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1、难点 9 晶胞的结构1【2020山东新高考】CdSnAs2是一种高迁移率的新型热电材料，回答下列问题：(4)以晶胞参数为单位长度建立的坐标系可以表示晶胞中各原子的位置，称作原子的分数坐标。四方晶系a fidCdSnAs2的晶胞结构如图所示，晶胞棱边夹角均为90，晶胞中部分原子的分数坐标如下表所示。坐标原子xyzCd000Sn000.5As0.250.250.125一个晶胞中有个Sn，找出距离Cd(0, 0, 0)最近的Sn(用分数坐标表示)。CdSnAs2晶体中与单个 Sn 键合的 As 有个。答案】 4(2，2，0)分析】4)结合部分原子的分数坐标，结合晶胞结构图，确定各原子在晶胞中位置，找
2、出相应原子。详解】(4)由部分Cd原子的分数坐标为(0, 0, 0)，可知8个Cd在晶胞的顶点，4个Cd在晶胞的面心，1个在1晶胞的体心；部分Sn原子的分数坐标为(0, 0，)，4个Sn在晶胞的棱上，6个Sn在晶胞的面心；部分1 1 111As原子的分数坐标为(，)，8个As在晶胞的体心；所以1个晶胞中Sn的个数为4x+6x二44 4 8421 1 1 1距离Cd(O, 0, 0)最近的Sn是(2，0, 4)、(2，2，0)；由晶胞结构图可知，CdSnAs2晶体中与单个Sn结合的 As 有 4 个。2【2020天津新高考】Fe、Co、Ni是三种重要的金属元素。回答下列问题：(2)CoO的面心立
3、方晶胞如图所示。设阿伏加德罗常数的值为NA，则CoO晶体的密度为g cm-3:三种元素二价氧化物的晶胞类型相同,其熔点由高到低的顺序为。【答案】x1023NiOCoOFeOa3NA【分析】根据晶胞结构计算出O2-和CO2+个数，根据密度公式计算；根据离子晶体键能和晶格能比较熔点。【详解】(2)CoO的面心立方晶胞如图1所示。根据晶胞结构计算出O2-个数为8x + 6x = 4 , Co2+个数为 8212x1 +1 = 4，设阿伏加德罗常数的值为NA，则CoO晶体的密度为 4A75g mol-1 x 4pm= N mol-1= 33 ；三种元素二价氧化物的晶胞类型相同，离子半径Fe2+Co2+
4、P =A=x 1023g Cm-3V (a x10-7cm)3a3NANi2+，NiO、CoO、FeO，离子键键长越来越长，键能越来越小，晶格能按NiO、CoO、FeO依次减小，因 此其熔点由高到低的顺序为NiOCoOFeO；故答案为：x1032 ； NiOCoOFeO。A3【福建省2021年普通高中学业水平选择考适应性测试】ZnGeP2和KTiOPO4都是非线性光学晶体材料, 在激光技术方面有广泛用途。回答下列问题：以Zn为顶点的ZnGeP2晶胞结构如图所示。 Zn的配位数为。 以Ge为顶点的晶胞中，Zn原子位于。【答案】4 棱心、面心【详解】以体心的Zn为例，距离其最近且距离相等的原子有4
5、个，所以配位数为4；结合晶胞结构示意图可知，若以以Ge为顶点的晶胞中，Zn原子位于棱心、面心。4 【河北省2021年普通高中学业水平选择考适应性测试】科学工作者合成了含镁、镍、碳3 种元素的超导 材料，具有良好的应用前景。回答下列问题：(6)在某种含镁、镍、碳3 种元素的超导材料晶体中，镁原子和镍原子一起以立方最密堆积方式形成有序结 构。结构中的两种八面体空隙，一种完全由镍原子构成，另一种由镍原子和镁原子共同构成，碳原子只填 充在由镍原子构成的八面体空隙中，晶胞如图所示。 组成该晶体的化学式为。 完全由镍原子构成的八面体空隙与由镍原子和镁原子共同构成的八面体空隙的数量比为，由镍原子和镁原子共同
6、构成的八面体空隙中镍原子和镁原子的数量比为。 若取碳原子为晶胞顶点，则镍原子位于晶胞的位置。【答案】 MgNi3C1：32：1棱心【详解】1(6)根据均摊法，C原子位于晶胞内部，个数为1, Mg原子位于顶点，个数为8 =1, Ni原子位于面心,8个数为6 x1 =3，所以化学式为MgNi3C；2 3 据图可知镍原子构成的八面体空隙数目为1,每条棱上的两个镁原子与相邻面心的镍原子构成正八面体空11隙的，所以镍原子和镁原子共同构成的八面体空隙为12x-=3,则完全由镍原子构成的八面体空隙与由 44镍原子和镁原子共同构成的八面体空隙的数量比为1：3；镍原子和镁原子共同构成的八面体空隙中有2 个 镁原
7、子、4 个镍原子，所以镍原子和镁原子的数量比2：1； 若取碳原子为晶胞顶点，据图可知镍原子位于两个C原子之间，即棱心上。【命题规律和备考建议】本专题为高考热点。主要考查原子晶体、分子晶体、金属晶体和离子晶体的结构分析。考查形式主要 为填空题，难度较大。 2021 年高考备考时，应回归教材，建构各种类型晶体的晶胞分析模型。【限时检测】（建议用时：30分钟）1【安徽省黄山市2021届高三第一次质量检测】Goodenough等人因在锂离子电池及钻酸锂、磷酸铁锂等正极材料研究方面的卓越贡献而获得20 1 9 年诺贝尔化学奖。回答下列问题：Li2O为离子晶体，具有反萤石结构，晶胞如下图所示。则O2-配位
8、数为： ，若晶胞参数为bnm，阿伏加德罗常数的值为NA，则Li2O的密度为gcm-3（列出计算式即可），02-和Li+的最短距离等于_nm（用含b的代数式表示）。答案】 81.2 X1023N b3AJ3b7详解】（6）从图Li2O晶胞的结构可以看出晶胞中的Li+的个数为8个，顶点有8个O2-,面心有6个O2-,晶胞中O2-11的个数为8x +6x =4，以面心O2-为例，需要8个Li+给它配位；1 mol晶胞中有4molLi2O,因此8 2 28?7 + 4?161.2?1023 /P=g/cm-3 =g/cm-3 ；将晶胞切割成以Li+为中心，02-为顶点的小晶胞，两个02-的N （b?1
9、0-7）3N b3AA距离为亘，两个02-的中心点距离Li+的距离为b，则02-和 Li+的最短距离等于 24故答案为：8；3b1.2 X1023N b3A2 【广西桂林市 2021 届高三上学期第一次联合调研】铁、钴、镍的相关化合物在化工、医药、材料等领域有着广泛的应用。回答下列问题：（5）钴的一种化合物晶胞结构如下图所示。已知a点的原子坐标参数为（0, 0, 0）, b点为（2， 2，0），c点为（1，2， 2），则d点的原子坐标参数为。已知该晶体的密度为p gcm-3,贝晶胞参数a=nm（用含p、NA的代数式表示）。11（T55 “【答案】（2，1，2）丙x107耳A【详解】11根据图示
10、可知d点在后面的面心上，则d点的坐标为（，1， q）；11根据图示可知：在一个晶胞中含有Ti原子个数为8x =1，含有Co原子数为1；含有O原子数为6x =3,82m所以晶胞密度p= v =48+59+16? 3155所以g/cm3 =g/cm3N ?(a?10-7)3N ?a3?10-2iAAa=:1553cm=3 N px10-21A-7107N pAnm。基态锡原子的价电子排布式为 该晶体中距离Sn原子最近的Cu原子有个。若晶体密度为8. 82g（cm-3,距离最近的Cu原子核间距为pm（用含NA的代数式表示，设NA表示阿伏加 德罗常数的值）。【答案】SnCu3P5s25p212X1Oi
11、o【详解】 11（5根据均摊法,该晶胞中含有1个P原子,6=3个Cu原子,8=1个Sn原子,所以化学式为SnCu 3P ；28Sn是50号元素，位于元素周期表第五周期第IVA族，价层电子排布式是5s25p2； Sn原子位于顶点，距离最近的Cu原子位于该顶点所在的面心，每个顶点被8个晶胞共用，所以晶体中距离Sn原子最近的Cu原子83 r12 个;晶胞的密度为& 82gcm-3,342晶胞的质量为g,NA则晶胞的边长为cm=xlOiopm，距离最近的Cu原子核间距为面对角线的一半,4【陕西省宝鸡市2021届高三上学期高考模拟检测】锰（Mn）、钛（Ti等过渡金属元素化合物的应用研究是目前前沿科学之一
12、，回答下列问题：（2已知金属锰有多种晶型，y型锰的面心立方晶胞俯视图符合下歹选填编号），每个Mn原子周围紧邻的原子数为（5金红石TiO2的晶胞结构如图所示，晶胞内均摊的0原子数为;设NA为阿伏伽德罗常数，则该晶体的密度为gem -3用相关字母的代数式表示）。【答案】C121.6 X10234N a2cA【详解】(2)已知金属锰的晶胞构型和氯化钠的相同，都属于面心立方构型，晶胞俯视图符合C,每个Mn原子周围紧邻的原子数为12,故答案：C； 12。1(5)根据金红石TiO2的晶胞结构图可知，晶胞内均摊的O原子数=1 x 2+ x4=4； V=a2cx 10-2icm3,222x80V a 2 c
13、x 10-21 x NA1.6 xl023N a2cA，故答案： 4；1.6 xl023N a2cA5.【吉林省吉林市2021届高三上学期第二次调研测试】据自然通讯(Nature communications)报道，我 国科学家发现了硒化铜纳米催化剂在二氧化碳电化学还原法生产甲醇过程中催化效率高。我国国产洲际战 略导弹其制作材料中包含了等多种元素。 Cu、Se、Fe、Cr、Ni、C 等元素化合物在生产、生活中应用广泛。回答下列问题：(5)碳的一种同素异形体的晶体可采取非最密堆积，然后在空隙中插入金属离子获得超导体。如图为一种超导体的面心立方晶胞,C60分子占据顶点和面心处,K+占据的是C60分
14、子围成的空隙和空隙(填11几何空间构型)；若C60分子的坐标参数分别为A(0, 0,0), B(2 , 0,2)，C(1，1，1)等，贝y距离A位置最近的阳离子的原子坐标参数为。Ni可以形成多种氧化物，其中一种NiaO晶体晶胞结构为NaCl型，由于晶体缺陷，a的值为0. 88，且晶 a体中的Ni分别为Ni2+、Ni3+，则晶体中Ni2+与Ni3+的最简整数比为，晶胞参数为428 pm,则晶体密1 i i4 x (59 x 0.88+16)【答案】正四面体正八面体(4，4，4)8： 3 N x(428x10-10)3A【分析】(5) 根据晶胞图分析；(6) 根据电荷守恒计算Ni2+与Ni3+的最简整数比；【详解】(5)由晶胞图可知，K+占据的是C60分子围成的正四面体空隙和正八面体空隙；31、111标出)的原子坐标是(4， 4， 4 )；(6)设Ni2+个数为X，则Ni3+个数是0.88-X，根据电荷守恒,2X+3(0.88-x)=2,解得x=0.64, Ni2+与Ni3+的最简整数比为0.64： (0.88-0.64)=8:3； 1个氯化钠晶胞中含有4个Cl-
