2026年高考化学一轮复习PPT课件 第31讲　晶体的结构分析与计算

这是一份2026年高考化学一轮复习PPT课件 第31讲　晶体的结构分析与计算，共60页。PPT课件主要包含了复习目标，考点二晶胞参数计算，内容索引，课时测评，重点强化，晶胞模型与均摊法计算，MN3，MN2，＋3价，CuH等内容，欢迎下载使用。
1.了解晶胞的概念及其判断方法。2.掌握均摊法计算的一般方法，能根据晶胞中微粒的位置计算晶胞的化学式。3.掌握晶体密度与晶胞参数计算的一般步骤。
考点一　晶胞模型与均摊法计算
②非长方体晶胞中粒子视具体情况而定
2.晶胞中粒子配位数的计算一个粒子周围最邻近的粒子的数目称为配位数，它反映了晶体中粒子排列的紧密程度。(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)最接近且等距离的原子(或分子)的数目。常见晶胞的配位数如下：
(2)离子晶体的配位数：指一个离子周围最接近且等距离的异种电性离子的数目。以NaCl晶体为例①找一个与其他离子连接情况最清晰的离子，如图中心的灰球(Cl－)。②数一下该离子周围距离最近的异种电性离子数，如图标数字的面心白球(Na＋)。确定Cl－的配位数为6，同样方法可确定Na＋的配位数也为6。
考向1 各类晶胞的分析应用1.下图为离子晶体空间结构示意图：( 阳离子， 阴离子)以M代表阳离子，以N表示阴离子，写出各离子晶体的组成表达式：A　　　　、B　　　　、C　　　　。
2.如图是由Q、R、G三种元素组成的一种高温超导体的晶胞结构，其中R为＋2价，G为－2价，则Q的化合价为　　　　。
3.某晶体的一部分如图所示，这种晶体中A、B、C三种粒子数之比是A.3∶9∶4B.1∶4∶2C.2∶9∶4D.3∶8∶4
4.已知镧镍合金LaNin的晶胞结构如下图，则LaNin中n＝　　　　。
5.Cu元素与H元素可形成一种红色化合物，其晶体结构单元如右图所示。则该化合物的化学式为　　　　。
6.(1)硼化镁晶体在39 K时呈超导性。在硼化镁晶体中，镁原子和硼原子是分层排布的，如图是该晶体微观结构的透视图，图中的硼原子和镁原子投影在同一平面上，则硼化镁的化学式为　　　　。
每个Mg周围有6个B，而每个B周围有3个Mg，所以其化学式为MgB2。
(2)在硼酸盐中，阴离子有链状、环状等多种结构形式。下图是一种链状结构的多硼酸根，则多硼酸根离子符号为　　　　。
7.已知下图所示晶体的硬度很可能比金刚石大，且原子间以单键结合，试根据下图确定该晶体的化学式为　　　　。
考向2 晶胞中粒子配位数计算8.硅化镁是一种窄带隙n型半导体材料，在光电子器件、能源器件、激光、半导体制造等领域具有重要应用前景。硅化镁的晶胞参数a＝0.639 1 nm，属于面心立方晶胞，结构如图所示。Si原子的配位数为　　　　。
根据晶胞结构，以面心Si原子为基准，同一晶胞内等距离且最近的Mg原子有4个，紧邻晶胞还有4个Mg原子，共8个，故Si原子的配位数为8。
9.如图是一种由Y(与Sc同族)、Fe、Ba、O组成的晶体，晶胞棱上的球代表Ba，顶点的球代表Y。四方锥中心和八面体中心的球代表Fe，其余小球代表O。(1)该晶体的化学式为　　　　　 　。
(2)其中Y的配位数为　　　 　。
3.宏观晶体密度与微观晶胞参数的关系
1.(2024·河北保定模拟)我国科学家研究出一种磷化硼纳米颗粒作为高选择性CO2电化学还原为甲醇的非金属电催化剂，磷化硼晶胞结构如图所示，晶胞的棱边边长为a nm，NA为阿伏加德罗常数的值，磷化硼晶体密度为　　　 　。
2.(2024·辽宁阜新二模)砷化镓的一种立方晶系如图所示，砷化镓的晶体密度为ρ g·cm－3。该晶体中距离最近的两个镓原子之间的距离为_________________pm。
3.(2023·北京卷)MgS2O3·6H2O的晶胞形状为长方体，边长分别为a nm、b nm、c nm，结构如图所示。晶胞中的[Mg(H2O)6]2＋个数为　　　　。已知MgS2O3·6H2O的摩尔质量是M g·ml－1，阿伏加德罗常数为NA，该晶体的密度为　　 　　g·cm－3(1 nm＝10－7 cm)。
1.(2024·湖北卷)黄金按质量分数分级，纯金为24K。Au-Cu合金的三种晶胞结构如图，Ⅱ和Ⅲ是立方晶胞。下列说法错误的是A.Ⅰ为18K金B.Ⅱ中Au的配位数是12C.Ⅲ中最小核间距Au-Cu＜Au-AuD.Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ中，Au与Cu原子个数比依次为1∶1、1∶3、3∶1
3.(2024·江苏卷)铁酸铋晶胞如图所示(图中有4个Fe原子位于晶胞体对角线上，O原子未画出)，其中原子数目比N(Fe)∶N(Bi)＝　　　　。
4.(2024·全国甲卷)结晶型PbS可作为放射性探测器元件材料，其立方晶胞如图所示。其中Pb的配位数为　　　　。设NA为阿伏加德罗常数的值，则该晶体密度为　　 　　　　　　g·cm－3(列出计算式)。
5.(2024·新课标卷)镍的晶胞结构类型与铜的相同，晶胞体积为a3，镍原子半径为　　　　。
6.(2024·浙江1月选考)某化合物的晶胞如图，其化学式是　　　 　，晶体类型是　　　　。
由晶胞图可知，化学式为CrCl2·4H2O；构成晶胞的粒子为CrCl2·4H2O分子，故为分子晶体。
原子分数坐标 投影图
1.构建坐标原点、坐标轴和单位长度立体几何模型从最简单的晶胞——简单立方堆积的晶胞模型入手，构建坐标原点、坐标轴和单位长度立体几何模型。简单立方堆积的晶胞中8个顶点的微粒是____________的，因此可以__________________为坐标原点；以立方体的______________构建坐标轴，以__________为1个单位长度；由此可得如图所示的坐标系。其他晶胞也可以采用这种方式构建，如六方最密堆积模型的晶胞按此法构建x轴和y轴，只不过夹角不是90°，而是_______或______。
2.简单立方体模型的原子分数坐标与投影图(1)原子分数坐标：原子2为(0，0，0)，所以其他顶点的分数坐标为1_________，3_________，4__________，5_________，6__________，7_________，8__________。(2)xy平面上的投影图为_________。
3.体心立方晶胞结构模型的原子分数坐标与投影图(1)原子分数坐标：1～8的分数坐标为1___________，2___________，3___________，4___________，5___________，6___________，7___________，8___________，9的分数坐标为_____________。(2)xy平面上的投影图为________。
4.面心立方晶胞结构模型的原子分数坐标与投影图(1)原子分数坐标：0(0，0，0)，1和2__________________，3和4______________________，5和6__________________。(2)xy平面上的投影图如图所示______________。
5.金刚石晶胞结构模型的原子分数坐标与投影图(1)若a原子为坐标原点，晶胞边长的单位为1，则原子1、2、3、4的分数坐标分别为___________、__________、___________、__________。(2)xy平面上的投影图为__________。(3)沿体对角线的投影图为___________。
3.(2024·山东卷)Mn的某种氧化物MnOx的四方晶胞及其在xy平面的投影如图所示，该氧化物化学式为　　　　。当MnOx晶体有O原子脱出时，出现O空位，Mn的化合价　　　　(填“升高”“降低”或“不变”)，O空位的产生使晶体具有半导体性质。下列氧化物晶体难以通过该方式获有半导体性质的是　　　　(填标号)。A.CaO B.V2O5 C.Fe2O3 D.CuO
4.(2024·甘肃卷)某含钙化合物的晶胞结构如图甲所示，沿x轴方向的投影为图乙，晶胞底面显示为图丙，晶胞参数a≠c，α＝β＝γ＝90°。图丙中Ca与N的距离为　　　　pm；化合物的化学式是　　　　，其摩尔质量为M g·ml－1，阿伏加德罗常数的值是NA，则晶体的密度为　　 　　g·cm－3(列出计算表达式)。
5.(2023·全国乙卷)一种硼镁化合物具有超导性能，晶体结构属于六方晶系，其晶体结构、晶胞沿c轴的投影图如图所示，晶胞中含有　　　　个Mg。该物质化学式为　　　　　，B－B最近距离为　　　　。
9.(2024·江苏宿迁一模)钾、铁、硒可以形成一种超导材料，其晶胞在xz、yz和xy平面投影分别如图所示：(1)该超导材料的最简化学式为　　　　　　。
(2)Fe原子的配位数为　　　　。
根据其空间结构，位于面上的Fe原子与2个棱上的Se原子、2个体内的Se原子(1个在紧邻晶胞内)距离最近，所以Fe原子的配位数为4；
(3)该晶胞参数a＝b＝0.4 nm、c＝1.4 nm。阿伏加德罗常数的值为NA，则该晶体的密度为　　 　　g·cm－3(列出计算式)。
12.(6分)(2023·全国甲卷)AlF3结构属立方晶系，晶胞如图所示，F－的配位数为　　　　。若晶胞参数为a pm，晶体密度ρ＝　　　　g·cm－3(列出计算式，阿伏加德罗常数的值为NA)。
13.(10分)某种金属卤化物无机钙钛矿的晶胞结构如图所示，晶胞的边长为a pm，则该物质的化学式为　　　　　；晶体中Pb2＋与Cs＋最短距离为　　　　pm；晶体的密度ρ＝　　　　　　　　g·cm－3(设阿伏加德罗常数的值为NA，用含a、NA的代数式表示；可能用到的相对原子质量： Cs－133　Pb－207　I－127)。