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课标解读
1.了解晶胞的概念及其判断方法。2.掌握均摊法计算的一般方法,能根据晶胞中微粒的位置计算晶胞的化学式。3.掌握晶体密度与晶胞参数计算的一般步骤。
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考点一晶胞中微粒数的计算方法——均摊法
;;;3.晶胞微粒配位数的计算
(1)晶体中原子(或分子)的配位数
若晶体微粒为同种原子或同种分子,则某原子(或分子)的配位数指的是距该原子(或分子)最接近且等距离的原子(或分子)的数目,常见晶胞的配位数如下:
;(2)离子晶体的配位数
指一个离子周围最接近且等距离的异种电性离子的数目。
以NaCl晶体为例
①找一个与其他粒子连接情况最清晰的粒子,如图中心的灰球(Cl-)。
②数一下与该粒子周围距离最近的粒子数,如图标数字的面心白球(Na+),确定Cl-的配位数为6,同样方法可确定Na+的配位数也为6。
;提·关键能力
考向1计算晶胞微粒数目——均摊法
1.如图所示,石墨晶体结构的每一层里平均每个最小的正六边形占有的碳原子数目为(A)
A.2B.3C.4 D.6
解析六个碳原子组成一个正六边形,而每个碳原子被3个正六边形共用,因此每个正六边形拥有2个碳原子。
;2.(2024·辽宁沈阳摸底)金属晶体中金属原子有三种常见的堆积方式,a、b、c分别代表这三种晶胞的结构,晶胞a、b、c内金属原子个数比为(B)
A.11∶8∶4B.3∶2∶1C.9∶8∶4 D.21∶14∶9
;3.(1)硼化镁晶体在39K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。则硼化镁的化学式为。
;;;;5.(2025·河北沧州检测)某研究小组发现首例带结晶水的晶体在5K下呈现超导性。据报道,该晶体中含有最简式为CoO2的层状结构,结构如图(小球表示Co原子,大球表示O原子)。下列用粗线画出的CoO2层状结构的晶胞(晶胞是在晶体中具有代表性的最小重复单元)示意图不符合化学式的是(D)
;;考向2晶胞中粒子配位数的计算
6.利用“卤化硼法”可合成含B和N两种元素的功能陶瓷,下图为其晶胞结构示意图,则每个晶胞中含有B原子的个数为2,该功能陶瓷的化学式为BN。
;7.某晶体结构模型如图所示。该晶体的化学式是CoTiO3,在晶体中1个Ti原子或1个Co原子周围距离最近的O原子数目分别为6、12。
;考点二晶胞参数计算
理·必备知识
1.晶胞参数
晶胞的形状和大小可以用6个参数来表示,包括晶胞的3组棱长a、b、c和3组棱相互间的夹角α、β、γ,即晶格特征参数,简称晶胞参数。
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;提·关键能力
1.(2025·八省联考陕晋青宁卷)科研人员在高温高压条件下合成了类金刚石结构的硼碳氮化合物,其晶胞结构如图所示,立方晶胞参数为apm。NA是阿伏加德罗常数的值。下列说法错误的是(C)
;;;;;;4.(经典考题节选)下图是Mg、Ge、O三种元素形成的某化合物的晶胞示意图。
;;微专题11晶胞中原子分数坐标、投影图
2.原子分数坐标的确定方法
(1)依据已知原子的分数坐标确定坐标系取向。
(2)一般以坐标轴所在正方体的棱长为1个单位。
(3)从原子所在位置分别向x、y、z轴作垂线,所得坐标轴上的截距即该原子的分数坐标。
;;;;2.铋化锂被认为是很有潜力的正极材料,晶胞结构如图所示。
图中原子坐标参数:A为(0,0,0),B为(1,0.5,1),则C的坐标为
。
;;4.铜与氧元素形成的晶胞如图所示:
;;;2.体心立方堆积模型的投影分析
;3.以金刚石晶胞为例的投影图分析
;;;;;2.(2024·黑龙江哈尔滨三模)砷化镓是一种高性能半导体材料,被广泛应用于光电子器件等领域。砷化镓立方晶胞(晶胞参数为apm)如图1。下列说法正确的是(C);;3.(1)AgN5的晶体结构与AgI相似。AgI的结构分为α-AgI和γ-AgI,γ-AgI立方晶胞的示意图见图1,图2是晶胞正上方的俯视投影图,图中黑球(实心球)表示I-,请在图2中用白球(空心球)表示出Ag+的位置。
;;4.钾、铁、硒可以形成一种超导材料,其晶胞在xz、yz和xy平面投影分别如图所示:
;;;;;;;3.(2024·湖北卷,11)黄金按质量分数分级,纯金为24K。AuCu合金的三种晶胞结构如图,Ⅱ和Ⅲ是立方晶胞。下列说法错误的是(C)
A.Ⅰ为1