文档文本内容
关注公众号：陆陆高分冲刺 ~领取：最新版“中考/高考-总复习”、最新试卷下载
压轴题09 晶体结构及相关计算
一、原子分数坐标参数
1.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。
2.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。
二、晶胞结构的投影图
晶胞结构
x、y 平面上的投影图
(1)判断投影图时，一定要注意x、y、z 轴的方向。
(2)上面结构模型中的原子也可以换为不同的原子，但在投影图中的位置不变。
三、晶胞参数的有关计算
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
1
关注公众号：陆陆高分冲刺 ~领取：最新版“中考/高考-总复习”、最新试卷下载
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%。
2.常见离子晶体结构分析
NaCl 型
CsCl 型
ZnS 型
CaF2型
2
关注公众号：陆陆高分冲刺 ~领取：最新版“中考/高考-总复习”、最新试卷下载
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
题型01 考查晶胞化学式
1.（福建省名校联盟2025 届高三六市大联考）如图所示，是一种晶体的晶胞，该离子晶体的化学式为
3
关注公众号：陆陆高分冲刺 ~领取：最新版“中考/高考-总复习”、最新试卷下载
A．ABC
B．ABC3
C．AB2C3
D．AB3C3
2.（2025 届湖北省黄冈市高三上学期9 月调研考试一模）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3 是由晶胞2 沿棱平移
个单位得到的
C．晶胞2 中
位于S 构成的八面体空隙中
D．晶胞2 中
与
的最短距离为
题型02 考查原子坐标
3.（山西省运城市2024-2025 学年高三上学期调研）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
4.（云南省昆明市2025 届高三上学期三诊一模）半导体材料
的立方晶胞如图所示，晶胞边长为
4
关注公众号：陆陆高分冲刺 ~领取：最新版“中考/高考-总复习”、最新试卷下载
apm，图中晶胞顶点原子的分数坐标均为(0,0,0)，Y 原子的分数坐标为
。下列说法错误的是
A．晶胞中6 个Sb 原子均处于晶胞内部
B．Fe 处于Sb 形成的八面体空隙中
C．Z 原子的分数坐标为
D．Y 原子与X 原子之间的距离为
题型03 考查晶胞投影
5.（2025 届湖北省新八校协作体高三上学期联考一模）研究人员制备了一种具有锂离子通道的导电氧化物
，其立方晶胞和导电时
迁移过程如下图所示。已知该氧化物中
为
价，
为
价。
下列说法错误的是
A．
位于O 原子形成的正八面体空隙
B．若
与空位的个数比为
C．
立方晶胞在体对角线方向上的投影图为
5
关注公众号：陆陆高分冲刺 ~领取：最新版“中考/高考-总复习”、最新试卷下载
D．导电时，空位移动方向与电流方向相反
6.（2025 届四川省巴中市高三上学期“零诊”）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
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：
题型04 考查晶体密度
7.（辽宁省点石联考2024-2025 学年高三上学期二模）在不同压强和温度下，固态氮分子相的晶胞结构如
下表，
相晶胞是立方晶胞，晶胞边长为apm，
相晶胞是四方晶胞(晶胞边长有2 种)。下列说法错误的是
分子相
相
相
温度和压强
，
，
结构
A．继续增大压强，可能形成共价晶体结构的氮的同素异形体
B．
相、
相晶胞中原子个数之比为
C．
相晶体密度为
D．图1 晶胞与
相晶胞相同
6
关注公众号：陆陆高分冲刺 ~领取：最新版“中考/高考-总复习”、最新试卷下载
8.（广西来宾市2025 届高三一模）结晶型PbS 可作为放射性探测器元件材料，其立方晶胞如图所示。
为阿伏加德罗常数的值，下列说法错误的是
A．Pb 的配位数为6
B．该晶体密度为：
C．该晶体摩尔体积为：
D．S 原子位于Pb 原子构成的八面体中心
题型05 考查最短距离
9.（重庆市2025 届高三上学期一模）化合物
是一种潜在热电材料，其晶胞结构如图1 所示，沿
、
、
轴方向的投影均如图2 所示。
最简式的式量为
，已知晶胞参数为
，
为阿伏加德罗常数的
值。下列说法正确的是
A．晶胞中阴离子的配位数为4
B．1 个晶胞中含有2 个
C．两个
之间的最短距离为
7
关注公众号：陆陆高分冲刺 ~领取：最新版“中考/高考-总复习”、最新试卷下载
D．晶胞密度为
10.（吉林省长春市第二中学2024-2025 学年高三上学期第四次调研）嫦娥三号卫星上的
元件（热敏电
阻）的主要成分——钡钛矿的晶胞结构如图所示。若该晶体的密度为
，
为阿伏加德罗常数的
值。下列说法错误的是
A．
位于
围成的正八面体的中心
B．
周围距离最近的
数目为12
C．两个
的最短距离为
D．若
的分数坐标为
，则
的分数坐标为
题型06 晶胞的综合考查
11.（湖北省武汉市2025 届高三上学期第一次调研）
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
8
关注公众号：陆陆高分冲刺 ~领取：最新版“中考/高考-总复习”、最新试卷下载
B．
的
为
C．图示的
晶胞中
D．
晶胞中
的配位数为4
12.（河北省邯郸市2025 届高三上学期第一次调研考试一模）半导体材料砷化铟
是制备高速低功耗
电子器件、红外光电子器件及自旋电子器件的理想材料。
是ⅢA 族元素，如图所示为
的六方结构
示意图，下列说法错误的是(设
为阿伏加德罗常数的值)
A．
两种元素均位于p 区
B．晶体中
和
的配位数均为4
C．晶体中两种原子之间存在配位键
D．1 个晶胞(平行六面体)的质量为
1.（重庆市巴蜀中学校2024-2025 学年高三上学期模拟）天然硫化铜俗称铜蓝，其晶胞结构如图。下列说
法错误的是
9
关注公众号：陆陆高分冲刺 ~领取：最新版“中考/高考-总复习”、最新试卷下载
A．基态
的价电子排布式为
B．晶体中微粒间的作用力有离子键及共价键
C．晶胞中含有2 个
D．
2.（广西南宁市第二中学2025 届高三上学期模拟）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
3.（广西玉林市2025 届高三上学期质量监测）以黄铁矿(主要成分为
)为原料生产硫酸的简要过程如图
所示，
的立方晶胞如图所示。
代表阿伏加德罗常数，晶胞参数为
。下列说法错误的是
10
关注公众号：陆陆高分冲刺 ~领取：最新版“中考/高考-总复习”、最新试卷下载
A．
的空间结构为平面三角形
B．
的立方晶胞的密度为
C．
的立方晶胞中，
紧邻的阴离子个数为8
D．
完全反应生成
和
，有
电子发生转移
4.（湖南省邵阳市绥宁第一中学2024 届高三模拟）两种含汞化合物的晶胞结构如图所示，其中甲为四方晶
胞结构，乙为立方晶胞结构。下列说法错误的是
A．甲和乙中Hg2+的配位数之比为3：2
B．乙的化学式为HgS
C．乙中相邻的两个S2-之间的距离为
anm
D．每个甲、乙晶胞中含有的阴离子数目不相等
5.（江西省正定中学2024-2025 学年高三上学期联考）氮化铜晶体是一种半导体材料，其晶胞结构如图所
示。设
为阿伏加德罗常数的值，该晶胞边长为
。下列叙述正确的是
A．该晶体的化学式为CuN
11
关注公众号：陆陆高分冲刺 ~领取：最新版“中考/高考-总复习”、最新试卷下载
B．2 个铜原子的最近距离为
C．与N 原子距离最近且等距离的铜原子有12 个
D．该晶体密度
6.（河北省沧州市盐山中学2024-2025 学年高三上学期模拟）钙钛矿类杂化材料
在太阳能电
池领域具有重要的应用价值，其晶胞结构如图1 所示，B 代表
。设
为阿伏加德罗常数的值，晶体
的密度为
。下列说法错误的是
A．N、I、Pb 均属于p 区元素
B．
与
之间能形成配位键
C．该晶胞参数a 为
D．若沿z 轴向xy 平面投影，则其投影图如图2 所示
7.（2025 届河北省石家庄市高三上学期模拟）
和O 形成的一种化合物的晶胞结构如图甲所示。晶胞边
长为
为阿伏加德罗常数的值。下列说法错误的是
12
关注公众号：陆陆高分冲刺 ~领取：最新版“中考/高考-总复习”、最新试卷下载
A．该化合物的化学式为
B．该晶体的密度为
C．晶胞中与
等距且最近的
有4 个
D．图乙是该晶体晶胞结构的另一种表示
8.（安徽省合肥市第八中学2024 届高三下学期三模）钙镁矿、
、
的结构模型如图所示。
下列说法正确的是
A．钙镁矿中，1 号硫原子的坐标为
，2 号硫原子的坐标为
B．钙镁矿中，距离硫原子最近的硫原子数目为4
C．
结构中
与
、
与
离子之间的作用力相同
D．
晶胞中，
分子的排列方式只有3 种取向
9.（陕西省2024-2025 学年高三上学期一模）磷化硼是一种半导体材料，其晶胞结构如下图所示。已知阿
伏加德罗常数的值为NA，下列说法错误的是
A．晶胞结构中，硼原子的配位数为4
B．磷化硼为分子晶体
13
关注公众号：陆陆高分冲刺 ~领取：最新版“中考/高考-总复习”、最新试卷下载
C．硼原子与磷原子间的最短距离为
nm
D．磷化硼晶体
g·cm-3
10.（吉林省长春市2024-2025 学年高三上学期一模）朱砂(硫化汞)在众多先秦考古遗址中均有发现，其立
方晶系β 型晶胞如下图所示，晶胞参数为anm，A 原子的分数坐标为(0，0，0)，阿伏加德罗常数的值为
NA，下列说法正确的是
A．S 原子的配位数是8
B．晶胞中B 原子分数坐标为
C．该晶体的密度是ρ=
D．相邻两个Hg 的最短距离为
anm
11.（湖北省腾云联盟2024-2025 学年高三上学期联考）铈(Ce，镧系元素)的氧化物是一种常用的催化剂，
能作为汽车尾气的净化器。下图展示的是两种铈的氧化物的晶胞结构(晶胞参数为xnm)。图(b)晶胞中O 原
子出现缺陷，其中Ce 的化合价有
和
。下列说法正确的是
A．Ce 位于元素周期表中的ds 区
B．图(a)晶胞中Ce 的配位数为4
C．图(a)物质的摩尔体积为
D．图(b)晶胞中化合价为
的Ce 的个数为2
14
关注公众号：陆陆高分冲刺 ~领取：最新版“中考/高考-总复习”、最新试卷下载
12.（四川省自贡市2024-2025 学年高三上学期第一次诊断性考试）氢气的安全贮存和运输是氢能应用的关
键，铁镁合金是已发现的储氢密度最高的储氢材料之一，若该晶胞边长为dnm，其晶胞结构如图所示。下
列说法正确的是
A．铁镁合金的化学式为Mg8Fe4
B．Fe 原子与最近的Mg 原子的距离是
C．若该晶体储氢时，H2填充在Fe 原子组成的八面体空隙中心位置，则含Mg 96g 的该储氢合金可储存标
准状况下H2的体积约为22.4L
D．若NA为阿伏加德罗常数的值，则该合金的密度为
13.（四川省南充市2025 届高三上学期一诊）干冰晶体的晶胞如图1 所示，形状是边长为
的立方体，
沿
连线方向的投影图如图2 所示。下列说法错误的是
A．该晶体为分子晶体
B．晶胞沿
连线旋转
可与旋转前重合
C．该晶体中每个
分子周围有12 个紧邻分子
D．该晶体的密度为
14.（四川省泸州市2024-2025 学年高三上学期第一次教学质量诊断性考试）灰锡与金刚石的晶体类型相
同，其晶胞如图所示。下列有关说法不正确的是
15
关注公众号：陆陆高分冲刺 ~领取：最新版“中考/高考-总复习”、最新试卷下载
A．一个灰锡晶胞中含有8 个Sn 原子
B．灰锡属于共价晶体，其熔点低于金刚石
C．若
键的键长为a pm，则晶胞参数为
D．灰锡中每个Sn 原子周围与它距离最近的Sn 原子有4 个
15.（江西省“三新”协同教研共同体2024-2025 学年高三上学期联考）理论预测，由汞(Hg)、锗(Ge)、锑
(Sb)形成的一种新物质X 为潜在的拓扑绝缘体材料。X 的晶体可视为Ge 晶体(晶胞如图a 所示)中部分Ge 原
子被Hg 和Sb 取代后形成。下列说法不正确的是
A．图c 为X 的晶胞，X 的晶体中与Hg 距离最近的Sb 的数目为6
B．设X 的最简式的摩尔质量为M g·mol-1，则X 晶体的密度为
g·cm-3
C．图b 为Ge 晶胞中部分Ge 原子被Hg 和Sb 取代后形成的一种单元结构，它不是晶胞单元
D．图c 晶胞中粒子个数比Hg Ge Sb=1 1 2
∶
∶
∶∶
16.（甘肃省兰州市2025 届高三诊断考试一模）某太阳能电池材料的化学式为
，其晶胞结构如下图所示，其中
代表
，
表示阿伏加德罗常
数。下列说法中不正确的是
16
关注公众号：陆陆高分冲刺 ~领取：最新版“中考/高考-总复习”、最新试卷下载
A．N 的杂化方式为
B．图中
代表
C．晶体密度为
D．
的配位数为8
17.（湖南省沅澧共同体2024-2025 学年高三下学期联考）某化合物的晶胞如图所示，下列说法不正确的是
A．该物质化学式为Fe(NH3)2Cl2
B．该物质的熔点高于FeCl2
C．该晶体中含离子键、配位键
D．若该晶胞体积为a cm3，则晶胞的密度为
g/cm3
18.（四川省2024-2025 学年高三下学期二诊模拟）一种钽(Ta)的化合物的四方晶胞结构如图所示(
)。
已知
为阿伏加德罗常数的值。原子分数坐标x、y、
，原子分数坐标为1 时记为0。M、N 的原
子分数坐标分别为
，
，下列说法错误的是
17
关注公众号：陆陆高分冲刺 ~领取：最新版“中考/高考-总复习”、最新试卷下载
A．P 的原子分数坐标为
B．该化合物的化学式为
C．与Q 距离相等且最近的
有8 个
D．该晶体的密度是
19.（山东省实验中学2025 届高三下学期第一次适应性检测）黄金按质量分数分级，纯金为24K。Au-Cu
合金的三种晶胞结构如图，Ⅰ是六方晶胞(底面锐角为60°)，Ⅱ和Ⅲ是立方晶胞。下列说法正确的是
A．Ⅰ中Au 的配位数是8 B．Ⅱ中最小核间距Au-Cu<Cu-Cu
C．Ⅲ为18K 金 D．Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ中，Au 与Cu 原子个数比依次为1：1、1：3、3：1
20.（江西省赣州市2025 届高三下学期一模）汞及其化合物在我国应用的历史悠久，可用作医药、颜料
等。一种含汞化合物的立方晶胞结构如图所示，该晶胞的密度为
，A 的分数坐标为
。
下列说法正确的是
A．B 的分数坐标为
B．晶胞中相邻的两个
之间的距离为
18
关注公众号：陆陆高分冲刺 ~领取：最新版“中考/高考-总复习”、最新试卷下载
C．阿伏加德罗常数
为
D．图2 是晶胞的俯视图
19
