第一节 物质的聚集状态与晶体的常识
1.（2024·杭州高二检测）下列关于物质的聚集状态的说法中，不正确的是（ ）
A.X射线衍射实验可以区分晶体和非晶体，也可以获得分子的键长和键角的数值
B.自然形成的水晶柱是晶体，从水晶柱上切削下来的粉末不是晶体
C.缺角的NaCl晶体在饱和NaCl溶液中慢慢生长为规则的多面体，体现了晶体的自范性
D.液晶具有液体的流动性，在导热性、光学性质等物理性质方面具有类似晶体的各向异性
2.等离子体在工业、农业、环保、军事、宇航、能源、天体等方面有着非常重要的应用价值。下列与等离子体无关的是（ ）
A.等离子体显示器
B.日光灯和霓虹灯
C.将水温升高到几千摄氏度
D.液晶显示器
3.用烧热的钢针接触涂有薄薄一层石蜡的云母片的反面，熔化了的石蜡呈椭圆形，这是因为（ ）
A.云母是热的不良导体，传热不均匀
B.石蜡是热的不良导体，传热不均匀
C.石蜡具有各向异性，不同方向导热性能不同
D.云母具有各向异性，不同方向导热性能不同
4.从晶体与非晶体的角度分析，普通玻璃和水晶的根本区别是（ ）
A.外形不一样
B.普通玻璃的基本构成粒子相对无序排列，水晶的基本构成粒子呈周期性有序排列
C.水晶有固定的熔点，普通玻璃无固定的熔点
D.水晶可用于能量转换，普通玻璃不能用于能量转换
5.下列关于晶体的说法中不正确的是（ ）
①晶体中粒子呈周期性有序排列，有自范性，非晶体中粒子排列相对无序，无自范性
②晶胞是晶体中最小的“平行六面体”
③晶体内部的微粒按一定规律呈周期性排列
④晶胞是晶体结构的基本单元
A.①② B.②③
C.③④ D.②
6.科学家发现一种钛原子和碳原子构成的气态团簇分子，如图所示，顶角和面上的原子是钛原子，棱上和体心的原子是碳原子，它的化学式为（ ）
A.Ti14C13 B.TiC
C.Ti4C4 D.Ti4C3
7.钒（V）的某种氧化物的晶胞结构如图所示。该晶体的化学式为（ ）
A.VO3 B.VO2
C.V2O3 D.V2O4
8.如图是氯化铯晶体的晶胞结构示意图（晶胞是指晶体中基本的重复单元），其中黑球表示氯离子、白球表示铯离子。已知晶体中2个最近的铯离子的核间距离为 a cm，氯化铯的摩尔质量为M g·mol－1，阿伏加德罗常数的值为NA，则氯化铯晶体的密度为（ ）
A. g·cm－3 B. g·cm－3
C. g·cm－3 D. g·cm－3
9.（2024·梅州高二月考）元素X的某价态离子Xn＋中，所有电子正好充满K、L、M三个电子层，它与N3－形成晶体的晶胞结构如图所示。下列说法错误的是（ ）
A.该晶体中阳离子与阴离子的个数比为3∶1
B.Xn＋中n＝1
C.该晶体中每个N3－被6个等距离的Xn＋包围
D.X元素的原子序数是19
10.非晶硅光电薄膜产业的研发成长，在转换效率上，已逐渐接近于多晶硅太阳能电池，发电成本仅为多晶硅的三分之一。
试探究下列问题：
（1）图中a、b是两种硅的部分结构，请指出哪种是晶体硅，哪种是非晶硅？
a： ；b： 。
（2）有关晶体常识的相关说法中正确的是 （填字母，下同）。
A.玻璃是非晶体
B.固体粉末都是非晶体
C.晶体内部质点排列具有有序性，有固定的熔、沸点和各向异性
（3）下列有关说法正确的是 。
A.玛瑙与水晶的化学成分不同
B.雪花是由水蒸气直接转变而成的固体，雪花可能属于晶体
C.不同的雪花外形不同，都可认为是晶体
D.石英玻璃与水晶均属于晶体
11.食盐晶体是由钠离子（图中的“●”）和氯离子（图中的“○”）构成的，且均为等距离的交错排列。已知食盐的密度是2.2 g·cm－3，阿伏加德罗常数为6.02×1023 mol－1。在食盐晶体中两个距离最近的钠离子中心间的距离最接近于（ ）
A.3.0×10－8 cm B.3.5×10－8 cm
C.4.0×10－8 cm D.5.0×10－8 cm
12.（2024·保定高二检测）氮化钼作为锂离子电池负极材料具有很好的发展前景。它属于填隙式氮化物，N原子填充在Mo原子立方晶格的部分八面体空隙中，晶胞结构如图所示，其中相邻两个最近的N原子的距离为a nm。设NA为阿伏加德罗常数的值，下列说法正确的是（ ）
A.氮化钼的化学式为Mo7N2
B.每个Mo原子周围与其距离最近的N原子有12个
C.晶体的密度ρ＝ g·cm－3
D.若N换为P，则晶胞棱长将改变
13.硒化锌是一种立方晶系，可用于半导体掺杂物。其晶胞结构如图，晶胞参数为a pm，密度为ρ g·cm－3。下列说法错误的是（ ）
A.该化合物的化学式为ZnSe
B.两个距离最近的Se原子之间的距离是a pm
C.阿伏加德罗常数的值NA＝
D.两个距离最近的Zn和Se原子之间的距离是a pm
14.（1）Li2O具有反萤石结构，晶胞如图所示。已知晶胞参数为0.466 5 nm，阿伏加德罗常数的值为NA，则Li2O的密度为 g·cm－3（列出计算式）。
（2）FeS2晶体的晶胞如图所示。晶胞棱长为a nm、FeS2的摩尔质量为M g·mol－1、阿伏加德罗常数的值为NA，其晶体密度的计算表达式为 g·cm－3；晶胞中Fe2＋位于所形成的正八面体的体心，该正八面体的棱长为 nm。
第一节 物质的聚集状态与晶体的常识
1.B 自然形成的水晶柱是晶体，从水晶柱上切削下来的粉末也是晶体，在光学显微镜或电子显微镜下仍可观察到规则的晶体外形，B错误。
2.D 等离子体显示器中，紫外光可以使气体转变为等离子体，A不符合题意；日光灯和霓虹灯的灯管里，放电时可以将空气转变为等离子体，B不符合题意；将水温升高到几千摄氏度，高温时能够将水分子转变为等离子体，C不符合题意；液晶显示器是液晶的重要应用，D符合题意。
3.D “熔化了的石蜡呈椭圆形”，是因为云母属于晶体，具有各向异性，不同方向导热性能不同；而石蜡是非晶体，不具有各向异性。
4.B 从晶体与非晶体的角度分析，普通玻璃和水晶的根本区别是普通玻璃的基本构成粒子相对无序排列，水晶的基本构成粒子呈周期性有序排列，所以普通玻璃不是晶体。
5.D 晶体中粒子呈周期性有序排列，有自范性，非晶体中粒子排列相对无序，无自范性，①正确；晶胞是晶体结构的基本单元，一般为“平行六面体”，②不正确；晶体内部的微粒按一定规律呈周期性排列，③正确；晶胞是晶体结构的基本单元，④正确；选D。
6.A 由题意知该物质是气态团簇分子，题目中的图示应是该物质的一个完整的分子，由14个Ti原子和13个C原子构成，A项正确。
7.B 由晶胞结构可知，V位于晶胞的顶角和体心，V的个数为1＋8×＝2；有4个O位于晶胞面上，2个O位于晶胞内部，则O的个数为4×＋2＝4，则该晶体的化学式为VO2，选B。
8.C 晶体中2个最近的铯离子的核间距离为a cm，相邻顶角上铯离子核间距离最近，即晶胞的棱长为a cm，体积V＝a3 cm3，该晶胞中Cs＋个数＝8×＝1，Cl－个数为1，则晶胞密度为ρ＝＝ g·cm－3＝ g·cm－3。
9.D 由题图可知，Xn＋位于晶胞的12条棱上，其个数为12×＝3，N3－位于晶胞的8个顶角，其个数为8×＝1，故Xn＋与N3－的个数比为3∶1，化学式为X3N，A正确；由晶体的化学式X3N知，Xn＋中n＝1，B正确；N3－位于晶胞顶角，故其被6个X＋在上下、左右、前后包围，C正确；因为X＋的K、L、M三个电子层充满，故各层电子数分别为2、8、18，所以X的原子序数是2＋8＋18＋1＝29，D错误。
10.（1）非晶硅 晶体硅 （2）AC （3）BC
解析：（1）从粒子在三维空间里排列是否有序角度观察。（2）A项，玻璃是一种无固定熔、沸点的非晶体；B项，许多固体粉末不能用肉眼观察到晶体外形，但可通过光学显微镜或电子显微镜看到规则的晶体外形，所以固体粉末也可能是晶体；C项，晶体内部质点排列具有有序性，有固定的熔、沸点和各向异性。（3）A项，两者化学成分均是SiO2，均是二氧化硅晶体，玛瑙是熔融态SiO2快速冷却形成的，水晶则是熔融态SiO2缓慢冷却形成的；D项，石英玻璃是非晶态二氧化硅。
11.C 从NaCl晶体结构模型中分割出一个小立方体，如图所示a表示其棱长，d表示两个Na＋中心间的距离。每个小立方体含Na＋：×4＝，含Cl－：×4＝，即每个小立方体含个NaCl，则有a3·2.2 g·cm－3＝，解得a≈2.81×10－8cm，又因为d＝a，故食盐晶体中两个距离最近的Na＋中心间的距离为d＝×2.81×10－8 cm≈4.0×10－8 cm。
12.D 氮化钼晶胞中含有4个Mo原子和2个N原子，氮化钼的化学式为Mo2N，A错误；N的配位数为6，则Mo的配位数为3，每个Mo原子周围与其距离最近的N原子有3个，B错误；该晶胞的质量为 g，晶胞的体积为×10－21cm3，则晶胞的密度为 g·cm－3，C错误；N与P半径不同，替换后晶胞棱长将改变，D正确。
13.C 根据“均摊法”，晶胞中Zn的个数为4，Se的个数为8×＋6×＝4，则Zn和Se的个数比为1∶1，该化合物的化学式为ZnSe，A正确；两个距离最近的Se原子之间的距离是晶胞面对角线长度的，晶胞参数为a pm，则面对角线长度为a pm，故两个距离最近的Se原子之间的距离是a pm，B正确；该晶胞的质量为 g＝ g，体积为a3×10－30 cm3，故密度为＝ g·cm－3，则NA＝，C错误；两个距离最近的Zn和Se原子之间的距离是晶胞体对角线长度的，晶胞体对角线长度为a pm，故两个距离最近的Zn和Se原子之间的距离是a pm，D正确。
14.（1） （2）×1021 a
解析：（1）1个氧化锂晶胞含O的个数为8×＋6×＝4，含Li的个数为8，1 cm＝107 nm，代入密度公式计算可得Li2O的密度为 g·cm－3。（2）该晶胞中Fe2＋位于棱上和体心，个数为12×＋1＝4，位于顶角和面心，个数为8×＋6×＝4，故晶体密度＝＝ g·cm－3＝×1021 g·cm－3；根据晶胞结构，所形成的正八面体的棱长为该晶胞中相邻面的面心之间的连线之长，即为晶胞棱长的，故该正八面体的棱长为a nm。
3 / 4第三章 晶体结构与性质
第一节 物质的聚集状态与晶体的常识
课程 标准 1.了解晶体中粒子的空间排布存在周期性，认识简单的晶胞。 2.知道在一定条件下，物质的聚集状态随构成物质的粒子种类、粒子间相互作用、粒子聚集程度的不同而有所不同。 3.知道物质的聚集状态会影响物质的性质，通过改变物质的聚集状态可以获得特殊的材料。 4.能说出晶体与非晶体的区别，能结合实例描述晶体中粒子排列的周期性规律
分点突破（一） 物质的聚集状态
1.物质三态间的相互转化
（1）三态转化图示
（2）三态及转化辨析
①物质的三态变化是物理变化，变化时克服分子间作用力或破坏化学键，但不会有新的化学键形成。
②凝固、凝华和液化的过程均放出热量，熔化、升华和汽化的过程均吸收热量，但它们都不属于反应热。
③构成物质三态的粒子不一定都是分子，还可以是原子或离子等。如水的三态都是分子构成的，离子液体是熔点不高的仅由离子组成的液体物质。
2.物质的多种聚集状态
物质的聚集状态除了固态、液态、气态，还有 、 ，以及介乎 和 之间的 、 等。
3.等离子体与液晶
（1）等离子体
①概念：气态物质在高温或者在外加电场激发下，分子发生分解，产生电子和阳离子等。这种由 、 和 组成的整体上呈 的物质聚集体称为等离子体。
②性质：具有良好的导电性和流动性。
③应用：用于制造等离子体显示器、化学合成、核聚变等。
（2）液晶
①概念：介于 和 之间的物质状态。
②性质：既有液体的 、黏度、形变性等，又具有晶体的某些物理性质，如 、 等，表现出类似晶体的各向异性。
③应用：用于制造液晶显示器、合成高强度液晶纤维等。
1.水在固态、液态和气态时，水分子间的距离及运动状态是否相同？
2.气态物质一定由分子（含单原子分子）构成的吗？
1.下列叙述正确的是（ ）
A.所有金属在常温下都是固体
B.液体与晶体的混合物叫液晶
C.等离子体内全部是带正电荷的粒子
D.等离子体外观为气态
2.（2024·济南高二检测）液晶最重要的用途是制造液晶显示器。下列关于液晶的说法中，正确的是（ ）
A.液晶是一种液态的晶体
B.所有物质在一定条件下都能成为液晶
C.施加电场时，液晶分子平行于电场方向排列
D.移去电场后，液晶分子相互平行排列
3.下列说法正确的是（ ）
A.水蒸气转化为液态水的过程中，水分子变小，水的体积减小
B.二氧化碳气体在一定条件下转化为干冰，吸收热量
C.等离子体和离子液体都由阴、阳离子构成，故都能导电
D.固态时的分子不能自由移动
分点突破（二） 晶体与非晶体
1.晶体与非晶体的本质差异
固体 自范性 微观结构
晶体 （能自发呈现多面体外形） 原子在三维空间里呈周期性
非晶体 （不能自发呈现多面体外形） 原子排列
2.获得晶体的途径
（1）实验探究
实验内容 实验操作及现象
获取硫 黄晶体 硫黄粉熔融态硫 色的菱形硫黄晶体
获取碘 晶体 加热时，烧杯内产生大量 气体，没有出现液态的碘，停止加热，烧杯内的紫色气体逐渐消退，最后消失，表面皿底部出现 晶体颗粒
获取氯化 钠晶体 在烧杯底部慢慢析出立方体的无色晶体颗粒
（2）探究总结——获得晶体的三条途径
① 物质凝固；
② 物质冷却不经液态直接凝固（凝华）；
③ 从溶液中析出。
3.晶体的特点
（1）自范性
①定义：晶体能 呈现多面体外形的性质。
②形成条件：晶体生长的 适当。
③本质原因：晶体中粒子在微观空间里呈现 的有序排列的宏观表象。
④晶体呈现自范性的条件
晶体呈现自范性的条件之一是晶体生长的速率适当。熔融态物质冷却凝固，有时得到晶体，但凝固速率过快，常常只得到看不到多面体外形的粉末或没有规则外形的块状物，甚至形成的只是非晶态（玻璃态）。如玛瑙是熔融态SiO2快速冷却形成的，而水晶是熔融态SiO2缓慢冷却形成的。
（2）各向异性：晶体在不同方向上表现出许多物理性质（如 、 、 等）的差异。
（3）熔点： 固定的熔点。
（4）外形和内部质点排列的高度 。
4.晶体与非晶体的比较
类别
晶体 非晶体
微观结构 原子在三维空间里呈周期性有序排列 原子排列相对无序
性质 特征 自范性 有 无
熔点 固定 不固定
各向异性 有 无
鉴别 方法 间接方法 看是否具有固定的熔点或根据某些物理性质的各向异性
科学方法 对固体进行X射线衍射实验
举例 NaCl、I2、水晶、Na晶体等 玻璃、橡胶等
5.晶体与非晶体的认识误区
（1）同一物质可以是晶体，也可以是非晶体，如晶体SiO2和非晶体SiO2。
（2）有着规则几何外形或者美观、有对称外形的固体，不一定是晶体。例如，玻璃制品可以塑造出规则的几何外形，也可以具有美观对称的外观。
（3）具有固定组成的物质也不一定是晶体，如某些无定形体也有固定的组成。
（4）晶体不一定都有规则的几何外形。
1.如图是某固体的微观结构示意图。
（1）区分晶体与非晶体的最可靠的科学方法是什么？试根据上述固体微观结构图判断固体Ⅰ、Ⅱ的类型。
（2）将固体Ⅰ、Ⅱ分别加热至熔化，各有什么现象发生？该现象能说明晶体、非晶体的哪些性质？
2.能否根据物理性质鉴别用玻璃仿造的假宝石？
3.把硫酸铜溶液蒸干，得不到硫酸铜晶体，获得硫酸铜晶体应如何操作？
1.下列物质中，属于晶体的是（ ）
A.玻璃 B.石蜡和沥青
C.塑料 D.水晶
2.晶体与非晶体的本质差异是（ ）
A.晶体具有各向异性，而非晶体具有各向同性
B.晶体具有自范性，而非晶体没有自范性
C.晶体具有固定的熔、沸点，而非晶体没有固定的熔、沸点
D.晶体能使X射线产生衍射，而非晶体则不能
3.晶体的各向异性主要表现在（ ）
①强度 ②导热性 ③还原性 ④光学性质
A.①③ B.②③④
C.①②③ D.①②④
4.（2024·衢州高二检测）下列过程不能得到晶体的是（ ）
A.对NaCl饱和溶液降温所得到的固体
B.气态水直接冷却成固态水
C.熔融的KNO3冷却后所得到的固体
D.液态的玻璃冷却后所得到的固体
分点突破（三） 晶胞 晶体结构的测定
1.晶胞
（1）概念：描述晶体结构的 。
（2）结构
常规的晶胞都是平行六面体，整块晶体可以看作是数量巨大的晶胞“ ”而成。
①“无隙”：相邻晶胞之间没有 。
②“并置”：所有晶胞都是平行排列的，取向 。
③所有晶胞的形状及其内部的原子种类、个数及几何排列（包括取向）是完全相同的。
2.晶胞中的粒子
（1）构成：晶胞是 个顶角相同、 套各 根平行棱分别相同、 套各 个平行面分别相同的最小平行六面体。
（2）晶胞中的粒子
①晶胞顶角的原子是 个晶胞共用的；
②晶胞棱上的原子是 个晶胞共用的；
③晶胞面上的原子是 个晶胞共用的。
3.晶胞中粒子数目的计算
（1）计算方法——均摊法
晶体中若某个粒子为n个晶胞所共用，则该粒子有属于这个晶胞。
①常规晶胞中不同位置的粒子数的计算
②六棱柱结构中不同位置的粒子数的计算
（2）计算实例
①铜晶胞
金属铜的一个晶胞中，位于晶胞顶角的铜原子有 个，位于晶胞面上的铜原子有 个，金属铜晶胞中所含的铜原子数为8×＋6×＝4。
②NaCl晶胞
a.Na＋位于 和 ，共有 个。
b.Cl－位于 和 ，共有 个。
③试确定下列物质的晶胞中所含的原子数或分子数。
物质 钠 锌 碘 金刚石
晶胞
微粒数 钠原子数 锌原子数 碘分子数 ，碘原子数 碳原子数
4.晶体结构的测定
（1）测定晶体结构最常用的仪器是 。当单一波长的X射线通过晶体时，X射线和晶体中的电子相互作用，会在记录仪上产生 或者 。
（2）由衍射图形获得晶体结构的有关信息，包括晶胞形状和大小、分子或原子在微观空间有序排列呈现的对称类型、原子在晶胞里的数目和位置等，以及结合晶体化学组成的信息推出原子之间的相互关系。
如图为甲、乙两种晶体的晶胞（甲中A处于晶胞的中心）。
【交流讨论】
1.甲晶体中A与B的个数比是多少？
2.乙晶体中每个晶胞含有C离子、D离子各多少个？
3.若是六棱柱结构，那么顶角上的一个粒子被几个六棱柱共用？
4.由晶胞构成的晶体，其化学式是否表示一个分子中原子的数目？
1.下列有关晶胞的叙述中正确的是（ ）
A.晶胞的结构就是晶体的结构
B.不同的晶体中晶胞的大小和形状都相同
C.晶胞中的任何一个粒子都完全属于该晶胞
D.已知晶胞的组成就可推知晶体的组成
2.（2024·沈阳高二检测）现有四种晶体的晶胞，其微粒排列方式如图所示，其中化学式正确的是（ ）
A.AB2 B.EF2 C.XY3Z D.AB3
3.（1）元素铜的一种氯化物晶体的晶胞结构如图1所示，该氯化物的化学式是 。
（2）利用“卤化硼法”可合成含B和N两种元素的功能陶瓷，如图2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 。
（3）某晶体结构模型如图3所示。该晶体的化学式是 ，在晶体中1个Ti原子、1个Co原子周围距离最近的O原子数目分别为 个、 个。
晶体密度的计算（归纳与论证）
【典例1】 （2023·湖南高考11题）科学家合成了一种高温超导材料，其晶胞结构如图所示，该立方晶胞参数为a pm。阿伏加德罗常数的值为NA。下列说法错误的是（ ）
A.晶体最简化学式为KCaB6C6
B.晶体中与K＋最近且距离相等的Ca2＋有8个
C.晶胞中B和C原子构成的多面体有12个面
D.晶体的密度为 g·cm－3
（提示：立方晶胞的晶胞参数是棱长）
【典例2】 （2023·北京高考15题节选）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·mol－1，阿伏加德罗常数的值为NA，该晶体的密度为 g·cm－3。（1 nm＝10－7cm）
【典例3】 （2023·山东高考16题节选）一定条件下，CuCl2、K和F2反应生成KCl和化合物X。已知X属于四方晶系，晶胞结构如图所示（晶胞参数a＝b≠c，α＝β＝γ＝90°），其中Cu化合价为＋2。上述反应的化学方程式为 。
若阿伏加德罗常数的值为NA，化合物X的密度ρ＝ g·cm－3（用含NA的代数式表示）。
【典例4】 （2022·北京高考15题节选）FeS2晶体的晶胞形状为立方体，边长为a nm，结构如图。FeS2的摩尔质量为120 g·mol－1，阿伏加德罗常数的值为NA。该晶体的密度为 g·cm－3。
【典例5】 （2021·全国甲卷35题节选）我国科学家发明了高选择性的二氧化碳加氢合成甲醇的催化剂，其组成为ZnO/ZrO2固溶体。四方ZrO2晶胞如图所示。晶胞参数为a pm、a pm、c pm，该晶体密度为 g·cm－3（写出表达式）。
【规律方法】
1.晶体密度的计算方法
ρ＝（a表示晶胞边长，ρ表示密度，NA表示阿伏加德罗常数的数值，n表示1 mol晶胞所含基本粒子或特定组合的物质的量，M表示摩尔质量）其中密度的单位是g·cm－3，晶胞边长的单位是pm或nm，单位间的换算关系为1 pm＝1×10－10 cm，1 nm＝1×10－7 cm。
2.立方晶胞参数（棱长）a与晶胞对角线长的关系
（1）面对角线长＝a；
（2）体对角线长＝a。
3.不同晶胞边长（a）与粒子（刚性球体）半径（r）的关系
晶胞模型 晶胞边长（a）与粒子半径（r）关系
a＝2r
a＝4r
a＝4r
a＝2r
a＝8r
【迁移应用】
1.（2024·邯郸高二检测）一种由Mn、Se组成的化合物立方晶胞结构如图所示。已知化合物的摩尔质量为M g·mol－1，晶胞参数为a nm，阿伏加德罗常数的值为NA。下列说法错误的是（ ）
A.该化合物的化学式可表示为MnSe
B.与Se原子距离最近的Se原子有12个
C.Mn、Se原子的最近距离是a nm
D.晶胞密度为 g·cm－3
2.如图是超导化合物——钙钛矿晶体中基本单元（晶胞）的结构。请回答：
（1）该化合物的化学式为 。
（2）在该化合物晶体中，与某个钛原子距离最近且相等的其他钛原子共有 个。
（3）设该化合物的相对分子质量为M，密度为a g·cm－3，阿伏加德罗常数的值为NA，则晶体中钙原子与钛原子之间的最短距离为 。
3.用X射线衍射法对Cu晶体进行测定得到以下结果：Cu的晶胞为面心立方结构（如图），已知该晶体的密度为9.00 g·cm－3，Cu的原子半径为 cm（阿伏加德罗常数的值为NA，要求列式计算）。
1.下列关于物质聚集状态的叙述中，错误的是（ ）
A.物质只有气、液、固三种聚集状态
B.气态是高度无序的体系存在状态
C.固态中的原子或者分子结合的较紧凑，相对运动较弱
D.液态物质的粒子间距离和作用力的强弱介于固态和气态之间，表现出明显的流动性
2.（2024·盐城高二检测）下列有关叙述中，不正确的是（ ）
A.区分晶体和非晶体最可靠的科学方法是X射线衍射实验
B.往食盐水中不断通入二氧化碳，能够看到氯化钠晶体析出
C.液晶是物质的一种聚集状态
D.具有各向异性的固体可能是晶体
3.（2024·石家庄高二检测）物质的聚集状态与其性能之间关系密切。下列说法错误的是（ ）
A.等离子体由电子、阳离子和电中性粒子组成，具有良好的导电性和流动性
B.大多数离子液体含有体积很大的阴、阳离子，呈液态，难挥发
C.液晶既具有液体的流动性，又具有类似晶体的各向异性
D.圆形容器中结出的冰是圆形的，体现了晶体的自范性
4.对于某晶胞（如图所示）的描述错误的是（ ）
A.该晶胞是所在晶体内最小的平行六面体
B.该晶胞的每个顶角上和每个面的面心上都各有一个原子
C.平均每个晶胞中有14个原子
D.平均每个晶胞中有4个原子
5.（2024·南宁高二检测）一种由镧（La）、钴（Co）和氧（O）组成的三元氧化物催化剂材料，在环境保护、工业催化和光催化等领域有着广泛的应用。其晶胞结构如图所示，该立方晶胞参数为a cm。阿伏加德罗常数的值为NA。下列说法错误的是（ ）
A.晶体最简化学式为LaCoO3
B.晶体中与La3＋最近且距离相等的O2－有6个
C.晶体的密度为 g·cm－3
D.晶体中相邻微粒间存在离子键
6.（2024·重庆高二检测）氮化镓（GaN）被称为“终极半导体材料”，GaN的熔点为1 700 ℃，其晶体的一种立方晶胞如图所示。该晶体中与Ga原子距离最近且相等的Ga原子数为 。若晶胞边长为d nm，NA为阿伏加德罗常数的值，则晶体密度为ρ＝ g·cm－3（列出表达式即可）。
第一节 物质的聚集状态与晶体的常识
【基础知识·准落实】
分点突破（一）
师生互动
2.晶态 非晶态 晶态 非晶态 塑晶态 液晶态
3.（1）①电子 阳离子 电中性粒子 电中性 （2）①液态 晶态 ②流动性 导热性 光学性质
探究活动
1.提示：不相同；水分子间的距离在固态时最小，气态时最大，且水分子在固态时只能振动，在气态时能自由移动，在液态时，则介于二者之间。
2.提示：不是。如等离子体是由电子、阳离子和电中性粒子（分子或原子）组成的整体上呈电中性的气态物质。
自主练习
1.D 常温下Hg是液态，A项错误；液晶是介于液态和晶态之间的物质状态，B项错误；等离子体是由电子、阳离子和电中性粒子组成的整体上呈电中性的气态物质，C项错误，D项正确。
2.C 液晶是介于液态和晶态之间的物质状态，既具有液体的流动性、黏度、形变性等，又具有晶体的某些物理性质，如表现出类似晶体的各向异性等，不是液态晶体，A错误；液晶在一定的温度范围内既具有液体的可流动性，又具有晶体的各向异性，并不是所有物质都能成为液晶，B错误；施加电场时，液晶分子能够沿电场方向排列，而在移去电场之后，液晶分子又恢复到原来的状态，C正确，D错误。
3.D 物质（水）由气态变为液态时，粒子（水分子）大小不变，粒子（水分子）间距离变小，导致体积减小，A项错误；物质在一定条件下由气态不经液态直接变为固态的过程称为凝华，分子间距离减小，放出热量，B项错误；等离子体是由电子、阳离子和电中性粒子（分子或原子）组成的整体上呈电中性的气态物质，不存在阴离子，离子液体是熔点不高的仅由离子组成的液体物质，二者均可以导电，C项错误；同种物质的分子，在气态时能自由移动，在固态时只能在固定的位置上振动，在液态时介于二者之间，D项正确。
分点突破（二）
师生互动
1.有 有序排列 没有 相对无序 2.（1）黄 紫色
紫黑色 （2）①熔融态 ②气态 ③溶质 3.（1）①自发地
②速率 ③周期性 （2）强度 导热性 光学性质 （3）有 （4）有序性
探究活动
1.（1）提示：最可靠的科学方法是对固体进行X射线衍射实验。根据结构图可知，Ⅰ中粒子呈周期性有序排列，为晶体；Ⅱ中粒子排列相对无序，为非晶体。
（2）提示：加热晶体Ⅰ，温度达到熔点时晶体Ⅰ开始熔化，在全部熔化以前，继续加热，温度基本保持不变，完全熔化后，温度才开始升高，所以晶体有固定的熔点。加热非晶体Ⅱ时，温度升高到某一程度后非晶体Ⅱ开始软化，流动性增强，最后变为液体，从软化到完全熔化，中间经过较大的温度范围，所以非晶体无固定的熔点。
2.提示：能；真宝石为晶体，玻璃为非晶体，可以根据晶体表现出的与非晶体不同的特性进行鉴别，如非晶体玻璃无固定熔点，或者利用X射线衍射实验鉴别。
3.提示：将硫酸铜溶液蒸发浓缩、冷却结晶，可得到硫酸铜晶体。
自主练习
1.D 玻璃、石蜡、沥青、塑料都是常见的非晶体，水晶为晶体。
2.B 易将晶体与非晶体的本质差异及性质差异混为一谈，晶体与非晶体的性质差异是二者本质差异的外在表现。晶体具有自范性（本质），而晶体的性质是有固定的熔、沸点，能使X射线产生衍射等；分析此类问题时，要分析晶体、非晶体的本质与性质，采用辩证的观点分析问题；同时也要注意不能用固体是否有规则的几何外形来判断其是否为晶体。
3.D 晶体的各向异性主要表现在物理性质方面，如强度、导热性、光学性质等，③错误。
4.D 由于玻璃属于非晶体，熔融后再冷却所得到的固体仍为非晶体。
分点突破（三）
师生互动
1.（1）基本单元 （2）无隙并置 ①任何间隙 ②相同
2.（1）8 三 4 三 两 （2）①8 ②4 ③2 3.（2）①8 6
②a.棱上 体心 4 b.顶角 面心 4 ③2 2 4 8 8
4.（1）X射线衍射仪 分立的斑点 明锐的衍射峰
探究活动
交流讨论
1.提示：甲晶体中，A的个数为1，B的个数为8×＝1，所以N（A）∶N（B）＝1∶1。
2.提示：乙晶体中，C离子个数为12×＋1＝4，D离子个数为8×＋6×＝4。
3.提示：被6个六棱柱共用。
4.提示：由晶胞构成的晶体，其化学式不表示一个分子中的原子的数目，只表示每个晶胞中各类原子的最简整数比。
自主练习
1.D 描述晶体结构的基本单元称为晶胞，晶胞的结构并不是晶体的结构，A错误；相同晶体中晶胞的大小和形状完全相同，不同晶体的晶胞大小和形状不一定相同，B错误；晶体中的大部分粒子被若干个晶胞所共有，不完全属于单个晶胞，C错误；已知晶胞的组成，利用“均摊法”即可推知晶体的组成，D正确。
2.C 根据均摊法可知，一个A晶胞中含A的个数为1个，B的个数为8×＝1，故化学式为AB，A错误；根据均摊法可知，一个B晶胞中含E的个数为4×＝个，F的个数为4×＝，故化学式为EF，B错误；根据均摊法可知，一个C晶胞中含X的个数为1个，Y的个数为6×＝3个，Z的个数为8×＝1，故化学式为XY3Z，C正确；根据均摊法可知，一个D晶胞中含A的个数为8×＋6×＝4个，B的个数为12×＋1＝4，故化学式为AB，D错误。
3.（1）CuCl （2）2 BN （3）CoTiO3 6 12
解析：（1）晶胞中灰球代表的粒子个数为4，白球代表的粒子个数为6×＋8×＝4，所以化学式为CuCl。（2）每个晶胞中含有白球表示的原子个数为8×＋1＝2，灰球表示的原子个数为1＋4×＝2，所以每个晶胞中含有N原子和B原子各2个；N的电负性大于B，所以该功能陶瓷的化学式为BN。（3）晶胞中含有O：6×＝3个，含Co：8×＝1个，含Ti：1个，故化学式为CoTiO3。Ti原子位于晶胞的体心，其周围距离最近的O原子位于6个面的面心，所以Ti原子周围距离最近的O原子为6个；Co原子位于晶胞的顶角，O原子位于晶胞的面心，所以Co原子周围距离最近的O原子为12个。
【关键能力·细培养】
【典例1】 C 由图可知，晶胞中K在顶点，数目为×8＝1，Ca在晶胞的体心，数目为1，B在晶胞的面上，数目为×2×6＝6，C也在晶胞的面上，数目为×2×6＝6，故晶体的最简化学式为KCaB6C6，A项正确；由晶胞图可知，与Ca2＋最近且距离相等的K＋有8个，而晶胞中Ca2＋、K＋数目之比为1∶1，故与K＋最近且距离相等的Ca2＋也有8个，B项正确；结合图示可知，B、C原子围成的多面体，有6个面位于晶胞的六个面上，上半部分和下半部分还各有4个面，故该多面体中共有14个面，C项错误；该晶胞的摩尔质量为217 g·mol－1，晶胞体积为（a×10－10）3 cm3，故晶体密度为 g·cm－3，D项正确。
【典例2】 4 ×1021
解析：由晶胞结构可知，1个晶胞中含有8×＋4×＋2×＋1＝4个[Mg（H2O）6]2＋，含有4个S2；该晶体的密度ρ＝＝ g·cm－3。
【典例3】 CuCl2＋4K＋2F22KCl＋K2CuF4
解析：根据均摊法，X的晶胞中白色小球的个数为16×＋4×＋2＝8，黑色小球的个数为8×＋2＝4，灰色小球的个数为8×＋1＝2，则X中灰球、黑球、白球的个数比为1∶2∶4，根据Cu化合价为＋2，结合元素守恒、化合物中各元素化合价代数和为0可知，X为K2CuF4，则题中反应的化学方程式为CuCl2＋4K＋2F22KCl＋K2CuF4。该晶胞中含有2个K2CuF4，晶胞质量为 g，晶胞体积为a×10－10 cm×b×10－10 cm×c×10－10 cm＝abc×10－30 cm3，则化合物X的密度ρ＝＝ g·cm－3。
【典例4】
解析：依据均摊法可知晶胞中Fe2＋个数为8×＋6×＝4，个数为1×1＋12×＝4，一个晶胞中含有4个FeS2，因此一个晶胞的质量m＝4× g＝ g，所以晶体密度ρ＝＝＝ g·cm－3。
【典例5】
解析：该晶胞中含8个O2－，Zr4＋个数为8×＋6×＝4（个），则1个晶胞的质量为 g，1个晶胞的体积为a2c×10－30 cm3，则该晶体的密度为 g·cm－3。
迁移应用
1.C 根据均摊原则，晶胞中Se原子个数为8×＋6×＝4 、Mn原子个数为4，该化合物的化学式可表示为MnSe，A正确；根据图示，与Se原子距离最近的Se原子有12个，B正确；Mn、Se原子的最近距离为体对角线长的，即距离a nm，C错误；每个晶胞中含有4个Se、4个Mn，所以晶胞密度为 g·cm－3，D正确。
2.（1）CaTiO3 （2）6 （3）× cm
解析：（1）晶胞中，钛原子个数为8×＝1，氧原子个数为12×＝3，钙原子个数为1，所以该化合物的化学式为CaTiO3。（2）钛原子位于立方体的顶角上，则与一个钛原子距离最近的钛原子与它共棱；从晶胞结构可以看出，与某个钛原子距离最近且相等的其他钛原子共6个。（3）设该晶胞的棱长是b cm，那么，钙原子与钛原子之间的最短距离是体对角线长的一半，即b cm，a g·cm－3＝ g·cm－3，则b＝，则题中所求距离为× cm。
3.×
解析：设晶胞的棱长为a cm，则a3 cm3×ρ g·cm－3×NA mol－1＝4×64 g·mol－1，a＝ ，面对角线长为a cm，面对角线长的为Cu的原子半径，r＝× cm。
【教学效果·勤检测】
1.A 物质的聚集状态除了气、液、固三态外，还有其他聚集状态，如晶态、非晶态以及介于晶态和非晶态之间的塑晶态、液晶态等，A项错误；物质处于气态时，粒子间距离大，粒子运动速率快，体系处于高度无序状态，B项正确；固态物质中的粒子相距很近，难以自由移动，但能够在一定位置上做不同程度的振动，C项正确；对液态物质而言，粒子相距较近，粒子间作用力较强，粒子的运动明显活跃，介于固态和气态之间，使之表现出明显的流动性，D项正确。
2.B 往食盐水中不断通入二氧化碳，二氧化碳不会影响氯化钠晶体的析出，B错误。
3.D 晶体的自范性就是晶体能自发呈现多面体外形的性质；圆形容器中结出的冰是圆形的是外部容器的形状，不能体现晶体的自范性，D错误。
4.C 该晶胞是所在晶体内最小的重复单元，为平行六面体结构，A正确；该晶胞的每个顶角上和每个面的面心上都各有一个原子，B正确；由于顶角原子为8个晶胞所共用，面心上的原子为2个晶胞所共用，所以平均每个晶胞中含有的原子个数为8×＋6×＝4个，C错误，D正确。
5.B 由晶胞图可知，O2－位于面心，个数为6×＝3；La3＋位于顶角，个数为8×＝1，Co3＋位于体心，个数为1，A正确；与La3＋最近且距离相等的O2－有12个，B错误；根据ρ＝，晶胞的质量为 g，晶胞体积为a3 cm3，可得晶体密度为 g·cm－3，C正确；晶胞中含有离子，相邻微粒间的作用力为离子键，D正确。
6.12
解析：由题图可知，该晶体中与Ga原子距离最近且相等的Ga原子个数为12个；根据均摊法，该晶胞中N原子个数为4，Ga原子个数为×8＋×6＝4，晶胞边长为d nm，则ρ＝ g·cm－3＝ g·cm－3。
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第一节 物质的聚集状态与晶体的常识
课
程 标
准 1.了解晶体中粒子的空间排布存在周期性，认识简单的晶胞。
2.知道在一定条件下，物质的聚集状态随构成物质的粒子种
类、粒子间相互作用、粒子聚集程度的不同而有所不同。
3.知道物质的聚集状态会影响物质的性质，通过改变物质的聚
集状态可以获得特殊的材料。
4.能说出晶体与非晶体的区别，能结合实例描述晶体中粒子排
列的周期性规律
目 录
1、基础知识·准落实
2、关键能力·细培养
3、教学效果·勤检测
4、学科素养·稳提升
基础知识·准落实
1
梳理归纳 高效学习
分点突破（一） 物质的聚集状态
1. 物质三态间的相互转化
（1）三态转化图示
①物质的三态变化是物理变化，变化时克服分子间作用力或
破坏化学键，但不会有新的化学键形成。
②凝固、凝华和液化的过程均放出热量，熔化、升华和汽化
的过程均吸收热量，但它们都不属于反应热。
③构成物质三态的粒子不一定都是分子，还可以是原子或离
子等。如水的三态都是分子构成的，离子液体是熔点不高的
仅由离子组成的液体物质。
（2）三态及转化辨析
2. 物质的多种聚集状态
物质的聚集状态除了固态、液态、气态，还有 、
，以及介乎 和 之间的 、
等。
3. 等离子体与液晶
（1）等离子体
①概念：气态物质在高温或者在外加电场激发下，分子发生
分解，产生电子和阳离子等。这种由 、
和 组成的整体上呈 的物质聚集体
称为等离子体。
②性质：具有良好的导电性和流动性。
③应用：用于制造等离子体显示器、化学合成、核聚变等。
晶态
非晶
态
晶态
非晶态
塑晶态
液晶
态
电子
阳离子
电中性粒子
电中性
（2）液晶
①概念：介于 和 之间的物质状态。
②性质：既有液体的 、黏度、形变性等，又具有
晶体的某些物理性质，如 、 等，表
现出类似晶体的各向异性。
③应用：用于制造液晶显示器、合成高强度液晶纤维等。
液态
晶态
流动性
导热性
光学性质
1. 水在固态、液态和气态时，水分子间的距离及运动状态是否相同？
提示：不相同；水分子间的距离在固态时最小，气态时最大，且水
分子在固态时只能振动，在气态时能自由移动，在液态时，则介于
二者之间。
2. 气态物质一定由分子（含单原子分子）构成的吗？
提示：不是。如等离子体是由电子、阳离子和电中性粒子（分子或
原子）组成的整体上呈电中性的气态物质。
1. 下列叙述正确的是（ ）
A. 所有金属在常温下都是固体
B. 液体与晶体的混合物叫液晶
C. 等离子体内全部是带正电荷的粒子
D. 等离子体外观为气态
解析： 常温下Hg是液态，A项错误；液晶是介于液态和晶态之
间的物质状态，B项错误；等离子体是由电子、阳离子和电中性粒
子组成的整体上呈电中性的气态物质，C项错误，D项正确。
2. （2024·济南高二检测）液晶最重要的用途是制造液晶显示器。下
列关于液晶的说法中，正确的是（ ）
A. 液晶是一种液态的晶体
B. 所有物质在一定条件下都能成为液晶
C. 施加电场时，液晶分子平行于电场方向排列
D. 移去电场后，液晶分子相互平行排列
解析： 液晶是介于液态和晶态之间的物质状态，既具有液体的
流动性、黏度、形变性等，又具有晶体的某些物理性质，如表现出
类似晶体的各向异性等，不是液态晶体，A错误；液晶在一定的温
度范围内既具有液体的可流动性，又具有晶体的各向异性，并不是
所有物质都能成为液晶，B错误；施加电场时，液晶分子能够沿电
场方向排列，而在移去电场之后，液晶分子又恢复到原来的状态，
C正确，D错误。
3. 下列说法正确的是（ ）
A. 水蒸气转化为液态水的过程中，水分子变小，水的体积减小
B. 二氧化碳气体在一定条件下转化为干冰，吸收热量
C. 等离子体和离子液体都由阴、阳离子构成，故都能导电
D. 固态时的分子不能自由移动
解析： 物质（水）由气态变为液态时，粒子（水分子）大小不
变，粒子（水分子）间距离变小，导致体积减小，A项错误；物质
在一定条件下由气态不经液态直接变为固态的过程称为凝华，分子
间距离减小，放出热量，B项错误；等离子体是由电子、阳离子和
电中性粒子（分子或原子）组成的整体上呈电中性的气态物质，不
存在阴离子，离子液体是熔点不高的仅由离子组成的液体物质，二
者均可以导电，C项错误；同种物质的分子，在气态时能自由移
动，在固态时只能在固定的位置上振动，在液态时介于二者之间，
D项正确。
分点突破（二） 晶体与非晶体
1. 晶体与非晶体的本质差异
固体 自范性 微观结构
晶体 （能自发呈现多面体外
形） 原子在三维空间里呈周期
性
非晶
体 （不能自发呈现多面体外形） 原子排列
有
有序排列
没有
相对无序
（1）实验探究
实验内容 实验操作及现象
获取硫黄
晶体 硫黄粉 熔融态硫 色的菱形硫黄晶
体
获取碘晶
体 加热时，烧杯内产生大量 气体，没有出
现液态的碘，停止加热，烧杯内的紫色气体逐渐消退，
最后消失，表面皿底部出现 晶体颗粒
黄
紫色
紫黑色
2. 获得晶体的途径
实验内容 实验操作及现象
获取氯化
钠晶体 在烧杯底部慢慢析出立方体的无色晶体颗粒
（2）探究总结——获得晶体的三条途径
① 物质凝固；
② 物质冷却不经液态直接凝固（凝华）；
③ 从溶液中析出。
熔融态
气态
溶质
3. 晶体的特点
（1）自范性
①定义：晶体能 呈现多面体外形的性质。
②形成条件：晶体生长的 适当。
③本质原因：晶体中粒子在微观空间里呈现 的有
序排列的宏观表象。
自发地
速率
周期性
晶体呈现自范性的条件之一是晶体生长的速率适当。熔融态
物质冷却凝固，有时得到晶体，但凝固速率过快，常常只得
到看不到多面体外形的粉末或没有规则外形的块状物，甚至
形成的只是非晶态（玻璃态）。如玛瑙是熔融态SiO2快速冷
却形成的，而水晶是熔融态SiO2缓慢冷却形成的。
④晶体呈现自范性的条件
（2）各向异性：晶体在不同方向上表现出许多物理性质（如
、 、 等）的差异。
（3）熔点： 固定的熔点。
（4）外形和内部质点排列的高度 。
强
度
导热性
光学性质
有
有序性
4. 晶体与非晶体的比较
类别 晶体 非晶体
微观结构 原子在三维空间里呈周期
性有序排列 原子排列相对无序
性质 特征 自范性 有 无
熔点 固定 不固定
各向异性 有 无
类别 晶体 非晶体
鉴别 方法 间接方法 看是否具有固定的熔点或根据某些物理性质的各向
异性 科学方法 对固体进行X射线衍射实验 举例 NaCl、I2、水晶、Na晶体等 玻璃、橡胶等
5. 晶体与非晶体的认识误区
（1）同一物质可以是晶体，也可以是非晶体，如晶体SiO2和非晶
体SiO2。
（2）有着规则几何外形或者美观、有对称外形的固体，不一定是
晶体。例如，玻璃制品可以塑造出规则的几何外形，也可以
具有美观对称的外观。
（3）具有固定组成的物质也不一定是晶体，如某些无定形体也有
固定的组成。
（4）晶体不一定都有规则的几何外形。
1. 如图是某固体的微观结构示意图。
（1）区分晶体与非晶体的最可靠的科学方法是什么？
试根据上述固体微观结构图判断固体Ⅰ、Ⅱ的类型。
提示：最可靠的科学方法是对固体进行X射线衍射实验。根
据结构图可知，Ⅰ中粒子呈周期性有序排列，为晶体；Ⅱ中粒
子排列相对无序，为非晶体。
（2）将固体Ⅰ、Ⅱ分别加热至熔化，各有什么现象发生？该现象能
说明晶体、非晶体的哪些性质？
提示：加热晶体Ⅰ，温度达到熔点时晶体Ⅰ开始熔化，在全部
熔化以前，继续加热，温度基本保持不变，完全熔化后，温
度才开始升高，所以晶体有固定的熔点。加热非晶体Ⅱ时，
温度升高到某一程度后非晶体Ⅱ开始软化，流动性增强，最
后变为液体，从软化到完全熔化，中间经过较大的温度范
围，所以非晶体无固定的熔点。
2. 能否根据物理性质鉴别用玻璃仿造的假宝石？
提示：能；真宝石为晶体，玻璃为非晶体，可以根据晶体表现出的
与非晶体不同的特性进行鉴别，如非晶体玻璃无固定熔点，或者利
用X射线衍射实验鉴别。
3. 把硫酸铜溶液蒸干，得不到硫酸铜晶体，获得硫酸铜晶体应如
何操作？
提示：将硫酸铜溶液蒸发浓缩、冷却结晶，可得到硫酸铜晶体。
1. 下列物质中，属于晶体的是（ ）
A. 玻璃 B. 石蜡和沥青
C. 塑料 D. 水晶
解析： 玻璃、石蜡、沥青、塑料都是常见的非晶体，水晶
为晶体。
2. 晶体与非晶体的本质差异是（ ）
A. 晶体具有各向异性，而非晶体具有各向同性
B. 晶体具有自范性，而非晶体没有自范性
C. 晶体具有固定的熔、沸点，而非晶体没有固定的熔、沸点
D. 晶体能使X射线产生衍射，而非晶体则不能
解析： 易将晶体与非晶体的本质差异及性质差异混为一谈，晶
体与非晶体的性质差异是二者本质差异的外在表现。晶体具有自范
性（本质），而晶体的性质是有固定的熔、沸点，能使X射线产生
衍射等；分析此类问题时，要分析晶体、非晶体的本质与性质，采
用辩证的观点分析问题；同时也要注意不能用固体是否有规则的几
何外形来判断其是否为晶体。
3. 晶体的各向异性主要表现在（ ）
①强度 ②导热性 ③还原性 ④光学性质
A. ①③ B. ②③④
C. ①②③ D. ①②④
解析： 晶体的各向异性主要表现在物理性质方面，如强度、导
热性、光学性质等，③错误。
4. （2024·衢州高二检测）下列过程不能得到晶体的是（ ）
A. 对NaCl饱和溶液降温所得到的固体
B. 气态水直接冷却成固态水
C. 熔融的KNO3冷却后所得到的固体
D. 液态的玻璃冷却后所得到的固体
解析： 由于玻璃属于非晶体，熔融后再冷却所得到的固体仍为
非晶体。
分点突破（三） 晶胞 晶体结构的测定
1. 晶胞
（1）概念：描述晶体结构的 。
（2）结构
常规的晶胞都是平行六面体，整块晶体可以看作是数量巨大
的晶胞“ ”而成。
①“无隙”：相邻晶胞之间没有 。
②“并置”：所有晶胞都是平行排列的，取向 。
③所有晶胞的形状及其内部的原子种类、个数及几何排列
（包括取向）是完全相同的。
基本单元
无隙并置
任何间隙
相同
2. 晶胞中的粒子
（1）构成：晶胞是 个顶角相同、 套各 根平行棱
分别相同、 套各 个平行面分别相同的最小平行
六面体。
（2）晶胞中的粒子
①晶胞顶角的原子是 个晶胞共用的；
②晶胞棱上的原子是 个晶胞共用的；
③晶胞面上的原子是 个晶胞共用的。
8
三
4
三
两
8
4
2
3. 晶胞中粒子数目的计算
（1）计算方法——均摊法
晶体中若某个粒子为 n 个晶胞所共用，则该粒子有 属于这个
晶胞。
①常规晶胞中不同位置的粒子数的计算
②六棱柱结构中不同位置的粒子数的计算
（2）计算实例
①铜晶胞
金属铜的一个晶胞中，位于晶胞顶角的铜原子有 个，位
于晶胞面上的铜原子有 个，金属铜晶胞中所含的铜原子
数为8× ＋6× ＝4。
8
6
②NaCl晶胞
a.Na＋位于 和 ，共有 个。
b.Cl－位于 和 ，共有 个。
棱上
体心
4
顶角
面心
4
③试确定下列物质的晶胞中所含的原子数或分子数。
物质 钠 锌 碘 金刚石
晶胞
微粒数 钠原子
数 锌原子数 碘分子
数 ，碘
原子数 碳原子
数
2
2
4
8
8
4. 晶体结构的测定
（1）测定晶体结构最常用的仪器是 。当单一波
长的X射线通过晶体时，X射线和晶体中的电子相互作用，会
在记录仪上产生 或者 。
（2）由衍射图形获得晶体结构的有关信息，包括晶胞形状和大
小、分子或原子在微观空间有序排列呈现的对称类型、原子
在晶胞里的数目和位置等，以及结合晶体化学组成的信息推
出原子之间的相互关系。
X射线衍射仪
分立的斑点
明锐的衍射峰
如图为甲、乙两种晶体的晶胞（甲中A处于晶胞的中心）。
【交流讨论】
1. 甲晶体中A与B的个数比是多少？
提示：甲晶体中，A的个数为1，B的个数为8× ＝1，所以 N
（A）∶ N （B）＝1∶1。
2. 乙晶体中每个晶胞含有C离子、D离子各多少个？
提示：乙晶体中，C离子个数为12× ＋1＝4，D离子个数为8×
＋6× ＝4。
3. 若是六棱柱结构，那么顶角上的一个粒子被几个六棱柱共用？
提示：被6个六棱柱共用。
4. 由晶胞构成的晶体，其化学式是否表示一个分子中原子的数目？
提示：由晶胞构成的晶体，其化学式不表示一个分子中的原子的数
目，只表示每个晶胞中各类原子的最简整数比。
1. 下列有关晶胞的叙述中正确的是（ ）
A. 晶胞的结构就是晶体的结构
B. 不同的晶体中晶胞的大小和形状都相同
C. 晶胞中的任何一个粒子都完全属于该晶胞
D. 已知晶胞的组成就可推知晶体的组成
解析： 描述晶体结构的基本单元称为晶胞，晶胞的结构并不是
晶体的结构，A错误；相同晶体中晶胞的大小和形状完全相同，不
同晶体的晶胞大小和形状不一定相同，B错误；晶体中的大部分粒
子被若干个晶胞所共有，不完全属于单个晶胞，C错误；已知晶胞
的组成，利用“均摊法”即可推知晶体的组成，D正确。
2. （2024·沈阳高二检测）现有四种晶体的晶胞，其微粒排列方式如
图所示，其中化学式正确的是（ ）
A. AB2 B. EF2 C. XY3Z D. AB3
解析： 根据均摊法可知，一个A晶胞中含A的个数为1个，B的
个数为8× ＝1，故化学式为AB，A错误；根据均摊法可知，一个
B晶胞中含E的个数为4× ＝ 个，F的个数为4× ＝ ，故化学式
为EF，B错误；根据均摊法可知，一个C晶胞中含X的个数为1个，
Y的个数为6× ＝3个，Z的个数为8× ＝1，故化学式为XY3Z，C
正确；根据均摊法可知，一个D晶胞中含A的个数为8× ＋6× ＝
4个，B的个数为12× ＋1＝4，故化学式为AB，D错误。
3. （1）元素铜的一种氯化物晶体的晶胞结构如图1所示，该氯化物的
化学式是 。
解析：晶胞中灰球代表的粒子个数为4，白球代表的粒
子个数为6× ＋8× ＝4，所以化学式为CuCl。
CuCl
（2）利用“卤化硼法”可合成含B和N两种元素的功能陶瓷，如图
2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 。
2
BN
解析：每个晶胞中含有白球表示的原子个数为8× ＋1＝2，灰球表示的原子个数为1＋4× ＝2，所以每个晶胞中含有N原子和B原子各2个；N的电负性大于B，所以该功能陶瓷的化学式为BN。
（3）某晶体结构模型如图3所示。该晶体的化学式是 ，在
晶体中1个Ti原子、1个Co原子周围距离最近的O原子数目分
别为 个、 个。
CoTiO3
6
12
解析：晶胞中含有O：6× ＝3个，含Co：8× ＝1个，含Ti：1个，故化学式为CoTiO3。Ti原子位于晶胞的体心，其周围距离最近的O原子位于6个面的面心，所以Ti原子周围距离最近的O原子为6个；Co原子位于晶胞的顶角，O原子位于晶胞的面心，所以Co原子周围距离最近的O原子为12个。
2
关键能力·细培养
互动探究 深化认知
晶体密度的计算（归纳与论证）
【典例1】 （2023·湖南高考11题）科学家合成了一种高温超导材
料，其晶胞结构如图所示，该立方晶胞参数为 a pm。阿伏加德罗常数
的值为 NA。下列说法错误的是（ ）
A. 晶体最简化学式为KCaB6C6
B. 晶体中与K＋最近且距离相等的Ca2＋有8个
C. 晶胞中B和C原子构成的多面体有12个面
（提示：立方晶胞的晶胞参数是棱长）
解析：由图可知，晶胞中K在顶点，数目为 ×8＝1，Ca在晶胞的体
心，数目为1，B在晶胞的面上，数目为 ×2×6＝6，C也在晶胞的面
上，数目为 ×2×6＝6，故晶体的最简化学式为KCaB6C6，A项正
确；由晶胞图可知，与Ca2＋最近且距离相等的K＋有8个，而晶胞中
Ca2＋、K＋数目之比为1∶1，故与K＋最近且距离相等的Ca2＋也有8
个，B项正确；结合图示可知，B、C原子围成的多面体，有6个面位
于晶胞的六个面上，上半部分和下半部分还各有4个面，故该多面体
中共有14个面，C项错误；该晶胞的摩尔质量为217 g·mol－1，晶胞体积为（ a ×10－10）3 cm3，故晶体密度为 g·cm－3，D项正确。
【典例2】 （2023·北京高考15题节选）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。
解析：由晶胞结构可知，1个晶胞中含有8× ＋4× ＋2× ＋1＝4个
[Mg（H2O）6]2＋，含有4个S2 ；该晶体的密度ρ＝ ＝
g·cm－3。
4
×1021
【典例3】 （2023·山东高考16题节选）一定条件下，CuCl2、K和F2
反应生成KCl和化合物X。已知X属于四方晶系，晶胞结构如图所示
（晶胞参数 a ＝ b ≠ c ，α＝β＝γ＝90°），其中Cu化合价为＋2。上述
反应的化学方程式为 。
若阿伏加德罗常数的值为 NA，化合物
X的密度ρ＝ g·cm－3（用含 NA
的代数式表示）。
CuCl2＋4K＋2F2 2KCl＋K2CuF4
解析：根据均摊法，X的晶胞中白色小球的个数为16× ＋4× ＋2＝
8，黑色小球的个数为8× ＋2＝4，灰色小球的个数为8× ＋1＝2，
则X中灰球、黑球、白球的个数比为1∶2∶4，根据Cu化合价为＋2，
结合元素守恒、化合物中各元素化合价代数和为0可知，X为
K2CuF4，则题中反应的化学方程式为CuCl2＋4K＋2F2 2KCl
＋K2CuF4。该晶胞中含有2个K2CuF4，晶胞质量为 g，晶胞体积为 a ×10－10 cm× b ×10－10 cm× c ×10－10 cm＝ abc ×10－30 cm3，则化合物X的密度ρ＝ ＝ g·cm－3。
解析：依据均摊法可知晶胞中Fe2＋个数为8× ＋6× ＝4， 个数
为1×1＋12× ＝4，一个晶胞中含有4个FeS2，因此一个晶胞的质量
m ＝4× g＝ g，所以晶体密度ρ＝ ＝ ＝
g·cm－3。
解析：该晶胞中含8个O2－，Zr4＋个数为8× ＋6× ＝4（个），则1
个晶胞的质量为 g，1个晶胞的体积为 a2 c ×10－30 cm3，则该
晶体的密度为 g·cm－3。
【规律方法】
1. 晶体密度的计算方法
ρ＝ （ a 表示晶胞边长，ρ表示密度， NA表示阿伏加德罗常数的数值， n 表示1 mol晶胞所含基本粒子或特定组合的物质的量， M 表示摩尔质量）其中密度的单位是g·cm－3，晶胞边长的单位是pm或nm，单位间的换算关系为1 pm＝1×10－10 cm，1 nm＝1×10－7 cm。
2. 立方晶胞参数（棱长） a 与晶胞对角线长的关系
（1）面对角线长＝ a ；
（2）体对角线长＝ a 。
3. 不同晶胞边长（ a ）与粒子（刚性球体）半径（ r ）的关系
晶胞模型 晶胞边长（ a ）与粒子半径（ r ）关系
a ＝2 r
晶胞模型 晶胞边长（ a ）与粒子半径（ r ）关系
a ＝2 r
【迁移应用】
1. （2024·邯郸高二检测）一种由Mn、Se组成的化合物立方晶胞结构
如图所示。已知化合物的摩尔质量为 M g·mol－1，晶胞参数为 a
nm，阿伏加德罗常数的值为 NA。下列说法错误的是（ ）
A. 该化合物的化学式可表示为MnSe
B. 与Se原子距离最近的Se原子有12个
解析： 根据均摊原则，晶胞中Se原子个数为8× ＋6× ＝4 、
Mn原子个数为4，该化合物的化学式可表示为MnSe，A正确；根据
图示，与Se原子距离最近的Se原子有12个，B正确；Mn、Se原子
的最近距离为体对角线长的 ，即距离 a nm，C错误；每个晶胞
中含有4个Se、4个Mn，所以晶胞密度为 g·cm－3，D
正确。
2. 如图是超导化合物——钙钛矿晶体中基本单元（晶胞）的结构。请
回答：
（1）该化合物的化学式为 。
解析：晶胞中，钛原子个数为8× ＝1，氧原子个数为12× ＝3，钙原子个数为1，所以该化合物的化学式为CaTiO3。
CaTiO3
（2）在该化合物晶体中，与某个钛原子距离最近且相等的其他钛
原子共有 个。
解析：钛原子位于立方体的顶角上，则与一个钛原子距离最近的钛原子与它共棱；从晶胞结构可以看出，与某个钛原子距离最近且相等的其他钛原子共6个。
6
（3）设该化合物的相对分子质量为 M ，密度为 a g·cm－3，阿伏加
德罗常数的值为 NA，则晶体中钙原子与钛原子之间的最短距
离为 。
× cm
解析：设该晶胞的棱长是 b cm，那么，钙原子与钛原子之间的最短距离是体对角线长的一半，即 b cm， a g·cm－3＝ g·cm－3，则 b ＝ ，则题中所求距离为 × cm。
×
解析：设晶胞的棱长为 a cm，则 a3 cm3×ρ g·cm－3× NA mol－1＝
4×64 g·mol－1， a ＝ ，面对角线长为 a cm，面对角线长
的 为Cu的原子半径， r ＝ × cm。
3
教学效果·勤检测
强化技能 查缺补漏
1. 下列关于物质聚集状态的叙述中，错误的是（ ）
A. 物质只有气、液、固三种聚集状态
B. 气态是高度无序的体系存在状态
C. 固态中的原子或者分子结合的较紧凑，相对运动较弱
D. 液态物质的粒子间距离和作用力的强弱介于固态和气态之间，表
现出明显的流动性
解析： 物质的聚集状态除了气、液、固三态外，还有其他聚集
状态，如晶态、非晶态以及介于晶态和非晶态之间的塑晶态、液晶
态等，A项错误；物质处于气态时，粒子间距离大，粒子运动速率
快，体系处于高度无序状态，B项正确；固态物质中的粒子相距很
近，难以自由移动，但能够在一定位置上做不同程度的振动，C项
正确；对液态物质而言，粒子相距较近，粒子间作用力较强，粒子
的运动明显活跃，介于固态和气态之间，使之表现出明显的流动
性，D项正确。
2. （2024·盐城高二检测）下列有关叙述中，不正确的是（ ）
A. 区分晶体和非晶体最可靠的科学方法是X射线衍射实验
B. 往食盐水中不断通入二氧化碳，能够看到氯化钠晶体析出
C. 液晶是物质的一种聚集状态
D. 具有各向异性的固体可能是晶体
解析： 往食盐水中不断通入二氧化碳，二氧化碳不会影响氯化
钠晶体的析出，B错误。
3. （2024·石家庄高二检测）物质的聚集状态与其性能之间关系密
切。下列说法错误的是（ ）
A. 等离子体由电子、阳离子和电中性粒子组成，具有良好的导电性
和流动性
B. 大多数离子液体含有体积很大的阴、阳离子，呈液态，难挥发
C. 液晶既具有液体的流动性，又具有类似晶体的各向异性
D. 圆形容器中结出的冰是圆形的，体现了晶体的自范性
解析： 晶体的自范性就是晶体能自发呈现多面体外形的性质；
圆形容器中结出的冰是圆形的是外部容器的形状，不能体现晶体的
自范性，D错误。
4. 对于某晶胞（如图所示）的描述错误的是（ ）
A. 该晶胞是所在晶体内最小的平行六面体
B. 该晶胞的每个顶角上和每个面的面心上都各有一个原子
C. 平均每个晶胞中有14个原子
D. 平均每个晶胞中有4个原子
解析： 该晶胞是所在晶体内最小的重复单元，为平行六面体结
构，A正确；该晶胞的每个顶角上和每个面的面心上都各有一个原
子，B正确；由于顶角原子为8个晶胞所共用，面心上的原子为2个
晶胞所共用，所以平均每个晶胞中含有的原子个数为8× ＋6×
＝4个，C错误，D正确。
5. （2024·南宁高二检测）一种由镧（La）、钴（Co）和氧（O）组
成的三元氧化物催化剂材料，在环境保护、工业催化和光催化等领
域有着广泛的应用。其晶胞结构如图所示，该立方晶胞参数为 a
cm。阿伏加德罗常数的值为 NA。下列说法错误的是（ ）
A. 晶体最简化学式为LaCoO3
B. 晶体中与La3＋最近且距离相等的O2－有6个
D. 晶体中相邻微粒间存在离子键
解析： 由晶胞图可知，O2－位于面心，个数为6× ＝3；La3＋
位于顶角，个数为8× ＝1，Co3＋位于体心，个数为1，A正确；
与La3＋最近且距离相等的O2－有12个，B错误；根据ρ＝ ，晶胞的
质量为 g，晶胞体积为 a3 cm3，可得晶体密度为
g·cm－3，C正确；晶胞中含有离子，相邻微粒间的作用力为离子
键，D正确。
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解析：由题图可知，该晶体中与Ga原子距离最近且相等的Ga原子
个数为12个；根据均摊法，该晶胞中N原子个数为4，Ga原子个数
为 ×8＋ ×6＝4，晶胞边长为 d nm，则ρ＝ g·cm－
3＝ g·cm－3。
学科素养·稳提升
4
内化知识 知能升华
1. （2024·杭州高二检测）下列关于物质的聚集状态的说法中，不正
确的是（ ）
A. X射线衍射实验可以区分晶体和非晶体，也可以获得分子的键长和
键角的数值
B. 自然形成的水晶柱是晶体，从水晶柱上切削下来的粉末不是晶体
C. 缺角的NaCl晶体在饱和NaCl溶液中慢慢生长为规则的多面体，体
现了晶体的自范性
D. 液晶具有液体的流动性，在导热性、光学性质等物理性质方面具
有类似晶体的各向异性
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解析： 自然形成的水晶柱是晶体，从水晶柱上切削下来的粉末
也是晶体，在光学显微镜或电子显微镜下仍可观察到规则的晶体外
形，B错误。
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2. 等离子体在工业、农业、环保、军事、宇航、能源、天体等方面有
着非常重要的应用价值。下列与等离子体无关的是（ ）
A. 等离子体显示器
B. 日光灯和霓虹灯
C. 将水温升高到几千摄氏度
D. 液晶显示器
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解析： 等离子体显示器中，紫外光可以使气体转变为等离子
体，A不符合题意；日光灯和霓虹灯的灯管里，放电时可以将空气
转变为等离子体，B不符合题意；将水温升高到几千摄氏度，高温
时能够将水分子转变为等离子体，C不符合题意；液晶显示器是液
晶的重要应用，D符合题意。
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3. 用烧热的钢针接触涂有薄薄一层石蜡的云母片的反面，熔化了的石
蜡呈椭圆形，这是因为（ ）
A. 云母是热的不良导体，传热不均匀
B. 石蜡是热的不良导体，传热不均匀
C. 石蜡具有各向异性，不同方向导热性能不同
D. 云母具有各向异性，不同方向导热性能不同
解析： “熔化了的石蜡呈椭圆形”，是因为云母属于晶体，具
有各向异性，不同方向导热性能不同；而石蜡是非晶体，不具有各
向异性。
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4. 从晶体与非晶体的角度分析，普通玻璃和水晶的根本区别是（ ）
A. 外形不一样
B. 普通玻璃的基本构成粒子相对无序排列，水晶的基本构成粒子呈
周期性有序排列
C. 水晶有固定的熔点，普通玻璃无固定的熔点
D. 水晶可用于能量转换，普通玻璃不能用于能量转换
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解析： 从晶体与非晶体的角度分析，普通玻璃和水晶的根本区
别是普通玻璃的基本构成粒子相对无序排列，水晶的基本构成粒子
呈周期性有序排列，所以普通玻璃不是晶体。
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5. 下列关于晶体的说法中不正确的是（ ）
①晶体中粒子呈周期性有序排列，有自范性，非晶体中粒子排列相
对无序，无自范性 ②晶胞是晶体中最小的“平行六面体” ③晶
体内部的微粒按一定规律呈周期性排列 ④晶胞是晶体结构的基本
单元
A. ①② B. ②③ C. ③④ D. ②
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解析：晶体中粒子呈周期性有序排列，有自范性，非晶体中粒子排列相对无序，无自范性，①正确；晶胞是晶体结构的基本单元，一般为“平行六面体”，②不正确；晶体内部的微粒按一定规律呈周期性排列，③正确；晶胞是晶体结构的基本单元，④正确；选D。
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6. 科学家发现一种钛原子和碳原子构成的气态团簇分子，如图所示，
顶角和面上的原子是钛原子，棱上和体心的原子是碳原子，它的化
学式为（ ）
A. Ti14C13 B. TiC
C. Ti4C4 D. Ti4C3
解析： 由题意知该物质是气态团簇分子，题目中的图示应
是该物质的一个完整的分子，由14个Ti原子和13个C原子构
成，A项正确。
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7. 钒（V）的某种氧化物的晶胞结构如图所示。该晶体的化学式为
（ ）
A. VO3 B. VO2
C. V2O3 D. V2O4
解析： 由晶胞结构可知，V位于晶胞的顶角和体心，V的个数
为1＋8× ＝2；有4个O位于晶胞面上，2个O位于晶胞内部，则O
的个数为4× ＋2＝4，则该晶体的化学式为VO2，选B。
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8. 如图是氯化铯晶体的晶胞结构示意图（晶胞是指晶体中基本的重复
单元），其中黑球表示氯离子、白球表示铯离子。已知晶体中2个
最近的铯离子的核间距离为 a cm，氯化铯的摩尔质量为 M g·mol－
1，阿伏加德罗常数的值为 NA，则氯化铯晶体的密度为（ ）
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解析： 晶体中2个最近的铯离子的核间距离为 a cm，相邻顶角
上铯离子核间距离最近，即晶胞的棱长为 a cm，体积 V ＝ a3 cm3，
该晶胞中Cs＋个数＝8× ＝1，Cl－个数为1，则晶胞密度为ρ＝ ＝
g·cm－3＝ g·cm－3。
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9. （2024·梅州高二月考）元素X的某价态离子X n＋中，所有电子正好
充满K、L、M三个电子层，它与N3－形成晶体的晶胞结构如图所
示。下列说法错误的是（ ）
A. 该晶体中阳离子与阴离子的个数比为3∶1
B. X n＋中 n ＝1
C. 该晶体中每个N3－被6个等距离的X n＋包围
D. X元素的原子序数是19
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解析： 由题图可知，X n＋位于晶胞的12条棱上，其个数为12×
＝3，N3－位于晶胞的8个顶角，其个数为8× ＝1，故X n＋与N3－
的个数比为3∶1，化学式为X3N，A正确；由晶体的化学式X3N
知，X n＋中 n ＝1，B正确；N3－位于晶胞顶角，故其被6个X＋在上
下、左右、前后包围，C正确；因为X＋的K、L、M三个电子层充
满，故各层电子数分别为2、8、18，所以X的原子序数是2＋8＋18
＋1＝29，D错误。
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10. 非晶硅光电薄膜产业的研发成长，在转换效率上，已逐渐接近于
多晶硅太阳能电池，发电成本仅为多晶硅的三分之一。
试探究下列问题：
（1）图中a、b是两种硅的部分结构，请指出哪种是晶体硅，哪种
是非晶硅？
a： ；b： 。
非晶硅
晶体硅
解析：从粒子在三维空间里排列是否有序角度观察。
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（2）有关晶体常识的相关说法中正确的是 （填字母，下同）。
A. 玻璃是非晶体
B. 固体粉末都是非晶体
C. 晶体内部质点排列具有有序性，有固定的熔、沸点和各向异性
AC
解析：A项，玻璃是一种无固定熔、沸点的非晶体；B项，许多固体粉末不能用肉眼观察到晶体外形，但可通过光学显微镜或电子显微镜看到规则的晶体外形，所以固体粉末也可能是晶体；C项，晶体内部质点排列具有有序性，有固定的熔、沸点和各向异性。
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（3）下列有关说法正确的是 。
A. 玛瑙与水晶的化学成分不同
B. 雪花是由水蒸气直接转变而成的固体，雪花可能属于晶体
C. 不同的雪花外形不同，都可认为是晶体
D. 石英玻璃与水晶均属于晶体
BC
解析：A项，两者化学成分均是SiO2，均是二氧化硅晶体，玛瑙是熔融态SiO2快速冷却形成的，水晶则是熔融态SiO2缓慢冷却形成的；D项，石英玻璃是非晶态二氧化硅。
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11. 食盐晶体是由钠离子（图中的“●”）和氯离子（图中的“○”）
构成的，且均为等距离的交错排列。已知食盐的密度是2.2 g·cm－3，阿伏加德罗常数为6.02×1023 mol－1。在食盐晶体中两个距离最近的钠离子中心间的距离最接近于（ ）
A. 3.0×10－8 cm B. 3.5×10－8 cm
C. 4.0×10－8 cm D. 5.0×10－8 cm
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解析： 从NaCl晶体结构模型中分割出一个小立方
体，如图所示 a 表示其棱长， d 表示两个Na＋中心间的距
离。每个小立方体含Na＋： ×4＝ ，含Cl－： ×4＝ ，即每个小立方体含 个NaCl，则有 a3·2.2 g·cm－3＝ ，解得 a ≈2.81×10－8cm，又因为 d ＝ a ，故食盐晶体中两个距离最近的Na＋中心间的距离为 d ＝ ×2.81×10－8 cm≈4.0×10－8 cm。
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12. （2024·保定高二检测）氮化钼作为锂离子电池负极材料具有很好
的发展前景。它属于填隙式氮化物，N原子填充在Mo原子立方晶
格的部分八面体空隙中，晶胞结构如图所示，其中相邻两个最近
的N原子的距离为 a nm。设 NA为阿伏加德罗常数的值，下列说法
正确的是（ ）
A. 氮化钼的化学式为Mo7N2
B. 每个Mo原子周围与其距离最近的N原子有12个
D. 若N换为P，则晶胞棱长将改变
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解析： 氮化钼晶胞中含有4个Mo原子和2个N原子，氮化钼的
化学式为Mo2N，A错误；N的配位数为6，则Mo的配位数为3，每
个Mo原子周围与其距离最近的N原子有3个，B错误；该晶胞的质
量为 g，晶胞的体积为 ×10－21cm3，则晶胞的密度为
g·cm－3，C错误；N与P半径不同，替换后晶胞
棱长将改变，D正确。
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13. 硒化锌是一种立方晶系，可用于半导体掺杂物。其晶胞结构如
图，晶胞参数为 a pm，密度为ρ g·cm－3。下列说法错误的是
（ ）
A. 该化合物的化学式为ZnSe
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解析： 根据“均摊法”，晶胞中Zn的个数为4，Se的个数为
8× ＋6× ＝4，则Zn和Se的个数比为1∶1，该化合物的化学式
为ZnSe，A正确；两个距离最近的Se原子之间的距离是晶胞面对
角线长度的 ，晶胞参数为 a pm，则面对角线长度为 a pm，故
两个距离最近的Se原子之间的距离是 a pm，B正确；
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该晶胞的质量为 g＝ g，体积为 a3×10－30 cm3，故密
度为 ＝ g·cm－3，则 NA＝ ，C错误；两
个距离最近的Zn和Se原子之间的距离是晶胞体对角线长度的 ，晶胞
体对角线长度为 a pm，故两个距离最近的Zn和Se原子之间的距离
是 a pm，D正确。
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解析：1个氧化锂晶胞含O的个数为8× ＋6× ＝4，
含Li的个数为8，1 cm＝107 nm，代入密度公式计算可得
Li2O的密度为 g·cm－3。
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（2）FeS2晶体的晶胞如图所示。晶胞棱长为 a nm、FeS2的摩尔质
量为 M g·mol－1、阿伏加德罗常数的值为 NA，其晶体密度的
计算表达式为 g·cm－3；晶胞中Fe2＋位于 所
形成的正八面体的体心，该正八面体的棱长为 nm。
×1021
a
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解析：该晶胞中Fe2＋位于棱上和体心，个数为12× ＋1＝4， 位于顶角和面心，个数为8× ＋6× ＝4，故晶体密度＝ ＝ g·cm－3＝ ×1021 g·cm－3；根据晶胞结构， 所形成的正八面体的棱长为该晶胞中相邻面的面心之间的连线之长，即为晶胞棱长的 ，故该正八面体的棱长为 a nm。
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