第1节 认识晶体
1.下列说法错误的是（ ）
A.同一物质有时可以是晶体，有时可以是非晶体
B.区分晶体和非晶体最可靠的科学方法是确定有没有固定熔点
C.雪花是水蒸气凝华得到的晶体
D.晶体可以从溶液中析出得到
2.整块晶体可以看作是数量巨大的晶胞“无隙并置”而成。对这句话的理解错误的是（ ）
A.相邻晶胞之间没有任何间隙
B.晶体是晶胞简单、随意堆积而成的
C.晶胞排列时，取向相同
D.“并置”是指所有晶胞都是平行排列的
3.如图为一块密度、厚度均匀的矩形样品，长为宽的两倍，若用多用电表沿两对称轴测其电阻均为R，则这块样品一定是（ ）
A.金属 B.半导体 C.非晶体 D.晶体
4.下列能够表示出每个晶胞中所含实际微粒个数的面心立方晶胞的是（ ）
5.铜和氧形成的一种离子化合物晶胞、C60晶胞和C60分子如图所示，下列说法中错误的是（ ）
A.铜和氧形成的离子化合物中铜元素的化合价为＋1
B.在C60晶胞中含有14个C60分子
C.C60与F2在一定条件下，发生加成反应生成C60F60
D.1 mol C60分子中，含有的σ键数目约为90×6.02×1023
6.下列是晶体结构中具有代表性的基本重复单元（晶胞）的排列方式，其对应的化学式正确的是（图中：－X，－Y，－Z）（ ）
A.X2Y B.XY3 C.XY3Z D.XYZ
7.如图所示的晶体结构是一种具有优良的压电、铁电、电光等功能的晶体材料的基本结构单元（晶胞）。晶体内与每个“Ti”紧邻的氧原子数和这种晶体材料的化学式分别是（各元素所带电荷均已略去）（ ）
A.8；BaTi8O12 B.8；BaTi4O9
C.6；BaTiO3 D.3；BaTi2O3
8.钴的一种化合物的立方晶胞结构如图所示，已知晶胞参数为a nm，A点的原子坐标参数为（0，0，0），B点为。下列说法中错误的是（ ）
A.该晶胞的体积为a3×10－21 cm3
B.距离Co2＋最近且等距离的O2－的数目为6
C.C点的原子坐标参数为
D.Ti4＋与Co2＋之间的最短距离为a nm
9.镁单质及其化合物用途广泛，某镁硼化合物的晶胞结构如图所示。B原子独立为一层，具有类似石墨的结构。六棱柱底边边长为a cm，高为c cm，阿伏加德罗常数的值为NA。下列说法错误的是（ ）
A.该化合物的化学式为MgB2
B.该晶胞中Mg的配位数为12
C.每个B原子周围都有2个与之等距离且最近的B原子
D.该晶体的密度为 g·cm－3
10.已知X、Y、Z三种元素组成的化合物是离子晶体，其晶胞如图所示，X、Y、Z分别处于立方体的顶点、棱点、立方体的体心。则下面关于该化合物的说法不正确的是（ ）
A.该晶体的化学式为ZXY3
B.X、Y、Z在三维空间按一定规律做周期性有序排列
C.每个X周围距离最近的Y有6个
D.每个Z周围距离最近的X有16个
11.如图是某固体的微观结构示意图，请认真观察两图，判断下列说法正确的是（ ）
A.两种物质在一定条件下都会自动形成有规则几何外形的晶体
B.Ⅰ形成的固体物理性质有各向异性
C.Ⅱ形成的固体一定有固定的熔点
D.二者的X射线衍射图谱是相同的
12.氧化锌透明度高，常温下有优异的发光性能，在半导体领域中有着广泛的应用，一种氧化锌的立方晶胞结构如图所示（用NA表示阿伏加德罗常数的值），下列说法错误的是（ ）
A.晶胞的质量为 g
B.基态氧原子核外电子有5种空间运动状态
C.锌原子间的最短距离为a pm
D.Zn、O均是p区元素
13.研究低温超导体材料的性能对解决能源危机有重要意义。金属K与C60形成的一种低温超导材料的立方晶胞结构如图所示，晶胞边长都为a pm，K原子位于晶胞的棱上与内部。下列说法正确的是（ ）
A.该材料的化学式为KC60 B.C60周围等距且最近的C60的个数为4个
C.体心K原子与顶点C60的距离为a pm D.C60与C60的最短距离是a pm
14.回答下列问题：
（1）某种氮化铝晶体属六方晶系，晶胞结构如图所示。晶体内与氮原子距离最近且相等的铝原子的数目是 ，若晶胞参数为a pm、a pm、c pm，则氮化铝晶体的密度为 g·cm－3（用代数式表示，NA为阿伏加德罗常数的值，sin 60°＝）。
（2）汞钡铜氧晶体的晶胞如图A所示，通过掺杂Ca2＋获得的具有更高临界温度的超导材料如图B所示。汞钡铜氧晶体的密度为 g·cm－3（设NA为阿伏加德罗常数的值）。图A晶胞中钡离子的分数坐标为和 。掺杂Ca2＋所得超导材料的化学式为 。
15.铜及其化合物在生产生活中有着广泛的用途。
（1）基态铜原子的核外电子排布式为 。
（2）向硫酸铜溶液中滴氨水，首先形成蓝色沉淀；继续滴加氨水，沉淀溶解，得到深蓝色的透明溶液；继续向溶液中加入乙醇，会析出深蓝色晶体[Cu（NH3）4SO4·H2O]。
①氨水中各元素原子的电负性由大到小的顺序为 （用元素符号表示）。
②NH3中N原子的杂化轨道类型为 ，与其互为等电子体的阳离子为 。
（3）CuCl2和CuCl是铜的两种常见的氯化物。如图表示的是 （填“CuCl2”或“CuCl”）的晶胞，其中Cl－的配位数为 ，已知晶胞的棱长为d nm，用NA表示阿伏加德罗常数的值，则晶体的密度表达式为 g·cm－3。
第1节 认识晶体
1.B A项正确，如晶态SiO2和非晶态SiO2；B项错误，最可靠的科学方法是对固体进行X射线衍射实验；雪花是水蒸气凝华得到的晶体，凝华是获得晶体的三种途径之一，C项正确；晶体的获取方法很多，从溶液中析出溶质是方法之一，D项正确。
2.B 晶体并不是晶胞简单、随意堆积而成的，而是晶胞平行排列而成的，且相邻晶胞之间没有任何间隙。
3.D 由于AB＝2CD，而AB、CD间的电阻却相等，说明样品横向（AB）与纵向（CD）的导电性不同，具有各向异性，而晶体的特征之一是各向异性，非晶体则具有各向同性，故该样品为晶体。
4.B A项和B项是面心立方晶胞，其中B项是经过切割了的面心立方晶胞，它能表示出此晶胞中所含微粒的实际数目；C项和D项是体心立方晶胞。
5.B 在该离子化合物的晶胞中，含有Cu原子个数是4，含有O原子个数为1＋8×＝2，n（Cu）∶n（O）＝4∶2＝2∶1，则该化合物化学式是Cu2O，根据化合物中元素化合价代数和为0，O元素的化合价为－2价，可知Cu为＋1价，A正确；在C60晶胞中含有C60分子数目是8×＋6×＝4，B错误；在C60中含有30个共价键，则C60与F2在一定条件下，发生加成反应生成C60F60，C正确；在C60分子中，每个C原子与相邻C原子形成3个σ键，则在1个C60分子中含有σ键数目是＝90个，故在1 mol C60分子中，含有的σ键数目约为90×6.02×1023，D正确。
6.C A图所示的晶胞中X的个数为1，Y的个数为8×＝1，化学式为XY；B图所示的晶胞中X的个数为1＋4×＝，Y的个数为4×＝，化学式为X3Y；C图所示的晶胞中X的个数为8×＝1，Y的个数为6×＝3，Z的个数为1，化学式为XY3Z；D图所示的晶胞中X的个数为8×＝1，Y的个数为12×＝3，Z的个数为1，化学式为XY3Z。
7.C 由题图所示晶胞结构可知，Ba位于体心，数目为1，Ti位于顶点，数目为8×＝1，O位于棱心，数目为12×＝3，其化学式为BaTiO3，晶体内与“Ti”紧邻的氧原子在棱上，则晶体内与每个“Ti”紧邻的氧原子数为＝6。
8.D 晶胞参数为a nm，该晶胞的体积为a×10－21 cm3，A正确；由晶胞结构图可知，Co2＋周围最近且等距的O2－有6个，B正确；A点的原子坐标参数为（0，0，0），B点为，C点的原子处于体心，坐标参数为，C正确；Ti4＋与Co2＋之间的最短距离为体对角线长的一半，即为a nm，D错误。
9.C 1个晶胞含有Mg原子数是12×＋2×＝3、B原子数是6，该化合物的化学式为MgB2，A正确；依据晶胞面心的Mg原子分析，其上层、下层各有6个B原子，所以该晶胞中Mg的配位数为12，B正确；根据图示，每个B原子周围都有3个与之等距离且最近的B原子，C错误；晶胞的体积为×a cm×a cm×6×c cm＝a2c cm3，该晶体的密度为 g·cm－3＝ g·cm－3，D正确。
10.D Z处于晶胞体心，被一个晶胞占有，X处于顶点，每个X被8个晶胞占有，Y处于棱心，每个Y被4个晶胞占有，故晶胞中，Z的个数为1，X的个数为8×＝1，Y的个数为12×＝3，Z、X、Y的原子个数比是1∶1∶3，所以该晶体的化学式为ZXY3，A项正确；粒子在三维空间按一定规律做周期性有序排列，是晶体的特征，B项正确；利用晶体的对称性，可以判断出每个X周围距离最近的Y有6个，C项正确；Z原子位于体心，X位于立方体的顶点，体心距8个顶点的距离相等且最近，因此每个Z周围距离最近的X有8个，D项错误。
11.B 观察结构图知，Ⅰ中微粒呈周期性有序排列，Ⅱ中微粒排布不规则，故Ⅰ为晶体，Ⅱ为非晶体。晶体具有各向异性，具有固定熔点，非晶体没有固定熔点，用X射线衍射实验检验两者，图谱明显不同。
12.D 由晶胞结构可知，晶胞中位于顶点和面心的锌原子个数为8×＋6×＝4，位于体内的氧原子个数为4，晶胞的质量为×81 g·mol－1＝ g，A正确；电子在原子核外的一个原子轨道称为一种空间运动状态，氧元素的原子序数为8，原子的电子排布式为1s22s22p4，核外电子分布在1s、2s、2p的5个原子轨道上，则基态氧原子核外电子有5种空间运动状态，B正确；由晶胞结构可知，顶点与面心上的两个锌原子距离最近，由晶胞的参数为a pm可知，面对角线长度为a pm，则锌原子间的最短距离为a pm，C正确；锌元素是过渡元素，位于元素周期表第4周期ⅡB族，属于ds区元素，D错误。
13.D 由晶胞结构可知，晶胞中位于顶点和面心的C60个数为8×＋6×＝4，位于棱上、体心和体内的钾原子的个数为12×＋1＋8＝12，则该材料的化学式为K3C60，A错误；由晶胞结构可知，位于顶点的C60与位于面心的C60距离最近，则一个晶胞中有3个位于面心的C60与顶点C60等距且最近，顶点C60可以形成8个晶胞，每个面心C60为2个晶胞共有，所以C60周围等距且最近的C60的个数为＝12，B错误；由晶胞结构可知，体心钾原子与顶点C60的距离为体对角线长的，则体心K原子与顶点C60的距离为a pm，C错误；由晶胞结构可知，C60与C60的最短距离是面对角线长的，则C60与C60的最短距离是a pm，D正确。
14.（1）4 （2）
HgBa2CaCu2O6
解析：（1）由题图可知Al的配位数为4，晶胞中Al原子数目＝1＋4×＋4×＝2；N原子数目＝1＋2×＋2×＝2，故二者配位数相同，均为4，即晶体内与氮原子距离最近且相等的铝原子的数目是4；晶体密度＝
＝ g·cm－3。（2）根据汞钡铜氧晶体的结构可知，晶胞中Hg有8×＝1个、Ba有2个、Cu有4×＝1个、O有8×＋4×＝4个，其密度为ρ＝＝ g·cm－3，图A晶胞中钡离子的分数坐标为和，根据掺杂Ca2＋所得超导材料的结构可知，晶胞中含有1个Ca、1个Hg、2个Ba、2个Cu、6个O，化学式为HgBa2CaCu2O6。
15.（1）1s22s22p63s23p63d104s1或[Ar]3d104s1
（2）①O＞N＞H ②sp3 H3O＋
（3）CuCl 4
解析：（1）铜是29号元素，基态铜原子的核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s1或[Ar]3d104s1。（2）①氨水中含有H、N、O三种元素，非金属性越强，电负性越大，因此各元素原子的电负性由大到小的顺序为O＞N＞H。②NH3中N原子含有的价电子对数是3＋＝4，因此杂化轨道类型为sp3；原子数和价电子数分别相等的微粒互为等电子体，则与其互为等电子体的阳离子为H3O＋。（3）根据晶胞结构可知含氯原子的个数是8×＋6×＝4，含铜原子个数是4，化学式为CuCl，则题图表示的是CuCl的晶胞，其中Cl－的配位数为4，已知晶胞的棱长为d nm，用NA表示阿伏加德罗常数的值，则晶体的密度表达式为 g·cm－3＝ g·cm－3。
2 / 4第1节 认识晶体
课程 标准 1.初步学习晶体的典型特性，学会区分晶体与非晶体，理解晶体中微粒排列的周期性规律。 2.理解构成物质的微粒、微粒间相互作用和微粒的空间排列方式三者之间的有机联系，初步掌握解释物质聚集状态和性质的一般分析方法
分点突破（一） 晶体的特性
1.晶体与非晶体的概念
固体类型 内部微粒 内部微粒排列方式
晶体 原子、离子 或分子 在空间按一定规律做
非晶体
2.晶体的特性
（1）自范性：在适宜的条件下，晶体能够自发地呈现封闭的、规则的 。
（2）各向异性：晶体在不同的方向上表现出不同的 。
（3）对称性：晶体具有 的几何外形。
（4）固定的熔、沸点：加热晶体，温度达到熔点时即开始熔化，在没有全部熔化之前，继续加热，温度不再升高，完全熔化后，温度才继续升高。
（5）能使X射线产生衍射：利用这种性质，人们建立了测定晶体的重要实验方法。
3.晶体的分类
（1）依据
晶体内部微粒的 和微粒间的 。
（2）分类
晶体类型 离子晶体 金属晶体 共价晶体 分子晶体
构成微粒 阴、阳 离子 金属阳离子、“自由 电子” 原子 分子（包括单 原子分子）
微粒 间作 用力 离子键 金属键 共价键 分子间作用力（一定存在范德华力，可能存在氢键）
举例 NaCl、 BaSO4 等离子 化合物 Al、Fe、Cu等金属单质和合金 SiO2、金刚石、晶体硅等 某些非金属单质，某些非金属氧化物、氢化物，含氧酸，大多数有机物等，如冰、干冰、I2、萘等
4.晶体与非晶体的用途
（1）晶体
①把机械能变成电能。
②制作红外夜视仪。
③做电子元件。
（2）非晶体
①某些非晶体态合金的强度和硬度比相应的晶态合金的强度和硬度高。
②非晶态硅对阳光的吸收系数比单晶硅大，可以有效吸收阳光。
5.晶体与非晶体的比较
（1）晶体和非晶体在结构上的差异，导致它们在性质上有所不同。根据固体的某些性质，可以判断某一固体是晶体还是非晶体。
（2）晶体与非晶体的比较如下表。
晶体 非晶体
自范性（本质区别） 有 无
是否均一 均一 不均一
固定熔、沸点 有 无
某些物理性质 的各向异性 有 无
能否发生 X射线衍射 能 不能 （能发生散射）
举例 NaCl晶体、I2晶体、SiO2晶体、Na晶体等 玻璃、橡胶等
名师点拨
（1）有规则几何外形或美观、对称外形的固体，不一定是晶体。如玻璃属于非晶体，其制品既可以塑造出规则的几何外形，也可以具有美观、对称的外形。
（2）具有固定组成的物质不一定是晶体，如某些无定形体也有固定的组成。
（3）晶体不一定都有规则的几何外形。
（4）晶体和非晶体的本质区别在于晶体中的微观粒子在三维空间呈现周期性有序排列。
【交流讨论】
1.如图所示，明矾和石蜡均有规则的几何外形，两者均为晶体吗？
2.晶体与非晶体的本质区别是什么？
3.晶体的特征有哪些？
4.晶体的各向异性及对称性是由哪些因素引起的？
1.区别晶体与非晶体的最科学的方法是（ ）
A.观察各向异性 B.X射线衍射实验
C.测定熔点高低 D.观察自范性
2.下列叙述正确的是（ ）
A.固体SiO2一定是晶体
B.晶体有固定的组成，非晶体没有固定的组成
C.晶体内部的微粒按一定规律呈周期性有序排列
D.冰和金刚石都是分子晶体
3.关于晶体的自范性，下列叙述正确的是（ ）
A.破损的晶体能够在固态时自动变成规则的多面体
B.缺角的氯化钠晶体在饱和NaCl溶液中慢慢变为完美的立方体
C.圆形容器中结出的冰是圆形的，体现了晶体的自范性
D.由玻璃制成规则的玻璃球，体现了晶体的自范性
分点突破（二） 晶体结构的基本重复单元——晶胞
1.晶胞
如图所示，铜晶胞中含有的铜原子数为8×＋6×＝4。
2.晶体与晶胞的关系
将一个个晶胞及其中包含的微粒上、下、前、后、左、右并置，就构成了整个晶体结构。因此，知道了晶胞的大小和形状以及晶胞中包含的微粒的种类、数目和空间位置，就可以了解整个晶体的结构。
整块晶体可看作数量巨大的晶胞“无隙并置”而成，也就是说晶体就是晶胞周期性地在三维空间并置堆砌而成的，如金刚石晶体结构与晶胞的关系如图所示。
3.切割法计算晶胞中的微粒数
晶胞任意位置上的一个原子若被X个晶胞共用，那么每个晶胞对这个原子分得的份额就是。
（1）长方体形（立方体形）晶胞微粒数的计算
（2）六棱柱结构微粒数的计算
如图所示，六棱柱结构中所含微粒数目为12×＋3＋2×＝6。
【提醒】 非长方体形和六方形结构中微粒数目计算时视具体情况而定，如石墨晶胞每一层内碳原子排成六边形，每个碳原子被三个六边形共用，每个碳原子对六边形的贡献为。
中国科学院物理研究所发现一种仅由镍、镁、碳三种元素构成的超导体，它是一种不含氧原子的钙钛矿结构的超导体，该超导体的晶胞如图所示：
【交流讨论】
1.该晶胞中，镁原子和镍原子分别位于什么位置？
2.该晶体的化学式是什么？
1.下列有关晶胞的叙述中，正确的是（ ）
A.晶胞是晶体结构中的基本重复单元
B.晶胞中的任何一个微粒都属于该晶胞
C.所有晶体都是由平行六面体无隙组合而成的
D.不同晶体中的晶胞的大小和形状均相同
2.已知某晶体晶胞如图所示，则该晶体的化学式为（ ）
A.XYZ B.X2Y4Z
C.XY4Z D.X4Y2Z
3.填空。
（1）Cu元素与H元素可形成一种红色化合物，其晶体结构单元如图1所示。则该化合物的化学式为 。
（2）如图2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 价。
（3）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，图3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 。
晶胞的组成和结构（分析与推测）
铁与人类生活密切相关，几乎无处不在，地壳中大约5％是铁，是含量仅次于铝的金属。铁及其化合物有广泛应用，被誉为“第一金属”。氮化铁晶体的晶体结构示意图如图1所示，氧化亚铁晶体的晶胞结构示意图如图2所示。
1.氮化铁晶体中铁、氮的原子个数之比为 。
2.已知：氧化亚铁晶体的密度为ρ g·cm－3，NA代表阿伏加德罗常数的值。在该晶胞中，与Fe2＋紧邻且等距离的Fe2＋数目为 ；Fe2＋与O2－的最短间距为 pm。
3.碳溶解在r-Fe中形成的一种间隙固溶体，无磁性，其晶胞为面心立方结构，如图所示，则该物质的化学式为 。若晶体密度为d g·cm－3，则晶胞中最近的两个碳原子的距离为 pm（阿伏加德罗常数的值用NA表示，写出简化后的计算式即可）。
【规律方法】
晶胞的有关计算
（1）计算类型
①计算晶胞中微粒的数目，进而求化学式。
②计算晶胞的质量，进而计算晶体的密度。
③计算晶胞的空间利用率。
④计算晶胞中微粒间的距离或晶胞参数。
（2）计算原理
①求化学式。根据切割法计算出一个晶胞中所含微粒数目，求出晶胞所含微粒个数的最简整数比，从而写出晶体的化学式。
②计算密度。利用公式ρ＝，式中N与晶胞的组成有关，M为晶体的摩尔质量，NA为阿伏加德罗常数的值，V为晶胞的体积，其单位为cm3，ρ为晶体的密度，其单位为g·cm－3。
如图所示为NaCl晶体的晶胞，图中晶胞的边长为a cm，则ρ＝＝ g·cm－3（NA为阿伏加德罗常数的值）。
③晶胞的空间利用率＝
×100％。
④计算晶胞参数。立方体晶胞中可利用公式V＝＝，V＝a3，得a＝。
【迁移应用】
1.如图是CsCl晶体的一个晶胞，相邻的两个Cs＋的核间距为a cm，NA为阿伏加德罗常数的值，CsCl的相对分子质量用M表示，则CsCl晶体的密度 （g·cm－3） 为（ ）
A. B.
C. D.
2.Ti的一种氧化物晶胞结构（长方体）如图所示，该氧化物的化学式为 ；若该晶胞的三个晶胞参数分别为a pm、b pm、c pm。则该氧化物的密度为 g·cm－3（写出表达式即可，已知NA为阿伏加德罗常数的值）。
1.下列叙述正确的是（ ）
A.固态物质一定是晶体
B.冰晶体和固态碘晶体中微粒间的相互作用力相同
C.晶体内部的微粒按一定规律做周期性排列
D.凡有规则外形的固体一定是晶体
2.下列哪些性质或方法不能区别晶体与玻璃体（ ）
A.各向异性
B.X射线衍射
C.导电性
D.原子在三维空间里呈周期性有序排列
3.某离子化合物的晶胞结构如图所示。阴离子位于此晶胞的体心，阳离子位于8个顶角，该离子化合物中，阴、阳离子个数之比是（ ）
A.1∶8 B.1∶4
C.1∶2 D.1∶1
4.科学研究发现，只含镁、镍和碳三种元素的晶体也具有超导性。该新型超导晶体的一个晶胞如图所示，则该晶体的化学式为（ ）
A.Mg2CNi3 B.MgC2Ni
C.MgCNi2 D.MgCNi3
5.（1）铜元素的一种氯化物晶体的晶胞结构如图所示，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，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 。
（3）某晶体结构模型如图所示。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 、 。
第1节 认识晶体
【基础知识·准落实】
分点突破（一）
师生互动
1.周期性重复排列 无周期性重复排列 2.（1）多面体外形 （2）物理性质 （3）规则 3.（1）种类 相互作用
探究活动
交流讨论
1.提示：明矾是晶体，石蜡是非晶体。利用外形区别晶体和非晶体不可靠。
2.提示：物质内部的微粒是否有序排列。
3.提示：自范性，各向异性，对称性，规则的多面体几何外形。
4.提示：晶体内部微粒在空间按照一定规律做周期性重复排列，使晶体具有规则的多面体几何外形和对称性；内部微粒在各个方向上的不同排列是晶体具有各向异性的本质原因。
自主练习
1.B 晶体与非晶体最本质的区别是组成物质的微粒在微观空间是否有序排列，构成晶体的微粒在微观空间里呈现周期性的有序排列，晶体的这一结构特征可以通过X射线衍射图像反映出来，B符合题意。
2.C SiO2的存在形态有结晶形和无定形两大类，故固体SiO2不一定是晶体，A错误；晶体有固定的组成，但一些非晶体，如无定形SiO2也具有固定组成，B错误；晶体内部的微粒按一定规律呈周期性有序排列，C正确；冰晶体是分子晶体，金刚石是共价晶体，D错误。
3.B 晶体的自范性指的是在适宜的条件下，晶体能够自发地呈现封闭的、规则的多面体外形的性质，A项所述过程不可能实现；C项中的圆形并不是晶体本身自发形成的，而是受容器的限制形成的；D项中玻璃是非晶体。
分点突破（二）
师生互动
1.基本的重复单元 平行六面体 形状
探究活动
交流讨论
1.提示：该晶胞中，镁原子位于平行六面体的顶点上，镍原子位于面心上。
2.提示：MgCNi3。Mg原子处于晶胞的顶点上，故每个晶胞中有8×＝1个Mg原子；C原子处于晶胞的体心，完全属于该晶胞；Ni原子处于面心上，故每个晶胞中有6×＝3个Ni原子，故该晶体的化学式为MgCNi3。
自主练习
1.A 晶体结构中的基本重复单元是晶胞，A正确；由于晶胞要“无隙并置”排列，必然出现相邻晶胞共用微粒的情况，B错误；大部分晶体是由平行六面体形晶胞“无隙并置”而成的，但不是所有晶体，C错误；不同晶体中的晶胞形状可能相同，但晶胞的大小不相同，如果形状和大小均相同，则是同一种晶胞，D错误。
2.C 该晶胞拥有的X微粒数为8×＝1；Y位于该晶胞内，共有4个，因此该晶胞中拥有的Y微粒数为4；Z只有1个，位于晶胞的体心上，故该晶体的化学式为XY4Z。
3.（1）CuH （2）＋3 （3）MgB2
解析：（1）根据均摊原则，1个晶胞含有Cu原子个数为2×＋12×＋3＝6；H原子个数为6×＋1＋3＝6，所以化学式为CuH。（2）根据均摊原则，1个晶胞中R有8×＋1＝2个，G有8×＋8×＋4×＋2＝8个，Q有8×＋2＝4个，则R、G、Q的个数之比为1∶4∶2，则其化学式为RQ2G4。由于R为＋2价，G为－2价，所以Q为＋3价。（3）根据图示，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。
【关键能力·细培养】
1.提示：3∶1。氮化铁晶体为六棱柱：顶点贡献率为，面心贡献率为，依据晶胞结构可知，12个铁原子位于顶点，2个铁原子位于面心，3个铁原子位于体内，2个氮原子位于体内，1个晶胞含有铁原子数为12×＋2×＋3＝6、含氮原子数为2，所以该晶体中铁、氮的原子个数之比为6∶2＝3∶1。
2.提示：12； 3×1010。氧化亚铁晶胞中，棱上3个离子相切，晶胞参数等于相邻两个离子核间距的2倍。依据图2可知，上、中、下三层各有4个氧离子与中心的氧离子紧邻且等距离，而氧化亚铁中氧离子、亚铁离子个数比为1∶1，所以有12个二价铁离子与二价铁离子相邻且等距离；1个氧化亚铁晶胞含有亚铁离子数目为8×＋6×＝4，含有氧离子数目为12×＋1＝4，所以1个氧化亚铁晶胞含有4个“FeO”微粒，晶胞质量m＝ g，设Fe2＋与O2－最短核间距为x pm，则晶胞边长为2x pm，晶胞体积V＝（2x×10－10）3 cm3，氧化亚铁晶体的密度ρ＝＝ g·cm－3，解得x＝3×1010。
3.提示：FeC；×3×1010。Fe原子处于顶点、面心，碳原子处于体心、棱中心，晶胞中Fe原子数目＝6×＋8×＝4、C原子数目＝1＋12×＝4，Fe、C原子数目之比为1∶1，故化学式为FeC；晶胞中最近的两个碳原子的距离为同一顶点的2条棱中心2个碳原子的距离，设晶胞中最近的两个碳原子的距离为r pm，则晶胞棱长＝r pm，晶胞质量＝d g·cm－3×（r×10－10 cm）3＝4× g，解得r＝×3×1010。
迁移应用
1.D 由切割法求得CsCl晶胞中含有1个CsCl微粒，其质量是 g，再由相邻的两个Cs＋的核间距为a cm，求出该晶胞的体积是a3cm3，所以晶胞的密度是 g·cm－3，晶体的密度和晶胞的密度是一样的。
2. TiO2
解析：晶胞中Ti原子位于体心与顶点上，O原子位于上下两个面上及体内（有2个），故晶胞中Ti原子数目＝1＋8×＝2、O原子数目＝2＋4×＝4，故该化合物化学式为TiO2，晶胞质量＝2× g，若晶胞参数分别为a pm、b pm、c pm，则晶胞的体积＝a×10－10cm×b×10－10cm×c×10－10cm＝abc×10－30cm3，该晶体的密度＝＝ g·cm－3。
【教学效果·勤检测】
1.C 固态物质分为晶体和非晶体，二者的根本区别是内部微粒在空间是否做同期性重复排列；冰晶体中除范德华力还含有氢键，而碘晶体中只有范德华力；晶体是有规则外形的固体，但是有规则外形的固体不一定是晶体。
2.C 根据晶体的特点和性质可知，晶体具有规则的几何外形，物理性质具有各向异性，X射线衍射时能看到分立的斑点或明锐的衍射峰，晶体除金属晶体外，一般不容易导电，故选C项。
3.D 根据切割法，由题图可知阴离子位于此晶胞的体心，数目为1，阳离子位于8个顶角，数目为8×＝1，所以阴、阳离子个数之比为1∶1，D项正确。
4.D Mg处于晶胞的顶点上，故有8×＝1个；Ni处于晶胞的面心，故有6×＝3个；C处于晶胞的体心，完全属于该晶胞，故该晶体的化学式为MgCNi3。
5.（1）CuCl （2）2 BN （3）CoTiO3 6 12
解析：（1）晶胞中灰球代表的微粒有4个，白球代表的微粒有6×＋8×＝4个，所以化学式为CuCl。（2）每个氮化硼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个面的中心，所以周围距离最近的O原子数目为6；Co原子位于晶胞的顶点，O原子位于晶胞的面心，所以Co原子周围距离最近的O原子数目为12。
8 / 8(共90张PPT)
第1节 认识晶体
课程 标准 1.初步学习晶体的典型特性，学会区分晶体与非晶体，
理解晶体中微粒排列的周期性规律。
2.理解构成物质的微粒、微粒间相互作用和微粒的空间
排列方式三者之间的有机联系，初步掌握解释物质聚集
状态和性质的一般分析方法
目 录
1、基础知识·准落实
4、学科素养·稳提升
2、关键能力·细培养
3、教学效果·勤检测
基础知识·准落实
1
梳理归纳 高效学习
分点突破（一） 晶体的特性
1. 晶体与非晶体的概念
固体类型 内部微粒 内部微粒排列方式
晶体 原子、离子 或分子 在空间按一定规律做
非晶体
周期性重复
排列
无周期性重复排列
2. 晶体的特性
（1）自范性：在适宜的条件下，晶体能够自发地呈现封闭的、规
则的 。
（2）各向异性：晶体在不同的方向上表现出不同的
。
（3）对称性：晶体具有 的几何外形。
（4）固定的熔、沸点：加热晶体，温度达到熔点时即开始熔化，
在没有全部熔化之前，继续加热，温度不再升高，完全熔化
后，温度才继续升高。
（5）能使X射线产生衍射：利用这种性质，人们建立了测定晶体
的重要实验方法。
多面体外形
物理性
质
规则
3. 晶体的分类
（1）依据
晶体内部微粒的 和微粒间的 。
（2）分类
晶体类型 离子晶体 金属晶体 共价晶体 分子晶体
构成微粒 阴、阳离
子 金属阳离 子、“自由 电子” 原子 分子（包括单原子分
子）
微粒间作 用力 离子键 金属键 共价键 分子间作用力（一定
存在范德华力，可能
存在氢键）
种类
相互作用
晶体类型 离子晶体 金属晶体 共价晶体 分子晶体
举例 NaCl、 BaSO4 等离子 化合物 Al、Fe、Cu
等金属单质
和合金 SiO2、金
刚石、晶
体硅等 某些非金属单质，某
些非金属氧化物、氢
化物，含氧酸，大多
数有机物等，如冰、
干冰、I2、萘等
（2）非晶体
①某些非晶体态合金的强度和硬度比相应的晶态合金的强度
和硬度高。
②非晶态硅对阳光的吸收系数比单晶硅大，可以有效吸收
阳光。
4. 晶体与非晶体的用途
（1）晶体
①把机械能变成电能。
②制作红外夜视仪。
③做电子元件。
5. 晶体与非晶体的比较
（1）晶体和非晶体在结构上的差异，导致它们在性质上有所不
同。根据固体的某些性质，可以判断某一固体是晶体还是非
晶体。
（2）晶体与非晶体的比较如下表。
晶体 非晶体
自范性（本质区别） 有 无
是否均一 均一 不均一
固定熔、沸点 有 无
某些物理性质 的各向异性 有 无
晶体 非晶体
能否发生 X射线衍射 能 不能
（能发生散射）
举例 NaCl晶体、I2晶体、
SiO2晶体、Na晶体等 玻璃、橡胶等
名师点拨
（1）有规则几何外形或美观、对称外形的固体，不一定是晶体。如
玻璃属于非晶体，其制品既可以塑造出规则的几何外形，也可
以具有美观、对称的外形。
（2）具有固定组成的物质不一定是晶体，如某些无定形体也有固定
的组成。
（3）晶体不一定都有规则的几何外形。
（4）晶体和非晶体的本质区别在于晶体中的微观粒子在三维空间呈
现周期性有序排列。
【交流讨论】
1. 如图所示，明矾和石蜡均有规则的几何外形，两者均为晶体吗？
提示：明矾是晶体，石蜡是非晶体。利用外形区别晶体和非晶体不
可靠。
2. 晶体与非晶体的本质区别是什么？
提示：物质内部的微粒是否有序排列。
3. 晶体的特征有哪些？
提示：自范性，各向异性，对称性，规则的多面体几何外形。
4. 晶体的各向异性及对称性是由哪些因素引起的？
提示：晶体内部微粒在空间按照一定规律做周期性重复排列，使晶
体具有规则的多面体几何外形和对称性；内部微粒在各个方向上的
不同排列是晶体具有各向异性的本质原因。
1. 区别晶体与非晶体的最科学的方法是（ ）
A. 观察各向异性 B. X射线衍射实验
C. 测定熔点高低 D. 观察自范性
解析：B 晶体与非晶体最本质的区别是组成物质的微粒在微观空
间是否有序排列，构成晶体的微粒在微观空间里呈现周期性的有序
排列，晶体的这一结构特征可以通过X射线衍射图像反映出来，B
符合题意。
2. 下列叙述正确的是（ ）
A. 固体SiO2一定是晶体
B. 晶体有固定的组成，非晶体没有固定的组成
C. 晶体内部的微粒按一定规律呈周期性有序排列
D. 冰和金刚石都是分子晶体
解析： SiO2的存在形态有结晶形和无定形两大类，故固体SiO2
不一定是晶体，A错误；晶体有固定的组成，但一些非晶体，如无
定形SiO2也具有固定组成，B错误；晶体内部的微粒按一定规律呈
周期性有序排列，C正确；冰晶体是分子晶体，金刚石是共价晶
体，D错误。
3. 关于晶体的自范性，下列叙述正确的是（ ）
A. 破损的晶体能够在固态时自动变成规则的多面体
B. 缺角的氯化钠晶体在饱和NaCl溶液中慢慢变为完美的立方体
C. 圆形容器中结出的冰是圆形的，体现了晶体的自范性
D. 由玻璃制成规则的玻璃球，体现了晶体的自范性
解析： 晶体的自范性指的是在适宜的条件下，晶体能够自发地
呈现封闭的、规则的多面体外形的性质，A项所述过程不可能实
现；C项中的圆形并不是晶体本身自发形成的，而是受容器的限制
形成的；D项中玻璃是非晶体。
分点突破（二） 晶体结构的基本重复单元——晶胞
1. 晶胞
如图所示，铜晶胞中含有的铜原子数为8× ＋6× ＝4。
2. 晶体与晶胞的关系
将一个个晶胞及其中包含的微粒上、下、前、后、左、右并
置，就构成了整个晶体结构。因此，知道了晶胞的大小和形状
以及晶胞中包含的微粒的种类、数目和空间位置，就可以了解
整个晶体的结构。
整块晶体可看作数量巨大的晶胞“无隙并置”而成，也就是说晶体
就是晶胞周期性地在三维空间并置堆砌而成的，如金刚石晶体结构
与晶胞的关系如图所示。
3. 切割法计算晶胞中的微粒数
晶胞任意位置上的一个原子若被X个晶胞共用，那么每个晶胞对这
个原子分得的份额就是 。
（1）长方体形（立方体形）晶胞微粒数的计算
（2）六棱柱结构微粒数的计算
如图所示，六棱柱结构中所含微粒数目为12× ＋3＋2× ＝6。
【提醒】 非长方体形和六方形结
构中微粒数目计算时视具体情况而定，
如石墨晶胞每一层内碳原子排成六边形，每个碳原子被三个六边形共用，每个碳原子对六边形的贡献为 。
中国科学院物理研究所发现一种仅由镍、镁、碳三种元素构成的
超导体，它是一种不含氧原子的钙钛矿结构的超导体，该超导体的晶
胞如图所示：
【交流讨论】
1. 该晶胞中，镁原子和镍原子分别位于什么位置？
提示：该晶胞中，镁原子位于平行六面体的顶点上，镍原子位于面
心上。
2. 该晶体的化学式是什么？
提示：MgCNi3。Mg原子处于晶胞的顶点上，故每个晶胞中有8×
＝1个Mg原子；C原子处于晶胞的体心，完全属于该晶胞；Ni原子
处于面心上，故每个晶胞中有6× ＝3个Ni原子，故该晶体的化学
式为MgCNi3。
1. 下列有关晶胞的叙述中，正确的是（ ）
A. 晶胞是晶体结构中的基本重复单元
B. 晶胞中的任何一个微粒都属于该晶胞
C. 所有晶体都是由平行六面体无隙组合而成的
D. 不同晶体中的晶胞的大小和形状均相同
解析： 晶体结构中的基本重复单元是晶胞，A正确；由于晶胞
要“无隙并置”排列，必然出现相邻晶胞共用微粒的情况，B错
误；大部分晶体是由平行六面体形晶胞“无隙并置”而成的，但不
是所有晶体，C错误；不同晶体中的晶胞形状可能相同，但晶胞的
大小不相同，如果形状和大小均相同，则是同一种晶胞，D错误。
2. 已知某晶体晶胞如图所示，则该晶体的化学式为（ ）
A. XYZ B. X2Y4Z
C. XY4Z D. X4Y2Z
解析： 该晶胞拥有的X微粒数为8× ＝1；Y位于该晶胞内，共
有4个，因此该晶胞中拥有的Y微粒数为4；Z只有1个，位于晶胞的
体心上，故该晶体的化学式为XY4Z。
3. 填空。
（1）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
图1所示。则该化合物的化学式为 。
CuH
解析： 根据均摊原则，1个晶胞含有Cu原子个数为2×
＋12× ＋3＝6；H原子个数为6× ＋1＋3＝6，所以化学式
为CuH。
（2）如图2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
价。
解析： 根据均摊原则，1个晶胞中R有8× ＋1＝2个，
G有8× ＋8× ＋4× ＋2＝8个，Q有8× ＋2＝4个，则
R、G、Q的个数之比为1∶4∶2，则其化学式为RQ2G4。由于
R为＋2价，G为－2价，所以Q为＋3价。
＋
3
（3）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，图3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 。
解析： 根据图示，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。
MgB2
关键能力·细培养
2
互动探究 深化认知
晶胞的组成和结构（分析与推测）
铁与人类生活密切相关，几乎无处不在，地壳中大约5％是铁，
是含量仅次于铝的金属。铁及其化合物有广泛应用，被誉为“第一金
属”。氮化铁晶体的晶体结构示意图如图1所示，氧化亚铁晶体的晶
胞结构示意图如图2所示。
1. 氮化铁晶体中铁、氮的原子个数之比为 。
提示：3∶1。氮化铁晶体为六棱柱：顶点贡献率为 ，面心贡献率
为 ，依据晶胞结构可知，12个铁原子位于顶点，2个铁原子位于
面心，3个铁原子位于体内，2个氮原子位于体内，1个晶胞含有铁
原子数为12× ＋2× ＋3＝6、含氮原子数为2，所以该晶体中
铁、氮的原子个数之比为6∶2＝3∶1。
2. 已知：氧化亚铁晶体的密度为ρ g·cm－3，NA代表阿伏加德罗常数
的值。在该晶胞中，与Fe2＋紧邻且等距离的Fe2＋数目
为 ；Fe2＋与O2－的最短间距为 pm。
提示：12； 3 ×1010。氧化亚铁晶胞中，棱上3个离子相切，
晶胞参数等于相邻两个离子核间距的2倍。依据图2可知，上、中、
下三层各有4个氧离子与中心的氧离子紧邻且等距离，而氧化亚铁
中氧离子、亚铁离子个数比为1∶1，所以有12个二价铁离子与二价
铁离子相邻且等距离；
1个氧化亚铁晶胞含有亚铁离子数目为8× ＋6× ＝4，含有氧离子
数目为12× ＋1＝4，所以1个氧化亚铁晶胞含有4个“FeO”微粒，
晶胞质量m＝ g，设Fe2＋与O2－最短核间距为x pm，则晶胞边长为
2x pm，晶胞体积V＝（2x×10－10）3 cm3，氧化亚铁晶体的密度ρ＝
＝ g·cm－3，解得x＝3 ×1010。
3. 碳溶解在r-Fe中形成的一种间隙固溶体，无磁性，其晶胞为面心立
方结构，如图所示，则该物质的化学式为 。若晶体密度为d
g·cm－3，则晶胞中最近的两个碳原子的距离为 pm（阿伏加德
罗常数的值用NA表示，写出简化后的计算式即可）。
提示：FeC； ×3 ×1010。Fe原子处于顶点、面心，碳原子
处于体心、棱中心，晶胞中Fe原子数目＝6× ＋8× ＝4、C原子
数目＝1＋12× ＝4，Fe、C原子数目之比为1∶1，故化学式为
FeC；晶胞中最近的两个碳原子的距离为同一顶点的2条棱中心2个
碳原子的距离，设晶胞中最近的两个碳原子的距离为r pm，则晶胞
棱长＝ r pm，晶胞质量＝d g·cm－3×（ r×10－10 cm）3＝
4× g，解得r＝ ×3 ×1010。
【规律方法】
晶胞的有关计算
（1）计算类型
①计算晶胞中微粒的数目，进而求化学式。
②计算晶胞的质量，进而计算晶体的密度。
③计算晶胞的空间利用率。
④计算晶胞中微粒间的距离或晶胞参数。
（2）计算原理
①求化学式。根据切割法计算出一个晶胞中所含微粒数目，求
出晶胞所含微粒个数的最简整数比，从而写出晶体的化学式。
②计算密度。利用公式ρ＝ ，式中N与晶胞的组成有关，M
为晶体的摩尔质量，NA为阿伏加德罗常数的值，V为晶胞的体
积，其单位为cm3，ρ为晶体的密度，其单位为g·cm－3。
如图所示为NaCl晶体的晶胞，图中晶胞的边长为a cm，则ρ＝
＝ g·cm－3（NA为阿伏加德罗常数的值）。
③晶胞的空间利用率＝ ×100％。
④计算晶胞参数。立方体晶胞中可利用公式V＝ ＝ ，V＝
a3，得a＝ 。
【迁移应用】
1. 如图是CsCl晶体的一个晶胞，相邻的两个Cs＋的核间距为a cm，NA
为阿伏加德罗常数的值，CsCl的相对分子质量用M表示，则CsCl
晶体的密度 （g·cm－3） 为（ ）
解析： 由切割法求得CsCl晶胞中含有1个CsCl微粒，其质量是
g，再由相邻的两个Cs＋的核间距为a cm，求出该晶胞的体积是
a3cm3，所以晶胞的密度是 g·cm－3，晶体的密度和晶胞的密度
是一样的。
g·cm－3（写出表达式即可，已知NA为阿伏加德罗常数的值）。
TiO2
解析：晶胞中Ti原子位于体心与顶点上，O原子位于上下两个面上
及体内（有2个），故晶胞中Ti原子数目＝1＋8× ＝2、O原子数
目＝2＋4× ＝4，故该化合物化学式为TiO2，晶胞质量＝2×
g，若晶胞参数分别为a pm、b pm、c pm，则晶胞的体积＝a×10－
10cm×b×10－10cm×c×10－10cm＝abc×10－30cm3，该晶体的密度
＝ ＝ g·cm－3。
教学效果·勤检测
3
强化技能 查缺补漏
1. 下列叙述正确的是（ ）
A. 固态物质一定是晶体
B. 冰晶体和固态碘晶体中微粒间的相互作用力相同
C. 晶体内部的微粒按一定规律做周期性排列
D. 凡有规则外形的固体一定是晶体
解析： 固态物质分为晶体和非晶体，二者的根本区别是内部微
粒在空间是否做同期性重复排列；冰晶体中除范德华力还含有氢
键，而碘晶体中只有范德华力；晶体是有规则外形的固体，但是有
规则外形的固体不一定是晶体。
2. 下列哪些性质或方法不能区别晶体与玻璃体（ ）
A. 各向异性
B. X射线衍射
C. 导电性
D. 原子在三维空间里呈周期性有序排列
解析： 根据晶体的特点和性质可知，晶体具有规则的几何外
形，物理性质具有各向异性，X射线衍射时能看到分立的斑点或明
锐的衍射峰，晶体除金属晶体外，一般不容易导电，故选C项。
3. 某离子化合物的晶胞结构如图所示。阴离子位于此晶胞的体心，阳
离子位于8个顶角，该离子化合物中，阴、阳离子个数之比是（ ）
A. 1∶8 B. 1∶4
C. 1∶2 D. 1∶1
解析： 根据切割法，由题图可知阴离子位于此晶胞的体心，数
目为1，阳离子位于8个顶角，数目为8× ＝1，所以阴、阳离子个
数之比为1∶1，D项正确。
4. 科学研究发现，只含镁、镍和碳三种元素的晶体也具有超导性。该
新型超导晶体的一个晶胞如图所示，则该晶体的化学式为（ ）
A. Mg2CNi3 B. MgC2Ni
C. MgCNi2 D. MgCNi3
解析： Mg处于晶胞的顶点上，故有8× ＝1
个；Ni处于晶胞的面心，故有6× ＝3个；C处于晶胞的体心，完全属于该晶胞，故该晶体的化学式为MgCNi3。
5. （1）铜元素的一种氯化物晶体的晶胞结构如图所示，该氯化物的
化学式是 。
解析： 晶胞中灰球代表的微粒有4个，白球代表的微粒
有6× ＋8× ＝4个，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，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 。
2
BN
解析： 每个氮化硼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
陶瓷的化学式为BN。
（3）某晶体结构模型如图所示。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 、 。
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个面的中心，所以周围距离最近的O原子数目为6；Co原子位于晶胞的顶点，O原子位于晶胞的面心，所以Co原子周围距离最近的O原子数目为12。
学科素养·稳提升
4
内化知识 知能升华
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1. 下列说法错误的是（ ）
A. 同一物质有时可以是晶体，有时可以是非晶体
B. 区分晶体和非晶体最可靠的科学方法是确定有没有固定熔点
C. 雪花是水蒸气凝华得到的晶体
D. 晶体可以从溶液中析出得到
解析： A项正确，如晶态SiO2和非晶态SiO2；B项错误，最可靠
的科学方法是对固体进行X射线衍射实验；雪花是水蒸气凝华得到
的晶体，凝华是获得晶体的三种途径之一，C项正确；晶体的获取
方法很多，从溶液中析出溶质是方法之一，D项正确。
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2. 整块晶体可以看作是数量巨大的晶胞“无隙并置”而成。对这句话
的理解错误的是（ ）
A. 相邻晶胞之间没有任何间隙
B. 晶体是晶胞简单、随意堆积而成的
C. 晶胞排列时，取向相同
D. “并置”是指所有晶胞都是平行排列的
解析： 晶体并不是晶胞简单、随意堆积而成的，而是晶胞平行
排列而成的，且相邻晶胞之间没有任何间隙。
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3. 如图为一块密度、厚度均匀的矩形样品，长为宽的两倍，若用多用
电表沿两对称轴测其电阻均为R，则这块样品一定是（ ）
A. 金属 B. 半导体
C. 非晶体 D. 晶体
解析： 由于AB＝2CD，而AB、CD间的电阻却相等，说明样
品横向（AB）与纵向（CD）的导电性不同，具有各向异性，而
晶体的特征之一是各向异性，非晶体则具有各向同性，故该样品为
晶体。
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4. 下列能够表示出每个晶胞中所含实际微粒个数的面心立方晶胞的是
（ ）
解析： A项和B项是面心立方晶胞，其中B项是经过切割了的面
心立方晶胞，它能表示出此晶胞中所含微粒的实际数目；C项和D
项是体心立方晶胞。
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5. 铜和氧形成的一种离子化合物晶胞、C60晶胞和C60分子如图所示，
下列说法中错误的是（ ）
A. 铜和氧形成的离子化合物中铜元素的化合价为＋1
B. 在C60晶胞中含有14个C60分子
C. C60与F2在一定条件下，发生加成反应生成C60F60
D. 1 mol C60分子中，含有的σ键数目约为90×6.02×1023
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解析： 在该离子化合物的晶胞中，含有Cu原子个数是4，含有
O原子个数为1＋8× ＝2，n（Cu）∶n（O）＝4∶2＝2∶1，则
该化合物化学式是Cu2O，根据化合物中元素化合价代数和为0，O
元素的化合价为－2价，可知Cu为＋1价，A正确；在C60晶胞中含
有C60分子数目是 8× ＋6× ＝4，B错误；在C60中含有30个共价
键，则C60与F2在一定条件下，发生加成反应生成C60F60，C正确；
在C60分子中，每个C原子与相邻C原子形成3个σ键，则在1个C60分
子中含有σ键数目是 ＝90个，故在1 mol C60分子中，含有的σ键
数目约为90×6.02×1023，D正确。
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6. 下列是晶体结构中具有代表性的基本重复单元（晶胞）的排列方
式，其对应的化学式正确的是（图中： －X， －Y， －Z）（ ）
A. X2Y B. XY3
C. XY3Z D. XYZ
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解析： A图所示的晶胞中X的个数为1，Y的个数为8× ＝1，化
学式为XY；B图所示的晶胞中X的个数为1＋4× ＝ ，Y的个数为
4× ＝ ，化学式为X3Y；C图所示的晶胞中X的个数为8× ＝1，
Y的个数为6× ＝3，Z的个数为1，化学式为XY3Z；D图所示的晶
胞中X的个数为8× ＝1，Y的个数为12× ＝3，Z的个数为1，化
学式为XY3Z。
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7. 如图所示的晶体结构是一种具有优良的压电、铁电、电光等功能的
晶体材料的基本结构单元（晶胞）。晶体内与每个“Ti”紧邻的氧
原子数和这种晶体材料的化学式分别是（各元素所带电荷均已略
去）（ ）
A. 8；BaTi8O12 B. 8；BaTi4O9
C. 6；BaTiO3 D. 3；BaTi2O3
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解析： 由题图所示晶胞结构可知，Ba位于体心，数目为1，Ti
位于顶点，数目为8× ＝1，O位于棱心，数目为12× ＝3，其化
学式为BaTiO3，晶体内与“Ti”紧邻的氧原子在棱上，则晶体内与
每个“Ti”紧邻的氧原子数为 ＝6。
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8. 钴的一种化合物的立方晶胞结构如图所示，已知晶胞参数为a nm，
A点的原子坐标参数为（0，0，0），B点为 。下列说法
中错误的是（ ）
A. 该晶胞的体积为a3×10－21
cm3
B. 距离Co2＋最近且等距离的O2－的数目为6
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解析： 晶胞参数为a nm，该晶胞的体积为a×10－21 cm3，A正
确；由晶胞结构图可知，Co2＋周围最近且等距的O2－有6个，B正
确；A点的原子坐标参数为（0，0，0），B点为 ，C点
的原子处于体心，坐标参数为 ，C正确；Ti4＋与Co2＋之
间的最短距离为体对角线长的一半，即为 a nm，D错误。
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9. 镁单质及其化合物用途广泛，某镁硼化合物的晶胞结构如图所示。
B原子独立为一层，具有类似石墨的结构。六棱柱底边边长为a
cm，高为c cm，阿伏加德罗常数的值为NA。下列说法错误的是
（ ）
A. 该化合物的化学式为MgB2
B. 该晶胞中Mg的配位数为12
C. 每个B原子周围都有2个与之等距离且最近的B原子
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解析： 1个晶胞含有Mg原子数是12× ＋2× ＝3、B原子数
是6，该化合物的化学式为MgB2，A正确；依据晶胞面心的Mg
原子分析，其上层、下层各有6个B原子，所以该晶胞中Mg的配
位数为12，B正确；根据图示，每个B原子周围都有3个与之等
距离且最近的B原子，C错误；晶胞的体积为 ×a cm× a
cm×6×c cm＝ a2c cm3，该晶体的密度为 g·cm－3
＝ g·cm－3，D正确。
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10. 已知X、Y、Z三种元素组成的化合物是离子晶体，其晶胞如图所
示，X、Y、Z分别处于立方体的顶点、棱点、立方体的体心。则
下面关于该化合物的说法不正确的是（ ）
A. 该晶体的化学式为ZXY3
B. X、Y、Z在三维空间按一定规律做周期性有序排列
C. 每个X周围距离最近的Y有6个
D. 每个Z周围距离最近的X有16个
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解析： Z处于晶胞体心，被一个晶胞占有，X处于顶点，每个
X被8个晶胞占有，Y处于棱心，每个Y被4个晶胞占有，故晶胞
中，Z的个数为1，X的个数为8× ＝1，Y的个数为12× ＝3，
Z、X、Y的原子个数比是1∶1∶3，所以该晶体的化学式为
ZXY3，A项正确；粒子在三维空间按一定规律做周期性有序排
列，是晶体的特征，B项正确；利用晶体的对称性，可以判断出
每个X周围距离最近的Y有6个，C项正确；Z原子位于体心，X位
于立方体的顶点，体心距8个顶点的距离相等且最近，因此每个Z
周围距离最近的X有8个，D项错误。
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11. 如图是某固体的微观结构示意图，请认真观察两图，判断下列说
法正确的是（ ）
A. 两种物质在一定条件下都会自动形成有规则几何外形的晶体
B. Ⅰ形成的固体物理性质有各向异性
C. Ⅱ形成的固体一定有固定的熔点
D. 二者的X射线衍射图谱是相同的
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解析： 观察结构图知，Ⅰ中微粒呈周期性有序排列，Ⅱ中微粒
排布不规则，故Ⅰ为晶体，Ⅱ为非晶体。晶体具有各向异性，具有
固定熔点，非晶体没有固定熔点，用X射线衍射实验检验两者，
图谱明显不同。
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12. 氧化锌透明度高，常温下有优异的发光性能，在半导体领域中有
着广泛的应用，一种氧化锌的立方晶胞结构如图所示（用NA表示
阿伏加德罗常数的值），下列说法错误的是（ ）
B. 基态氧原子核外电子有5种空间运动状态
D. Zn、O均是p区元素
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解析： 由晶胞结构可知，晶胞中位于顶点和面心的锌原子个
数为8× ＋6× ＝4，位于体内的氧原子个数为4，晶胞的质量为
×81 g·mol－1＝ g，A正确；电子在原子核外的一个原
子轨道称为一种空间运动状态，氧元素的原子序数为8，原子的电
子排布式为1s22s22p4，核外电子分布在1s、2s、2p的5个原子轨道
上，则基态氧原子核外电子有5种空间运动状态，B正确；由晶胞结构可知，顶点与面心上的两个锌原子距离最近，由晶胞的参数为a pm可知，面对角线长度为 a pm，则锌原子间的最短距离为
a pm，C正确；锌元素是过渡元素，位于元素周期表第4周期ⅡB族，属于ds区元素，D错误。
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13. 研究低温超导体材料的性能对解决能源危机有重要意义。金属K
与C60形成的一种低温超导材料的立方晶胞结构如图所示，晶胞边
长都为a pm，K原子位于晶胞的棱上与内部。下列说法正确的是
（ ）
A. 该材料的化学式为KC60
B. C60周围等距且最近的C60的个数为4个
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解析： 由晶胞结构可知，晶胞中位于顶点和面心的C60个数为
8× ＋6× ＝4，位于棱上、体心和体内的钾原子的个数为12×
＋1＋8＝12，则该材料的化学式为K3C60，A错误；由晶胞结构可
知，位于顶点的C60与位于面心的C60距离最近，则一个晶胞中有3
个位于面心的C60与顶点C60等距且最近，顶点C60可以形成8个晶
胞，每个面心C60为2个晶胞共有，所以C60周围等距且最近的C60的
个数为 ＝12，B错误；由晶胞结构可知，体心钾原子与顶点C60的距离为体对角线长的 ，则体心K原子与顶点C60的距离为 a pm，C错误；由晶胞结构可知，C60与C60的最短距离是面对角线长的 ，则C60与C60的最短距离是 a pm，D正确。
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14. 回答下列问题：
（1）某种氮化铝晶体属六方晶系，晶胞结构如图所示。晶体内与
氮原子距离最近且相等的铝原子的数目是 ，若晶胞参
数为a pm、a pm、c pm，则氮化铝晶体的密度
为 g·cm－3（用代数式表示，NA为阿伏加德
罗常数的值，sin 60°＝ ）。
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解析： 由题图可知Al的配位数为4，晶胞中Al原子数目
＝1＋4× ＋4× ＝2；N原子数目＝1＋2× ＋2× ＝2，
故二者配位数相同，均为4，即晶体内与氮原子距离最近且
相等的铝原子的数目是4；晶体密度＝
＝ g·cm－3。
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（2）汞钡铜氧晶体的晶胞如图A所示，通过掺杂Ca2＋获得的具有
更高临界温度的超导材料如图B所示。汞钡铜氧晶体的密度
为 g·cm－3（设NA为阿伏加德罗常数的值）。
图A晶胞中钡离子的分数坐标为 和
。掺杂Ca2＋所得超导材料的化学式
为 。
HgBa2CaCu2O6
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解析： 根据汞钡铜氧晶体的结构可知，晶胞中Hg有
8× ＝1个、Ba有2个、Cu有4× ＝1个、O有8× ＋4×
＝4个，其密度为ρ＝ ＝ g·cm－3，图A晶胞中钡
离子的分数坐标为 和 ，根据掺
杂Ca2＋所得超导材料的结构可知，晶胞中含有1个Ca、1个
Hg、2个Ba、2个Cu、6个O，化学式为HgBa2CaCu2O6。
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15. 铜及其化合物在生产生活中有着广泛的用途。
（1）基态铜原子的核外电子排布式为
。
解析： 铜是29号元素，基态铜原子的核
外电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s1或
[Ar]3d104s1。
1s22s22p63s23p63d104s1或
[Ar]3d104s1
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（2）向硫酸铜溶液中滴氨水，首先形成蓝色沉淀；继续滴加氨
水，沉淀溶解，得到深蓝色的透明溶液；继续向溶液中加入
乙醇，会析出深蓝色晶体[Cu（NH3）4SO4·H2O]。
①氨水中各元素原子的电负性由大到小的顺序为
（用元素符号表示）。
②NH3中N原子的杂化轨道类型为 ，与其互为等电子
体的阳离子为 。
O＞N＞
H
sp3
H3O＋
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解析： ①氨水中含有H、N、O三种元素，非金属性越强，电负性越大，因此各元素原子的电负性由大到小的顺序为O＞N＞H。②NH3中N原子含有的价电子对数是3＋ ＝4，因此杂化轨道类型为sp3；原子数和价电子数分别相等的微粒互为等电子体，则与其互为等电子体的阳离子为H3O＋。
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（3）CuCl2和CuCl是铜的两种常见的氯化物。如图表示的
是 （填“CuCl2”或“CuCl”）的晶胞，其中Cl－
的配位数为 ，已知晶胞的棱长为d nm，用NA表示阿伏
加德罗常数的值，则晶体的密度表达式为 g·cm－3。
CuCl
4
解析： 根据晶胞结构可知含氯原子的个数是8× ＋6× ＝4，含铜原子个数是4，化学式为CuCl，则题图表示的是CuCl的晶胞，其中Cl－的配位数为4，已知晶胞的棱长为d nm，用NA表示阿伏加德罗常数的值，则晶体的密度表达式为 g·cm－3＝ g·cm－3。
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感谢欣赏
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