物质结构与性质有关晶体计算的思维方法.pdf

教师姓名： 化学 邱 Tel ： H- 1 C-12 N-14 O-16 Na-23 Mg-24 Al-27 Si-28 P-31 S-32 Cl-35.5 K-39 Ca-40 Mn-55 Fe-56 Cu-64 Zn-65 Br-80 Ag-108 I-127 Ba-137 关于晶胞计算的思维方法 晶胞计算是晶体考查的重要知识点之一，也是考查学生分析问题、解决问题能力的较好素材。晶体结 构的计算常常涉及如下数据：晶体密度、N 、M、晶体体积、微粒间距离、微粒半径、夹角等，密度的表 A 达式往往是列等式的依据。解决这类题，一是要掌握晶体 “均摊法”的原理，二是要有扎实的立体几何知 识，三是要熟悉常见晶体的结构特征，并能融会贯通，举一反三。 一. 晶体结构的相关计算 M 1．晶胞质量＝晶胞占有的微粒的质量＝晶胞占有的微粒数× 。 NA 晶胞占有的微粒体积 2．空间利用率＝ 。 晶胞体积 3. 晶胞密度计算：利用晶胞参数可计算晶胞边长(a)，根据相对分子质量(M)、晶胞中粒子数(Z)和阿伏伽 ZM 德罗常数N ，可计算晶体的密度： A 3 a N A 4．金属晶体中体心立方堆积、面心立方堆积中的几组公式(设棱长为a) 2 (1)面对角线长＝ a。 3 (2)体对角线长＝ a。 3 (3)体心立方堆积4r＝ a(r 为原子半径)。 (4)面心立方堆积4r＝ 2a(r 为原子半径)。 5. 原子半径计算。 6. 核间距计算。 7. 配位数计算。 8. 微粒的空间坐标。 9. “均摊法”原理 特别提醒 在使用均摊法计算晶胞中微粒个数时，要注意晶胞的形状，不同形状的晶胞，应先分析任意位 置上的一个粒子被几个晶胞所共有，如六棱柱晶胞中，顶点、侧棱、底面上的棱、面心依次被6、3、4、2 个晶胞所共有。 1 25 第 页 共 页 教师姓名： 化学 邱 Tel ： H- 1 C-12 N-14 O-16 Na-23 Mg-24 Al-27 Si-28 P-31 S-32 Cl-35.5 K-39 Ca-40 Mn-55 Fe-56 Cu-64 Zn-65 Br-80 Ag-108 I-127 Ba-137 二．五类晶体模型 1．原子晶体(金刚石和二氧化硅) (1)金刚石晶体中，每个C 与另外4 个C 形成共价键，C—C 键之间的夹角是 109°28′，最小的环是六元 环，每个碳原子 12 个六元环共有。含有1molC 的金刚石中，形成的共价键有2mol。 (2)SiO 晶体中，每个Si 原子与4 个O