疑难杂症7 正四面体空隙和正八面体空隙的位置和填充 讲义及解析-2026届高考化学专题复习

该高中化学高考复习讲义聚焦晶体结构核心考点，系统梳理面心立方堆积中四面体、八面体空隙的构建原理、数目及典型晶体（如NaCl、ZnS、CaF₂）的填充规律，通过空隙模型分析、晶体案例剖析、高考真题演练三环节，帮助学生建立“结构决定性质”的化学观念，突破晶胞结构分析难点。 讲义采用模型建构与对比策略，如切割面心立方晶胞模型直观呈现四面体空隙位置，对比ZnS（50%填充）与CaF₂（100%填充）差异培养科学思维。设置基础计算（空隙数目）、能力提升（配位数分析）、真题应用（NaCl填充类型判断）分层练习，配合即时反馈，助力学生高效掌握考点，为教师精准把控复习节奏提供清晰路径。

高考·物质结构与性质中的疑难问题 疑难杂症7　 正四面体空隙和正八面体空隙的位置和填充 1.面心立方正四面体空隙的构建 （1）模拟真实情况 顶点和3个面心相切成四面体 观察位置关系 切割掉多余部分 观察填充的 四面体空隙 四面体空隙数目为8 空隙半径为0.225r （2）面心立方晶胞的每一个顶点和紧邻的3个面心上的原子，这4个原子紧密堆积，构成一个四面体，这个四面体构成的空隙叫做正四面体空隙，可以填充一个较小的原子。 立体图形： 2.典型的几种填充四面体空隙的晶胞 （1）金刚石型晶胞：金刚石晶胞中含有8个碳原子，碳原子占据了8角6面（计4个）；另外4个填充了50%的四面体空隙。 晶体球棍模型 切割晶胞的方式 8角6面50%的四面体空隙 填充4个空隙交错排列 （2）ZnS晶胞中，S2-占据8角6面，而Zn2+占据了4个四面体空隙，4面体空隙占有率50%： CuCl晶胞中，Cl-占据8角6面，而Cu+占据了4个四面体空隙，4面体空隙占有率50%. S2-最近的S2-:12个, Cl-周围的Cl-，均为12 （面心立方紧密堆积的特点） （3）CaF2型晶胞如何填充四面体空隙 萤石CaF2型晶胞中，Ca2+占据8角6面共4个原子，而F-则占据8个四面体空隙，四面体空隙填充率100%： 3、立方晶胞的八面体空隙 （1）八面体空隙的构建 整体效果： 4、尖晶石的晶体结构 尖晶石的单胞是由8个立方面心结构（即阴离子，氧离子堆积而成）组成的，每个立方面心结构包括8个四面体空隙，4个八面体空隙 1、氯化钠（NaCl）晶体结构中，Cl—作面心立方最紧密堆积，Na+填充 A．全部四面体空隙 B．全部八面体空隙 C．1/2四面体空隙 D．1/2八面体空隙 2、Cu2S呈黑色或灰黑色，已知：晶胞中S2-的位置如图1所示，Cu+位于S2-所构成的四面体中心，晶胞的侧视图如图2所示。 Cu+填充了晶胞中四面体空隙的百分率是_______，S2-配位数为_______。 3、 回答下列问题： (1)一种铜-金合金晶体具有面心立方最密堆积结构，在晶胞中，原子处于面心，原子处于顶点，则该合金中原子与原子数量之比为_______；该晶体中原子之间的作用力是_______。 (2)上述晶体具有储氢功能，氢原子可进入由原子与原子构成的四面体空隙中如图所示，该晶体储氢后的化学式应为(以形式表示)_______。 4、如图是氯化钠的晶胞示意图，回答如下问题：在NaCl晶体中，与每个Cl－距离等同且距离最近的几个Na+所围成的空间几何构型为__________。 A．正四面体       B．正六面体      C．正八面体       D．正十二面体 5、FeS2晶体的晶胞如图（c）所示。晶胞中Fe2+位于所形成的正八面体的体心，该正八面体的边长为______nm。 答案及解析 1、【答案】B 【解析】（1）氯化钠晶体中，每个氯离子的周围都有6个钠离子形成一个正八面体，每个钠离子的周围也有6个氯离子形成一个正八面体。如上图面心的六个Cl-离子形成一个正八面体，体心的Na+离子位于八面体的空隙中。 2、【答案】   100%     8    3.【答案】(1)     3:1     金属键 (2)H8AuCu3 【解析】根据晶体中的均摊法计算，位于顶点的占1/8，位于面心的占1/2，位于棱上的占1/4，位于内部的占1。 (1)铜金合金晶体具有面心立方最密堆积的结构，在晶胞中Cu原子处于面心，Au原子处于顶点位置，则晶胞中Cu原子数目= ==3，晶胞中Au原子数目= ==1，故晶胞中Cu原子与Au原子数量之比为3:1，该晶体为金属晶体，则原子之间的作用力是金属键。 (2)由晶胞可知，氢原子可进入到铜原子和金原子构成的四面体空隙中，则氢原子应位于晶胞内部，则应含有8个氢原子，则化学式为H8AuCu3。 4、【答案】C，如下图所示：凡是配位数为6的，其相关原子均可看做围成正八面体。 在n个球构成的六方或面心立方最紧密堆积中，存在八面体空隙数为个 A．n/6 B．n/3 C．n D．2n 5、【答案】（5）. 【解析】（5）根据晶胞结构可知含有铁原子的个数是12×1/4+1＝4，硫原子个数是8×1/8+6×1/2＝4，晶胞边长为a nm、FeS2相对式量为M，阿伏加德罗常数的值为NA，则其晶体密度的计算表达式为；晶胞中Fe2+位于所形成的正八面体的体心，该正八面体的边长是面对角线的一半，则为nm。 1 学科网（北京）股份有限公司 $