阶段重点练五 晶体结构与性质及晶胞的相关计算
题组一 晶体结构与类型
1.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，而非晶体中粒子排列相对无序，无自范性
②含有金属阳离子的晶体一定是离子晶体
③共价键可决定分子晶体的熔、沸点
④MgO和NaCl两种晶体中，MgO的离子键键能较小，所以其熔点比较低
⑤晶胞是晶体结构的基本单元
⑥晶体尽可能采取紧密堆积方式，以使其变得比较稳定
⑦干冰晶体中，一个CO2分子周围有12个CO2分子紧邻
A.①②③ B.②③⑦
C.④⑤⑥ D.②③④
2.某些晶体的结构如图所示，下列有关说法中正确的是（ ）
A.在NaCl晶体中，距Na＋最近的Cl－有8个
B.在CaF2晶体中，每个晶胞平均占有6个Ca2＋
C.在金刚石晶体中，碳原子与碳碳键的个数比为1∶2
D.该气态团簇分子的分子式为EF或FE
3.经X射线研究证明：PCl5在固体状态时，其空间结构分别是正四面体形和正八面体形的两种离子构成，下列关于PCl5的推断正确的是（ ）
A.PCl5固体是共价晶体
B.PCl5晶体具有良好的导电性
C.PCl5晶体由[PCl4]＋和[PCl6]－构成，其离子数目之比为1∶1
D.PCl5晶体由[PCl3]2＋和[PCl7]2－构成，其离子数目之比为1∶1
题组二 晶体类型与性质
4.下列物质所属晶体类型分类正确的是（ ）
类型 A B C D
共价晶体 石墨 生石灰 碳化硅 金刚石
分子晶体 冰 固态氨 氯化铯 干冰
离子晶体 氮化铝 食盐 明矾 芒硝
金属晶体 铜 汞 铝 铁
5.下表给出两种化合物的熔点和沸点。
物质 AlCl3 CCl4
熔点/℃ 190 －22.9
沸点/℃ 178 76.8
关于表中两种化合物的说法正确的是（ ）
①AlCl3在加热时可升华 ②CCl4属于分子晶体
③AlCl3是典型的离子晶体
A.仅① B.仅③
C.仅①② D.①②③
6.下列比较正确的是（ ）
A.晶体中化学键的键能由大到小：硅＞碳化硅＞金刚石
B.熔、沸点由高到低：金刚石＞氧化镁＞氯化钠＞二氧化碳
C.硬度由大到小：C60＞碳化硅＞铁＞氯化钠
D.共价键的极性由强到弱：H—I＞H—Br＞H—Cl
题组三 原子分数坐标与投影图
7.磷化硼是一种超硬耐磨涂层材料，其晶胞结构如图所示。图中原子分数坐标a为（0，0，0），b为，则c的原子分数坐标为（ ）
A. B.
C. D.
8.有一种氮化硼晶体的结构与金刚石相似，其晶胞如图所示。
氮化硼晶胞的俯视投影图是（ ）
9.已知金刚石的晶胞结构如图：
（1）若a为原点坐标，晶胞边长为a，原子1的分数坐标为，则原子2、3、4的分数坐标分别为 、 、 。
（2）金刚石沿体对角线垂直在纸面上的投影图是 （填字母）。
题组四 晶胞的相关计算
10.某荧光材料由X2＋与Y2－组成，其摩尔质量为M g·mol－1，NA为阿伏加德罗常数的值。其晶胞结构如图所示。下列叙述不正确的是（ ）
A.该晶体的化学式是XY
B.该晶胞参数为a nm，则其晶体密度为ρ＝ g·cm－3
C.X2＋的配位数是4，Y2－的配位数也是4
D.若A点的原子坐标为，则B点的原子坐标为
11.Cu与Cl形成某种化合物的晶胞如图所示，该晶体的密度为 ρ g·cm－3，晶胞边长为a cm，则阿伏加德罗常数为 （用含ρ、a的代数式表示）。
12.MgO具有NaCl型结构（如图），X射线衍射实验测得MgO的晶胞参数为a＝0.420 nm，则r（O2－）约为 nm。MnO也属于NaCl型结构，晶胞参数为a'＝0.448 nm，则r（Mn2＋）为 nm。
13.某种离子液体低温下的晶胞结构如图所示。已知该晶体的密度为ρ g·cm－3，X＋和Y－半径分别为a pm、b pm，X、Y的相对原子质量分别用M（X）、M（Y）表示，阿伏加德罗常数的数值为NA。该晶胞中离子的体积占晶胞体积的百分率为 （列式即可）。
14.（1）据报道只含镁、镍和碳三种元素的某晶体具有超导性。
①该晶体的晶胞结构如图所示，写出该晶体的化学式 。晶体中与每个镁原子距离最近且相等的镍原子有 个。
②该晶体的晶胞结构的另一种表示中，碳原子位于各顶角位置，则Ni位于 （填“棱心”“面心”或“体心”）。
③若晶胞中Ni、Mg之间的最短距离为a pm，阿伏加德罗常数的值为NA，则晶体的密度ρ＝ （用含a、NA的代数式表示）g·cm－3。
（2）金属铂立方晶胞的二维投影图如图所示（铂的相对原子质量为195）。若金属铂的密度为 d g·cm－3，设阿伏加德罗常数的值为NA，则晶胞参数a＝ pm（阿伏加德罗常数的值为NA，列出计算式即可）。
阶段重点练（五） 晶体结构与性质及晶胞的相关计算
1.D ①晶体中粒子呈周期性有序排列，有自范性；而非晶体中粒子排列相对无序，无自范性，正确；②含有金属阳离子的晶体不一定是离子晶体，如金属晶体中也含有金属阳离子，错误；③共价键可决定共价晶体的熔、沸点，分子晶体的熔、沸点的高低是由分子间作用力的大小决定的，错误；④MgO和NaCl两种晶体中，MgO的离子键键能较大，所以其熔点比较高，错误；⑤晶胞是晶体结构的基本单元，正确；⑥晶体尽可能采取紧密堆积方式，以使其变得比较稳定，正确；⑦干冰晶体中，一个CO2分子周围有12个CO2分子紧邻，正确。
2.C 在NaCl晶体中，距Na＋最近的Cl－有6个，A错误；在CaF2晶体中，Ca2＋位于晶胞的顶角和面心，晶胞中含有Ca2＋的个数为8×＋6×＝4，B错误；在金刚石晶体中，每个碳原子形成4个共价键，每两个碳原子共用一个共价键，则每个碳原子形成的共价键的个数为4×＝2，所以在金刚石晶体中，碳原子与碳碳键的个数比为1∶2，C正确；气态团簇分子不同于晶胞，气态团簇分子中含有4个E原子，4个F原子，则分子式为E4F4或F4E4，D错误。
3.C 根据题意知，PCl5固体由两种离子构成，PCl5固体属于离子晶体，A项错误；PCl5晶体属于离子晶体，离子晶体中阴、阳离子不能自由移动，故PCl5晶体没有良好的导电性，B项错误；两种离子的空间结构分别是正四面体形和正八面体形，呈正四面体形的为AB4型，呈正八面体形的为AB6型，根据PCl5的化学式，呈正四面体形的离子为[PCl4]＋，呈正八面体形的离子为[PCl6]－，且两种离子数目之比为1∶1，C项正确，D项错误。
4.D A选项中石墨为混合型晶体，氮化铝为共价晶体；B选项中生石灰为离子晶体；C选项中氯化铯为离子晶体。
5.C 根据两物质的熔、沸点判断，AlCl3和CCl4为分子晶体；AlCl3的沸点低于熔点，所以可升华。故选C。
6.B 原子半径：C＜Si，则晶体中化学键的键能由大到小：金刚石＞碳化硅＞硅，A错误；金刚石是共价晶体，氯化钠和氧化镁是离子晶体，且氧化镁中离子所带电荷数较多，二氧化碳是分子晶体，则熔、沸点由高到低：金刚石＞氧化镁＞氯化钠＞二氧化碳，B正确；碳化硅是共价晶体，铁是金属晶体，氯化钠是离子晶体，C60是分子晶体，则硬度由大到小：碳化硅＞铁＞氯化钠＞C60，C错误；非金属性：I＜Br＜Cl，则共价键的极性由弱到强：H—I＜H—Br＜H—Cl，D错误。
7.D 题图中原子分数坐标a为（0，0，0），b为，则a原子在坐标原点。分析题图中4个P原子的相对位置关系，c点与右上顶点的连线处于晶胞体对角线上，且其长度为体对角线长度的，由a、b的原子分数坐标可知，晶胞棱长为1，故c点到各坐标平面的距离均为，故c的原子分数坐标为。
8.B 氮化硼晶体的结构与金刚石相似，从图示可知，氮原子位于晶胞顶点和面心上，硼原子处在体对角线的处（离最近顶点），其中两个在离顶面较近的体对角线处，且在相对位置，另外两个在离底面较近的体对角线处，且在相对位置，而且上两个原子与下两个原子互相错开，即两个原子的连线呈交叉状。故氮化硼晶胞的俯视投影图是B。
9.（1） （2）D
解析：（1）根据晶胞边长为a和原子1的分数坐标，可确定原子2、3、4分别位于体对角线的处（离最近顶点），可推出2、3、4原子的分数坐标分别是、、。（2）A项是体心立方晶胞沿体对角线的投影图；B项是金刚石晶胞结构删除面心上碳原子后沿体对角线的投影图；C项是Zn型（六方最密堆积）晶胞沿z轴的投影图；D项是金刚石晶胞沿体对角线的投影图。
10.B 由题给晶胞图可知，1个晶胞中含有X2＋的个数为8×＋6×＝4，Y2－的个数为4，X2＋与Y2－的个数比为1∶1，因此该晶体的化学式是XY，故A正确；1个晶胞中含有4个XY，即1个晶胞的质量为4× g，晶胞体积为（a×10－7 cm）3，因此晶体密度ρ＝ g·cm－3，故B错误；由题图可知，距离X2＋最近且等距的Y2－有4个，距离Y2－最近且等距的X2＋有4个，故C正确；若A点的原子坐标为，则原点位于左下的顶点，因此B点的原子坐标为，故D正确。
11. mol－1
解析：晶胞中灰色球数目为4，白色球数目为8×＋6×＝4，该化合物为CuCl，晶胞质量为＝ρ g·cm－3×（a cm）3，整理可得NA＝ mol－1。
12.0.148 0.076
解析：由题意知，在MgO中，氧离子沿晶胞的面对角线方向接触，所以a＝2r（O2－），r（O2－）≈0.148 nm；MnO的晶胞参数比MgO更大，说明阴离子之间不再接触，阴、阳离子沿坐标轴方向接触，故2[r（Mn2＋）＋r（O2－）]＝a'，r（Mn2＋）＝0.076 nm。
13.×100％
解析：由晶胞结构可知，一个晶胞中含有的X＋为2个，含有的Y－为2个，即一个晶胞含有2个XY，根据密度与质量、体积的关系求出1个晶胞的体积，即根据ρ＝，得一个晶胞的体积为V（晶胞）＝，X＋、Y－可以看做刚性球，球体的体积公式为πr3，故该晶胞中离子的体积占晶胞体积的百分率为×100％。
14.（1）①MgCNi3 12 ②棱心 ③×1030
（2）×1010
解析：（1）①碳原子位于晶胞体心，晶胞中只有1个C原子，镁原子位于顶角，晶胞中Mg原子数为8×＝1，镍原子位于面心，每个镍原子被两个晶胞所共用，故每个晶胞中镍原子数为6×＝3，故晶体化学式为MgCNi3。Mg原子处于顶角，与之最近的Ni原子处于面心，面心上的原子被2个晶胞所共用，则晶体中与每个Mg距离最近且相等的镍原子共有＝12个。②该晶体的晶胞结构的另一种表示中，碳原子位于各顶角位置。将晶胞扩展，C原子作为新的晶胞的顶角，此时Ni原子位于棱心。③晶胞棱长＝a×10－10 cm，晶胞体积＝（a×10－10 cm）3＝2a3×10－30 cm3，则晶体密度ρ＝＝ g·cm－3＝×1030 g·cm－3。（2）根据金属Pt的晶胞的二维投影图可知，晶胞为面心立方晶胞，一个晶胞中含有Pt原子的个数为8×＋6×＝4，根据m＝Vρ，则V＝＝＝a3，解得a＝×1010 pm。
4 / 4(共33张PPT)
阶段重点练五 晶体结构与性质及晶胞的相关计算
题组一 晶体结构与类型
1. 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，而非晶体中粒子排列
相对无序，无自范性
②含有金属阳离子的晶体一定是离子晶体
③共价键可决定分子晶体的熔、沸点
④MgO和NaCl两种晶体中，MgO的离子键键能较小，所以其熔点
比较低
⑤晶胞是晶体结构的基本单元
⑥晶体尽可能采取紧密堆积方式，以使其变得比较稳定
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⑦干冰晶体中，一个CO2分子周围有12个CO2分子紧邻
A. ①②③ B. ②③⑦
C. ④⑤⑥ D. ②③④
解析： ①晶体中粒子呈周期性有序排列，有自范性；而非晶体
中粒子排列相对无序，无自范性，正确；②含有金属阳离子的晶体
不一定是离子晶体，如金属晶体中也含有金属阳离子，错误；③共
价键可决定共价晶体的熔、沸点，分子晶体的熔、沸点的高低是由
分子间作用力的大小决定的，错误；④MgO和NaCl两种晶体中，
MgO的离子键键能较大，所以其熔点比较高，错误；⑤晶胞是晶
体结构的基本单元，正确；⑥晶体尽可能采取紧密堆积方式，以使
其变得比较稳定，正确；⑦干冰晶体中，一个CO2分子周围有12个
CO2分子紧邻，正确。
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2. 某些晶体的结构如图所示，下列有关说法中正确的是（ ）
A. 在NaCl晶体中，距Na＋最近的Cl－有8个
B. 在CaF2晶体中，每个晶胞平均占有6个Ca2＋
C. 在金刚石晶体中，碳原子与碳碳键的个数比为1∶2
D. 该气态团簇分子的分子式为EF或FE
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解析： 在NaCl晶体中，距Na＋最近的Cl－有6个，A错误；在CaF2
晶体中，Ca2＋位于晶胞的顶角和面心，晶胞中含有Ca2＋的个数为8×
＋6× ＝4，B错误；在金刚石晶体中，每个碳原子形成4个共价键，
每两个碳原子共用一个共价键，则每个碳原子形成的共价键的个数为
4× ＝2，所以在金刚石晶体中，碳原子与碳碳键的个数比为1∶2，
C正确；气态团簇分子不同于晶胞，气态团簇分子中含有4个E原子，4
个F原子，则分子式为E4F4或F4E4，D错误。
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3. 经X射线研究证明：PCl5在固体状态时，其空间结构分别是正四面
体形和正八面体形的两种离子构成，下列关于PCl5的推断正确的是
（ ）
A. PCl5固体是共价晶体
B. PCl5晶体具有良好的导电性
C. PCl5晶体由[PCl4]＋和[PCl6]－构成，其离子数目之比为1∶1
D. PCl5晶体由[PCl3]2＋和[PCl7]2－构成，其离子数目之比为1∶1
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解析： 根据题意知，PCl5固体由两种离子构成，PCl5固体属于
离子晶体，A项错误；PCl5晶体属于离子晶体，离子晶体中阴、阳
离子不能自由移动，故PCl5晶体没有良好的导电性，B项错误；两
种离子的空间结构分别是正四面体形和正八面体形，呈正四面体形
的为AB4型，呈正八面体形的为AB6型，根据PCl5的化学式，呈正
四面体形的离子为[PCl4]＋，呈正八面体形的离子为[PCl6]－，且两
种离子数目之比为1∶1，C项正确，D项错误。
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题组二 晶体类型与性质
4. 下列物质所属晶体类型分类正确的是（ ）
类型 A B C D
共价晶体 石墨 生石灰 碳化硅 金刚石
分子晶体 冰 固态氨 氯化铯 干冰
离子晶体 氮化铝 食盐 明矾 芒硝
金属晶体 铜 汞 铝 铁
解析： A选项中石墨为混合型晶体，氮化铝为共价晶体；B选
项中生石灰为离子晶体；C选项中氯化铯为离子晶体。
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5. 下表给出两种化合物的熔点和沸点。
物质 AlCl3 CCl4
熔点/℃ 190 －22.9
沸点/℃ 178 76.8
关于表中两种化合物的说法正确的是（ ）
①AlCl3在加热时可升华
②CCl4属于分子晶体
③AlCl3是典型的离子晶体
A. 仅① B. 仅③
C. 仅①② D. ①②③
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解析： 根据两物质的熔、沸点判断，AlCl3和CCl4为分子晶体；
AlCl3的沸点低于熔点，所以可升华。故选C。
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6. 下列比较正确的是（ ）
A. 晶体中化学键的键能由大到小：硅＞碳化硅＞金刚石
B. 熔、沸点由高到低：金刚石＞氧化镁＞氯化钠＞二氧化碳
C. 硬度由大到小：C60＞碳化硅＞铁＞氯化钠
D. 共价键的极性由强到弱：H—I＞H—Br＞H—Cl
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解析： 原子半径：C＜Si，则晶体中化学键的键能由大到小：
金刚石＞碳化硅＞硅，A错误；金刚石是共价晶体，氯化钠和氧化
镁是离子晶体，且氧化镁中离子所带电荷数较多，二氧化碳是分子
晶体，则熔、沸点由高到低：金刚石＞氧化镁＞氯化钠＞二氧化
碳，B正确；碳化硅是共价晶体，铁是金属晶体，氯化钠是离子晶
体，C60是分子晶体，则硬度由大到小：碳化硅＞铁＞氯化钠＞
C60，C错误；非金属性：I＜Br＜Cl，则共价键的极性由弱到强：
H—I＜H—Br＜H—Cl，D错误。
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题组三 原子分数坐标与投影图
7. 磷化硼是一种超硬耐磨涂层材料，其晶胞结构如图所示。图中原子
分数坐标a为（0，0，0），b为 ，则c的原子分数坐标为
（ ）
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解析： 题图中原子分数坐标a为（0，0，0），b为
，则a原子在坐标原点。分析题图中4个P原子的相对位置关系，c
点与右上顶点的连线处于晶胞体对角线上，且其长度为体对角线长
度的 ，由a、b的原子分数坐标可知，晶胞棱长为1，故c点到各坐
标平面的距离均为 ，故c的原子分数坐标为 。
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8. 有一种氮化硼晶体的结构与金刚石相似，其晶胞如图所示。
氮化硼晶胞的俯视投影图是（ ）
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解析： 氮化硼晶体的结构与金刚石相似，从图示可知，氮原子
位于晶胞顶点和面心上，硼原子处在体对角线的 处（离最近顶
点），其中两个在离顶面较近的体对角线 处，且在相对位置，另
外两个在离底面较近的体对角线 处，且在相对位置，而且上两个
原子与下两个原子互相错开，即两个原子的连线呈交叉状。故氮化
硼晶胞的俯视投影图是B。
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9. 已知金刚石的晶胞结构如图：
（1）若a为原点坐标，晶胞边长为a，原子1的分数坐标为 ，
则原子2、3、4的分数坐标分别为 、 、
。
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解析： 根据晶胞边长为a和原子1的分数坐标，可确定
原子2、3、4分别位于体对角线的 处（离最近顶点），可推
出2、3、4原子的分数坐标分别是 、
、 。
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（2）金刚石沿体对角线垂直在纸面上的投影图是 （填字
母）。
解析： A项是体心立方晶胞沿体对角线的投影图；B项
是金刚石晶胞结构删除面心上碳原子后沿体对角线的投影
图；C项是Zn型（六方最密堆积）晶胞沿z轴的投影图；D项
是金刚石晶胞沿体对角线的投影图。
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题组四 晶胞的相关计算
10. 某荧光材料由X2＋与Y2－组成，其摩尔质量为M g·mol－1，NA为阿伏加德罗常数的值。其晶胞结构如图所示。下列叙述不正确的是（ ）
A. 该晶体的化学式是XY
C. X2＋的配位数是4，Y2－的配位数也是4
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解析： 由题给晶胞图可知，1个晶胞中含有X2＋的个数为8×
＋6× ＝4，Y2－的个数为4，X2＋与Y2－的个数比为1∶1，因此该
晶体的化学式是XY，故A正确；1个晶胞中含有4个XY，即1个晶
胞的质量为4× g，晶胞体积为（a×10－7 cm）3，因此晶体密
度ρ＝ g·cm－3，故B错误；由题图可知，距离X2＋最近且等
距的Y2－有4个，距离Y2－最近且等距的X2＋有4个，故C正确；
若A点的原子坐标为 ，则原点位于左下的顶点，因此B点
的原子坐标为 ，故D正确。
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解析：晶胞中灰色球数目为4，白色球数目为8× ＋6× ＝4，该
化合物为CuCl，晶胞质量为 ＝ρ g·cm－3×（a
cm）3，整理可得NA＝ mol－1。
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12. MgO具有NaCl型结构（如图），X射线衍射实验测得MgO的晶胞
参数为a＝0.420 nm，则r（O2－）约为 nm。MnO也属
于NaCl型结构，晶胞参数为a'＝0.448 nm，则r（Mn2＋）
为 nm。
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解析：由题意知，在MgO中，氧离子沿晶胞的面对角线方向接
触，所以 a＝2r（O2－），r（O2－）≈0.148 nm；MnO的晶胞
参数比MgO更大，说明阴离子之间不再接触，阴、阳离子沿坐标
轴方向接触，故2[r（Mn2＋）＋r（O2－）]＝a'，r（Mn2＋）＝
0.076 nm。
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解析：由晶胞结构可知，一个晶胞中含有的X＋为2个，含有的Y－
为2个，即一个晶胞含有2个XY，根据密度与质量、体积的关系求
出1个晶胞的体积，即根据ρ＝ ，得一个晶胞的
体积为V（晶胞）＝ ，X＋、Y－可以看做刚性
球，球体的体积公式为 πr3，故该晶胞中离子的体积占晶胞体积
的百分率为 ×100％。
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14. （1）据报道只含镁、镍和碳三种元素的某晶体具有超导性。
①该晶体的晶胞结构如图所示，写出该晶体的化学
式 。晶体中与每个镁原子距离最近且相等的镍原子
有 个。
MgCNi3
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②该晶体的晶胞结构的另一种表示中，碳原子位于各顶角位置，
则Ni位于 （填“棱心”“面心”或“体心”）。
棱心
×1030
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解析： ①碳原子位于晶胞体心，晶胞中只有1个C原子，镁原子位于顶角，晶胞中Mg原子数为8× ＝1，镍原子位于面心，每个镍原子被两个晶胞所共用，故每个晶胞中镍原子数为6× ＝3，故晶体化学式为MgCNi3。Mg原子处于顶角，与之最近的Ni原子处于面心，面心上的原子被2个晶胞所共用，则晶体中与每个Mg距离最近且相等的镍原子
共有 ＝12个。②该晶体的晶胞结构的另一种表示中，碳原子位于各顶角位置。将晶胞扩展，C原子作为新的晶胞的顶角，此时Ni原子位于棱心。③晶胞棱长＝ a×10－10 cm，晶胞体积＝（ a×10－10 cm）3＝2 a3×10－30 cm3，则晶体密度ρ＝ ＝ g·cm－3＝ ×1030 g·cm－3。
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×1010
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解析： 根据金属Pt的晶胞的二维投影图可知，晶胞为
面心立方晶胞，一个晶胞中含有Pt原子的个数为8× ＋
6× ＝4，根据m＝Vρ，则V＝ ＝ ＝a3，解得a
＝ ×1010 pm。
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感谢欣赏
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