大單元三　第九章　第37講　晶胞結(jié)構(gòu)分析與計(jì)算-2025年高中化學(xué)大一輪復(fù)習(xí)講義人教版

第37講晶胞結(jié)構(gòu)分析與計(jì)算[復(fù)習(xí)目標(biāo)]1.了解晶胞的概念及其判斷方法。2.掌握均攤法計(jì)算的一般方法，能根據(jù)晶胞中微粒的位置計(jì)算晶胞的化學(xué)式。3.掌握晶體密度與晶胞參數(shù)計(jì)算的一般步驟?？键c(diǎn)一晶胞模型與均攤法計(jì)算1．晶胞的概念及其判斷(1)概念：描述晶體結(jié)構(gòu)的基本單元。(2)晶體中晶胞的排列——無(wú)隙、并置A．無(wú)隙：相鄰晶胞之間沒有________。B．并置：所有晶胞______排列、______相同。(3)晶胞的判斷晶胞是8個(gè)頂角相同、三套各4根平行棱分別相同、三套各兩個(gè)平行面分別相同的最小平行六面體。2．晶胞中微粒數(shù)的計(jì)算方法——均攤法(1)原則晶胞任意位置上的一個(gè)原子如果是被n個(gè)晶胞所共有，那么，每個(gè)晶胞對(duì)這個(gè)原子分得的份額就是eq\f(1,n)。(2)實(shí)例①平行六面體晶胞中不同位置的粒子數(shù)的計(jì)算②其他晶體結(jié)構(gòu)的計(jì)算(以六棱柱晶體結(jié)構(gòu)為例)3．晶胞中粒子配位數(shù)的計(jì)算一個(gè)粒子周圍最鄰近的粒子的數(shù)目稱為配位數(shù)，它反映了晶體中粒子排列的緊密程度。(1)晶體中原子(或分子)的配位數(shù)：若晶體中的微粒為同種原子或同種分子，則某原子(或分子)的配位數(shù)指的是該原子(或分子)最接近且等距離的原子(或分子)的數(shù)目。常見晶胞的配位數(shù)如下：簡(jiǎn)單立方：配位數(shù)為6面心立方：配位數(shù)為12體心立方：配位數(shù)為8(2)離子晶體的配位數(shù)：指一個(gè)離子周圍最接近且等距離的異種電性離子的數(shù)目。以NaCl晶體為例①找一個(gè)與其離子連接情況最清晰的離子，如圖中心的灰球(Cl－)。②數(shù)一下與該離子周圍距離最近的異種電性離子數(shù)，如圖標(biāo)數(shù)字的面心白球(Na＋)。確定Cl－的配位數(shù)為6，同樣方法可確定Na＋的配位數(shù)也為6。一、均攤法計(jì)算微粒數(shù)目1．(2023·臨沂一模)普魯士藍(lán)晶體屬立方晶系，晶胞棱長(zhǎng)為apm。鐵-氰骨架組成小立方體，F(xiàn)e粒子在頂角，CN－在棱上，兩端均與Fe相連，立方體中心空隙可容納K＋，如圖所示(CN－在圖中省略)。普魯士藍(lán)中Fe2＋與Fe3＋個(gè)數(shù)之比為________；該晶胞的化學(xué)式為______________________________________________________________________________________________________。2．(2023·陜西榆林模擬)O、Cu、Ba、Hg形成的某種超導(dǎo)材料的晶胞如圖所示。該晶胞中O、Cu、Ba、Hg原子的個(gè)數(shù)比為___________________________________________。3．[2023·浙江1月選考，17(3)]Si與P形成的某化合物晶體的晶胞如圖。該晶體類型是________，該化合物的化學(xué)式為__________________________________________________。4．在硼酸鹽中，陰離子有鏈狀、環(huán)狀等多種結(jié)構(gòu)形式。如圖是一種鏈狀結(jié)構(gòu)的多硼酸根，則多硼酸根離子符號(hào)為________。二、配位數(shù)的計(jì)算5．已知Cu2S晶胞中S2－的位置如圖所示，Cu＋位于S2－所構(gòu)成的正四面體中心。S2－的配位數(shù)為________。6．(2023·河南統(tǒng)考模擬)某種鈣鈦礦晶胞如圖所示，則鈣原子的配位數(shù)是________?？键c(diǎn)二晶胞參數(shù)計(jì)算1．晶胞參數(shù)晶胞的形狀和大小可以用6個(gè)參數(shù)來表示，包括晶胞的3組棱長(zhǎng)a、b、c和3組棱相互間的夾角α、β、γ，即晶格特征參數(shù)，簡(jiǎn)稱晶胞參數(shù)。2．宏觀晶體密度與微觀晶胞參數(shù)的關(guān)系3．空間利用率空間利用率＝eq\f(晶胞中微粒的體積,晶胞體積)×100%。1．(2023·南昌一模)某種金屬鹵化物無(wú)機(jī)鈣鈦礦的晶胞結(jié)構(gòu)如圖所示，晶胞的邊長(zhǎng)為apm，則該物質(zhì)的化學(xué)式為________；晶體中Pb2＋與Cs＋最短距離為________pm；晶體的密度ρ＝________________g·cm－3(設(shè)阿伏加德羅常數(shù)的值為NA，用含a、NA的代數(shù)式表示；可能用到的相對(duì)原子質(zhì)量：Cs—133Pb—207I—127)2．[2023·北京，15(5)]MgS2O3·6H2O的晶胞形狀為長(zhǎng)方體，邊長(zhǎng)分別為anm、bnm、cnm，結(jié)構(gòu)如圖所示。晶胞中的[Mg(H2O)6]2＋個(gè)數(shù)為__________。已知MgS2O3·6H2O的摩爾質(zhì)量是Mg·mol－1，阿伏加德羅常數(shù)的值為NA，該晶體的密度為__________g·cm－3。(1nm＝10－7cm)3．[2022·廣東，20(6)]化合物X是篩選出的潛在熱電材料之一，其晶胞結(jié)構(gòu)如圖1，沿x、y、z軸方向的投影均為圖2。①X的化學(xué)式為________。②設(shè)X的最簡(jiǎn)式的式量為Mr，晶體密度為ρg·cm－3，則X中相鄰K之間的最短距離為________________nm(列出計(jì)算式，NA為阿伏加德羅常數(shù)的值)。4．[2021·湖南，18(3)]下圖是Mg、Ge、O三種元素形成的某化合物的晶胞示意圖。①已知化合物中Ge和O的原子個(gè)數(shù)比為1∶4，圖中Z表示________原子(填元素符號(hào))，該化合物的化學(xué)式為__