晶胞典型例题

1.回答下列问题(1)金属铜晶胞为面心立方最密堆积, 边长为acm。

又知铜的密度为ρ g·cm－3, 阿伏加德罗常数为_______。

(2)下图是CaF2晶体的晶胞示意图, 回答下列问题：①Ca2＋的配位数是______, F－的配位数是_______。

②该晶胞中含有的Ca2＋数目是____, F－数目是_____, ③CaF2晶体的密度为ag·cm－3, 则晶胞的体积是_______(只要求列出算式)。

2.某些金属晶体(Cu、Ag、Au)的原子按面心立方的形式紧密堆积, 即在晶体结构中可以划出一块正立方体的结构单元, 金属原子处于正立方体的八个顶点和六个侧面上, 试计算这类金属晶体中原子的空间利用率。

（2）（3）3、单晶硅的晶体结构与金刚石一种晶体结构相似, 都属立方晶系晶胞, 如图：（1）将键联的原子看成是紧靠着的球体, 试计算晶体硅的空间利用率（计算结果保留三位有效数字, 下同）。

（2）已知Si—Si键的键长为234 pm, 试计算单晶硅的密度是多少g/cm3。

4、金晶体的最小重复单元(也称晶胞)是面心立方体, 如图所示, 即在立方体的8个顶点各有一个金原子, 各个面的中心有一个金原子, 每个金原子被相邻的晶胞所共有。

金原子的直径为d, 用NA表示阿伏加德罗常数, M表示金的摩尔质量。

请回答下列问题：(1)金属晶体每个晶胞中含有________个金原子。

(2)欲计算一个晶胞的体积, 除假定金原子是刚性小球外, 还应假定_______________。

(3)一个晶胞的体积是____________。

(4)金晶体的密度是____________。

5.1986年, 在瑞士苏黎世工作的两位科学家发现一种性能良好的金属氧化物超导体, 使超导工作取得突破性进展, 为此两位科学家获得了1987年的诺贝尔物理学奖, 实验测定表明, 其晶胞结构如图所示。

（4）（5）（6）（1）根据所示晶胞结构, 推算晶体中Y、Cu、Ba和O的原子个数比, 确定其化学式。

热点6 晶胞的有关计算1．某晶体的晶胞结构如图所示。

X(•)位于立方体顶点，Y()位于立方体中心。

试分析：(1)晶体中每一个Y同时吸引着________个X，每个X同时吸引着________个Y，该晶体的化学式是____________。

(2)晶体中在每个X周围与它最近且距离相等的X共有________个。

(3)晶体中距离最近的2个X分别与1个Y形成的两条线的夹角为_______。

答案(1)4 8 XY2(或Y2X) (2)12 (3)109°28′解析(1)同时吸引的微粒个数即指在某微粒周围距离最近的其他种类的微粒个数，观察图可知，Y位于立方体的体心，X位于立方体的顶点，每个Y同时吸引着4个X，而每个X 同时被8个立方体共用，每个立方体的体心都有1个Y，所以每个X同时吸引着8个Y，X、Y的个数比为1∶2，所以化学式为XY2或Y2X。

(2)晶体中每个X周围与它最接近的X之间的距离应为如图所示立方体的面对角线。

位置关系分别在此X的上层、下层和同一层，每层均有4个，共有12个。

(3)若将4个X连接，构成1个正四面体，Y位于正四面体的中心，可联系CH4的键角，知该夹角为109°28′。

2．(1)单质O有两种同素异形体，其中沸点高的是________(填分子式)，原因是________________________；O和Na的氢化物所属的晶体类型分别为________和________。

(2)Al单质为面心立方晶体，其晶胞参数a＝0.405 nm，晶胞中铝原子的配位数为________。

列式表示Al单质的密度____________g·cm－3(不必计算出结果)。

答案(1)O3O3相对分子质量较大，范德华力大分子晶体离子晶体(2)124×276.02×1023×（0.405×10－7）3解析(1)O元素形成O2和O3两种同素异形体，固态时均形成分子晶体，而分子晶体中，相对分子质量越大，分子间作用力越大，物质的沸点越高，故O3的沸点高于O2。

高中化学化学晶胞的相关计算专项训练试题含答案一、晶胞的相关计算1．2Mg Si具有反萤石结构，晶胞结构如图所示，其晶胞参数为0.635nm。

下列叙述错误的是（）A．Si的配位数为8B．紧邻的两个Mg原子的距离为0.6352nmC．紧邻的两个Si原子间的距离为20.6352⨯nmD．2Mg Si的密度计算式为()337A76g cm0.63510N--⋅⨯2．根据下列结构示意图，判断下列说法中正确的是A．在CsCl晶体中，距Cs+最近的Cl-有6个B．在CaF2晶体中，Ca2+周围距离最近的F-有4个C．在SiO2晶体中，每个晶胞中含有4个Si原子和8个O原子D．在铜晶体中，每个铜原子周围距离最近的铜原子有12个3．2020年，自修复材料、自适应材料、新型传感材料等智能材料技术将大量涌现，为生物医疗、国防军事以及航空航天等领域发展提供支撑。

（1）我国科研工作者基于丁二酮肟氨酯基团的多重反应性，研制了一种强韧、自愈的超级防护材料，其中的分子机制如图所示。

Cu在元素周期表中位于_____区，M层中核外电子能量最高的电子云在空间有_____个伸展方向。

C、N、O第一电离能由大到小的顺序为_____________（2）氧化石墨烯基水凝胶是一类新型复合材料，对氧化石墨烯进行还原可得到还原氧化石墨烯，二者的结构如图所示：还原石墨烯中碳原子的杂化形式是______，上图中氧化石墨烯转化为还原石墨烯时，1号C 与其相邻 C原子间键能的变化是_____________（填“变大”、“变小”或“不变”），二者当中在水溶液中溶解度更大的是____________ （填物质名称），原因为__________________（3）砷化硼是近期受到广泛关注一种III—V半导体材料。

砷化硼为立方晶系晶体，该晶胞中原子的分数坐标为：B：（0，0，0）；（，，0）；（，0，）；（0，，）；……As：（，，）；（，，）；（，，）；（，，）请在图中画．出砷化硼晶胞的俯视图．．．．．．．．．．___________，已知晶体密度为dg/cm3，As半径为a pm，假设As、B原子相切，则B原子的半径为_________pm（写计算表达式）。

化学晶胞的相关计算专项训练练习题及解析一、晶胞的相关计算1．2Mg Si 具有反萤石结构，晶胞结构如图所示，其晶胞参数为0.635nm 。

下列叙述错误的是（ ）A ．Si 的配位数为8B ．紧邻的两个Mg 原子的距离为0.6352nmC ．紧邻的两个Si 原子间的距离为20.6352⨯nm D ．2Mg Si 的密度计算式为()337A 76g cm 0.63510N --⋅⨯2．补铁剂常用于防治缺铁性贫血，其有效成分般为硫酸亚铁、琥珀酸亚铁、富马酸亚铁和乳酸亚铁等。

回答下列问题：（1）能表示能量最低的亚铁离子的电子排布式是__(填标号)。

a.[Ar]3d 54s 2b.[Ar]3d 54s 1c.[Ar]3d 64s 2d.[Ar]3d 6（2）琥珀酸即丁二酸(HOOCCH 2CH 2COOH)，在琥珀酸分子中电负性最大的原子是__，碳原子的杂化方式是__；琥珀酸亚铁中存在配位键，在该配位键中配位原子是__，中心原子是__。

（3）富马酸和马来酸互为顺反异构体，其电离常数如下表：物质名称K a1 K a2 富马酸() 7.94×10-4 2.51×10-5 马来酸() 1.23×10-2 4.68×10-7请从氢键的角度解释富马酸两级电离常数差别较小，而马来酸两级电离常数差别较大的原因：__。

（4）β-硫酸亚铁的晶胞结构如图所示，其晶胞参数为a=870pm 、b=680pm 、c=479pm ，α=β=γ=90°，Fe 2+占据晶胞顶点、棱心、面心和体心。

在该晶胞中，硫酸根离子在空间上有__种空间取向，晶胞体内硫酸根离子的个数是__，铁原子周围最近的氧原子的个数为__；设阿伏加德罗常数的值为N A，则该晶体的密度是__g·cm-3(列出计算表达式)。

3．Fe、HCN与K2CO3在一定条件下发生如下反应：Fe＋6HCN＋2K2CO3=K4Fe(CN)6＋H2↑＋2CO2↑＋2H2O，回答下列问题：(1)此化学方程式中涉及的第二周期元素的电负性由小到大的顺序为________。

详解各类晶胞的配位数练习题1.【2014·江苏】Cu2O在稀硫酸中生成Cu和CuSO4。

铜晶胞结构如下图所示，铜晶体中每个铜原子周围距离最近的铜原子数目为1.【答案】12【解析】由晶胞结构可知，Cu为面心立方最密堆积，配位数是12。

2.【2013，卷Ⅱ】A、B和D三种元素组成的一个化合物的晶胞如图所示。

D的配位数为______________2【答案】6【解析】晶胞中 D 位于顶点，A位于棱上，1 个晶胞中D紧邻的 A 均摊后相当于43个，而D又被8 个晶胞均摊，所以D紧邻的A有43×8=6 个。

3.【2010山东】铅、钡、氧形成的某化合物的晶胞结构是：Pb4+处于立方晶胞顶点，Ba2+处于晶胞中心，O2-处于晶胞棱边中心，每个Ba2+与个O2-配位。

3.【答案】12【解析】据题意可知Pb4+处于立方晶胞顶点，Ba2+处于晶胞中心，O2-处于晶胞棱边中心，所以每个Ba2+与12个O2-配位。

4.【2010海南】 NiO 、FeO 的晶体结构类型均与氯化钠的相同， NiO 晶胞中Ni 和O 的配位数分别为_______________、_______________4.【答案】6 6【解析】据题意可知 NiO 的晶体结构类型与氯化钠的相同，由NaCl 晶胞结构可知，Ni 和O 的配位数都是6。

【练习】（10分）由阴阳离子通过离子键结合而成的晶体称为离子晶体，离子化合物固态时一般为晶体，在离子晶体中，阴、阳离子按一定规律在空间排列。

下图是NaCl 晶体的晶胞结构。

（空心点为Cl —,实心球为Na +）（1）在NaCl 晶体中，每个Na +离子同时吸引着_____个Cl —离子，在周围与它最接近且等距离的Cl —共有_____个，Cl —离子位于Na +围成的_____体中心，而Na ＋离子数目与Cl －离子数目之比为____。

【答案】（1）6 12 正八面 1:15.【2014·卷Ⅱ】 铝单质为面心立方晶体,其晶胞参数a=0.405 nm ，晶胞中铝原子的配位数为5.【答案】12【解析】由题意可知铝单质为面心立方晶体，所以配位数为12。

晶胞的计算习题1、晶体中最小的重复单元——晶胞，①凡处于立方体顶点的微粒，同时为 __个晶胞共有；②凡处于立方体棱上的微粒，同时为 __ 个晶胞共有；③凡处于立方体面上的微粒，同时为 ___ 个晶胞共有；④凡处于立方体体心的微粒,同时为 ____个晶胞共有。

2、某物质的晶体中含A 、B 、C 三种元素，其排列方式如图所示（其中前后两面心上的B 原子未能画出），晶体中A 、B 、C 的中原子个数之比依次为( ）A.1:3:1 B 。

2：3：1 C 。

2:2：1D 。

1:3：33、某离子化合物的晶胞如右图所示立体结构,晶胞是整个晶体中最基本的重复单位。

阳离子位于此晶胞的中心,阴离子位于8个顶点，该离子化合物中,阴、阳离子个数比是（ ）A ．1∶8B ．1∶4C ．1∶2D ．1∶14、某物质的晶体由A 、B 、C 三种元素组成，其晶体中粒子排列方式如图所示,则该晶体的化学式为（ ）A. AB 3C 3 B 。

AB 3C C 。

A 2B 3C D. A 2B 2C 5、许多物质在通常条件下是以晶体的形式存在，而一种晶体又 可视作若干相同的基本结构单元构成，这些基本结构单元在结构化学中被称作晶胞。

已知某化合物是由钙、钛、氧三种元素组成的晶体，其晶胞结构如图所示，则该物质的化学式为( ）A ．Ca 4TiO 3B ．Ca 4TiO 6C ．CaTiO 3D ．Ca 8TiO 12 6、如图所示晶体结构是一种具有优良的压电、铁电、电光等功能的晶体材料的最小结构单元(晶胞）。

晶体内与Ti 紧邻的氧原子数和这种晶体材料的化学式分别是(各元素所带电荷均已略去）（ ）A ．8；BaTi 8O 12B ．8；BaTi 4O 9C ．6；BaTiO 3D ．3；BaTi 2O 37、最近发现一种由钛(Ti ） 原子和碳原子形成的气态团簇分子，如右图所示∶顶点和面心的原子是钛原子，棱的中心和体心是碳原子。

它的化学式是（ ）A ．TiCB ．Ti 4C 4 C ．Ti 13C 14D ．Ti 14C 138、氢气是重要而洁净的能源,要利用氢气作能源，必须安全有效地储存氢气.有报道称某种合金材料有较大的储氢容量，其晶体结构的最小单元如右图所示.则这种合金的化学式为（ ）A ．LaNi 6B ． LaNi 3C ．LaNi 4D ． LaNi 59、石墨晶体是层状结构,在每一层内;每一个碳原子都跟其他3个碳原子相结合，如下图是其晶体结构的俯视图，则图中7个六元环完全占有的碳原子数是 （ ）A 。

高考化学晶胞的相关计算专项训练练习题含答案一、晶胞的相关计算1．铁、钴、镍为第四周期第Ⅷ族元素，它们的性质非常相似，也称为铁系元素．铁、钴、镍都是很好的配位化合物形成体．（1）[Co（H2O）6]2+在过量氨水中易转化为[Co（NH3）6]2+。

H2O 和 N H3中与 Co2+配位能力较强的是_____，[Co（H2O）6]2+中 Co2+的配位数为___；从轨道重叠方式看，NH3分子中的化学键类型为___ ， H2O 分子的立体构型为___。

（2）铁、镍易与一氧化碳作用形成羰基配合物，中心原子价电子数与配位体提供的成键电子数遵循 18e-规则。

如：Fe（CO）5，则镍与 CO 形成的配合物化学式为_________。

常温下 Fe（CO）5为黄色油状液体，则 Fe（CO）5固态为_____晶体。

Fe（CO）5晶体中存在的作用力有___，写出与 CO 互为等电子体的一种阴离子的离子符号_____，Fe（CO）5中σ键和π键数目之比为______。

（3）一种铁单质其晶胞与钠、钾晶胞相同，如果该铁单质的晶胞参数为 a cm，则相距最近的两个铁原子核间距为_____cm （用含 a 的式子表示）。

2．钯(Pd)、锌及其化合物在合成酮类物质中有极其重要的作用，如图为合成的反应过程：回答下列问题：(1)I原子价电子排布式为___________，其能量最高的能层是___________(填能层符号)。

(2)H、C、O三种元素的电负性由大到小的顺序为___________。

(3) 中碳原子的杂化方式为___________。

(4)ZnCl2溶液中加入足量氨水，发生的反应为ZnCl2＋4NH3·H2O＝[Zn(NH3)4]Cl2＋4H2O。

①上述反应涉及的物质中，固态时属于分子晶体的是___________。

②NH3的空间构型为___________。

③1 mol [Zn(NH3)4]Cl2中含有___________mol σ键。

1、【答案】(1)mol－1(2)①8 4 ②4 8 ③【解析】(1)铜晶胞为面心立方最密堆积，1个晶胞能分摊到4个Cu原子；1个晶胞的体积为a3cm3；一个晶胞的质量为a3ρ g；由＝a3ρ g，得N A＝mol－1。

(2) ①每个Ca2＋周围吸引8个F－，每个F－周围吸收4个Ca2＋，所以Ca2＋的配位数为8，F－的配位数为4。

②F－位于晶胞部，所以每个晶胞中含有F－8个。

含有Ca2＋为×8＋×6＝4个。

③ρ＝＝＝a g·cm－3，V＝。

2、【解析】试题分析：本考查学生对知识综合利用能力，要求对晶胞知识能够融会贯通。

依题意画出侧面图，设正立方体边长为a，则体积为a3。

,AC=4r,故原子半径，根据均摊法得，每个正立方体包括金属原子8×1／8+6×1/2＝4(个)，球体体积共4×空间利用率为：.考点：均摊法计算点评：本题考查相对综合，是学生能力提升的较好选择。

3、（1）34.0% （2）2.36 g/cm3【解析】（1）该晶胞中Si原子个数=4+8×1/8+6×1/2=8，设Si原子半径为xcm，该晶胞中硅原子总体积=，根据硬球接触模型可知，体对角线四分之一处的原子与顶点上的原子紧贴，设晶胞边长为a，所以，解得a＝，晶胞体积＝()3，因此空间利用率＝×100%＝34.0%。

（2）根据以上分析可知边长＝，所以密度＝=2.36g/cm3。

4、【答案】(1)4 (2)金属原子间相接触，即相切(3)2d3(4)【解析】利用均摊法解题，8个顶点上每个金原子有属于该晶胞，6个面上每个金原子有属于该晶胞，故每个晶胞中金原子个数＝8×＋6×＝4。

假设金原子间相接触，则有正方形的对角线为2d。

正方形边长为d。

所以V晶＝(d)3＝2d3，V m＝N A＝d3N A，所以ρ＝＝。

5、【答案】（1）YBa2Cu3O7（2）价n（Cu2＋）∶n（Cu3＋）＝2∶1【解析】（1）由题图所示晶胞可知：一个晶胞中有1个Y3＋，2个Ba2＋。

qqqeee 晶胞典型例题1.现有四种晶体，其离子排列方式如图所示，其中化学式不属AB 型的是A B C D2. 据报道，某种合金材料有较大的储氢容量，其晶体结构的最小单元如左下图所示。

则这种合金的化学式为A ．LaNi 6B ．LaNi 3C ．LaNi 4D ．LaNi 53.某离子晶体中晶体结构最小的重复单元如右上图：A 为阴离子，在正方体内，B 为阳离子，分别在顶点和面心，则该晶体的化学式为 A ．B 2A B ．BA 2 C ．B 7A 4 D ．B 4A 74.某离子化合物的晶体中，最小重复单元及其八分之一结构单元如左下图所示，具有该晶体结构的化合物可能是A ．CaF 2B ．CO 2C ．NaClD ．CsCl5．科学家最近发现一种由钛原子和碳原子构成的气态团簇分子，如右上图所示：图中顶角和面心的原子都是钛原子，棱的中心和体心的原子都是碳原子该分子的化学式是 A ．Ti l3C 14 B ．Ti 14C 13 C ．Ti 4C 5 D ．TiC6.在氯化钠晶体(左下图)中，与氯离子距离最近的钠离子有 个；与氯离子距离最近的氯离子有 个。

7.二氧化碳晶体中（右上图），与二氧化碳分子距离最近的二氧化碳分子有 个。

Ni 原子La原子8.石墨(左下图)是层状晶体，每一层内，碳原子排列成正六边形，许多个正六边形排列成平面网状结构。

如果每两个相邻碳原子间可以形成一个碳碳单键，则石墨晶体中每一层碳原子数与碳碳单键数的比是 （ ） A ．1∶1 B ．1∶2 C ．1∶3 D ．2∶39.金刚石（右上图）结构中，一个碳原子与 个碳原子成键，则每个碳原子实际形成的化学键为 根；a mol 金刚石中，碳碳键数为 mol 。

10.某离子晶体晶胞结构如左下图所示，x 位于立方体的顶点，Y 位于立方体中心。

试分析： (1)晶体中每个Y 同时吸引着__________个X ，每个x 同时吸引着__________个Y ，该晶体的化学式为__________ 。