第6章 第7讲 晶胞及常见晶体的结构模型(教用Word)-【精微方案】2027年高考一轮总复习讲义·化学（鲁琼版 不定项）

该高中化学讲义聚焦晶胞及常见晶体结构模型高考核心考点，涵盖晶胞概念、均摊法计算、典型晶体结构等内容，按“概念理解-方法应用-模型认知”逻辑架构知识，通过考点梳理、均摊法步骤指导、晶体结构对比分析及近年高考真题训练，帮助学生构建系统知识网络，突破配位数计算、化学式推导等难点。 资料以科学思维培养为核心，创新设计“均摊法位置拆解”“晶体模型对比”等活动，结合化学观念中“结构决定性质”思想，通过基础例题到高考真题分层练习，强化学生模型建构与证据推理能力，高效提升解题技巧，为教师精准把控复习节奏、提升学生应考能力提供有力支持。

第7讲　晶胞及常见晶体的结构模型 　1.了解晶胞的概念及其判断方法。　2.理解均摊法思想，能根据晶胞中微粒的位置计算晶体的化学式。　3.掌握常见晶体的结构模型。 考点一　晶胞及均摊法计算 1．晶胞的概念及特点 (1)概念：描述晶体结构的基本单元。晶体中晶胞“无隙并置”排列。 ①“无隙”：相邻晶胞之间没有任何间隙。 ②“并置”：所有晶胞平行排列，取向相同。 (2)特点：晶胞是8个顶角相同、三套各4根平行棱分别相同、三套各两个平行面分别相同的最小平行六面体。 2．晶胞中微粒数目的计算——均摊法 (1)原则 晶胞任意位置上的一个原子如果被n个晶胞所共有，那么，每个晶胞对这个原子分得的份额就是。 (2)实例 ①平行六面体晶胞中不同位置的粒子数的计算 ②其他晶体结构的计算(以六棱柱晶体结构为例) (3)晶胞中微粒配位数的计算 ①晶体中原子(或分子)的配位数 若晶体中的微粒为同种原子(或同种分子)，则某原子(或分子)的配位数指的是该原子(或分子)最接近且等距的原子(或分子)的数目。常见晶胞的配位数见下表： 简单立方晶胞：配位数为6 面心立方晶胞：配位数为12 体心立方晶胞：配位数为8 ②离子晶体的配位数：一个离子周围最近且等距的异种电性离子的数目。 1．(2024·浙江6月选考)某化合物的晶胞结构如下图所示，Cl－的配位数(紧邻的阳离子数)为________；写出该化合物的化学式：________。 解析：由晶胞结构可知，Cl－在顶点，K＋在面心，Cl－的配位数为3×8×＝12；根据均摊法，晶胞中K＋个数为6×＝3，Cl－个数为8×＝1，O2-在体心，个数为1，该化合物的化学式为K3ClO。 答案：12　K3ClO 2．(2025·天津卷)硫化锂晶体的晶胞如下图，晶胞中含有硫离子的数目为____________；与硫离子最近且距离相等的锂离子的数目为__________。 解析：根据均摊法，晶胞中含有硫离子的数目为8×＋6×＝4；根据题图可知，与硫离子最近且距离相等的锂离子的数目为8。 答案：4　8 3．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________，该功能陶瓷的化学式为________。 解析：灰球有1个在体内、4个在棱上，个数为1＋×2＋×2＝2；白球有1个在体内、8个在顶点，个数为1＋×4＋×4＝2；该晶胞中B、N个数均为2，化学式为BN。 答案：2　BN 4．将V2O5溶解在NaOH溶液中，可得到钒酸钠(Na3VO4)，也可以得到偏钒酸钠，偏钒酸钠阴离子呈现如下图所示的无限链状结构，则偏钒酸钠的化学式为________。 解析：偏钒酸钠阴离子中，每个含有1个V，2＋2×＝3个O，且偏钒酸钠中，V、O、Na的化合价分别为＋5、－2、＋1价，则偏钒酸钠的化学式为NaVO3。 答案：NaVO3 考点二　常见晶体的结构模型 晶体 晶体结构 晶体详解 共 价 晶 体 金刚石 (1)碳原子采取sp3杂化，键角均为109°28′ (2)每个C参与4条C—C的形成，C原子数与C—C数之比为1∶2；1 mol金刚石中有2 mol C—C (3)最小碳环由6个碳原子组成，每个碳原子被12个六元环共用 (4)每个金刚石晶胞中含有8个碳原子 SiO2 (1)每个Si与4个O结合，形成正四面体结构，n(Si)∶n(O)＝1∶2 (2)最小环上有12个原子，即6个O和6个Si (3)1 mol SiO2晶体中含有4 mol Si—O 分 子 晶 体 干冰 (1)CO2分子的配位数为12 (2)每个晶胞中有4个CO2分子、12个原子 (3)每个CO2分子周围等距且紧邻的CO2分子数为12个，属于分子密堆积 离 子 晶 体 NaCl型 (1)Na＋(Cl－)的配位数为6，每个Na＋(Cl－)周围等距且紧邻的Na＋(Cl－)有12个 (2)每个晶胞中含4个Na＋和4个Cl－ CsCl型 (1)Cs＋(Cl－)的配位数为8，每个Cs＋(Cl－)周围等距且紧邻的Cs＋(Cl－)有6个 (2)左图为8个晶胞，每个晶胞中含1个Cs＋和1个Cl－ 混 合 型 晶 体 石墨 (1)层内碳原子采取sp2杂化，形成平面六元环结构，层间作用力是范德华力 (2)碳原子与共价键的个数比为2∶3；每个六元环平均占有2个碳原子 1. (2023·北京卷)中国科学家首次成功制得大面积单晶石墨炔，是碳材料科学的一大进步。下列关于金刚石、石墨、石墨炔的说法正确的是　(　　) A．三种物质中均有碳碳原子间的σ键 B．三种物质中的碳原子都是sp3杂化 C．三种物质的晶体类型相同 D．三种物质均能导电 解析：选A。原子间优先形成σ键，三种物质中均存在σ键，A项正确；金刚石中所有碳原子均采用sp3杂化，石墨中所有碳原子均采用sp2杂化，石墨炔中苯环上的碳原子采用sp2杂化，碳碳三键上的碳原子采用sp杂化，B项错误；金刚石为共价晶体，石墨为混合型晶体，石墨炔为分子晶体，C项错误；金刚石中没有自由移动的电子，不能导电，D项错误。 2．下列有关晶体结构的叙述错误的是(　　) A．金刚石的共价键三维骨架结构中，最小的环上有6个碳原子 B．分子晶体熔化时，不破坏共价键；共价晶体熔化时，破坏共价键 C．在金属铜的晶体中，由于存在自由电子，因此铜能导电 D．在氯化铯晶体中，每个氯离子周围最近且距离相等的氯离子有8个 解析：选D。在氯化铯晶体结构中，每个氯离子周围最近且距离相等的氯离子有6个，D错误。 3．(2026·石家庄模拟)有关晶体的结构如下图所示，下列说法不正确的是(　　) A．在NaCl晶体中，距Cl－最近的Na＋形成正八面体 B．在CaF2晶体中，每个晶胞平均含有4个Ca2+ C．冰晶体中每个水分子与另外四个水分子形成四面体结构 D．该气态团簇分子的分子式为EF 解析：选D。气态团簇分子不同于晶胞，该气态团簇分子中含有4个E原子、4个F原子，则分子式为E4F4或F4E4，故D错误。 1．(2025·重庆卷)化合物X的晶胞如下图所示，下列叙述正确的是(　　) A．X中存在π键 B．X属于混合型晶体 C．X的化学式可表示为C3N4 D．X中C原子上有一个孤电子对 解析：选C。由题图可知，晶胞中C原子位于面心，个数为6×＝3，N原子位于晶胞内部，个数为4，则X的化学式为C3N4；C、N均以单键连接，晶胞中不含π键，A错误、C正确。晶胞内只存在共价键，不是混合型晶体，B错误。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，不存在孤电子对，D错误。 2．(2025·湖北卷)SO2晶胞是长方体，边长a≠b≠c，如下图所示。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SO2分子的取向相同 C．1号和2号S原子间的核间距为 pm D．每个S原子周围与其等距且紧邻的S原子有4个 解析：选D。由晶胞结构可知，SO2分子位于长方体的棱心和体心，1个晶胞中含有12×＋1＝4个SO2分子，含有8个O原子，A错误；由题图可知，晶胞中SO2分子有2种取向，B错误；1号和2号S原子间的核间距为上底面面对角线的一半，即 pm，C错误；以体心的S原子为例，由于a≠b≠c，因此每个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。 3．(2024·湖南卷)Li2CN2是一种高活性的人工固氮产物，其合成反应为2LiH＋C＋N2Li2CN2＋H2，晶胞如下图所示，下列说法错误的是(　　) A．合成反应中，还原剂是LiH和C B．晶胞中含有的Li＋个数为4 C．每个CN周围与它最近且距离相等的Li＋有8个 D．CN为V形结构 解析：选D。LiH中H元素化合价为－1价，CN中 N元素化合价为－3价，C元素化合价为＋4价，根据反应2LiH＋C＋N2Li2CN2＋H2可知，H元素化合价由－1价升高到0价，C元素化合价由0价升高到＋4价，N元素化合价由0价降低到－3价，由此可知还原剂是LiH和C，A正确；根据“均摊法”可知，Li＋位于晶胞的4个面上，含有Li＋的个数为8×＝4，B正确；观察位于体心的CN可知，与它最近且距离相等的Li＋有8个，C正确；CN的中心C原子的价层电子对数为2＋＝2，CN为直线形结构，D错误。 4. (2024·甘肃卷)β－MgCl2晶体中，多个晶胞无隙并置而成的结构如图甲所示，其中部分结构显示如图乙所示。下列说法错误的是(　　) A．电负性：Mg<Cl B．单质Mg是金属晶体 C．晶体中存在范德华力 D．Mg2+的配位数为3 解析：选D。同周期主族元素从左向右，元素的电负性逐渐增大，因此电负性：Mg<Cl，A正确；金属晶体包括金属单质及合金，单质Mg是金属晶体，B正确；由晶体结构可知，该结构中存在层状结构，层与层之间存在范德华力，C正确；由题图乙中结构可知，每个Mg2+与周围6个Cl－最近且距离相等，因此Mg2+的配位数为6，D错误。 5．(2025·广西卷)Mg-Z型晶态半导体材料由Mg与碳族元素(Z)形成，其立方晶胞结构如下图。已知：晶胞参数a(Mg-Si)＝634 pm，a(Mg-Ge)＝639 pm。下列说法正确的是(　　) A．与Z紧邻的Mg有4个 B．晶胞内Mg之间最近的距离为a C．晶胞密度：ρ(Mg-Ge)>ρ(Mg-Si) D．若Mg-Sn晶胞顶点Sn替换为Ge，则＝ 解析：选C。由晶胞结构可知，与Z紧邻的Mg有8个，A错误；Mg位于四面体空隙，Mg之间最近的距离为晶胞边长的，即为，B错误；由均摊法可知，晶胞中含Mg个数为8，含Z个数为8×＋6×＝4，密度ρ＝，ρ(Mg-Ge)＝ g/cm3，ρ(Mg-Si)＝ g/cm3，故ρ(Mg-Ge)>ρ(Mg-Si)，C正确；若Mg-Sn晶胞顶点Sn替换为Ge，Sn的个数为6×＝3，Ge的个数为8×＝1，则＝，D错误。 学科网（北京）股份有限公司 $