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专题27 晶体结构与性质 【十大题型】
【新高考通用】
【知识点1 晶体和晶胞】........................................................3
【知识点2 晶体类型、结构和性质】..............................................5
【知识点3 晶胞参数的有关计算】................................................7
【知识点4 原子分数坐标参数与投影】............................................9
【题型1 晶体与非晶体】.......................................................11
【题型2 晶体分析与判断】.....................................................12
【题型3 考查晶体类型与熔沸点的比较】.........................................14
【题型4 晶体密度的计算】.....................................................15
【题型5 空间利用率的计算】...................................................18
【题型6 粒子配位数的计算】...................................................19
【题型7 微粒间距离计算】.....................................................20
【题型8 原子坐标的计算】.....................................................22
【题型9 投影图的考查】.......................................................24
【题型10 晶胞综合计算】......................................................25
【过关测试】...................................................................28
考点要求
真题统计
考情分析
1．了解物质的常见聚集状态及
特点。了解晶体与非晶体的区别
和鉴别。
2．了解晶胞的特征和晶体结构
的测定方法。
3．了解常见晶体类型的构成粒
子、粒子间作用及性质。
2024 湖南卷第12 题，3 分
2024 河北卷第12 题，3 分
2024 湖北卷第11 题，3 分
2024 吉林卷第14 题，3 分
2024 山东卷第4 题，3 分
本专题试题以选择题为主，主要考
查晶体类型的判断，晶体熔沸点大
小的判断。晶体的密度、晶胞参
数、核间距计算、晶体中原子的空
间位置（原子坐标）判断。预测
2025 年还会延续以往的命题风
格，侧重以陌生物质的晶胞结构为
情境载体考查晶体的密度、晶胞参
数计算、晶体中原子的空间位置判
1
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4．会分析晶体结构，并能进行
晶胞边长与M、NA、ρ 的关系，
能对晶胞中微粒间距离、原子半
径进行计算，能够确定晶胞中粒
子分数坐标。
2024 甘肃卷第12 题，3 分
2024 贵州卷第8 题，3 分
2023 湖南卷第11 题，3 分
2022 湖北卷第9 题，3 分
2022 山东卷第5 题，2 分
2022 江苏卷第7 题，3 分
2022 天津卷第12 题，3 分
断等。晶胞中配位数、微粒间距离
及原子分数坐标判断、晶体化学
式、晶体密度、晶体类型的判断。
【思维导图】
2
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【知识点1 晶体和晶胞】
3
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1.晶体与非晶体
(1)晶体与非晶体的区别
比较
晶体
非晶体
结构特征
结构粒子周期性有序排列
结构粒子无序排列
性质
特征
自范性
有
无
熔点
固定
不固定
异同表现
各向异性
各向同性
二者区
别方法
间接方法
测定其是否有固定的熔点
科学方法
对固体进行X 射线衍射
实验
(2)获得晶体的三条途径
①熔融态物质凝固。
②气态物质冷却不经液态直接凝固(凝华)。
③溶质从溶液中析出。
2.晶胞及其计算
(1)概念：晶胞是描述晶体结构的基本单元，是从晶体中“截取”出来具有代表性的最小重复单元。
(2)晶胞形状
常规的晶胞都是平行六面体。
(3)晶体中晶胞的排列——无隙并置
①无隙：相邻晶胞之间没有任何间隙。
②并置：所有晶胞平行排列、取向相同。
(4)晶胞中微粒数的计算方法——均摊法
①长方体(包括立方体)晶胞中不同位置的粒子数的计算：如某个粒子为N 个晶胞所共有，则该粒子有属于
这个晶胞。中学中常见的晶胞为立方晶胞，立方晶胞中微粒数的计算方法如图1。
②非长方体结构
在六棱柱结构(如图2)中，顶角上的原子有属于此结构，面上的原子有属于此结构，因此六棱柱中镁原子个
数为12×＋2×＝3，硼原子个数为6。
4
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【知识点2 晶体类型、结构和性质】
6
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1.金属键
(1)“电子气理论”
电子气理论把金属键描述为金属原子脱落下来的价电子形成遍布整块晶体的“电子气”，被所有原子所共
用，从而把所有的金属原子维系在一起。
(2)金属键特征
没有方向性、饱和性。
(3)金属键的强度
金属键的强度差别很大。例如，金属钠的熔点较低、硬度较小，是因为钠中金属键较弱，而钨是熔点最高
的金属、铬是硬度最大的金属，是因为钨、铬中金属键较强。
(4)金属键的应用
金属键可以解释金属的延展性、导电性和导热性。
2.四种晶体类型的比较
类型
比较
分子晶体
共价晶体
金属晶体
离子晶体
构成微粒
分子
原子
金属阳离子、自由电
子
阴、阳离子
粒子间的相互
作用力
范德华力(某些含
氢键)
共价键
金属键
离子键
硬度
较小
很大
有的很大，有的很小
较大
熔、沸点
较低
很高
有的很高，有的很低
较高
溶解性
相似相溶
难溶
难溶于常见溶剂
大多易溶于水等极性溶剂
导电、导热性
一般不导电，溶
于水后有的导电
一般不具有导
电性
电和热的良导体
晶体不导电，水溶液或熔
融态导电
物质类别及举
例
大多数非金属单
质、气态氢化
物、酸、非金属
氧化物(SiO2除
外)、绝大多数有
机物(有机盐除外)
部分非金属单
质(如金刚石、
硅、晶体硼)、
部分非金属化
合物(如SiC、
SiO2)
金属单质与合金(如
Na、Al、Fe、青铜)
金属氧化物(如K2O、
Na2O)、强碱(如KOH、
NaOH)、绝大部分盐(如
NaCl)
3.典型晶体模型
晶体
晶体结构
晶体详解
共价
晶体
金刚
石
(1)每个碳与相邻4 个碳以共价键结合，形成正四面体结构
(2)键角均为109°28′
(3)最小碳环由6 个C 组成且六原子不在同一平面内
(4)每个C 参与4 条C—C 键的形成，C 原子数与C—C 键数之比
为1 2∶
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SiO2
(1)每个Si 与4 个O 以共价键结合，形成正四面体结构
(2)每个正四面体占有1 个Si，4 个“O”，n(Si)∶n(O)＝1 2∶
(3)最小环上有12 个原子，即6 个O，6 个Si
分子
晶体`
干冰
(1)8 个CO2分子构成立方体且在6 个面心又各占据1 个CO2分子
离子
晶体
NaCl
型
(1)每个Na＋(Cl－)周围等距且紧邻的Cl－(Na＋)有6 个，每个Na＋周
围等距且紧邻的Na＋有12 个
(2)每个晶胞中含4 个Na＋和4 个Cl－
CsCl
型
(1)每个Cs＋周围等距且紧邻的Cl－有8 个，每个Cs＋(Cl－)周围等
距且紧邻的Cs＋(Cl－)有6 个
(2)如图为8 个晶胞，每个晶胞中含1 个Cs＋、1 个Cl－
混合
型
晶体
石墨
(1)层内每一个碳原子分别与另外3 个碳原子以共价键连接，形成
六元环结构
(2)碳原子与共价键的个数比为2 3∶；每个六元环平均占有2 个碳
原子
(3)层间的作用力是范德华力
4.不同类型晶体熔、沸点的比较
(1)不同类型晶体的熔、沸点高低一般规律：共价晶体＞离子晶体＞分子晶体。
(2)金属晶体的熔、沸点差别很大，如钨、铂等熔、沸点很高，汞、铯等熔、沸点很低。
5.同种类型晶体熔、沸点的比较
(1)共价晶体
―→―→―→
如熔点：金刚石＞碳化硅＞硅。
(2)离子晶体
①一般地说，阴、阳离子的电荷数越多，离子半径越小，则离子间的作用力就越强，其离子晶体的熔、
沸点就越高，如熔点：MgO＞MgCl2＞NaCl＞CsCl。
②衡量离子晶体稳定性的物理量是晶格能。晶格能越大，形成的离子晶体越稳定，熔点越高，硬度越大。
(3)分子晶体
①分子间作用力越大，物质的熔、沸点越高；具有氢键的分子晶体熔、沸点反常地高，如H2O＞H2Te＞
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H2Se＞H2S。
②组成和结构相似的分子晶体，相对分子质量越大，熔、沸点越高，如SnH4＞GeH4＞SiH4＞CH4。
③组成和结构不相似的物质(相对分子质量接近)，分子的极性越大，其熔、沸点越高，如CO＞N2，CH3OH
＞CH3CH3。
④同分异构体，支链越多，熔、沸点越低，如
CH3—CH2—CH2—CH2—CH3＞
＞
。
(4)金属晶体
金属离子半径越小，离子电荷数越多，其金属键越强，金属熔、沸点就越高，如熔、沸点：Na＜Mg＜
Al。
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【知识点3 晶胞参数的有关计算】
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1.金属晶胞中原子空间利用率的计算
(1)空间利用率＝×100%，球体积为金属原子的总体积。
(2)四种类型
①简单立方堆积
如图所示，原子的半径为r，立方体的棱长为2r，则V 球＝πr3，V 晶胞＝(2r)3＝8r3，空间利用率＝×100%＝
×100%≈52%。
②体心立方堆积
如图所示，原子的半径为r，体对角线c 为4r，面对角线b 为a，由(4r)2＝a2＋b2得a＝r。1 个晶胞中有2 个
原子，故空间利用率＝×100%＝×100%＝×100%≈68%。
③六方最密堆积
如图所示，原子的半径为r，底面为菱形(棱长为2r，其中一个角为60°)，则底面面积S＝2r×r＝2r2，h＝
r，V 晶胞＝S×2h＝2r2×2×r＝8r3，1 个晶胞中有2 个原子，则空间利用率＝×100%＝×100%≈74%。
④面心立方最密堆积
如图所示，原子的半径为r，面对角线为4r，a＝2r，V 晶胞＝a3＝(2r)3＝16r3，1 个晶胞中有4 个原子，则空
间利用率＝×100%＝×100%≈74%。
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2.常见离子晶体结构分析
NaCl 型
CsCl 型
ZnS 型
CaF2型
晶胞
配位数
及影响
因素
配位数
6
8
4
F－：4；Ca2＋：8
影响
因素
阳离子与阴离子的半径比值越大，配位数越多，另外配位数还与阴、阳离子的
电荷比有关等
密度的计算(a 为
晶胞边长，NA 为
阿伏加德罗常数)
3.晶胞的相关计算
(1)晶胞中各线段之间的关系
(2)晶体微粒与M、ρ 之间的关系
若1 个晶胞中含有x 个微粒，则1 mol 该晶胞中含有x mol 微粒，其质量为xM g(M 为微粒的相对“分子”
质量)；1 个晶胞的质量为ρa3 g(a3为晶胞的体积)，则1 mol 晶胞的质量为ρa3 NA g，因此有xM＝ρa3NA。
4.宏观晶体密度与微观晶胞参数的关系
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【知识点4 原子分数坐标参数与投影】
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1.原子分数坐标参数
（1）坐标参数概念
原子分数坐标参数，表示晶胞内部各原子的相对位置。
（2）原子分数坐标的确定方法
① 依据已知原子的坐标确定坐标系取向。
②一般以坐标轴所在正方体的棱长为1 个单位。
③从原子所在位置分别向x、y、z 轴作垂线，所得坐标轴上的截距即为该原子的分数坐标。
（3）代表晶体
通常确定原子坐标参数的晶体主要有铜型(面心立方最密堆积)和镁型(六方最密堆积)两种晶体类型。
2.晶胞结构的投影图
（1）简单立方模型投影图
x、y 平面上的投影图：
（2）体心立方模型投影图
x、y 平面上的投影图：
（3）面心立方模型投影图
x、y 平面上的投影图：
（4）金刚石晶胞模型投影图
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x、y 平面上的投影图：
（5）沿体对角线投影(以体心立方和面心立方为例)
体心立方堆积
面心立方最密堆积
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【题型1 晶体与非晶体】
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【例1】下列物质中前者为晶体，后者为非晶体的是( )
A.白磷、蓝矾
B.陶瓷、塑料
C.碘、橡胶
D.食盐、蔗糖
【答案】C
【解析】 A 中白磷和蓝矾都是晶体；B 中二者均为非晶体；C 中碘为晶体，橡胶为非晶体；D 中二者均为
晶体。
【变式1-1】下列关于准晶的说法正确的是
A．准晶和晶体可以通过
射线衍射实验加以区别
B．准晶具有良好的导电、导热性
C．自然界中不存在天然条件下形成的准晶
D．已知的准晶中都含有共价键
【答案】A
【解析】晶体具有自范性，而准晶不具有自范性，可以通过X 射线衍射实验加以区别，A 项正确；准晶具
有各向异性，不具有良好的导电、导热性，B 项错误；自然界中存在天然条件下形成的准晶，如
Al65Cu23Fe12，C 项错误；已知的准晶中不一定含有共价键，如Al65Cu23Fe12中没有共价键，D 项错误；故选
A。
【变式1-2】 C60在高温高压下可转变为具有一定导电性、高硬度的非晶态碳玻璃。下列关于该碳玻璃的说
法错误的是( )
A.具有自范性
B.与C60互为同素异形体
C.含有sp3杂化的碳原子
D.化学性质与金刚石有差异
【答案】A
【解析】A.自范性是晶体的性质，碳玻璃为非晶态，所以没有自范性，A 错误；B.碳玻璃和C60均是由碳元
素形成的不同的单质，所以是同素异形体，B 正确；C.碳玻璃具有高硬度，物理性质与金刚石类似，因而
结构具有一定的相似性，所以含有sp3杂化的碳原子形成化学键，C 正确；D.金刚石与碳玻璃属于同素异形
体，性质差异主要表现在物理性质上，化学性质上也有着活性的差异，D 正确。
【变式1-3】晶体是一类非常重要的材料，在很多领域都有广泛的应用。我国现已能够拉制出直径为300 毫
米的大直径硅单晶，晶体硅大量用于电子产业。下列对晶体硅的叙述中正确的是( )
A.形成晶体硅的速率越大越好
B.晶体硅没有固定的熔、沸点
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C.可用X 射线衍射实验来鉴别晶体硅和玻璃
D.晶体硅的形成与晶体的自范性有关，而与各向异性无关
【答案】C
【解析】A 选项，晶体的形成都要有一定的形成条件，如温度、压强、结晶速率等，但并不是说结晶速率
越大越好；B 选项，晶体有固定的熔、沸点；C 选项，X 射线衍射实验能够测出物质的内部结构，根据微
粒是否有规则的排列就能区分出晶体与非晶体；D 选项，晶体的形成与晶体的自范性和各向异性都有密切
关系。
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【题型2 晶体分析与判断】
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【例2】下列有关晶体结构的叙述中错误的是( )
A.金刚石的网状结构中，最小的环上有6 个碳原子
B.分子晶体熔化时，不破坏共价键；共价晶体熔化时，破坏共价键
C.在金属铜的晶体中，由于存在自由电子，因此铜能导电
D.在氯化铯晶体中，每个氯离子周围最近且距离相等的氯离子有8 个
【答案】D
【解析】A 项，金刚石结构中，最小的环上有6 个碳原子，正确；B 项，分子晶体熔化时只是状态发生变
化，没有化学键的断裂，只破坏分子间作用力，共价晶体的构成微粒是原子，熔化时共价键被破坏，正确；
C 项，金属晶体是由金属阳离子和自由电子构成的，在通电条件下，自由电子的定向移动使得金属晶体能
导电，正确；D 项，在氯化铯晶体结构中，每个氯离子周围最近且距离相等的氯离子有6 个，错误。
【变式2-1】下列晶体分类中正确的一组是( )
选项
离子晶体
共价晶体
分子晶体
A
NaOH
Ar
SO2
B
H2SO4
石墨
S
C
CH3COONa
水晶
D
Ba(OH)2
金刚石
玻璃
【答案】C
【解析】A 项中固态Ar 为分子晶体；B 项中H2SO4为分子晶体、石墨是混合型晶体；D 项中玻璃是非晶体。
【变式2-2】AlN、GaN 属于第三代半导体材料，二者成键结构与金刚石相似，晶体中只存在N－Al 键、N
－Ga 键。下列说法错误的是( )
A.GaN 的熔点高于AlN
B.晶体中所有化学键均为极性键
C.晶体中所有原子均采取sp3杂化
D.晶体中所有原子的配位数均相同
【答案】A
【解析】A.因为AlN、GaN 为结构相似的共价晶体，由于Al 原子的半径小于Ga，N—Al 的键长小于N—
Ga 的，则N—Al 的键能较大，键能越大则其对应的共价晶体的熔点越高，故GaN 的熔点低于AlN，A 说
错误；B.不同种元素的原子之间形成的共价键为极性键，故两种晶体中所有化学键均为极性键，B 说法正
确；C.金刚石中每个C 原子形成4 个共价键(即C 原子的价层电子对数为4)，C 原子无孤电子对，故C 原子
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均采取sp3杂化；由于AlN、GaN 与金刚石互为等电子体，则其晶体中所有原子均采取sp3杂化，C 说法正
确；D.金刚石中每个C 原子与其周围4 个C 原子形成共价键，即C 原子的配位数是4，由于AlN、GaN 与
金刚石互为等电子体，则其晶体中所有原子的配位数也均为4，D 说法正确。
【变式2-3】下列说法中正确的是( )
A.离子晶体中每个离子周围均吸引着6 个带相反电荷的离子
B.金属导电的原因是在外电场作用下金属产生自由电子，电子定向运动
C.分子晶体的熔、沸点很低，常温下都呈液态或气态
D.共价晶体中的各相邻原子都以共价键相结合
【答案】D
【解析】A 项，离子晶体中每个离子周围不一定吸引6 个带相反电荷的离子，如CsCl 晶体中每个Cs＋吸引
8 个Cl－；B 项，金属晶体中的自由电子不是因为外电场作用产生的；C 项，分子晶体不一定是液态或气态，
可能为固态，如I2、S8等。
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【题型3 考查晶体类型与熔沸点的比较】
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【例3】我国自主研制的AG60E 电动飞机采用了SiC 电控系统，SiC 晶体属于
A．分子晶体
B．金属晶体
C．离子晶体
D．共价晶体
【答案】D
【解析】SiC 中的Si 和C 以共价键结合形成空间网状结构，和金刚石结构相似，SiC 属于共价晶体，故选
D。
【变式3-1】下列关于物质的熔沸点高低顺序中，正确的是
A．金刚石>晶体硅>金刚砂
B．NaF>NaCl>NaBr
C．邻羟基苯甲酸>对羟基苯甲酸
D．生铁>纯铁>钠
【答案】B
【解析】同属于原子晶体，熔、沸点高低，主要看共价键的强弱，显然对键能而言，晶体硅<碳化硅，A
错误；均为离子晶体，因离子半径F-<Cl-<Br-，离子晶体中离子键作用力逐渐减弱，熔、沸点高低顺序应为
NaF<NaCl<NaBr，B 错误；邻羟基苯甲酸可以形成分子内氢键，使熔沸点偏低，而对羟基苯甲酸可以形成
分子间氢键，使熔沸点偏高，故对羟基苯甲酸的沸点比邻羟基苯甲酸的高，C 错误；生铁为铁合金，熔点
要低于纯铁，D 错误；答案选B。
【变式3-2】下列物质的性质变化规律与分子间作用力有关的是
A．HF、HCl、HBr、HI 的热稳定性依次减弱
B．金刚石的硬度大于硅，其熔、沸点也高于硅
C．NaF、NaCl、NaBr、NaI 的熔点依次降低
D．F2、Cl2、Br2、I2的熔、沸点逐渐升高
【答案】D
【解析】HF、HCl、HBr、HI 共价键键长逐渐增大，键能减小，所以HF、HCl、HBr、HI 的热稳定性依次
减弱，与分子间作用力无关，故不选A；金刚石的硬度大于硅，其熔、沸点也高于硅，与C-C 键、Si-Si 键
的键能有关，与分子间作用力无关，故不选B；F-、Cl-、Br-、I-半径依次增大，NaF、NaCl、NaBr、NaI 的
晶格能依次减小，所以熔点依次降低，与与分子间作用力无关，故不选C；F2、Cl2、Br2、I2相对分子质量
逐渐增大，分子间作用力逐渐增大，所以熔、沸点逐渐升高，与分子间作用力有关，故选D。
【变式3-3】根据下表中给出的有关数据，判断下列说法错误的是( )
AlCl3
SiCl4
晶体硼
金刚石
晶体硅
熔点/℃
190
－68
2 300
＞3 550
1 415
沸点/℃
178
57
2 550
4 827
2 355
A.SiCl4是分子晶体
B．晶体硼是共价晶体
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C．AlCl3是分子晶体，加热能升华
D．金刚石中的C—C 比晶体硅中的Si—Si 弱
【答案】D
【解析】SiCl4、AlCl3的熔、沸点低，都是分子晶体，AlCl3的沸点低于其熔点，即在低于熔化的温度下就
能气化，故AlCl3加热能升华，A、C 正确；晶体硼的熔、沸点很高，所以晶体硼是共价晶体，B 正确；由
金刚石与晶体硅的熔、沸点相对高低可知，金刚石中的C—C 比晶体硅中的Si—Si 强，D 错误。
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【题型4 晶体密度的计算】
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【例4】锆(Zr)和镉(Cd)是目前光电材料广泛使用的元素。Zr 和Cd 的晶胞分别如图甲、图乙所示：
下列说法正确的是( )
A.每个锆晶胞中含Zr 原子个数为8
B.在镉晶胞中两个镉原子最近核间距为a nm
C.在镉晶胞中Cd 的配位数为4
D.锆晶体的密度为×1021g·cm－3
【答案】D
【解析】A.由图甲知，锆晶胞中Zr 原子分别位于体内、顶点和面心，因此每个锆晶胞中含Zr 原子个数为
12×＋2×＋3＝6，A 错误；B.在镉晶胞中两个镉原子最近核间距为晶胞体对角线的一半，即为a nm，B 错
误；C.在镉晶胞中Cd 的配位数为8，C 错误；D.一个锆晶胞中含有Zr 原子个数为12×＋2×＋3＝6，则一个
锆晶胞的质量为 g，锆晶胞的体积为b2c×10－21cm3，则一个晶体的密度为×1021g·cm－3，D 正确。
【变式4-1】NaAlH4晶胞结构如图所示，它由两个正六面体叠加而成，已知正六面体的棱长a nm。下列说
法错误的是( )
A.NaAlH4晶体中，与AlH 紧邻且等距的Na＋有8 个
B.设阿伏加德罗常数的值为NA，则晶体的密度为g·cm－3
C.制备NaAlH4的反应选择在乙醚(CH3CH2OCH2CH3)中进行，也可以在水中进行
D.AlH 的空间构型为正四面体形
【答案】C
【解析】A.以体心的AlH 研究，与之紧邻且等距的Na＋位于晶胞棱之间、晶胞中上面立方体左右侧面面心、
晶胞中下面立方体前后面的面心，与AlH 紧邻且等距的Na＋有8 个，A 正确；B.由晶胞结构可知：晶胞中
AlH 数目为1＋8×＋4×＝4，Na＋数目为6×＋4×＝4，晶胞质量＝4× g，晶胞密度为4×g÷[(a×10－7
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cm)2×2a×10－7 cm]＝ g·cm－3，B 正确；C.制备NaAlH4的反应选择在乙醚(CH3CH2OCH2CH3)中进行，由于
NaAlH4＋2H2O===NaAlO2＋4H2↑，故不可以在水中进行，C 错误；D.AlH 中Al 原子孤电子对数＝＝0，杂
化轨道数目＝4＋0＝4，Al 原子杂化方式为：sp3，故其空间构型为正四面体形，D 正确。
【变式4-2】钾、铁、硒可以形成一种超导材料，其晶胞在xz、yz 和xy 平面投影分别如图所示：
①该超导材料的最简化学式为__________。
Fe
②
原子的配位数为__________。
③该晶胞参数a＝b＝0.4 nm、c＝1.4 nm。阿伏加德罗常数的值为NA，则该晶体的密度为__________g·cm－
3(列出计算式)。
【答案】①KFe2Se2 ②4 ③
【解析】①由平面投影图可知，晶胞中位于顶点和体心的钾原子个数为8×＋1＝2，均位于棱上和体内的硒
原子的个数为8×＋2＝4，均位于面上的铁原子个数为8×＝4，该物质的晶胞结构如图所示：
，
则超导材料最简化学式为KFe2Se2。②由平面投影图可知，位于体心和棱上的硒原子与位于面上的铁原子
的距离最近，所以铁原子的配位数为4。③设晶体的密度为d g·cm－3，由晶胞的质量公式可得：＝abc×10－
21×d，解得d＝。
【变式4-3】立方氮化硼和金刚石是等电子体，其晶胞结构如图所示，则处于晶胞顶点上的原子的配位数
为________，若晶胞边长为361.5 pm，则立方氮化硼的密度是________________g·cm－3(只要求列算式，不
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必计算出数值，阿伏加德罗常数的值为NA)。
【答案】4
【解析】一个立方氮化硼晶胞中含有4 个N 原子和4 个B 原子。一个晶胞的质量为×4 g，一个立方氮化硼
晶胞的体积是(361.5 pm)3，因此立方氮化硼的密度是 g·cm－3。
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【题型5 空间利用率的计算】
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【例5】用新制的Cu(OH)2检验醛基时，生成红色的Cu2O，其晶胞结构如图所示。
若Cu2O 晶体的密度为d g·cm－3，Cu 和O 的原子半径分别为rCu pm 和rO pm，阿伏加德罗常数值为NA，
列式表示Cu2O 晶胞中原子的空间利用率为____________。
【答案】×100%(答案合理即可)
【解析】空间利用率是晶胞中球的体积与晶胞体积的比值，晶胞中球的体积为×10－30 cm3，晶胞的体积可
以采用晶胞的密度进行计算，即晶胞的体积为 cm3，因此空间利用率为×100%。
【变式5-1】铁原子有两种堆积方式，相应地形成两种晶胞(如图甲、乙所示)，其中晶胞乙的堆积方式是
________，晶胞甲中原子的空间利用率为________(用含π 的代数式表示)。
【答案】面心立方最密堆积 π
【解析】晶胞乙中原子位于晶胞的顶点和面心，所以属于面心立方最密堆积；晶胞甲中含有铁原子个数为
×8＋1＝2，假设铁原子半径为r，晶胞的边长为a，则有(4r)2＝(a)2＋a2，解r＝a，原子的空间利用率为＝
＝π。
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【题型6 粒子配位数的计算】
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【例6】 硅化镁是一种窄带隙n 型半导体材料，在光电子器件、能源器件、激光、半导体制造等领域具有
重要应用前景。硅化镁的晶胞参数a＝0.639 1 nm，属于面心立方晶胞，结构如图所示。Si 原子的配位数为
________。
【答案】8
【解析】根据晶胞结构，以面心Si 原子为基准，同一晶胞内等距离且最近的Mg 原子有4 个，紧邻晶胞还
有4 个Mg 原子，共8 个，故Si 原子的配位数为8。
【变式6-1】如图是一种由Y(与Sc 同族)、Fe、Ba、O 组成的晶体，晶胞棱上的球代表Ba，顶点的球代表
Y，四方锥中心和八面体中心的球代表Fe，其余小球代表O。
(1)该晶体的化学式为________。
(2)其中Y 的配位数为________。
【答案】(1)YBa2Fe3O8 (2)8
【解析】(1)由晶胞结构可知，Y 位于顶点，原子数为×8＝1；Ba 位于棱上，原子数为×8＝2；O 原子有12
个位于面上，2 个位于晶胞内，原子数为×12＋2＝8；3 个Fe 原子位于晶胞内，该晶体的化学式为
YBa2Fe3O8。(2)从晶胞结构知Y 位于晶胞顶点，距离Y 最近的原子共有8 个，即Y 的配位数为8。
【变式6-2】某立方卤化物可用于制作光电材料，其晶胞结构如图所示。下列说法错误的是( )
A.Ca2＋的配位数为6
B.与F－距离最近的是K＋
C.该物质的化学式为KCaF3
D.若F－换为Cl－，则晶胞棱长将改变
【答案】B
【解析】A.Ca2＋配位数为与其距离最近且等距离的F－的个数，如图所示，Ca2＋位于体心，F－位于面心，所
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以Ca2＋配位数为6，A 正确；B.F－与K＋的最近距离为棱长的，F－与Ca2＋的最近距离为棱长的，所以与F－
距离最近的是Ca2＋，B 错误；C.K＋位于顶点，所以K＋个数＝×8＝1，F－位于面心，F－个数＝×6＝3，Ca2＋
位于体心，所以Ca2＋个数＝1，综上，该物质的化学式为KCaF3，C 正确；D.F－与Cl－半径不同，替换后晶
胞棱长将改变，D 正确。
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【题型7 微粒间距离计算】
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【例7】图(a)是MgCu2的拉维斯结构，Mg 以金刚石方式堆积，八面体空隙和半数的四面体空隙中，填入
以四面体方式排列的Cu。图(b)是沿立方格子对角面取得的截图。可见，Cu 原子之间最短距离x＝
________pm，Mg 原子之间最短距离y＝________pm。
【答案】a a
【解析】观察图(a)和图(b)知，4 个铜原子相切并与面对角线平行，有(4x)2＝2a2，x＝a。镁原子堆积方式类
似金刚石，有y＝a。
【变式7-1】萤石(CaF2)是自然界中常见的含氟矿物，其晶胞结构如图所示，X 代表的离子是__________；
若该立方晶胞参数为a pm，正负离子的核间距最小为__________pm。
【答案】Ca2＋ a
【解析】根据萤石晶胞结构，X 离子分布在晶胞的顶点和面心上，则1 个晶胞中X 离子共有8×＋6×＝4 个，
Y 离子分布在晶胞内部，则1 个晶胞中共有8 个Y 离子，因此该晶胞的化学式应为XY2，结合萤石的化学
式可知，X 为Ca2＋；根据晶胞结构图知，Ca2＋与F－之间距离就是正方体体对角线的，因此晶体中正负离子
的核间距的最小距离为a pm。
【变式7-2】XeF2晶体属四方晶系，晶胞参数如图所示，晶胞棱边夹角均为90°，该晶胞中有________个
XeF2分子。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，称为原子的分数坐标，如
A 点原子的分数坐标为(，，)。已知Xe—F 键长为r pm，则B 点原子的分数坐标为____________；晶胞中
A、B 间距离d＝____________ pm。
【答案】2 (0，0，)
【解析】图中大球的个数为8×＋1＝2，小球的个数为8×＋2＝4，根据XeF2的原子个数比知大球是Xe 原子，
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小球是F 原子，该晶胞中有2 个XeF2分子；由A 点坐标知该原子位于晶胞的中心，且每个坐标系的单位长
度都记为1，B 点在棱的处，其坐标为(0，0，)；
图中y 是底面对角线的一半，y＝a，x＝
－r，所以d＝＝ pm。
【变式7-3】萤石(CaF2)晶胞结构如图所示，晶胞边长为a pm，Ca2＋和F－半径大小分别为r1和r2。下列说
法中正确的是( )
A.该晶胞中Ca2＋的配位数为4
B.半径大小关系为r1>r2
C.该晶胞中含有的Ca2＋数目为12
D.该晶胞中Ca2＋和F－的最近距离为a pm
【答案】D
【解析】黑球位于晶胞的顶点和面心，其个数为8×＋6×＝4，灰球在晶胞内部，个数为8，氟化钙的化学
式为CaF2，黑球为Ca2＋，灰球为F－。A.CaF2属于离子晶体，离子的配位数是指一个离子周围最邻近的异
电性离子的数目，根据晶胞的结构，Ca2＋配位数为8，故A 错误；B.F－的离子半径为133 pm，Ca2＋的离子
半径为100 pm，即r1＜r2，故B 错误；C.根据分析，晶胞中Ca2＋数目为4，故C 错误；D.根据晶胞可知，
Ca2＋和F－最近距离是体对角线的，即为a pm，故D 正确。
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【题型8 原子坐标的计算】
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【例8】CdSe 的一种晶体为闪锌矿型结构，晶胞结构如图所示。其中原子坐标参数A 为(，，)，则B、C
的原子坐标参数分别为________________。
【答案】B(，，)，C(，，)
【解析】原子坐标参数A 为(，，)，根据0 点定位，则B、C 的原子坐标参数分别为B(，，)，C(，，)。
【变式8-1】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，称作原子分数坐标，例
如，图中原子1 的坐标为(，，0)，则原子2 和3 的坐标分别为________、 ________。
【答案】(，，) (，，)
【解析】图中原子1 的坐标为(，，0)，则坐标系是
，原子2，3 在晶胞内。从晶胞内
的2、3 点分别向x、y、z 轴上作垂线，即可得出2、3 两点的原子分数坐标分别为(，，)，(，，)。
【变式8-2】以晶胞参数为单位长度建立的坐标可以表示晶胞中各原子的位置，称作原子分数坐标。氧化
镍原子分数坐标参数A 为(0，0，0)，B 为(1，1，1)，则C 的坐标参数为( )
A.(，，)
B.(1，1，)
C.(，1，)
D.(1，，)
【答案】D
【解析】由氧化镍原子分数坐标参数A 为(0，0，0)和B 为(1，1，1)可知，晶胞的边长为1，由晶胞结构可
知，C 点位于右侧正方形的面心，则C 的坐标参数为(1，，)。
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【变式8-3】砷化镓是继硅之后研究最深入、应用最广泛的半导体材料，其结构与硫化锌相似，其晶胞结
构如下图1 所示，图2 为晶胞沿z 轴的1 1∶平面投影图，已知图中A 球的原子坐标参数为(0，0，0)，B 球为
(1，1，1)，下列说法错误的是( )
A.Ga 的配位数是4
B.晶胞参数为2a pm
C.晶胞中离As 原子距离最近且相等的As 原子有8 个
D.晶胞中离B 球距离最远的黑球的坐标参数为(，，)
【答案】C
【解析】A.由砷化镓的晶胞可知，晶胞中与Ga 原子距离最近且相等的As 原子的个数为4，则Ga 原子的配
位数为4，选项A 正确；B.图中白球与黑球的投影距离为a pm，则晶胞体边长为2×a pm，晶胞参数为2a
pm，选项B 正确；C.晶胞中离As 原子距离最近且相等的As 原子共有12 个(同层4 个，上层4 个，下层4
个)，选项C 错误；D.根据各个原子的相对位置可知，晶胞中离B 球距离最远的黑球即和A 球直接相连的
黑球，其原子坐标参数为(，，)，选项D 正确。
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【题型9 投影图的考查】
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【例9】硅化镁是一种窄带隙n 型半导体材料，在光电子器件、能源器件、激光、半导体制造等领域具有
重要应用前景。硅化镁的晶胞参数a＝0.639 1 nm，属于面心立方晶胞，结构如图所示。
Si
①
原子的配位数为________。
②晶胞在对角面方向的投影图为________(填字母)。
③阿伏加德罗常数的值为NA，该晶体的密度ρ＝________g·cm－3(列出计算式)。
【答案】①8 ②D ③
【解析】①以面心Si 原子为基准，同一晶胞内等距离且最近的Mg 原子有4 个，紧邻晶胞还有4 个Mg 原
子，故Si 原子的配位数为8。②对角面如图所示：
，故晶胞在对角面方向的投影图
应为
，故选D 项。③晶胞内Si 原子数目＝8×＋6×＝4，Mg 原子数目＝8，化学式为Mg2Si，晶体
的密度ρ＝＝＝ g·cm－3＝ g·cm－3。
【变式9-1】硅化镁是一种窄带隙n 型半导体材料，在光电子器件、能源器件、激光、半导体制造等领域具
有重要应用前景。硅化镁的晶胞参数a＝0.639 1 nm，属于面心立方晶胞，结构如图所示。
Si
①
原子的配位数为________。
②晶胞在对角面方向的投影图为________(填字母)。
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③阿伏加德罗常数的值为NA，该晶体的密度ρ＝________g·cm－3(列出计算式)。
【答案】①8 ②D ③
【解析】①以面心Si 原子为基准，同一晶胞内等距离且最近的Mg 原子有4 个，紧邻晶胞还有4 个Mg 原
子，故Si 原子的配位数为8。②对角面如图所示：
，故晶胞在对角面方向的投影图
应为
，故选D 项。③晶胞内Si 原子数目＝8×＋6×＝4，Mg 原子数目＝8，化学式为Mg2Si，晶体
的密度ρ＝＝＝ g·cm－3＝ g·cm－3。
【题型10 晶胞综合计算】
【例10】锆
是重要的战略金属，可从其氧化物中提取。下图是某种锆的氧化物晶体的立方晶胞，
为阿伏加德罗常数的值。下列说法错误的是
A．该氧化物的化学式为
B．该氧化物的密度为
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C．
原子之间的最短距离为
D．若坐标取向不变，将p 点
原子平移至原点，则q 点
原子位于晶胞
面的面心
【答案】B
【解析】根据“均摊法”，晶胞中含4 个Zr、
个O，则立方氧化锆的化学式为
ZrO2，A 正确；结合A 分析可知，晶体密度为
，B 错误；
原子
之间的最短距离为面对角线的一半，即
，C 正确；根据晶胞的位置可知，若坐标取向不变，将p
点
原子平移至原点，则垂直向下，q 点
原子位于晶胞
面的面心，D 正确；答案选B。
【变式10-1】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
。阿伏加德
罗常数的值为
。下列说法错误的是
A．晶体最简化学式为
B．晶体中与
最近且距离相等的
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
【答案】C
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【解析】根据晶胞结构可知，其中K 个数：8×
=1，其中Ca 个数：1，其中B 个数：12×
=6，其中C 个
数：12×
=6，故其最简化学式为
，A 正确；根据晶胞结构可知，
位于晶胞顶点，Ca2+位于体
心，每个
为8 个晶胞共用，则晶体中与
最近且距离相等的
有8 个，B 正确；根据晶胞结构可
知，晶胞中B 和C 原子构成的多面体有14 个面，C 错误；根据选项A 分析可知，该晶胞最简化学式为
，则1 个晶胞质量为：
，晶胞体积为a3×10-30cm3，则其密度为
，D 正确；
故选C。
【变式10-2】
晶体中，多个晶胞无隙并置而成的结构如图甲所示，其中部分结构显示为图乙，下
列说法错误的是
A．电负性：
B．单质
是金属晶体
C．晶体中存在范德华力
D．
离子的配位数为3
【答案】D
【解析】电负性越大的元素吸引电子的能力越强，活泼金属的电负性小于活泼非金属，因此，Mg 的电负
性小于 Cl，A 正确；金属晶体包括金属单质及合金，单质Mg 是金属晶体，B 正确；由晶体结构可知，该
结构中存在层状结构，层与层之间存在范德华力，C 正确；由图乙中结构可知，每 个
与周围有6 个
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最近且距离相等，因此 ，
的配位数为6，D 错误；综上所述，本题选D。
【变式10-3】(1)用晶体的X－射线衍射法可以测得阿伏加德罗常数。对金属铜的测定得到以下结果：晶胞
为面心立方最密堆积，边长为361 pm。又知铜的密度为9.00 g·cm－3，则铜晶胞的体积是________cm3、晶
胞的质量是________g，阿伏加德罗常数为________________________[列式计算，已知Mr(Cu)＝63.6]。
(2)CaO 与NaCl 的晶胞同为面心立方结构，已知CaO 晶体密度为a g·cm－3，NA表示阿伏加德罗常数，则
CaO 晶胞体积为________cm3。
【答案】(1)4.70×10－23 4.23×10－22 NA＝＝6.01×1023 mol－1
(2)
【解析】(1)体积是a3；质量＝体积×密度；一个体心晶胞含4 个原子，则摩尔质量＝四分之一×晶胞质量
×NA，可求NA。(2)因为CaO 与NaCl 的晶胞同为面心立方结构。所以一个晶胞中有四个钙离子和四个氧离
子，根据M(CaO)＝56 g·mol－1，则一个CaO 的质量m(CaO)＝ g。V(CaO 晶胞)＝质量/密度＝＝ cm3。
【基础题】
1.（24-25 高三上·重庆涪陵·期中）下列有关物质性质的比较，正确的是
A．晶体硬度：碳化硅 > 晶体硅 > 金刚石
B．沸点：邻羟基苯甲醛 > 对羟基苯甲醛
C．分子或离子中键角：H2O < H3O+，NH3 >
D．熔点：NH2OH < [NH3OH]Cl
【答案】D
【解析】A．碳化硅、晶体硅、金刚石三种共价晶体结构相似，原子半径越小、键长越短，共价键键能越
大，晶体硬度越大，所以晶体硬度：金刚石>碳化硅>晶体硅，A 错误；
B．对羟基苯甲醛易形成分子间氢键，邻羟基苯甲醛易形成分子内氢键，所以沸点：邻羟基苯甲醛<对羟基
苯甲醛，B 错误；
C．H2O 中氧原子有2 个孤电子对，H3O+中氧原子有1 个孤电子对，所以键角：H2O<H3O+；NH3中N 原子
采用sp3杂化，
中N 原子采用sp2杂化，键角：
，C 错误；
D．NH2OH 是分子晶体、[NH3OH]Cl 是离子晶体，熔点：NH2OH < [NH3OH]Cl，D 正确；
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答案选D。
2.（24-25 高三上·北京·期中）我国科学家预言的T-碳已被合成。T-碳的晶体结构可看做将金刚石中的碳原
子用由四个碳原子组成的正四面体结构单元取代所得，T-碳和金刚石的晶胞如图所示。下列说法不正确的
是
A．T-碳与金刚石互为同素异形体
B．T-碳与金刚石均属于共价晶体
C．T-碳与金刚石均不能导电
D．T-碳的密度是金刚石的4 倍
【答案】D
【解析】A．由题意知，T-碳由碳原子组成的单质，且结构与金刚石不同，互为同素异形体，A 正确；
B．T-碳的晶体结构可看做将金刚石中的碳原子用由四个碳原子组成的正四面体结构单元取代所得，与金
刚石结构相似，都为共价晶体，B 正确；
C．T-碳与金刚石的结构相似，碳原子均采用sp3杂化，没有自由移动的电子，故均不能导电，C 正确；
D．根据均摊法可知，T-碳的晶体结构中正四面体结构单元个数为8×
+6×
+4=8，则碳原子个数为
8×4=32，而金刚石晶胞中含有碳原子数为：8×
+6×
+4=8，则有一个晶胞的质量T-碳是金刚石的4 倍，
但二者晶胞边长不相等，故密度T-碳不是金刚石的4 倍，D 错误；
故答案为：D。
3.（2025·黑龙江大庆·模拟预测）成语“信口雌黄”中的雌黄是自然界中常见矿物质，主要成分的化学式是
，其结构如图所示。古人书写错误时常用雌黄进行涂改。下列说法错误的是
A．雌黄属于分子晶体，硬度较小
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B．
结构中既含有极性键又含有非极性键
C．1 mol
被
氧化为
和
时，转移18 mol 电子
D．As 元素与N 元素同主族，气态氢化物的键角：
【答案】B
【解析】A．由
的结构可知，
由分子构成，属于分子晶体，硬度较小，A 正确；
B．由
的结构可知，
结构中既含有As-S 极性键，但不含有非极性键，B 错误；
C．
被
氧化为
和
时，S 元素由-2 价上升到+4 价，1 mol
参与反应时转移
3mol×6=18mol 电子，C 正确；
D．
和
中心原子价层电子对数都是4 且都含有1 个孤电子对，As 元素与N 元素同主族，N 的电负
性强于As，对成键电子对的吸引更强，共价键之间的排斥更大，键角更大，则键角：
，D 正
确；
故选B。
4.（2024·广西河池·一模）某笼形络合物
晶胞结构中，镍离子与
连接形成
平面层，两个平面层通过
分子连接，所有N 原子均参与形成配位键，苯分子填充于空隙正中心，其晶
胞结构如图(H 原子未画出)。下列说法错误的是
A．基态Ni 原子核外有28 种不同空间运动状态的电子
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B．N 的杂化方式为sp、
C．电负性：N>C>H
D．可用X 射线衍射法测定该晶体结构
【答案】A
【解析】A．Ni 是第28 号元素，基态Ni 原子核外电子排布为[Ar]3d84s2，有15 种不同空间运动状态的电
子，A 错误；
B．晶胞中CN-中N 有三键采取sp 杂化，而NH3中N 价层电子对为3+
采取sp3杂化，即晶胞中
N 的杂化方式为sp、sp3，B 正确；
C．同周期从左往右电负性增强，则电负性：H<C<N，C 正确；
D．测定晶体结构的方法是X 射线衍射法，D 正确；
故选A。
5.（24-25 高三上·广西·期中）硒化锌材料不溶于水，其对热冲击具有很强的承受能力，使它成为高功率
激光器系统中的成对电子数的最佳光学材料。硒化锌晶胞结构如图所示。设晶体密度为
，
代表阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是
A．该晶胞中硒原子的配位数为6
B．晶胞中与Zn 距离最近且等距离的Zn 原子有8 个
C．基态
原子核外有34 种不同空间运动状态的电子
D．晶胞边长为
【答案】D
【解析】A．与硒原子距离最近的Zn 有4 个，故该晶胞中硒原子的配位数为4，A 错误；
B．晶胞中与Zn 距离最近且等距离一个Zn 在顶点，另一个Zn 在面心，共有12 个，B 错误；
C．基态
原子的电子排布式为
，共占据18 个轨道，有18 种不同空间运动状
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态的电子，C 错误；
D．该晶胞中Se 的个数为4 个，Zn 的个数为
，有4 个ZnSe，故边长为
，D 正确；
故选D。
6.（2024·河北唐山·模拟预测）钛酸钡是一种典型钙钛矿型结构晶体，广泛应用于多层陶瓷电容器、热敏电
阻器等方面，其立方晶胞结构如图所示，假设晶体中的Ti4+、Ba2+均与O2-互相接触，晶胞边长为apm，O2-
半径为bpm。下列说法正确的是
A．晶胞中O2-构成的多面体有12 个面
B．Ti4+周围距离最小且相等的Ba2+有6 个
C．Ba2+的半径为
D．晶胞中Ti4+位于O2-组成的正八面体空隙的中心
【答案】D
【解析】A．晶胞中，12 个O2-构成的多面体中，含有6 个正方形面和8 个三角形面，共有14 个面，A 不正
确；
B．Ti4+位于立方体的体心，与各顶点的距离相等，则Ti4+周围距离最小且相等的Ba2+有8 个，B 不正确；
C．从图中可以看出，连接2 个O2-与Ba2+的线段的长度刚好等于面对角线的长度，所以2r(Ba2+)+2b=
，
则Ba2+的半径为r(Ba2+)=
，C 不正确；
D．晶胞中位于顶点的Ti4+与6 个O2-的距离最近且相等，则Ti4+位于O2-组成的正八面体空隙的中心，D 正
确；
故选D。
7.（2024·广西南宁·模拟预测）钛酸钡具有优良的介电、压电特性，主要用于电容器、自动温控等领域。钛
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酸钡的晶胞结构如图所示。下列说法错误的是
A．Ti 元素位于元素周期表的d 区
B．该物质的化学式为
C．晶体中每个钛离子周围等距且最近的氧离子数目为6
D．若
位于晶胞的体心，
位于晶胞的顶点，则
处于立方体的位置是棱心
【答案】D
【解析】A．Ti 的价电子排布式为3d24s2，位于元素周期表的d 区，故A 正确；
B．由结构可知，Ba2+位于体心，个数为1，O2-位于棱心，个数为
=3；Ti4+位于顶点，个数为
=1；
则钛酸钡的化学式为BaTiO3，故B 正确；
C．根据晶胞结构可知，晶体中钛离子周围等距且最近的氧离子的有6 个，故C 正确；
D．由晶胞结构可知，每个钛离子周围有6 个O2-，若将钛离子置于晶胞体心，Ba2+置于晶胞顶点，则O2-位
于立方体的面心，故D 错误；
故答案选D。
8.（2024·江西·一模）氮化硼是一种重要的无机非金属材料，在工业生产中有着重要的作用。常见的三种氮
化硼晶体结构如下图：
下列叙述错误的是
A．
晶体中存在大
键
B．
晶体属于共价晶体
C．
晶体中B 的配位数为12
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D．
晶体的密度可表示为
【答案】C
【解析】A．由结构图可知，
晶体结构类似于石墨晶体，故
晶体中层内存在大π 键，A 项正
确；
B．由结构图可知，
晶体类似于金刚石晶体，熔点高，故
晶体属于共价晶体，B 项正确；
C．以
晶体结构中上面面心的B 为中心，周围有6 个距离相等且最近的N，故B 的配位数为6，C
项错误；
D．由题干信息可知，一个
晶胞中含有N 个数为3，B 的个数为
，则一个晶胞的质
量为
，根据晶胞参数可知，一个晶胞的体积为
，故
晶体的密度可表
示为
，D 项正确；
故选C。
9.（2024·四川巴中·一模）几种常见晶体的晶胞结构如图所示。下列说法错误的是
晶胞
晶胞
金刚石晶胞
晶胞
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A．
晶胞中
周围紧邻的
的个数为6
B．干冰晶胞与金刚石晶胞中微粒间作用力不同
C．若金刚石的晶胞边长为
，其中两个最近的碳原子之间的距离为
D．
晶胞在
平面的投影图为：
【答案】C
【解析】A．由晶胞结构可知，
晶胞中以体心
为例，周围紧邻的
位于面心，个数为6，故A
项正确；
B．干冰晶胞中CO2分子之间存在范德华力，金刚石晶胞中碳原子间的作用为共价键，其作用力不同，故
B 项正确；
C．若金刚石的晶胞边长为acm，其中两个最近的碳原子之间的距离为晶胞体对角线长度的
，即
acm，故C 项错误；
D．由晶胞结构可知，Cu 晶胞在xy 平面的投影图为：
，故D 项正确；
故本题选C。
10.（2024·湖南衡阳·模拟预测）硫化铜俗称铜蓝，其晶胞结构如图，下列说法错误的是
52
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A．晶体中微粒间作用力有离子键及共价键
B．基态
的价电子排布式为3d9
C．
个数为2 个
D．晶胞中
1 1∶
【答案】D
【解析】A．硫化铜晶体中铜离子和硫离子间有离子键，硫原子和硫原子间存在共价键，A 正确；
B．Cu 是简化电子排布式为[Ar]3d104s1，失去2 个电子得到铜离子，基态Cu2+的价电子排布式为3d9，B 正
确；
C．由俯视图可知，俯视图处于顶点位置的S 可能处于晶胞顶点或者棱上，结合晶胞图形可知该S 处于棱
上，且该S 实际存在形式为
，个数为
，C 正确；
D．俯视图处于面点位置的S 可能处于晶胞体内或者面心上，结合晶胞图形可知该S 处于体内，且该S 实
际存在形式为
，个数为2 个，因此晶胞中S 的总价态为2×(-2)+2×(-2)=-8，由晶胞可知Cu 位于晶胞内
部，则晶胞中Cu 的总个数为6 个，设Cu+的个数为x，Cu2+的个数为y，则x+y=6，x+2y=+8，联立二式子
解得x=4，y=2，故
2 1∶，D 错误；
答案选D。
【提升题】
11.（2024·内蒙古呼和浩特·模拟预测）碳化钛在航空航天、机械加工等领域应用广泛，其晶胞结构(如图所
示)与氯化钠相似，晶胞的边长为anm。下列说法正确的是
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A．该物质的化学式为
B．基态Ti 原子的价电子排布式为
C．C 原子之间的最短距离为
D．设
为阿伏加德罗常数的值，则晶体的密度为
【答案】B
【解析】A．根据晶胞的结构，有均摊法可知，晶胞中含有Ti 的个数为
，含有C 的个数为
，则晶胞的化学式为TiC，故A 错误；
B．Ti 是22 号元素，根据构造原理可知，基态Ti 原子的价电子排布式为
，故B 正确；
C．两个C 原子之间的最短距离为面对角线的一半，为
，故C 错误；
D．晶胞的质量为
，体积为a3×10-21cm3，则密度为
，故D 错误；
故选B。
12.（24-25 高三上·四川绵阳·期中）硒化锌(ZnSe)是一种重要的半导体材料，其晶胞结构如图所示，已知该
晶体密度为ρg/cm3，设阿伏加德罗常数的值为
。下列说法不正确的是
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A．Se 位于元素周期表的p 区
B．基态Se 原子核外有18 种不同空间运动状态的电子
C．若A 点原子的坐标为
，C 点原子的坐标为(1,1,1)，则B 点原子的坐标为
D．该晶胞中Zn 与Se 之间的最短距离为
nm
【答案】C
【解析】A．Se 的价层电子排布式为4s24p4，位于元素周期表的p 区，A 正确；
B．基态Se 原子核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d64s24p4，电子的空间运动状态数=电子所占原子轨道
数，s、p、d 原子轨道数分别为1、3、5，所以基态Se 原子核外有18 种不同空间运动状态的电子，B 正
确；
C．A 点原子坐标为
，由B 的投影图
可知，B 点原子坐标为
，C 错误；
D．该晶胞中，位于晶胞内部的Zn 原子个数为4，位于晶胞顶点和面心的Se 原子个数为
，
则
，则晶胞边长为
，Zn 与Se
之间的最短距离为体对角线的四分之一，故为
nm，D 正确；
故选C。
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13.（2024·山西运城·三模）朱砂(硫化汞)在众多先秦考古遗址中均有发现，其立方晶系型晶胞如下图所
示，晶胞参数为a nm，A 原子的分数坐标为
，阿伏加德罗常数的值为
，下列说法不正确的是
A．S 的配位数是4
B．晶胞中B 原子分数坐标为
C．该晶体的密度是
g/cm3
D．相邻两个Hg 的最短距离为
nm
【答案】B
【解析】A．由晶胞图知，以位于体心的S 原子为研究对象，S 原子周围距离最近的Hg 原子有4 个，则S
的配位数是4，A 正确；
B．由A 原子的分数坐标为(0，0，0)，结合投影图知，晶胞中B 原子分数坐标为
，B 错误；
C．由晶胞图可知，含S 原子=4×1=4 个，Hg 原子位于8 个顶角和6 个面心，共含Hg 原子数=6×
+8×
=4，故该晶体的密度是ρ=
，C 正确；
D．由晶胞结构可知，相邻两个Hg 的最短距离面对角线的一半，为
nm，D 正确；
故选B。
14.（24-25 高三上·湖南长沙·期中）氢化铝钠
是一种新型轻质储氢材料，可燃，遇水可放出氢
气，其晶胞结构如图所示，下列说法错误的是
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A．基态铝原子核外电子有7 种不同的空间运动状态
B．Na+与
之间的最短距离为
nm
C．NaAlH4晶体中，与
紧邻且等距的
有6 个
D．晶体的密度为
(
表示阿伏加德罗常数的值)
【答案】C
【解析】A．铝元素的原子序数为13，基态原子的电子排布式为1s22s22p63s23p1，原子核外电子有7 种不同
的空间运动状态，故A 正确；
B．由晶胞结构可知，晶胞中位于顶点的四氢合铝酸根离子与位于面心的钠离子的距离最近，是面对角线
长的一半，则最短距离为
，故B 正确；
C．由晶胞结构可知，晶胞中位于体心的四氢合铝酸根离子与位于晶胞棱上、晶胞中上层立方体左右侧面
心、晶胞中下层立方体前后面面心的钠离子距离最近，配位数为8，由化学式可知，钠离子紧邻且等距的
四氢合铝酸根离子有8 个，故C 错误；
D．由晶胞结构可知，晶胞中位于顶点、面上和体心的氢合铝酸根离子的个数为
，位于面
上和棱上的钠离子个数为
，设晶体的密度为dg/cm3，由晶胞的质量公式可得：
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=(10—10 ×a×10—10 ×a×10—10 ×2a)d，解得d=
，故D 正确
故选C。
15.（2025·黑龙江大庆·模拟预测）黄铁矿晶体的晶胞如图所示，晶胞参数为anm，晶胞中
位于
所形
成的正八面体的体心，M 点分数坐标为
，
为阿伏加德罗常数的值，下列说法错误的是
A．N 点的分数坐标为
B．晶胞中与
等距且最近的
数目为8
C．该晶体密度为
g cm
⋅
D．若八面体边长为d nm，则
【答案】B
【解析】A．晶胞中
位于
所形成的正八面体的体心，M 点分数坐标为
，由晶胞结构可知N
点的分数坐标为
，故A 正确；
B．由晶胞结构可知，晶胞中
位于
所形成的正八面体的体心，晶胞中与
等距且最近的
数目
为12，故B 错误；
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C．根据均摊原则，晶胞中Fe2+数为
=4、
数为
=4，晶胞密度
，C 正确；
D．晶胞中
位于
所形成的正八面体的体心，八面体体心和顶点的距离为
nm，则八面体边长为d
=
nm，D 正确；
故选B。
16.（2024·湖北武汉·一模）
是一种优良的锂离子电池负极材料。在充电过程中，负极材料晶胞的组成
变化如下图所示。
下列说法正确的是
A．基态
的价电子排布式为
B．
的
为
C．图示的
晶胞中
D．
晶胞中
的配位数为4
【答案】C
【解析】A．Zn 是30 号元素，基态Zn 的价电子排布式为
，则基态
的价电子排布式为
，A
错误；
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B．
晶体中Zn2+的个数为4，S2-的个数为
=4，
的
为
=
，B 错误；
C．图示的
晶胞中Li+的个数为6，Zn2+的个数为6，则
，C 正确；
D．由
晶胞结构可知，距离S2-最近且相等的Li+有8 个，则
的配位数为8，D 错误；
故选C。
17.（2024·安徽蚌埠·模拟预测）某锂离子电池电极材料结构如图。结构1 是钴硫化物晶胞的一部分，可代
表其组成和结构；晶胞2 是充电后的晶胞结构；所有晶胞均为立方晶胞。下列说法正确的是
A．结构1 钴硫化物的化学式为
B．晶胞2 中S 与S 的最短距离为
C．晶胞3 中距S 最近的
有4 个
D．晶胞2 和晶胞3 表示同一晶体
【答案】D
【解析】A．由均摊法得，结构1 中含有Co 的数目为4+4×
=4.5，含有S 的数目为1+12×
=4，Co 与S 的
原子个数比为9：8，因此结构1 的化学式为Co9S8，故A 错误；
B．由图可知，晶胞2 中S 与S 的最短距离为面对角线的
，晶胞边长为a，即S 与S 的最短距离为：
，故B 错误；
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C．晶胞3 中距S 最近的
有8 个，故C 错误；
D．当2 个晶胞2 放在一起时，截取第1 个晶胞的右一半和第2 个晶胞的左一半合并后就是晶胞3。根据晶
胞2 的结构可知，S 的个数为1+12×
=4，Li 的个数为8，则晶胞2 表示的化学式为Li2S，在晶胞3 中，S
的个数为8×
+6×
=4，Li 的个数为8，则晶胞3 表示的化学式为Li2S，晶胞2 和晶胞3 表示同一晶体。故
D 正确；
故选D。
18.（2025·四川·一模）铁的一种硫化物的晶胞如下图。已知晶胞的边长为n pm，
为阿伏加德罗常数的
值。下列说法错误的是
A．在
中，x 为1
B．ef 的距离为
C．
位于
形成的正八面体的中心
D．该晶体的密度为
【答案】A
【解析】A．观察晶胞中微粒个数比，得出化学式为
，故在
中，x 为2，A 选项符合题意。
B．晶胞的边长为n pm，体对角线为
，ef 间距离为体对角线一半，等于
，B 选项不符合题
意。
C．在晶胞中，
位于
围成的正八面体的中心，C 选项不符合题意。
D．依据
该晶体的密度为
，D 选项不符合题意。
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故选A。
19.（2024·湖北·模拟预测）科学家研究利用
晶体释放出的
和
脱除硅烷，拓展了金属氟化物材
料的生物医学功能。
晶胞如图所示。下列说法错误的是
A．
晶胞中
填充在相邻
形成的四面体空隙中
B．
晶体中，每个
周围距离相等且最近的
有8 个
C．图中A 处原子分数坐标为
，则B 处原子分数坐标为
D．若脱除硅烷反应速率依赖于晶体提供自由氟离子的能力，则脱硅能力
【答案】B
【解析】A．由图可知，
晶胞中
填充在相邻4 个
形成的四面体空隙中，A 正确；
B．由于
晶体中钙离子、氟离子交替排列，所以假设这个晶胞的体心上是
，那么三个顶点就是
，则每个
周围距离相等且最近的
有6 个，故B 错误；
C．若A 处原子分数坐标为
，C 点处于四面体填隙，根据立体几何关系，则B 处原子分数坐标为
，故C 正确；
D．三种氟化物均为离子晶体，晶体提供自由氟离子的能力越强，阴阳离子间形成离子键越弱，钡离子、
钙离子、镁离子的电荷数相同，离子半径依次减小，则
、
、
三种晶体中的离子键依次增
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强，晶体提供自由氟离子的能力依次减弱，脱硅能力依次减弱，即脱硅能力
，故D 正
确；
答案选：B。
20.（2024·湖南衡阳·模拟预测）砷化镓(GaAs)的晶胞结构如图甲所示。将Mn 掺杂到晶体中得到稀磁性半
导体材料，其晶胞结构如图乙所示。下列说法错误的是
A．图甲中，Ga 位于As 原子构成的正四面体空隙中
B．图甲中，Ga-As 的键长为a pm，则晶胞边长为
C．基态As 原子的价电子排布式4s24p3
D．稀磁性半导体材料中，Mn、As 的原子个数比为1 2∶
【答案】D
【解析】A．距离Ga 原子最近且等距离的As 原子数是4 个，且4 个As 原子构成正四面体结构，故Ga 位
于As 原子构成的正四面体空隙中，故A 正确；
B．Ga-As 的键长为晶胞体对角线长度的1/4，设晶胞边长为x，则
，所以x=
，
故B 正确；
C．基态As 原子的价电子排布式4s24p3，故C 正确；
D．由图乙可知，掺杂Mn 之后，晶胞中Mn 的数目为1×
+1×
=
，As 的数目为4，故稀磁性半导体材
料中，Mn、As 的原子个数比为5 32
∶
，故D 错误；
故选D。
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