晶胞中的Ⅰ、Ⅱ兩種結構如下圖所示：

則圖中表示Fe2+的是(填“A”或“B”)，若晶體密度為ρg·cm-3，則阿伏加德羅常數NA=mol-1(用含a、ρ的式子表示)。

答案B1.856×10解析基態Fe3+的價層電子排布為3d5，軌道表示式為；由均攤法可得，結構Ⅰ中O2-數目為4，黑球數目為1+4×18=1.5，結構Ⅱ中O2-的數目為4，黑球數目為4×18=0.5，灰球數目為4，結合晶胞的整體結構可知，O2-數目為32，黑球數目為1.5×4+0.5×4=8，灰球數目為4×4=16，由化合價代數和為0可知，灰球代表Fe3+，黑球代表Fe2+；晶胞的體積為a3×10-30cm3，即ρ×a3×10-30=16×32+56×(8+16)NA，解得NA=1.856×3.(6分)中國科學院福建物質結構研究所某團隊將Bi3+摻雜Cs2SnCl6(晶胞結構為a)獲得空位有序型雙鈣鈦礦納米晶體(晶胞結構為b)，過程如圖所示。若a和b的晶胞參數均為xnm，晶胞a中的SnCl62?的配位數為，晶胞b中兩個最近的BiClg·cm-3(寫出計算式即可)。

答案822x解析由圖可知，晶胞a中以面心[SnCl6]2-為例，其上下層各有4個Cs+，則[SnCl6]2-的配位數為8。由圖可知，晶胞b中兩個最近的[BiCl5]2-的距離為面對角線長的一半，為22xnm。據“均攤法”，晶胞b中含7×18+4×12=238個[SnCl6]2-、1×18+2×12=98個[BiCl5]2-、8個Cs+，則晶體密度為MNA4.(3分)一種含Cu、Ti、Ba、O四元銅氧化物超導體晶體的晶胞結構如圖所示(晶胞參數為anm、anm、cnm，α=β=γ=90°)，該晶體的密度為g·cm-3(列出計算式，阿伏加德羅常數的值為NA)。

答案2×64+12×16+4×48+4×137解析由晶胞結構可知，Cu原子的個數為1+8×18=2，O原子的個數為24×14+4+4×12=12，Ti原子的個數為2+8×14=4，Ba原子的個數為2+8×14=4，該晶體的密度為5.(6分)砷化硼的晶胞結構如圖所示，晶胞邊長為anm，NA為阿伏加德羅常數的值。離硼原子最近的硼原子有個，該晶體密度可表示為g·cm-3(寫表達式即可)。

答案124×86解析1個砷化硼的晶胞結構中，含有8×18+6×12=4個B原子，離硼原子最近的硼原子有12個，且最近距離為22anm，該晶胞中有4個BAs，晶體密度可表示為4×86N6.(6分)K2S的立方晶胞結構如圖所示。若K2S晶體密度為dg·cm-3，則晶胞中，K+與S2-之間的最近距離為____________nm。圖中原子坐標參數A為(0，0，0)，B為14，14，答案34×3440dN解析由晶胞結構圖可知，晶胞參數為3440dNA×107nm，K+與S2-之間的最近距離為體對角線長的14即34×3440dNA×107nm。圖中原子坐標參數A為(0，0，0)，B為7.(6分)科學家們已經用甲烷制出了金剛石，人造金剛石在硬度上與天然金剛石幾乎沒有差別。(1)已知原子a、b的分數坐標為(0，0，0)和0，12(2)若碳原子半徑為rnm，則金剛石晶胞的密度為g·cm-3(用含r的計算式表示)。

答案(1)14，34解析(2)金剛石晶胞體對角線上的4個原子緊密相連，設晶胞邊長為anm，則a=83r，金剛石晶胞中含有4+8×18+6×12=8個C原子，則金剛石晶胞的密度為8×12NA83r×10?78.(6分)所得Co2O3可用于合成鈦酸鈷。一種鈦酸鈷的晶胞結構如圖所示，每個Co周圍等距且緊鄰的O共有個。已知該立方晶胞的參數為apm，NA為阿伏加德羅常數的值，則該鈦酸鈷晶體的密度為g·cm-3(列出計算式)。

答案1259+48+16×3解析根據晶胞結構可知，一個晶胞中含有Co的數目為8×18=1個，含有Ti的數目為1個，含有O的數目為6×12=3個，晶胞的質量為(59+48+16×3)NAg，晶胞的體積為(a×10-10cm)3，晶體的密度為mV=(59+48+16×3)N9.(6分