专题02 晶胞参数计算与原子坐标分析（重难点讲义）化学鲁科版选择性必修2

本讲义聚焦晶胞参数计算与原子坐标分析核心知识点，系统梳理共价、分子、离子及金属晶体的结构特征，结合均摊法与空间几何关系构建参数计算模型，进而阐释原子坐标规则，形成从晶体结构到定量计算再到空间定位的学习支架。 该资料通过表格化呈现晶体结构参数、分类设计典型题型（如晶胞密度计算、原子坐标推导），融入高考真题与变式训练，助力学生在模型建构中培养科学思维，在实例分析中深化结构决定性质的化学观念。课中辅助教师高效授课，课后帮助学生通过分层训练查漏补缺，强化知识应用能力。

专题02 晶胞参数计算与原子坐标分析 1.掌握晶胞参数（边长、夹角）的含义，能结合均摊法、微粒半径及空间几何关系，完成立方晶系等简单晶胞的参数计算。 2.理解原子坐标的表达规则，能读取晶胞中指定微粒的坐标，也能根据坐标标注微粒位置，分析微粒间的空间关系。 一、常见晶体的结构 1．常见共价晶体结构分析 晶体 晶体结构 结构分析 金刚石 原子半径(r)与边长(a)的关系：a=8r (1)每个碳与相邻4个碳以共价键结合，形成正四面体结构，键角均为109°28′ (2)每个金刚石晶胞中含有8个碳原子，最小的碳环为6元环，并且不在同一平面(实际为椅式结构)，碳原子为sp3杂化 (3)每个碳原子被12个六元环共用，每个共价键被6个六元环共用，一个六元环实际拥有个碳原子 (4)C原子数与C—C键数之比为1∶2，12g金刚石中有2 mol共价键 (5)密度＝ (a为晶胞边长，NA为阿伏加德罗常数) SiO2 (1)SiO2晶体中最小的环为12元环，即：每个12元环上有6个O，6个Si (2)每个Si与4个O以共价键结合，形成正四面体结构，每个正四面体占有1个Si，4个“O”，n(Si)∶n(O)＝1∶2 (3)每个Si原子被12个十二元环共用，每个O原子被 6个十二元环共用 (4)每个SiO2晶胞中含有8个Si原子，含有16个O原子 (5)硅原子与Si—O共价键之比为1：4，1mol Si O2晶体中有4mol共价键 (6)密度＝ (a为晶胞边长，NA为阿伏加德罗常数) SiC、BP、AlN (1)每个原子与另外4个不同种类的原子形成正四面体结构 (2)密度：ρ(SiC)＝；ρ(BP)＝； ρ(AlN)＝ (a为晶胞边长，NA为阿伏加德罗常数) (3)若Si与C最近距离为d，则边长(a)与最近距离(d)的关系：a=4d 2．常见分子晶体结构分析 晶体 晶体结构 结构分析 干冰 (1)面心立方最密堆积：立方体的每个顶点有一个CO2分子，每个面上也有一 个CO2分子，每个晶胞中有4个CO2分子 (2)每个CO2分子周围等距且紧邻的CO2分子有12个 (3)密度＝ (a为晶胞边长，NA为阿伏加德罗常数) 白磷 (1)面心立方最密堆积 (2)密度＝ (a为晶胞边长，NA为阿伏加德罗常数) 冰 (1)每个水分子与相邻的4个水分子以氢键相连接 (2)每个水分子实际拥有两个“氢键” (3)冰晶体和金刚石晶胞相似的原因：每个水分子与周围四个水分子形成氢键 3．常见离子晶体结构分析 晶体 晶体结构 结构分析 NaCl (1)一个NaCl晶胞中，有4个Na+，有4个Cl－ (2)在NaCl晶体中，每个Na+同时强烈吸引6个Cl－，形成正八面体形； 每 个Cl－同时强烈吸引6个Na+ (3)在NaCl晶体中，Na+ 和Cl－的配位数分别为6、6 (4)在NaCl晶体中，每个Na+周围与它最接近且距离相等的Na+共有12个， 每个Cl－周围与它最接近且距离相等的Cl－共有12个 (5)密度＝ (a为晶胞边长，NA为阿伏加德罗常数) CsCl (1)一个CsCl晶胞中，有1个Cs+，有1个Cl－ (2)在CsCl晶体中，每个Cs+同时强烈吸引8个Cl－，即：Cs+的配位数为8， 每个Cl－ 同时强烈吸引8个Cs+，即：Cl－的配位数为8 (3)在CsCl晶体中，每个Cs+周围与它最接近且距离相等的Cs+共有6个，形成正八面体形，在CsCl晶体中，每个Cl－周围与它最接近且距离相等的Cl－共有6个 (4)密度＝ (a为晶胞边长，NA为阿伏加德罗常数) ZnS (1)1个ZnS晶胞中，有4个S2－，有4个Zn2＋ (2)Zn2＋的配位数为4，S2－的配位数为4 (3)密度＝ CaF2 (1)1个CaF2的晶胞中，有4个Ca2＋，有8个F－ (2)CaF2晶体中，Ca2＋和F－的配位数不同，Ca2＋配位数是8，F－的配位数是4 (3)密度＝ 离子晶体的配位数 离子晶体中与某离子距离最近的异性离子的数目叫该离子的配位数 影响离子晶体配位数的因素 (1)正、负离子半径比：AB型离子晶体中，阴、阳离子的配位数相等，但正、负离子半径比越大，离子的配位数越大。如：ZnS、NaCl、CsCl (2)正、负离子的电荷比。如：CaF2晶体中，Ca2＋和F－的配位数不同 4．常见金属晶体结构分析 堆积模型 简单立方堆积 体心立方堆积 (钾型) 面心立方最密堆积(铜型) 六方最密堆积(镁型) 晶胞 代表金属 Po Na K Fe Cu Ag Au Mg Zn Ti 配位数 6 8 12 12 晶胞占有的原子数 1 2 4 6或2 原子半径(r)与立方体边长为(a)的关系 a＝2r a＝4r a＝4r —— 【易错提醒】 NaCl、金刚石、足球烯、干冰、石英中微粒的空间排列方式及相互作用力 2、 常考晶体的相关计算 1.晶胞与微粒半径关系 晶体 晶体结构 图示关系 晶胞参数与边长关系 简单立方晶胞 晶胞参数(边长)为a，原子球半径为r，则有a=2r 体心立方晶胞 晶胞参数(边长)为a，原子球半径为r，体对角线长为c，则有c＝a＝4r 面心立方晶胞 晶胞参数(边长)为a，原子球半径为r，则有4r＝a 六方最密堆积晶胞 晶胞中原子球半径为r，六棱柱边长为a，高为h，则有a＝2r，h＝2倍四面体高 石墨 晶胞 设石墨晶胞的底边长为a cm，原子球直径为r，高为h cm，层间距d cm，则h＝2d，由图可知：a/2＝r×sin60°，得a＝r 金刚石晶胞 金刚石晶胞 G点是空的，没有球，是正立方体的体心，A球心到E球心，是2个半径，即一个直径；同样，E球心到G，是2个半径，即一个直径，所以AG是两个直径，体对角线是AG的两倍，所以体对角线是4个直径，即8r，则有8r＝a 晶胞参数(边长)为a，原子球半径为r，则有8r＝a。(体对角线上五球相切，其中有两个假想球) CaF2型晶胞(与金刚石类似) 晶胞参数(边长)为a，原子球半径为r，则有4(r+ + r－)＝a 2.晶胞密度计算 晶体密度的计算公式推导过程 若1个晶胞中含有x个微粒，则晶胞的物质的量为：n＝＝mol 晶胞的质量为：m＝n·M＝g，则密度为：ρ＝ 右图为CsCl晶体的晶胞 假设相邻的两个Cs＋的核间距为a cm，NA为阿伏加德罗常数，CsCl的摩尔质量用M g·mol－1表示，则CsCl晶体的密度为ρ＝g·cm－3 3、 原子分数坐标参数 1.、常见原子的分数坐标规律 晶胞中原子的位置主要分为顶点、棱上、面心、体心、内部五类，其坐标有固定规律，无需死记硬背，可通过 “相对距离” 推导： 原子位置 坐标规律 典型坐标示例 1. 顶点 到三条坐标轴的距离均为 0 或 1（因顶点是坐标轴交点），所有顶点坐标等效为 (0,0,0) (0,0,0)、(1,0,0)、(0,1,0) 等（均等效于 (0,0,0)） 2. 棱上（非顶点） 仅一个坐标分量为分数（0 < 分数为 0 或 1（沿某一轴有位移，其他轴无） 底面棱中点：(,0,0)、(0,,0)；竖直棱中点：(0,0,) 3. 面心（非棱非顶点） 两个坐标分量为分数（），其余为 0 或 1（在某一平面内，沿两条轴有位移） 底面心：(,,0)；前面心：(,0,)；右面心：(0,,) 4. 体心 三个坐标分量均为 （到三个面的距离均为边长的一半） (,,) 5. 内部特殊位置（如正四面体空隙、正八面体空隙） 坐标分量为 、、等（需结合晶胞结构推导） 面心立方晶胞正四面体空隙：(,,)；正八面体空隙：(,,0) 2.典型晶胞实例解析（高考高频） ①体心立方晶胞（如金属 Na、K） 顶点原子：坐标均为 (0,0,0)（等效）； 体心原子：坐标为 (,,)； 结论：体心立方晶胞的原子分数坐标为 (0,0,0) 和 (,,)。 ② 面心立方晶胞（如金属 Cu、Ag，干冰 CO₂） 顶点原子：(0,0,0)； 面心原子：6 个面心分别为 (,,0)、 (,0,)、 (0,,)、 (,,1)、 (,0,0)、 (0,,0)（后三个与前三个等效，因 1 等效于 0）； 结论：面心立方晶胞的原子分数坐标为 (0,0,0) 和 (,,0)（面心等效坐标）。 ③金刚石晶胞（原子晶体） 顶点 + 面心原子：共 8 个，坐标同面心立方晶胞：(0,0,0)、 (,,0) 等； 内部 4 个原子：坐标为 (,,)、(,,)、(,，)、(，，)正四面体间隙位置）； 技巧：内部原子坐标可通过 “顶点原子沿体对角线 1/4 处” 推导。 ④氯化钠晶胞（离子晶体） Na⁺位置（面心立方堆积）：(0,0,0)、(,,0) 等； Cl⁻位置（填充正八面体间隙）： (,0,0)、 (0，,0)、 (0,0，)、 (,,)等； 结论：阴阳离子坐标交替出现，体现离子晶体的周期性。 5、解题技巧与易错点提醒 ①等效坐标判断：坐标中出现 “1” 的分量可替换为 “0”（如 (1,,0)等效于 (0,,0)，因晶胞重复排列，1 和 0 表示同一位置； ②坐标推导步骤： 第一步：确定晶胞原点和坐标轴（默认按常规建立）； 第二步：判断原子所在位置（顶点 / 棱 / 面 / 体心 / 内部）； 第三步：计算原子到 x、y、z 轴的相对距离（除以晶胞边长，即得分数坐标）； 【易错提醒】 ①混淆 “绝对坐标” 和 “分数坐标”：分数坐标无单位，仅表示相对位置； ②内部原子坐标推导错误：需结合晶胞结构（如正四面体、正八面体间隙），而非盲目写 1/2； ③忽略坐标等效性：如面心立方晶胞 6 个面心原子坐标仅需写 1 个典型（如 (1/2,1/2,0)）即可。 题型01 晶胞参数与微粒半径的关系 【典例】一种Mg-Fe新型储氢合金的晶胞如图所示，该晶胞为立方体，晶胞棱长为a nm。下列说法错误的是 A．基态Fe原子共有15种空间运动状态的电子 B．该晶体的化学式为 C．每个Fe周围与它最近且等距的Mg有8个 D．Fe与Mg的最短距离为 nm 【答案】D 【详解】A．基态Fe原子的电子排布式为1s22s22p63s23p63d64s2，电子的空间运动状态由轨道决定，轨道数为1s(1)+2s(1)+2p(3)+3s(1)+3p(3)+3d(5)+4s(1)=15个，即15种空间运动状态，A正确； B．该晶胞为CaF2型结构（Fe类比Ca2+，Mg类比F-），Fe位于面心立方位置：8个顶点×+ 6个面心×=4个；Mg位于8个四面体空隙，每个空隙1个Mg，共8个。Fe与Mg的个数比为4:8=1:2，化学式为FeMg2，B正确； C．CaF2型结构中，每个Fe（面心立方）周围有8个Mg原子（四面体空隙），即最近且等距的Mg有8个，C正确； D．Fe与Mg的最短距离为四面体空隙中Mg到Fe的距离，小立方体棱长为，体对角线长为，最短距离为体对角线一半，即nm；nm为Fe-Fe的面对角线距离，并非Fe-Mg最短距离，D错误； 故答案选D。 【变式】已知晶体属立方晶系，晶胞边长为a nm。将掺杂到该晶胞中，可得到一种高性能的p型太阳能电池材料，其结构单元如图所示。假定掺杂后的晶胞参数不发生变化，下列说法正确的是 A．基态Ni原子核外电子排布式为[Ar] B．Ni和Mg间的最短距离是nm C．晶体中，与Ni距离最近的O有4个 D．该物质的化学式为 【答案】B 【详解】A．基态Ni原子核外电子排布式为，A错误； B．由图可知，Ni和Mg间的最短距离为晶胞面对角线的一半，即，B正确； C．由晶胞可知，与Ni距离最近的O的个数为6，C错误； D．1个晶胞中Li的个数，Mg的个数，Ni的个数，O的个数，因此该物质的化学式为，D错误； 故答案选B。 题型02 晶胞参数与密度的关系 【典例】储氢材料(晶胞结构如图所示)在常压下加热至会分解成和。阿伏加德罗常数的值为，下列说法正确的是 A．在潮湿空气中能保持稳定 B．晶胞中的配位数为3 C．晶体密度的计算式为 D．储氢比传统的高压储氢更安全 【答案】D 【分析】根据图示，灰球数为 、黑球数为，结合化学式，可知灰球H-原子、黑球代表Mg2+。 【详解】A．在潮湿空气中与水反应生成氢氧化镁和氢气，故A错误； B．由图可知，晶胞中的配位数为6，故B错误； C．由图可知，晶胞中有2个、4个，晶体密度的计算式为，C错误； D．为固态，在常压下加热至会分解成镁和氢气，比传统的高压储氢更安全，故D正确； 选D。 【变式】碳化钨的熔点为2870℃，硬度与金刚石相近，常用于生产硬质合金，其晶体结构如图（底边长为，高为）。为阿伏加德罗常数的值，下列说法正确的是 A．碳化钨的化学式为 B．碳化钨属于分子晶体 C．钨原子的配位数为4 D．该晶体的密度 【答案】D 【分析】根据均摊原则，晶胞中W原子数为 、C原子数为6。 【详解】A．碳化钨中W和C的原子个数之比为，碳化钨的化学式为WC，故A错误； B．碳化钨的熔点很高，硬度与金刚石相近，属于共价晶体，故B错误； C．根据图示，W原子的配位数为6，故C错误； D．根据以上分析，晶胞中含有6个W、6个C，该晶体的密度，故D正确； 选D。 题型03 原子坐标分析与应用 【典例】灰锡与金刚石的晶体类型相同，其晶胞如图甲所示，图乙为晶胞的俯视图，已知原子的分数坐标点点。下列有关说法不正确的是 A．位于元素周期表的区 B．基态原子的价层电子排布式为 C．晶胞中点原子分数坐标为 D．若键的键长为，则晶胞参数为 【答案】C 【详解】A．Sn为50号元素，位于第五周期第IVA族，位于元素周期表的区，A正确； B．Sn的原子序数为50，基态原子电子排布式为[Kr]4d105s25p2，价层电子为最外层的5s和5p轨道电子，则基态原子的价层电子排布式为5s25p2，B正确； C．已知原子的分数坐标点点，将晶胞均分为8个小立方体，原子d应在上层四个小立方体的右前面一个小立方体的体心，则晶胞中点原子分数坐标为，C错误； D．键的键长为晶胞体对角线的，设晶胞参数为x pm，则有，解得，即晶胞参数为，D正确； 故选C。 【变式】NbO的立方晶胞如图，晶胞参数为anm，P的分数坐标为(0，0，0)，阿伏加德罗常数的值为NA，下列说法正确的是 A．晶体密度 B．M的分数坐标为 C．Nb的配位数是6 D．Nb和O最短距离为anm 【答案】B 【详解】A．根据均摊法计算可知，Nb的个数为，O的个数为12×=3，即晶胞中含有3个NbO，晶胞密度为ρ=，故A错误； B．P的分数坐标为（0，0，0），M位于立方体的面心，M的分数坐标为，故B正确； C．由图可知，NbO的立方晶胞中距离Nb原子最近且距离相等的O原子有4个，Nb的配位数是4，故C错误； D．由图可知，Nb和O最短距离为边长的，晶胞参数为anm，Nb和O最短距离为anm，故D错误； 故答案选B。 【巩固训练】 1．（23-24高二下·福建泉州·期中）白铜(铜镍合金)的立方晶胞结构如图所示，其中原子A的坐标参数为，下列说法不正确 的是 A．镍处于元素周期表中的ds区 B．镍形成配合物离子中的配位原子为C C．原子B的坐标参数为 D．若该晶体密度为d g·cm，铜镍原子间最短距离为cm 【答案】A 【详解】A．镍为28号元素，价电子排布为3d84s2,其处于元素周期表中的d区，故A错误； B．中N的电负性强于C，则N给电子能力弱，则配位原子为C，故B正确； C．A的坐标参数为，则晶胞边长为1，则原子B的坐标参数为，故C正确； D．由晶胞结构可知，处于面对角线上的Ni、Cu原子之间距离最近，其距离为面对角线的一半，由均摊法可知，晶胞中含有3个Cu，1个Ni，则晶胞的质量为 g，晶胞的体积为，晶胞边长为cm，则Ni、Cu原子之间最近距离为cm，故D正确； 故选A。 2．（25-26高二上·山东潍坊·开学考试）金属晶体中金属原子有三种常见的堆积方式，六方最密堆积、面心立方最密堆积和体心立方堆积，下图分别代表着三种晶体的晶体结构，其晶胞内金属原子个数比为 A．1∶2∶1 B．11∶8∶4 C．9∶8∶4 D．9∶14∶9 【答案】A 【详解】a中原子个数，b中原子个数，c中原子个数，所以其原子个数比是2:4:2=1:2:1，A正确； 故答案选A。 3．纳米材料的表面粒子数占总粒子数的比例极大，这是它具有许多特殊性质的原因。假设某纳米颗粒的大小和形状恰好与某晶体晶胞的大小和形状(如图)相同，则这种纳米颗粒的表面粒子数占总粒子数的百分数为 A．50% B．88.9% C．96.3% D．100% 【答案】B 【详解】该纳米颗粒的表面共有8个粒子，内部有1个粒子，粒子总数为9个，所以纳米颗粒的表面粒子数占总粒子数的百分数是； 故答案选B。 4．（24-25高二下·山东泰安·期中）辉铜矿(主要成分晶胞结构如下图)可以用于制铜，化学反应原理为。下列相关说法错误的是 A．的价电子排布式 B．为极性分子 C．以上晶胞中白球周围距离最近且相等的白球有6个 D．如图所示的晶胞中，黑球表示 【答案】A 【详解】A．的价电子排布式为，的价电子排布式为，A错误； B．二氧化硫的价层电子对数是，分子结构呈字形，正负电荷中心不重合，为极性分子，B正确； C．晶胞中包含的黑球个数为：，白球均在晶胞体内，完全属于一个晶胞，所以个数为8，结合化学式可知，黑球是，白球是，根据晶胞结构可知，白球周围距离最近且相等的白球有6个，C正确； D．晶胞中包含的黑球个数为：，白球均在晶胞体内，完全属于一个晶胞，所以个数为8，结合化学式可知，黑球是，白球是，D正确； 故选A。 5．（24-25高二下·山东·期中）配合物[MA2L2]的分子结构以及分子在晶胞中的位置如图所示，下列说法正确的是 A．中心原子的配位数是6 B．晶胞中配合物分子的分数坐标为(0，0，0)、 C．该晶体属于分子晶体 D．该晶体具有与CO2晶体相似的晶体结构 【答案】C 【详解】A．观察中配合物[MA2L2]的分子结构，可看到中心原子M周围与4个原子形成配位键，配位数是直接与中心原子（离子）配位的原子（离子）数目，所以中心原子M的配位数为4，不是6，A错误。 B．由题干晶胞可知，晶胞中配合物分子位于晶胞的8个顶点和上下底面的面心上，故晶胞中配合物分子的分数坐标为(0，0，0)、，B错误； C．由晶胞结构可知，该晶体由[MA2L2]分子通过分子间作用力结合而成，分子晶体是通过分子间作用力（范德华力、氢键等）将分子结合成晶体的，所以该晶体属于分子晶体，C正确； D．CO2晶胞中二氧化碳分子处于晶胞顶点和面心，利用均摊法计算，1个 CO2晶胞中含二氧化碳分子数为=4个，而本题晶胞含2个配合物分子，二者晶胞中所含分子数量不同，晶体结构不相似，D错误； 故答案为：C。 6．（23-24高二下·山东菏泽·期中）配合物的分子结构以及分子在晶胞中的位置如图所示，下列说法正确的是 分子结构        在晶胞中的位置 A．中心原子的配位数是6 B．晶胞中配合物分子的键数目为4 C．该晶体属于分子晶体 D．该晶体具有与晶体相似的晶体结构 【答案】C 【详解】A．由题干配合物[MA2L2]的分子结构示意图可知，中心原子M周围形成了4个配位键，故中心原子M的配位数是4，A错误； B．由题干图示晶胞结构可知，晶胞中配合物分子的数目为，则晶胞中配合物分子的键数目为8，B错误； C．由晶胞结构可知，该晶体由[MA2L2]分子通过分子间作用力结合而成，属于分子晶体，C正确； D． 晶胞中二氧化碳分子位于晶胞的顶点和面心，1个晶胞中含有4个二氧化碳分子，而题干中的晶胞中含有2个配合物分子，该晶体与晶体的晶体结构不相似，D错误； 故选C。 7．干冰()的晶胞结构如下图所示。下列说法不正确的是    A．干冰晶体属于分子晶体 B．干冰晶胞中，含有4个分子 C．干冰晶体中，每个周围等距且紧邻的有6个 D．干冰晶体中分子间作用力较小，常压下易升华 【答案】C 【详解】A．干冰晶体是由CO2分子通过分子间作用力结合而成的，为分子晶体，A正确； B．CO2分子在晶胞的顶点和面心，顶点上的CO2分子被8个晶胞共有，面心上的CO2分子被2个晶胞共有，所以每个晶胞中含有=4个CO2分子，B正确； C．干冰晶体为分子密堆积，二氧化碳的配位数为12，即每个CO2分子周围有12个紧邻的CO2分子，C错误； D．干冰晶体是由CO2分子通过分子间作用力结合而成的，又分子间作用力较小，即常压下易升华，D正确； 故选C。 8．钾元素与氧元素形成的某些化合物可以作为宇宙飞船的供氧剂，其中一种化合物的晶胞在XY平面、XZ平面、YZ平面上的投影如图所示，其晶胞边长为anm，为阿伏伽德罗常数的值 下列说法正确的是 A．晶胞的化学式为 B．晶胞中存在的微粒间作用力只有离子键 C．距离最近的K原子之间的距离为anm D．晶胞的密度为 【答案】D 【详解】A．根据晶胞的投影图可以知道，K原子在晶胞的顶点和体心，一个晶胞含有K原子，O原子有两个在晶胞内，八个在棱上，一个晶胞中含有O原子，则晶胞的化学式为，故A错误； B．晶胞的化学式为，则晶胞中存在的微粒间作用力有离子键和共价键，故B错误； C．K原子在晶胞的顶点和体心，则距离最近的K原子之间的距离为体对角线的一半即anm，故C错误； D．根据前面分析该晶胞中含有2个，则晶胞的密度为，故D正确。 综上所述，答案为D。 9．氮化碳部分结构如图所示，其中β-氮化碳硬度超过金刚石晶体，成为超硬新材料。下列有关氮化碳的说法不正确的是    A．氮化碳属于分子晶体 B．氮化碳中C为＋4价，N为－3价 C．氮化碳的化学式为 D．每个碳原子与四个氮原子相连，每个氮原子与三个碳原子相连 【答案】A 【详解】A．C和N都属于非金属元素，通过共价键形成共价晶体，A错误； B．N元素的非金属性强于C，N显-3价，C显+4介，B正确； C．由结构图可知，在一个晶胞内（虑线框）有四个N原子，有8个C原子，其中有四个位于四边形的顶点上，有四个位于四边形的边上，根据均摊法，可知C原子数目为4× +4×=3，化学式为C3N4，C正确； D．由结构图可看出，每个碳原子与四个氮原子相连，每个氮原子与三个碳原子相连，D正确； 答案选A。 10．（24-25高二下·河南南阳·期末）设为阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是 A．过氧化钠晶体中含离子总数为 B．晶胞（）中含的个数为 C．漂白粉固体中含的数目为 D．溶于水，转移的电子数为 【答案】B 【详解】A.中的离子为，的物质的量为，所含离子数为，故A项错误； B.由晶胞结构可知，位于顶点和面心，因此1个晶胞中含个，故B项正确； C.漂白粉为的混合物，因此一定质量的漂白粉无法确定的物质的量，故C项错误； D.溶于水除发生氧化还原反应生成、外，还有部分以分子的形式存在，故溶于水，转移的电子数少于，故D项错误； 答案选B。 11．（24-25高二下·辽宁辽阳·期末）某种硫锂化物晶胞(立方晶胞)的结构如图所示，下列说法错误的是 A．硫原子核外电子云有4种不同的伸展方向 B．1号原子的分数坐标为 C．a、b、c、d四个原子形成的四边形的面积为cm2 D．沿z轴方向的投影图为 【答案】D 【详解】A．基态硫原子核外电子排布为，s能级只有1种伸展方向，p能级有3种不同的伸展方向，所以总共有4种不同的伸展方向，A正确； B．1号原子位于位置，分数坐标为，B正确； C．a、b、c、d四个原子均位于面心，该四个原子所形成的四边形为正方形，边长为，面积为，C正确； D．白球位于面心和顶点，黑球位于位置，则沿z轴方向的投影图为，D错误； 故答案为D。 12．（24-25高二下·辽宁辽阳·期末）我国科学家合成了富集B的非碳导热材料立方氮化硼，其晶胞结构如图所示。下列说法正确的是 A．和互为同位素 B．与B距离最近且相等的B有12个 C．B和BN均属于分子晶体 D．基态B原子的价层电子排布式为 【答案】B 【详解】A．和质子数相同，质量数不同，互为同位素，选项中符号错误，A错误； B．以1个顶点的B原子为研究对象，1个晶胞中与顶点B原子等距且最近的B有3个（位于3个面心），由于顶点B原子为8个晶胞共有、面心B原子为2个晶胞共有，则B原子周围等距且最近的B原子数为个，故B正确； C．根据晶胞的结构可知，该晶胞B和BN均为共价晶体，C错误； D．B为5号元素，基态B原子的价层电子排布式为，轨道表示式为，D错误； 故答案为B。 13．（24-25高二下·福建三明·期末）工业上利用反应(金刚石)合成金刚石。下列说法错误的是 A．熔点：金属钠金刚石 B．氯化钠晶胞中，与最邻近的有12个 C．金刚石晶体中，碳原子与键数目比为 D．若金刚石晶胞的边长为，则两个碳原子之间最近的距离为 【答案】C 【详解】A．是分子晶体，金属钠是金属晶体，金刚石是共价晶体，且常温下是液体、金属钠是固体，因此熔点：金属钠金刚石，A正确； B．以正中心Na+为例，最近等距离的Na+有12个，分别位于同一层四个，上一层四个，下一层四个，B正确； C．金刚石中每个C原子与相邻的4个C原子形成C-C键，每个C-C键为相邻的2个C原子所共有，所以C原子数与C-C共价键数目之比为1：=1：2，C错误； D．若金刚石的晶胞边长为acm，其中两个最近的碳原子之间的距离为晶胞体对角线长度的，即acm，D正确； 故选C。 14．（24-25高二下·吉林白山·期末）BeO晶体晶胞的结构如图所示。原子A、B的坐标分别为（0，0，0）、（，，1），O与Be的最近距离为apm，用NA表示阿伏加德罗常数的值。下列说法错误的是 A．C原子的坐标为（，，） B．与Be距离最近且相等的Be有4个 C．该晶体的密度为 D．晶胞内由O原子构成的正八面体空隙有4个 【答案】B 【详解】A．根据晶胞结构示意图，若原子A、B的坐标分别为（0，0，0）、（，，1），即以A为原点，根据B坐标确定x、y、z轴方向，C原子处于体对角线离原点最近的四等分点，故C的坐标为（，，），A正确； B．与O距离最近的O之间的距离为晶胞面对角线的一半，有12个，Be与O等效，Be周围最近的Be也是12个，B错误； C．O与Be的最近距离为apm，则晶胞体对角线长为4apm，晶胞棱长为a pm，根据均摊法，晶胞中B原子在顶点和面心，个数为，Be的个数为4，故BeO的密度为，C正确； D．正八面体空隙位于晶胞的体心和棱心，棱心处的空隙属于1个晶胞的为个，体心处的空隙完全属于1个晶胞，故八面体空隙共有4个，D正确。 故选B。 15．（24-25高二下·内蒙古赤峰·期末）下图是氯化钠晶胞结构示意图，晶胞参数为。下列说法错误的是 A．1个氯化钠晶胞中含有4个和4个 B．位于顶点和面心的离子为 C．与等距离且最近的有12个 D．与之间的最短距离为 【答案】D 【详解】A．根据均摊法，位于棱心和体心，棱心对晶胞的贡献为，体心对晶胞的贡献为1，则个数为；位于顶点和面心，顶点对晶胞的贡献为，面心对晶胞的贡献为，则个数为，所以1个氯化钠晶胞中含有4个和4个，A正确； B．在氯化钠晶胞中，通常可以认为位于顶点和面心的离子为，位于棱心和体心的离子为，B正确； C．以晶胞中一个为研究对象，与它等距离且最近的位于面对角线的位置，这样的有12个，C正确； D．与之间的最短距离为晶胞棱长的一半，已知晶胞参数为，所以最短距离为，而不是，D错误； 故答案选D。 【强化训练】 1．（2025·广西·高考真题）型晶态半导体材料由与碳族元素形成，其立方晶胞结构如图。已知：晶胞参数。下列说法正确的是 A．与Z紧邻的有4个 B．晶胞内之间最近的距离为 C．晶胞密度： D．若晶胞顶点替换为，则 【答案】C 【详解】A．假设Z形成面心立方结构，每个Z原子周围有8个四面体空隙（填充Mg），故与Z紧邻的Mg有8个，A错误； B．Mg位于四面体空隙，最近Mg-Mg距离为晶胞边长的，晶胞内之间最近的距离为，B错误； C．密度公式，Mg-Ge中M(Z)=73、a=639 pm，计算出ρ(Mg-Ge)=，Mg-Si中M(Z)=28、a=634 pm，计算出ρ(Mg−Si)=，故ρ(Mg−Ge)>ρ(Mg−Si)，C正确； D．Z（Sn）在晶胞中顶点（8个）和面心（6个），仅替换顶点时，Sn在晶胞中的个数为，Ge在晶胞中的个数为，则，D错误； 故选C。 2．（2025·四川·高考真题）的四方晶胞(晶胞参数，省略中的氧，只标出)和的立方晶胞如图所示，为阿伏加德罗常数的值。 下列说法错误的是 A．晶胞中1位的分数坐标为 B．晶胞中2位和3位的核间距为 C．晶胞和晶胞中原子数之比是 D．晶体密度小于晶体密度 【答案】D 【详解】A．根据图示，晶胞中1位位于晶胞的棱角，其分数坐标为，故A正确； B．2位坐标为(a，a，1.7a)，3位坐标为(0，0，3.4a)，核间距：apm，B正确； C．晶胞中原子个数为：，晶胞中原子个数为：（省略中的氧，只标出，所以一起计算的原子），晶胞和晶胞中原子数之比是，C正确； D．晶体密度计算公式为：，晶体密度为： ，晶体密度为：，晶体密度大于晶体密度，D错误； 故答案选D。 3．（2025·湖南·高考真题）掺杂的铋酸钡具有超导性。替代部分形成(摩尔质量为)，其晶胞结构如图所示。该立方晶胞的参数为，设为阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是 A．晶体中与铋离子最近且距离相等的有6个 B．晶胞中含有的铋离子个数为8 C．第一电离能： D．晶体的密度为 【答案】A 【详解】A．铋离子位于顶点，与其最近且距离相等的位于棱心，有6个，分别位于上下、前后、左右，A正确； B．晶胞中含有的铋离子个数为个，B错误； C．Ba是碱土金属，金属性强于Ca，其易失电子，第一电离能小于O，C错误； D．晶胞中Ba或K位于体心，个数为总和1，位于棱心，有，所以晶胞的质量是，晶胞体积是，则晶体的密度是：，D错误； 故选A。 4．（2025·重庆·高考真题）化合物X的晶胞如图所示，下列叙述正确的是 A．X中存在键 B．X属于混合型晶体 C．X的化学式可表示为 D．X中C原子上有1对孤电子对 【答案】C 【分析】由图可知，晶胞中C原子的个数是，N位于晶胞内部，个数为4，则晶胞化学式为； 【详解】A．C、N均以单键连接，晶胞中不含π键，A错误； B．晶胞内只存在共价键，不是混合型晶体，B错误； C．由分析可知，晶胞化学式为，C正确； D．位于面心的C原子，与周围4个氮原子(位于两个晶胞内)相连，其配位数为4，不存在孤对电子，D错误； 故选C。 5．（2025·湖北·高考真题）晶胞是长方体，边长，如图所示。下列说法正确的是 A．一个晶胞中含有4个O原子 B．晶胞中分子的取向相同 C．1号和2号S原子间的核间距为 D．每个S原子周围与其等距且紧邻的S原子有4个 【答案】D 【详解】A．由晶胞图可知，SO2分子位于长方体的棱心和体心，1个晶胞中含(12×+1)个SO2分子，含有8个O原子，A错误； B．由图可知晶胞中SO2分子的取向不完全相同，如1和2，B错误； C．1号和2号S原子间的核间距离为上、下面面对角线的一半，即pm，C错误； D．以体心的S原子为例，由于a≠b≠c，每个S原子周围与其等距且紧邻(距离最小)的S原子有4个，D正确； 答案选D。 6．（2025·陕晋青宁卷·高考真题）一种负热膨胀材料的立方晶胞结构如图，晶胞密度为，阿伏加德罗常数的值为，下列说法错误的是 A．沿晶胞体对角线方向的投影图为 B．和B均为杂化 C．晶体中与最近且距离相等的有6个 D．和B的最短距离为 【答案】A 【详解】 A．由晶胞图可知，晶胞中Ag位于体心，B位于顶点，C、N位于体对角线上，沿晶胞体对角线方向投影，体对角线上的原子投影到中心(重叠)，其余6个顶点原子分别投影到六元环的顶点上，其他体内的C、N原子都投影到对应顶点原子投影与体心的连线上，则投影图为，A错误； B．Ag位于体心，与周围4个N原子原键，价层电子对数为4，且与4个N原子形成正四面体，则Ag为杂化；由晶胞中成键情况知，共用顶点B原子的8个晶胞中，有4个晶胞中存在1个C原子与该B原子成键，即B原子的价层电子对数为4，为杂化，B正确； C．晶胞中Ag位于体心，与最近且距离相等的就是该晶胞上、下、左、右、前、后6个相邻的晶胞体心中的原子，为6个，C正确； D．B位于顶点，其个数为，Ag、C、N均位于晶胞内，个数分别为1、4、4，由晶胞密度可知晶胞参数a=，和B的最短距离为体对角线的一半，即，D正确； 故选A。 7．（2025·河北·高考真题）是一种具有优异磁性能的稀土永磁材料，在航空航天等领域中获得重要应用。的六方晶胞示意图如下，晶胞参数、，M、N原子的分数坐标分别为、。设是阿伏加德罗常数的值。 下列说法错误的是 A．该物质的化学式为 B．体心原子的分数坐标为 C．晶体的密度为 D．原子Q到体心的距离为 【答案】D 【详解】A．由晶胞图知，白球位于体心，晶胞中数目为1，黑球位于顶角、棱心、体内，六方晶胞上下表面中一个角60°， 一个角为120°，晶胞中数目为，结合题意知，白球为Sm、黑球为Co，该物质化学式为，A正确； B．体心原子位于晶胞的中心，其分数坐标为，B正确； C．每个晶胞中含有1个“”，晶胞底面为菱形，晶胞体积为，则晶体密度为，C正确； D．原子Q的分数坐标为，由体心原子向上底面作垂线，垂足为上底面面心，连接该面心与原子Q、体心与原子Q可得直角三角形，则原子Q到体心的距离，D错误； 故选D。 8．（2025·安徽·高考真题）碘晶体为层状结构，层间作用为范德华力，层间距为。下图给出了碘的单层结构，层内碘分子间存在“卤键”(强度与氢键相近)。为阿伏加德罗常数的值。下列说法错误的是 A．碘晶体是混合型晶体 B．液态碘单质中也存在“卤键” C．碘晶体中有个“卤键” D．碘晶体的密度为 【答案】A 【详解】A．碘晶体中，分子间是“卤键”(类似氢键)，层与层间是范德华力，与石墨不同(石墨层内只存在共价键)所以碘晶体是分子晶体，A错误； B．由图可知，题目中的“卤键”类似分子间作用力，只不过强度与氢键接近，则液态碘单质中也存在类似的分子间作用力，即“卤键”，B正确； C．由图可知，每个分子能形成4条“卤键”，每条“卤键”被2个碘分子共用，所以每个碘分子能形成2个“卤键”，碘晶体物质的量是0.5mol，“卤键”的个数是，C正确； D．碘晶体为层状结构，所给区间内4个碘原子处于面心，则每个晶胞中碘原子的个数是，晶胞的体积是，密度是，D正确； 故选A。 9．（2025·黑吉辽蒙卷·高考真题）晶体因x变化形成空位而导致颜色各异，当时，其立方晶胞结构如图。设为阿伏加德罗常数的值，下列说法错误的是 A．与W最近且等距的O有6个 B．x增大时，W的平均价态升高 C．密度为时， D．空位数不同，吸收的可见光波长不同 【答案】B 【详解】A．W位于立方体的顶角，以顶角W为例，在此晶胞内，离该顶角最近且距离相等的O原子位于该顶角所在3条棱的棱心，由于该顶角在8个晶胞里，而棱上的原子被4个晶胞共有，所以与W最近且距离相等的O原子有，故A正确； B．O元素化合价为-2价，负化合价总数为-6，设W元素的平均化合价为y，据正负化合价代数和为0可得：-6+y+x=0，y=6-x，x的值增大y减小，即W元素的平均化合价降低，故B错误； C．时，立方晶胞中W个数为、O个数为，若x=0.5，晶胞质量为，晶胞体积为，则密度，所以密度为时，x=0.5，故C正确； D．晶体因x变化形成空位而导致颜色各异，即空位数不同，吸收的可见光波长不同，故D正确； 故答案为：B。 10．（2025·浙江·高考真题）某化合物的晶胞如图所示，下列说法不正确的是 A．晶体类型为混合晶体 B．与二价铁形成配位键 C．该化合物与水反应有难溶物生成 D．该化合物热稳定性比高 【答案】D 【详解】A．由图可知该物质Fe和Cl之间以配位键相连，Cl离子桥接形成无限平面链状结构，NH3在平面上下对亚铁离子进行配位，整个链为电中性，故链内由共价键结合，链间只能靠范德华力结合，与石墨类似，属于混合晶体，A正确； B．与二价铁通过配位键形成[Fe(NH3)2]2+，B正确； C．与水反应可以生成Fe(OH)2沉淀，方程式为+2H2O=Fe(OH)2↓+2NH4Cl，C正确； D．配合物中有氨气作为配体，根据熵增原理加热易分解，故稳定性比差，D错误； 答案选D。 / 学科网（北京）股份有限公司 $ 专题02 晶胞参数计算与原子坐标分析 1.掌握晶胞参数（边长、夹角）的含义，能结合均摊法、微粒半径及空间几何关系，完成立方晶系等简单晶胞的参数计算。 2.理解原子坐标的表达规则，能读取晶胞中指定微粒的坐标，也能根据坐标标注微粒位置，分析微粒间的空间关系。 一、常见晶体的结构 1．常见共价晶体结构分析 晶体 晶体结构 结构分析 金刚石 原子半径(r)与边长(a)的关系：a=8r (1)每个碳与相邻4个碳以共价键结合，形成正四面体结构，键角均为109°28′ (2)每个金刚石晶胞中含有8个碳原子，最小的碳环为6元环，并且不在同一平面(实际为椅式结构)，碳原子为sp3杂化 (3)每个碳原子被12个六元环共用，每个共价键被6个六元环共用，一个六元环实际拥有个碳原子 (4)C原子数与C—C键数之比为1∶2，12g金刚石中有2 mol共价键 (5)密度＝ (a为晶胞边长，NA为阿伏加德罗常数) SiO2 (1)SiO2晶体中最小的环为12元环，即：每个12元环上有6个O，6个Si (2)每个Si与4个O以共价键结合，形成正四面体结构，每个正四面体占有1个Si，4个“O”，n(Si)∶n(O)＝1∶2 (3)每个Si原子被12个十二元环共用，每个O原子被 6个十二元环共用 (4)每个SiO2晶胞中含有8个Si原子，含有16个O原子 (5)硅原子与Si—O共价键之比为1：4，1mol Si O2晶体中有4mol共价键 (6)密度＝ (a为晶胞边长，NA为阿伏加德罗常数) SiC、BP、AlN (1)每个原子与另外4个不同种类的原子形成正四面体结构 (2)密度：ρ(SiC)＝；ρ(BP)＝； ρ(AlN)＝ (a为晶胞边长，NA为阿伏加德罗常数) (3)若Si与C最近距离为d，则边长(a)与最近距离(d)的关系：a=4d 2．常见分子晶体结构分析 晶体 晶体结构 结构分析 干冰 (1)面心立方最密堆积：立方体的每个顶点有一个CO2分子，每个面上也有一 个CO2分子，每个晶胞中有4个CO2分子 (2)每个CO2分子周围等距且紧邻的CO2分子有12个 (3)密度＝ (a为晶胞边长，NA为阿伏加德罗常数) 白磷 (1)面心立方最密堆积 (2)密度＝ (a为晶胞边长，NA为阿伏加德罗常数) 冰 (1)每个水分子与相邻的4个水分子以氢键相连接 (2)每个水分子实际拥有两个“氢键” (3)冰晶体和金刚石晶胞相似的原因：每个水分子与周围四个水分子形成氢键 3．常见离子晶体结构分析 晶体 晶体结构 结构分析 NaCl (1)一个NaCl晶胞中，有4个Na+，有4个Cl－ (2)在NaCl晶体中，每个Na+同时强烈吸引6个Cl－，形成正八面体形； 每 个Cl－同时强烈吸引6个Na+ (3)在NaCl晶体中，Na+ 和Cl－的配位数分别为6、6 (4)在NaCl晶体中，每个Na+周围与它最接近且距离相等的Na+共有12个， 每个Cl－周围与它最接近且距离相等的Cl－共有12个 (5)密度＝ (a为晶胞边长，NA为阿伏加德罗常数) CsCl (1)一个CsCl晶胞中，有1个Cs+，有1个Cl－ (2)在CsCl晶体中，每个Cs+同时强烈吸引8个Cl－，即：Cs+的配位数为8， 每个Cl－ 同时强烈吸引8个Cs+，即：Cl－的配位数为8 (3)在CsCl晶体中，每个Cs+周围与它最接近且距离相等的Cs+共有6个，形成正八面体形，在CsCl晶体中，每个Cl－周围与它最接近且距离相等的Cl－共有6个 (4)密度＝ (a为晶胞边长，NA为阿伏加德罗常数) ZnS (1)1个ZnS晶胞中，有4个S2－，有4个Zn2＋ (2)Zn2＋的配位数为4，S2－的配位数为4 (3)密度＝ CaF2 (1)1个CaF2的晶胞中，有4个Ca2＋，有8个F－ (2)CaF2晶体中，Ca2＋和F－的配位数不同，Ca2＋配位数是8，F－的配位数是4 (3)密度＝ 离子晶体的配位数 离子晶体中与某离子距离最近的异性离子的数目叫该离子的配位数 影响离子晶体配位数的因素 (1)正、负离子半径比：AB型离子晶体中，阴、阳离子的配位数相等，但正、负离子半径比越大，离子的配位数越大。如：ZnS、NaCl、CsCl (2)正、负离子的电荷比。如：CaF2晶体中，Ca2＋和F－的配位数不同 4．常见金属晶体结构分析 堆积模型 简单立方堆积 体心立方堆积 (钾型) 面心立方最密堆积(铜型) 六方最密堆积(镁型) 晶胞 代表金属 Po Na K Fe Cu Ag Au Mg Zn Ti 配位数 6 8 12 12 晶胞占有的原子数 1 2 4 6或2 原子半径(r)与立方体边长为(a)的关系 a＝2r a＝4r a＝4r —— 【易错提醒】 NaCl、金刚石、足球烯、干冰、石英中微粒的空间排列方式及相互作用力 2、 常考晶体的相关计算 1.晶胞与微粒半径关系 晶体 晶体结构 图示关系 晶胞参数与边长关系 简单立方晶胞 晶胞参数(边长)为a，原子球半径为r，则有a=2r 体心立方晶胞 晶胞参数(边长)为a，原子球半径为r，体对角线长为c，则有c＝a＝4r 面心立方晶胞 晶胞参数(边长)为a，原子球半径为r，则有4r＝a 六方最密堆积晶胞 晶胞中原子球半径为r，六棱柱边长为a，高为h，则有a＝2r，h＝2倍四面体高 石墨 晶胞 设石墨晶胞的底边长为a cm，原子球直径为r，高为h cm，层间距d cm，则h＝2d，由图可知：a/2＝r×sin60°，得a＝r 金刚石晶胞 金刚石晶胞 G点是空的，没有球，是正立方体的体心，A球心到E球心，是2个半径，即一个直径；同样，E球心到G，是2个半径，即一个直径，所以AG是两个直径，体对角线是AG的两倍，所以体对角线是4个直径，即8r，则有8r＝a 晶胞参数(边长)为a，原子球半径为r，则有8r＝a。(体对角线上五球相切，其中有两个假想球) CaF2型晶胞(与金刚石类似) 晶胞参数(边长)为a，原子球半径为r，则有4(r+ + r－)＝a 2.晶胞密度计算 晶体密度的计算公式推导过程 若1个晶胞中含有x个微粒，则晶胞的物质的量为：n＝＝mol 晶胞的质量为：m＝n·M＝g，则密度为：ρ＝ 右图为CsCl晶体的晶胞 假设相邻的两个Cs＋的核间距为a cm，NA为阿伏加德罗常数，CsCl的摩尔质量用M g·mol－1表示，则CsCl晶体的密度为ρ＝g·cm－3 3、 原子分数坐标参数 1.、常见原子的分数坐标规律 晶胞中原子的位置主要分为顶点、棱上、面心、体心、内部五类，其坐标有固定规律，无需死记硬背，可通过 “相对距离” 推导： 原子位置 坐标规律 典型坐标示例 1. 顶点 到三条坐标轴的距离均为 0 或 1（因顶点是坐标轴交点），所有顶点坐标等效为 (0,0,0) (0,0,0)、(1,0,0)、(0,1,0) 等（均等效于 (0,0,0)） 2. 棱上（非顶点） 仅一个坐标分量为分数（0 < 分数为 0 或 1（沿某一轴有位移，其他轴无） 底面棱中点：(,0,0)、(0,,0)；竖直棱中点：(0,0,) 3. 面心（非棱非顶点） 两个坐标分量为分数（），其余为 0 或 1（在某一平面内，沿两条轴有位移） 底面心：(,,0)；前面心：(,0,)；右面心：(0,,) 4. 体心 三个坐标分量均为 （到三个面的距离均为边长的一半） (,,) 5. 内部特殊位置（如正四面体空隙、正八面体空隙） 坐标分量为 、、等（需结合晶胞结构推导） 面心立方晶胞正四面体空隙：(,,)；正八面体空隙：(,,0) 2.典型晶胞实例解析（高考高频） ①体心立方晶胞（如金属 Na、K） 顶点原子：坐标均为 (0,0,0)（等效）； 体心原子：坐标为 (,,)； 结论：体心立方晶胞的原子分数坐标为 (0,0,0) 和 (,,)。 ② 面心立方晶胞（如金属 Cu、Ag，干冰 CO₂） 顶点原子：(0,0,0)； 面心原子：6 个面心分别为 (,,0)、 (,0,)、 (0,,)、 (,,1)、 (,0,0)、 (0,,0)（后三个与前三个等效，因 1 等效于 0）； 结论：面心立方晶胞的原子分数坐标为 (0,0,0) 和 (,,0)（面心等效坐标）。 ③金刚石晶胞（原子晶体） 顶点 + 面心原子：共 8 个，坐标同面心立方晶胞：(0,0,0)、 (,,0) 等； 内部 4 个原子：坐标为 (,,)、(,,)、(,，)、(，，)正四面体间隙位置）； 技巧：内部原子坐标可通过 “顶点原子沿体对角线 1/4 处” 推导。 ④氯化钠晶胞（离子晶体） Na⁺位置（面心立方堆积）：(0,0,0)、(,,0) 等； Cl⁻位置（填充正八面体间隙）： (,0,0)、 (0，,0)、 (0,0，)、 (,,)等； 结论：阴阳离子坐标交替出现，体现离子晶体的周期性。 5、解题技巧与易错点提醒 ①等效坐标判断：坐标中出现 “1” 的分量可替换为 “0”（如 (1,,0)等效于 (0,,0)，因晶胞重复排列，1 和 0 表示同一位置； ②坐标推导步骤： 第一步：确定晶胞原点和坐标轴（默认按常规建立）； 第二步：判断原子所在位置（顶点 / 棱 / 面 / 体心 / 内部）； 第三步：计算原子到 x、y、z 轴的相对距离（除以晶胞边长，即得分数坐标）； 【易错提醒】 ①混淆 “绝对坐标” 和 “分数坐标”：分数坐标无单位，仅表示相对位置； ②内部原子坐标推导错误：需结合晶胞结构（如正四面体、正八面体间隙），而非盲目写 1/2； ③忽略坐标等效性：如面心立方晶胞 6 个面心原子坐标仅需写 1 个典型（如 (1/2,1/2,0)）即可。 题型01 晶胞参数与微粒半径的关系 【典例】一种Mg-Fe新型储氢合金的晶胞如图所示，该晶胞为立方体，晶胞棱长为a nm。下列说法错误的是 A．基态Fe原子共有15种空间运动状态的电子 B．该晶体的化学式为 C．每个Fe周围与它最近且等距的Mg有8个 D．Fe与Mg的最短距离为 nm 【变式】已知晶体属立方晶系，晶胞边长为a nm。将掺杂到该晶胞中，可得到一种高性能的p型太阳能电池材料，其结构单元如图所示。假定掺杂后的晶胞参数不发生变化，下列说法正确的是 A．基态Ni原子核外电子排布式为[Ar] B．Ni和Mg间的最短距离是nm C．晶体中，与Ni距离最近的O有4个 D．该物质的化学式为 题型02 晶胞参数与密度的关系 【典例】储氢材料(晶胞结构如图所示)在常压下加热至会分解成和。阿伏加德罗常数的值为，下列说法正确的是 A．在潮湿空气中能保持稳定 B．晶胞中的配位数为3 C．晶体密度的计算式为 D．储氢比传统的高压储氢更安全 【变式】碳化钨的熔点为2870℃，硬度与金刚石相近，常用于生产硬质合金，其晶体结构如图（底边长为，高为）。为阿伏加德罗常数的值，下列说法正确的是 A．碳化钨的化学式为 B．碳化钨属于分子晶体 C．钨原子的配位数为4 D．该晶体的密度 题型03 原子坐标分析与应用 【典例】灰锡与金刚石的晶体类型相同，其晶胞如图甲所示，图乙为晶胞的俯视图，已知原子的分数坐标点点。下列有关说法不正确的是 A．位于元素周期表的区 B．基态原子的价层电子排布式为 C．晶胞中点原子分数坐标为 D．若键的键长为，则晶胞参数为 【变式】NbO的立方晶胞如图，晶胞参数为anm，P的分数坐标为(0，0，0)，阿伏加德罗常数的值为NA，下列说法正确的是 A．晶体密度 B．M的分数坐标为 C．Nb的配位数是6 D．Nb和O最短距离为anm 【巩固训练】 1．（23-24高二下·福建泉州·期中）白铜(铜镍合金)的立方晶胞结构如图所示，其中原子A的坐标参数为，下列说法不正确 的是 A．镍处于元素周期表中的ds区 B．镍形成配合物离子中的配位原子为C C．原子B的坐标参数为 D．若该晶体密度为d g·cm，铜镍原子间最短距离为cm 2．（25-26高二上·山东潍坊·开学考试）金属晶体中金属原子有三种常见的堆积方式，六方最密堆积、面心立方最密堆积和体心立方堆积，下图分别代表着三种晶体的晶体结构，其晶胞内金属原子个数比为 A．1∶2∶1 B．11∶8∶4 C．9∶8∶4 D．9∶14∶9 3．纳米材料的表面粒子数占总粒子数的比例极大，这是它具有许多特殊性质的原因。假设某纳米颗粒的大小和形状恰好与某晶体晶胞的大小和形状(如图)相同，则这种纳米颗粒的表面粒子数占总粒子数的百分数为 A．50% B．88.9% C．96.3% D．100% 4．（24-25高二下·山东泰安·期中）辉铜矿(主要成分晶胞结构如下图)可以用于制铜，化学反应原理为。下列相关说法错误的是 A．的价电子排布式 B．为极性分子 C．以上晶胞中白球周围距离最近且相等的白球有6个 D．如图所示的晶胞中，黑球表示 5．（24-25高二下·山东·期中）配合物[MA2L2]的分子结构以及分子在晶胞中的位置如图所示，下列说法正确的是 A．中心原子的配位数是6 B．晶胞中配合物分子的分数坐标为(0，0，0)、 C．该晶体属于分子晶体 D．该晶体具有与CO2晶体相似的晶体结构 6．（23-24高二下·山东菏泽·期中）配合物的分子结构以及分子在晶胞中的位置如图所示，下列说法正确的是 分子结构        在晶胞中的位置 A．中心原子的配位数是6 B．晶胞中配合物分子的键数目为4 C．该晶体属于分子晶体 D．该晶体具有与晶体相似的晶体结构 7．干冰()的晶胞结构如下图所示。下列说法不正确的是    A．干冰晶体属于分子晶体 B．干冰晶胞中，含有4个分子 C．干冰晶体中，每个周围等距且紧邻的有6个 D．干冰晶体中分子间作用力较小，常压下易升华 8．钾元素与氧元素形成的某些化合物可以作为宇宙飞船的供氧剂，其中一种化合物的晶胞在XY平面、XZ平面、YZ平面上的投影如图所示，其晶胞边长为anm，为阿伏伽德罗常数的值 下列说法正确的是 A．晶胞的化学式为 B．晶胞中存在的微粒间作用力只有离子键 C．距离最近的K原子之间的距离为anm D．晶胞的密度为 9．氮化碳部分结构如图所示，其中β-氮化碳硬度超过金刚石晶体，成为超硬新材料。下列有关氮化碳的说法不正确的是    A．氮化碳属于分子晶体 B．氮化碳中C为＋4价，N为－3价 C．氮化碳的化学式为 D．每个碳原子与四个氮原子相连，每个氮原子与三个碳原子相连 10．（24-25高二下·河南南阳·期末）设为阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是 A．过氧化钠晶体中含离子总数为 B．晶胞（）中含的个数为 C．漂白粉固体中含的数目为 D．溶于水，转移的电子数为 11．（24-25高二下·辽宁辽阳·期末）某种硫锂化物晶胞(立方晶胞)的结构如图所示，下列说法错误的是 A．硫原子核外电子云有4种不同的伸展方向 B．1号原子的分数坐标为 C．a、b、c、d四个原子形成的四边形的面积为cm2 D．沿z轴方向的投影图为 12．（24-25高二下·辽宁辽阳·期末）我国科学家合成了富集B的非碳导热材料立方氮化硼，其晶胞结构如图所示。下列说法正确的是 A．和互为同位素 B．与B距离最近且相等的B有12个 C．B和BN均属于分子晶体 D．基态B原子的价层电子排布式为 13．（24-25高二下·福建三明·期末）工业上利用反应(金刚石)合成金刚石。下列说法错误的是 A．熔点：金属钠金刚石 B．氯化钠晶胞中，与最邻近的有12个 C．金刚石晶体中，碳原子与键数目比为 D．若金刚石晶胞的边长为，则两个碳原子之间最近的距离为 14．（24-25高二下·吉林白山·期末）BeO晶体晶胞的结构如图所示。原子A、B的坐标分别为（0，0，0）、（，，1），O与Be的最近距离为apm，用NA表示阿伏加德罗常数的值。下列说法错误的是 A．C原子的坐标为（，，） B．与Be距离最近且相等的Be有4个 C．该晶体的密度为 D．晶胞内由O原子构成的正八面体空隙有4个 15．（24-25高二下·内蒙古赤峰·期末）下图是氯化钠晶胞结构示意图，晶胞参数为。下列说法错误的是 A．1个氯化钠晶胞中含有4个和4个 B．位于顶点和面心的离子为 C．与等距离且最近的有12个 D．与之间的最短距离为 【强化训练】 1．（2025·广西·高考真题）型晶态半导体材料由与碳族元素形成，其立方晶胞结构如图。已知：晶胞参数。下列说法正确的是 A．与Z紧邻的有4个 B．晶胞内之间最近的距离为 C．晶胞密度： D．若晶胞顶点替换为，则 2．（2025·四川·高考真题）的四方晶胞(晶胞参数，省略中的氧，只标出)和的立方晶胞如图所示，为阿伏加德罗常数的值。 下列说法错误的是 A．晶胞中1位的分数坐标为 B．晶胞中2位和3位的核间距为 C．晶胞和晶胞中原子数之比是 D．晶体密度小于晶体密度 3．（2025·湖南·高考真题）掺杂的铋酸钡具有超导性。替代部分形成(摩尔质量为)，其晶胞结构如图所示。该立方晶胞的参数为，设为阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是 A．晶体中与铋离子最近且距离相等的有6个 B．晶胞中含有的铋离子个数为8 C．第一电离能： D．晶体的密度为 4．（2025·重庆·高考真题）化合物X的晶胞如图所示，下列叙述正确的是 A．X中存在键 B．X属于混合型晶体 C．X的化学式可表示为 D．X中C原子上有1对孤电子对 5．（2025·湖北·高考真题）晶胞是长方体，边长，如图所示。下列说法正确的是 A．一个晶胞中含有4个O原子 B．晶胞中分子的取向相同 C．1号和2号S原子间的核间距为 D．每个S原子周围与其等距且紧邻的S原子有4个 6．（2025·陕晋青宁卷·高考真题）一种负热膨胀材料的立方晶胞结构如图，晶胞密度为，阿伏加德罗常数的值为，下列说法错误的是 A．沿晶胞体对角线方向的投影图为 B．和B均为杂化 C．晶体中与最近且距离相等的有6个 D．和B的最短距离为 7．（2025·河北·高考真题）是一种具有优异磁性能的稀土永磁材料，在航空航天等领域中获得重要应用。的六方晶胞示意图如下，晶胞参数、，M、N原子的分数坐标分别为、。设是阿伏加德罗常数的值。 下列说法错误的是 A．该物质的化学式为 B．体心原子的分数坐标为 C．晶体的密度为 D．原子Q到体心的距离为 8．（2025·安徽·高考真题）碘晶体为层状结构，层间作用为范德华力，层间距为。下图给出了碘的单层结构，层内碘分子间存在“卤键”(强度与氢键相近)。为阿伏加德罗常数的值。下列说法错误的是 A．碘晶体是混合型晶体 B．液态碘单质中也存在“卤键” C．碘晶体中有个“卤键” D．碘晶体的密度为 9．（2025·黑吉辽蒙卷·高考真题）晶体因x变化形成空位而导致颜色各异，当时，其立方晶胞结构如图。设为阿伏加德罗常数的值，下列说法错误的是 A．与W最近且等距的O有6个 B．x增大时，W的平均价态升高 C．密度为时， D．空位数不同，吸收的可见光波长不同 10．（2025·浙江·高考真题）某化合物的晶胞如图所示，下列说法不正确的是 A．晶体类型为混合晶体 B．与二价铁形成配位键 C．该化合物与水反应有难溶物生成 D．该化合物热稳定性比高 / 学科网（北京）股份有限公司 $