专题3 专题突破(四) 晶体原子分数坐标 晶胞结构投影图-【金版新学案】2025-2026学年高中化学选择性必修2同步课堂高效讲义教师用书word（苏教版）

本高中化学讲义聚焦原子分数坐标这一核心知识点，系统梳理其定义、确定方法，进而延伸至体心、面心、金刚石等典型晶胞结构的坐标参数及晶胞投影图，构建从基础理论到具体应用的学习支架。 该资料通过典型晶胞模型分析与投影图对比，培养学生空间想象与模型建构的科学思维，结合Ge单晶、锆氧化物等针对练题目，提升科学探究能力。课中辅助教师直观教学，课后助力学生巩固知识、查漏补缺。

一、原子分数坐标 1.定义：以单位长度建立的坐标系来表示晶胞中各原子的位置。 2.原子分数坐标的确定方法 (1)依据已知原子的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为该原子的分数坐标。 说明：这里的“原子”是泛指，即形成晶体的微粒、还包括阴、阳离子等。例如，图中原子1的坐标为，则原子2和3的坐标分别为、。 二、典型晶胞结构模型的原子分数坐标参数 1.体心晶胞结构模型的原子分数坐标参数 若原子1的坐标为，7为，则原子9的坐标为，，。 2.面心立方晶胞结构模型的原子分数坐标参数 原子10～15分别位于六个面的面心，原子1的坐标为()，16为()，则确定坐标参数： 10、11、12、 13、14、15。 3.金刚石晶胞结构模型的原子分数坐标参数和俯视图 若原子a为坐标原点，b为() ，则原子1、2、3、4的坐标分别为、、、。 三、晶胞投影图 1.简单立方模型投影图 xy平面上的投影图： 2.体心立方模型投影图 xy平面上的投影图： 3.面心立方模型投影图 xy平面上的投影图： 学生用书⬇第63页 4.金刚石晶胞模型投影图 xy平面上的投影图： 5.沿体对角线投影(以体心立方和面心立方为例) (1)体心立方堆积 (2)面心立方最密堆积 针对练1.原子坐标参数，表示晶胞内部各原子的相对位置。如图为Ge单晶的晶胞，其中原子坐标参数A为(0，0，0)；B为；C为。则D原子的坐标参数为(　　) A. B. C. D. 答案：C 解析：由原子坐标参数A为(0，0，0)；B为；C为，可知晶胞中原子坐标参数1为(1，0，1)，2为，3为；D原子位于1、2、3、B四个原子构成四面体的中心，所以D的坐标是，故C正确。 针对练2.锆(Zr)是重要的战略金属，可从其氧化物中提取。如图是某种锆的氧化物晶体的立方晶胞，NA为阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是(　　) A.该氧化物的化学式为Zr4O8 B.该氧化物的密度为 g·cm－3 C.p点和q点在zx面上投影的距离为a pm D.若坐标取向不变，将p点的Zr原子平移至原点，则q点的Zr原子位于晶胞xy面的面心 答案：D 解析：由晶胞结构可知，晶胞中位于体内的锆原子个数为4，位于顶点、面心、棱上和体心的氧原子个数为8×＋6×＋12×＋1＝8，则立方氧化锆的化学式为ZrO2，故A错误；设晶体的密度为d g/cm3，由晶胞的质量公式可得：＝(10—10 a)3d，解得d＝，故B错误；由晶胞结构可知，p点和q点在zx面上投影如图所示：，则投影的距离为a pm，故C错误；由晶胞结构可知，若坐标取向不变，将p点锆原子平移至原点，则垂直向下，q点锆原子位于晶胞xy面的面心，故D正确。 针对练3.一种四方结构的超导化合物的晶胞如图1所示，晶胞中Sm和As原子的投影位置如图2所示。下列说法正确的是(　　) A.晶胞中所有原子的个数均为2 B.图中F－和O2－共同占据晶胞的上下底面位置，若两者的比例依次用x和1－x表示，则该化合物化学式为SmFeAsO1－xFx C.若图1中原子1的坐标为(0.5，0.5，0.5)，则原子4的坐标为(0.5，1，0.5) D.F、O、As的电负性大小顺序为F＞As＞O 答案：B 解析：由晶胞结构可知，该晶胞中Sm的个数为4×＝2，Fe的原子个数为1＋4×＝2，As的原子个数为4×＝2，F和O的个数之和为2，因此不是晶胞中所有原子的个数均为2，A错误；由晶胞结构可知，F－和O2－的比例依次为x和1－x，则该化合物化学式为SmFeAsO1－xFx，B正确；原子1位于晶胞中心，其坐标为(0.5，0.5，0.5)，则原子4的坐标为(0，1，0.5)，C错误；同一周期主族元素，原子序数越大，元素的电负性就越大；同一主族元素，原子序数越大，元素的电负性就越小，所以元素的电负性大小关系为F＞O＞Se＞As，故F、O、As三种元素的电负性大小顺序为F＞O＞As ，D错误。 针对练4.氮化铬的晶胞结构如图所示，A点分数坐标为()。氮化铬的晶体密度为d g·cm－3，摩尔质量为M g·mol－1，晶胞参数为a nm，NA代表阿伏加德罗常数的值。下列说法不正确的是(　　) A.距A点最近的N原子的分数坐标可能为 B.Cr原子位于N原子构成的八面体空隙中 C.距离Cr原子最近的Cr原子有8个 D.a＝ ×107 答案：C 解析：根据晶胞图可知，距离A点最近的N原子位于面心，其坐标为，故A说法正确；根据晶胞可知，Cr原子位于N原子构成的八面体空隙中，故B说法正确；以体心Cr为基准，距离体心Cr最近的Cr原子位于棱心，根据晶胞可知，共有12个，故C说法错误；N原子位于顶点和面心，个数为8×＋6×＝4，Cr原子位于棱心和体心，个数为12×＋1＝4，化学式为CrN，晶胞的质量为 g，晶胞体积为(a×10－7)3cm3，则晶胞的密度为d＝ g/cm3，即a＝×107，故D说法正确。 针对练5.氮化硼(BN)晶体是一种特殊的高硬度材料，其结构如图所示，晶胞沿z轴在平面的投影图中，B原子构成的几何形状是　　　　。 答案：正方形 解析：根据图示可知，该晶体中硼原子在z轴的投影，分别位于图示位置，故其构成的形状为正方形。 学生用书⬇第64页 学科网（北京）股份有限公司 $