物質(zhì)的聚集狀態(tài)與晶體的常識（2）導(dǎo)學(xué)學(xué)案課程內(nèi)容：晶胞的定義、特征、結(jié)構(gòu)類型；均攤法；晶體結(jié)構(gòu)的測定X射線衍射原理1.

學(xué)習(xí)目標(biāo)⑴深入理解晶胞的概念，明確晶胞是描述晶體結(jié)構(gòu)的基本單元，掌握晶胞中粒子數(shù)目的計算方法——均攤法；了解晶體X射線衍射是測定物質(zhì)結(jié)構(gòu)的基本方法和實驗手段，理解其基本原理。⑵通過對晶胞結(jié)構(gòu)模型的觀察和分析，培養(yǎng)空間想象力和邏輯思維能力；通過對晶體X射線衍射實驗的學(xué)習(xí)，了解科學(xué)研究的一般方法和過程。⑶體會晶體結(jié)構(gòu)的奇妙和科學(xué)的嚴謹性，激發(fā)對化學(xué)學(xué)科的興趣；了解晶體結(jié)構(gòu)測定在材料科學(xué)、生命科學(xué)等領(lǐng)域的重要應(yīng)用，認識化學(xué)學(xué)科的價值。2.重點⑴晶胞的概念及“無隙并置”特點。⑵運用均攤法計算晶胞中粒子的數(shù)目。⑶晶體X射線衍射實驗的原理和應(yīng)用。3.難點⑴對晶胞“無隙并置”的理解以及在三維空間中想象晶胞的堆積方式。⑵復(fù)雜晶胞中粒子數(shù)目的準確計算，尤其是涉及多種位置的粒子。⑶理解X射線衍射實驗中衍射圖譜與晶體結(jié)構(gòu)的對應(yīng)關(guān)系。4.核心素養(yǎng)⑴宏觀辨識與微觀探析：能從微觀角度理解晶胞的結(jié)構(gòu)和組成，以及晶體與晶胞的關(guān)系，并能將其與晶體的宏觀性質(zhì)相聯(lián)系。⑵證據(jù)推理與模型認知：通過對晶胞模型的分析和均攤法的運用，推理得出晶胞中粒子的數(shù)目和晶體的化學(xué)式；通過對X射線衍射實驗的學(xué)習(xí)，建立起晶體結(jié)構(gòu)測定的方法和模型。⑶科學(xué)探究與創(chuàng)新意識：了解晶體X射線衍射實驗的過程和原理，培養(yǎng)對科學(xué)探究的興趣和能力，鼓勵創(chuàng)新思維，如對實驗結(jié)果的分析和應(yīng)用。第一部分：課業(yè)知識精講一、晶胞1.晶胞的定義與特征⑴定義：晶胞是描述晶體結(jié)構(gòu)的基本單元，是從晶體中“截取”出來的具有代表性的最小重復(fù)單元。⑵特征：晶胞在空間上具有“無隙并置”的特點?！盁o隙”指相鄰晶胞之間沒有任何間隙，是緊密堆積的；“并置”指所有晶胞都是平行排列的，取向相同，且在同一方向上的晶胞是完全相同的。2.晶胞中微粒數(shù)目的計算方法均攤法⑴頂點原子：晶胞頂點上的原子被8個晶胞所共有，所以每個頂點原子對一個晶胞的貢獻為1/8。例如，在簡單立方晶胞中，位于頂點的原子，計算晶胞內(nèi)該原子的實際數(shù)目時，需乘以1/8。⑵棱上原子：棱上的原子為4個晶胞所共有，其對一個晶胞的貢獻為1/4。以體心立方晶胞為例，棱上原子在計算晶胞內(nèi)原子數(shù)目時需按此比例計算。⑶面上原子：面上原子被2個晶胞所共有，對一個晶胞的貢獻為1/2。如面心立方晶胞中的面心原子，計算晶胞原子總數(shù)時需考慮這一因素。⑷體內(nèi)原子：完全屬于所在晶胞，對晶胞的貢獻為1。像體心立方晶胞中的體心原子，在計算晶胞原子數(shù)時直接計為1個。3.常見晶胞結(jié)構(gòu)類型⑴金屬晶體①簡單立方晶胞：由8個頂點原子構(gòu)成，原子位于晶胞的頂點，晶胞內(nèi)部無其他原子。如金屬釙（Po）采用簡單立方堆積方式，其晶胞中原子個數(shù)為8*1/8=1。②體心立方晶胞：除8個頂點原子外，晶胞體心還有1個原子。如堿金屬鈉（Na）、鉀（K）、鐵（Fe）等金屬晶體采用這種結(jié)構(gòu)，晶胞中原子個數(shù)為8*1/8+1=2。③六方晶胞：12個頂點、2個面心、3個原子在晶胞內(nèi)部。如鎂（Mg）、鋅（Zn）、鈦（Ti）等。晶胞中原子個數(shù)為12*1/6+2*1/2+3*1=6。④面心立方晶胞：在8個頂點和6個面心均有原子均勻分布。金屬銅（Cu）、銀（Ag）、金（Au）等屬于面心立方最密堆積，晶胞中原子個數(shù)為8*1/8+6*1/2=4。⑵離子晶體以NaCl晶體為例，其晶胞類似于面心立方結(jié)構(gòu)，每個Na?周圍有6個Cl?，每個Cl?周圍有6個Na?，Na?與Cl?的個數(shù)比為1:1，與Na?最近的等距離Na?有12個；與Cl?最近的等距離Cl?有12個。⑶分子晶體干冰（CO?）晶體是面心立方晶胞，每個晶胞中有4個CO?分子。二、晶體結(jié)構(gòu)的測定1.X射線衍射原理：X射線是一種波長很短的電磁波，當(dāng)它照射到晶體上時，晶體中的原子會使X射線發(fā)生散射。由于晶體內(nèi)部原子呈周期性有序排列，散射的X射線會在某些特定方向上相互干涉加強，而在其他方向上干涉減弱或抵消，從而形成特定的衍射圖譜。2.測定過程：通過對衍射圖樣的分析，測量衍射峰的位置、強度等信息，再利用數(shù)學(xué)方法和晶體學(xué)理論進行計算和處理，就可以得到晶體中原子的位置、晶胞的參數(shù)等結(jié)構(gòu)信息。3.晶體結(jié)構(gòu)測定的應(yīng)用⑴材料科學(xué)領(lǐng)域：可以幫助研究人員了解材料的微觀結(jié)構(gòu)，從而設(shè)計和合成具有特定性能的新材料，如高強度合金、超導(dǎo)材料等。⑵藥物研發(fā)領(lǐng)域：有助于確定藥物分子的晶體結(jié)構(gòu)，進而研究藥物與靶點的相互作用機制，為藥物設(shè)計和優(yōu)化提供依據(jù)。第二部分：重點專題突破專題一：晶胞概念理解題①下列關(guān)于晶胞的敘述中，正確的是（）A.晶胞的結(jié)構(gòu)就是晶體的結(jié)構(gòu)B.不同的晶體中，晶胞的大小和形狀都相同C.晶胞中的任何一個粒子都完全屬于該晶胞D.已知晶胞的組成就可推知晶體的組成答案：D解析：晶胞是晶體結(jié)構(gòu)的基本重復(fù)單元，通過“無隙并置”構(gòu)成晶體，A錯誤；不同晶體的晶胞大小和形狀可能不同，B錯誤；晶胞中的大部分粒子被若干個晶胞所共有，不完全屬于某個晶胞，C錯誤；利用均攤法，已知晶胞的組成就可推知晶體的組成，D正確。②下列關(guān)于晶胞的說法正確的是（）A.晶胞是晶體中最小的微粒B.晶胞都是正方體形狀C.晶胞的形狀和大小與晶體的性質(zhì)密切相關(guān)D.一個晶胞中只含有一個原子或離子答案：C解析：晶胞是晶體結(jié)構(gòu)的基本重復(fù)單元，不是最小微粒，A錯誤；晶胞有多種形狀，不只是正方體，B錯誤；晶胞的形狀和大小決定了晶體的堆積方式等，與晶體性質(zhì)密切相關(guān)，C正確；晶胞中含有的原子或離子數(shù)目因晶胞類型和晶體結(jié)構(gòu)而異，D錯誤。③下列關(guān)于晶胞的敘述中正確的是（）A.晶胞的密度等于晶體的密度B.晶胞的對稱性與晶體的對稱性一致C.晶胞的體積越大，晶體的密度越小D.晶胞的形狀可以是任意的答案：AB解析：晶胞是晶體的基本重復(fù)單元，其密度等于晶體密度，A正確；晶胞的對稱性反映晶體的對稱性，B正確；晶體密度與晶胞體積和晶胞中所含粒子質(zhì)量等有關(guān)，不能僅由晶胞體積判斷，C錯誤；晶胞有特定的形狀和結(jié)構(gòu)規(guī)律，不是任意的，D錯誤。專題二：均攤法計算晶胞中粒子數(shù)及化學(xué)式題①某晶體的晶胞結(jié)構(gòu)中，X位于立方體的頂點和面心，Y位于立方體的棱心和體心，則該晶體的化學(xué)式為（）A.XYB.X2YC.XY2D.X3Y答案：A解析：根據(jù)均攤法，X位于頂點的原子數(shù)為8*1/8=1，位于面心的原子數(shù)為6*1/2=3，所以X的總數(shù)為1+3=4；Y位于棱心的原子數(shù)為12*1/4=3，位于體心的原子數(shù)為1，所以Y的總數(shù)為3+1=4。則X、Y的原子個數(shù)比為4:4=1:1，但由于X周圍的Y相對更多，所以化學(xué)式為XY。②結(jié)構(gòu)為正六面體的晶胞中，X位于頂點，Y位于面心，Z位于棱心，該晶胞中X、Y、Z的原子個數(shù)比為（）A.1:3:3B.1:2:3C.8:6:12D.1:1:1答案：A解析：X位于頂點，原子個數(shù)為8*1/8=1；Y位于面心，原子個數(shù)為6*1/2=3；Z位于棱心，原子個數(shù)為12*1/4=3，所以X、Y、Z的原子個數(shù)比為1:3:3，A正確。專題三：晶體結(jié)構(gòu)分析及配位數(shù)題①氯化鈉晶體是由鈉離子和氯離子交替排列而構(gòu)成的，已知氯化鈉晶胞中鈉離子和氯離子的配位數(shù)均為6，則在氯化鈉晶胞中，與每個鈉離子距離最近且等距的鈉離子有（）6個B.8個C.10個D.12個答案：D解析：在氯化鈉晶胞中，鈉離子位于頂點和面心，以某一鈉離子為中心，它周圍等距的鈉離子位于面心的對面位置，每個鈉離子被12條棱共用，所以與每個鈉離子距離最近且等距的鈉離子有12個。②某金屬晶體的晶胞結(jié)構(gòu)如圖所示，該金屬原子的配位數(shù)是（）6B.8C.12D.14答案：C解析：觀察晶胞可知，該金屬原子的配位數(shù)是12，C正確。③某離子晶體晶胞結(jié)構(gòu)中，陽離子A位于晶胞的頂點，陰離子B位于晶胞的棱心，則每個A周圍距離最近且等距的B有（）A.6個B.8個C.12個D.24個答案：A解析：解法1：上下、左右、前后，共6個；解法2：晶胞頂點的陽離子A周圍等距的陰離子B位于棱心，每個頂點被8個晶胞共用，每個棱被4個晶胞共用，所以每個A周圍距離最近且等距的B有(3*1/4)/(1/8)=6個，A正確。專題四：晶體結(jié)構(gòu)測定原理及應(yīng)用題①區(qū)分晶體和非晶體最可靠的方法是（）A.觀察形狀B.光譜儀測定C.X射線衍射法D.質(zhì)譜儀測定答案：C解析：晶體與非晶體的本質(zhì)區(qū)別在于內(nèi)部粒子的排列是否具有周期性和規(guī)律性。X射線衍射法可以通過測定晶體對X射線的衍射圖譜，來判斷其內(nèi)部原子的排列情況，從而區(qū)分晶體和非晶體，是最可靠的方法；觀察形狀、光譜儀測定、質(zhì)譜儀測定都不能準確區(qū)分晶體和非晶體，所以答案是C。②下列關(guān)于晶體結(jié)構(gòu)測定的說法正確的是（）A.X射線衍射實驗可以確定晶胞中原子的具體位置和種類B.只有晶體才能用X射線衍射法測定結(jié)構(gòu)C.晶體結(jié)構(gòu)測定能為合成新物質(zhì)提供結(jié)構(gòu)依據(jù)D.晶體結(jié)構(gòu)測定結(jié)果與晶體的物理性質(zhì)無關(guān)答案：AC。解析：X射線衍射實驗通過分析衍射圖譜可以確定晶胞中原子的位置和種類，A正確；非晶體沒有規(guī)則的周期性結(jié)構(gòu)，不能用X射線衍射法測定結(jié)構(gòu)，B正確；了解晶體結(jié)構(gòu)有助于設(shè)計合成新物質(zhì)，C正確；晶體結(jié)構(gòu)決定其物理性質(zhì)，測定結(jié)果與物理性質(zhì)密切相關(guān)，D錯誤。③關(guān)于晶體結(jié)構(gòu)測定，下列說法錯誤的是（）X射線衍射是測定晶體結(jié)構(gòu)的重要方法B.通過晶體結(jié)構(gòu)測定可以確定晶胞中原子的位置C.非晶體內(nèi)部結(jié)構(gòu)無法測定D.晶體結(jié)構(gòu)測定可用于研究材料的性能答案：C解析：X射線衍射可測定晶體結(jié)構(gòu)，A正確；晶體結(jié)構(gòu)測定能確定原子位置，B正確；非晶體沒有規(guī)則晶體結(jié)構(gòu)不能用X射線衍射測定晶體結(jié)構(gòu)，但可以用其他手段研究其內(nèi)部結(jié)構(gòu)，C錯誤；了解晶體結(jié)構(gòu)有助于研究材料性能，D正確。專題五：晶體密度、原子間距離計算①已知金屬銅是面心立方最密堆積，銅的摩爾質(zhì)量為Mg/mol，阿伏加德羅常數(shù)為NA，銅原子半徑為rpm，則銅晶體的密度為（）A.M/NAr3g/cm3B.4M/NA(2√2r)3g/cm3C.2M/NA(4r)3g/cm3D.M/NA(2r)3g/cm3答案：B解析：對于面心立方最密堆積，晶胞中原子數(shù)為4。根據(jù)V=a3（V為晶胞體積，a為晶胞棱長）以及面心立方堆積中4r=√2a，可得a=2√2r，則晶胞體積V=(2√2r)3。又因為1mol晶胞質(zhì)量為4Mg，所以密度ρ=/mV=4M/NA(2√2r)3g/cm3。②金屬鋰晶體為體心立方晶胞，晶胞棱長為apm，鋰原子的摩爾質(zhì)量為Mg/mol，阿伏加德羅常數(shù)為NA，計算鋰晶體的密度。答案：體心立方晶胞中原子數(shù)為8*1/8+1=2。晶胞體積V=(a*1010)3cm3，一個晶胞質(zhì)量m=2M/NAg，則密度ρ=/mV=2M/NA(a*1010)3g/cm3。解析：先確定體心立方晶胞中的原子數(shù)，然后根據(jù)晶胞棱長計算晶胞體積，再結(jié)合摩爾質(zhì)量和阿伏加德羅常數(shù)算出晶胞質(zhì)量，最后根據(jù)密度公式計算晶體密度。③金屬銅的晶胞是面心立方晶胞，已知銅原子半徑為rpm，則晶胞的棱長a為（）A.2rpmB.2√2rpmC.4rpmD.4√2rpm答案：B解析：在面心立方晶胞中，面對角線長度是4r，根據(jù)勾股定理，晶胞棱長a與面對角線關(guān)系為a2+a2=(4r)2，解得a=2√2rpm，B正確。專題六：考查原子坐標(biāo)參數(shù)①下列關(guān)于晶胞中原子坐標(biāo)參數(shù)的說法正確的是（）A.坐標(biāo)參數(shù)只能是整數(shù)B.坐標(biāo)參數(shù)的原點可以任意選擇C.不同晶胞中相同位置原子的坐標(biāo)參數(shù)一定相同D.坐標(biāo)參數(shù)可以用來描述原子在晶胞中的相對位置答案：D解析：坐標(biāo)參數(shù)不一定是整數(shù)，A錯誤；坐標(biāo)參數(shù)原點選擇有一定規(guī)則不是任意的，B錯誤；不同晶胞設(shè)定不同坐標(biāo)參數(shù)可能不同，C錯誤；坐標(biāo)參數(shù)可描述原子在晶胞中相對位置，D正確。②關(guān)于晶胞中原子的坐標(biāo)參數(shù)，下列說法錯誤的是（）A.坐標(biāo)參數(shù)能確定原子在晶胞中的相對位置B.不同晶胞中相同原子的坐標(biāo)參數(shù)可能不同C.坐標(biāo)參數(shù)的取值范圍是0到1D.坐標(biāo)原點可以任意選擇在晶胞的頂點答案：C解析：坐標(biāo)參數(shù)能確定原子在晶胞中的相對位置，A正確；不同晶胞設(shè)定不同，相同原子坐標(biāo)參數(shù)可能不同，B正確；坐標(biāo)參數(shù)取值范圍與晶胞棱長等有關(guān)，不一定是0到1，C錯誤；坐標(biāo)原點常選在晶胞頂點，D正確。專題七：考查晶胞空間利用率①對于面心立方晶胞，其空間利用率約為（）A.52%B.68%C.74%D.91%答案：C解析：面心立方晶胞空間利用率約為74%，C正確。②對于面心立方晶胞，其空間利用率的計算式為（）（設(shè)原子半徑為r，晶胞棱長為a）A.4*4/3πr3/a3B.2*4/3πr3/a3C.8*4/3πr3/a3D.6*4/3πr3/a3答案：A解析：面心立方晶胞中原子個數(shù)為4，原子總體積為4*4/3πr3，晶胞體積為a3，空間利用率為4*4/3πr3/a3，A正確。③下列關(guān)于金屬晶體堆積方式的說法錯誤的是（）A.簡單立方堆積的空間利用率最低B.體心立方堆積的配位數(shù)為12C.面心立方堆積的原子堆積因子（空間利用率）約為74%D.六方最密堆積與面心立方堆積的空間利用率相同答案：B解析：簡單立方堆積空間利用率約52%，是最低的，A正確；體心立方堆積配位數(shù)為8，B錯誤；面心立方堆積空間利用率約74%，C正確；六方最密堆積與面心立方堆積空間利用率相同，D正確。④研究發(fā)現(xiàn)一種特殊的晶體結(jié)構(gòu)，其晶胞由兩個小晶胞拼接而成，小晶胞A中原子的排列方式與體心立方類似，小晶胞B中原子的排列方式與面心立方類似，若該晶體晶胞的棱長為a，原子半徑為r，該晶體的空間利用率為（）A.2πr3/a3B.6πr3)/a3C.8πr3/a3D.4πr3/a3答案：C解析：小晶胞A中原子數(shù)為2，小晶胞B中原子數(shù)為4，晶胞中原子總數(shù)為6。晶胞體積為a3，原子總體積為6*4/3πr3=8πr3，空間利用率為8πr3/a3，C正確。第三部分：課后專項訓(xùn)練1.

下列晶體中，晶胞結(jié)構(gòu)中含有4個原子的是（）A.簡單立方晶胞B.體心立方晶胞C.面心立方晶胞D.六方晶胞答案：C解析：簡單立方晶胞含1個原子，體心立方晶胞含2個原子，面心立方晶胞含4個原子，六方晶胞含6個原子，C正確。2.

晶胞中原子的配位數(shù)是指（）A.晶胞中原子的總數(shù)目B.與一個原子最近且等距的原子數(shù)目C.晶胞中不同種類原子的比例D.晶胞的形狀所決定的原子排列方式答案：B解析：晶胞中原子的配位數(shù)是指與一個原子最近且等距的原子數(shù)目，B正確。3.

下列哪種堆積方式不屬于金屬晶體常見的堆積方式（）A.簡單立方堆積B.體心立方堆積C.面心立方堆積D.三角錐形堆積答案：D解析：金屬晶體常見堆積方式有簡單立方堆積、體心立方堆積、面心立方堆積等，三角錐形不是金屬晶體常見堆積方式，D正確。4.

晶體具有各向異性的原因是（）A.晶胞的形狀不同B.晶胞中原子的排列方向不同C.晶胞中原子的種類不同D.晶胞的大小不同答案：B解析：晶體具有各向異性是因為晶胞中原子在不同方向上排列情況不同，導(dǎo)致物理性質(zhì)不同，B正確。5.

晶胞是描述晶體結(jié)構(gòu)的基本單元。下列有關(guān)晶胞的說法正確的是（）A.晶胞一定是平行六面體B.不同的晶體中晶胞的大小和形狀都相同C.晶胞中的任何一個粒子都只屬于該晶胞D.已知晶胞的組成就可推知晶體的組成答案：D解析：晶胞不一定是平行六面體，還有其他形狀，A錯誤；不同晶體的晶胞大小和形狀不同，B錯誤；晶胞中的粒子多數(shù)是被多個晶胞共用，C錯誤；利用均攤法，根據(jù)晶胞組成可推知晶體組成，D正確。6.

已知氯化鈉晶胞的棱長為anm，氯化鈉的摩爾質(zhì)量為Mg/mol，阿伏加德羅常數(shù)為N?，則氯化鈉晶體的密度為（）A.M/(a*107)3N?g/cm3B.4M/(a*107)3N?g/cm3C.2M/(a*107)3N?g/cm3D.M/2(a*107)3N?g/cm3答案：B解析：氯化鈉晶胞中含4個NaCl單元，晶胞體積為(a*107)3cm3，1mol晶胞質(zhì)量為4Mg，所以密度ρ=4M/(a*107)3N?g/cm3，A正確。7.

關(guān)于晶體結(jié)構(gòu)測定中的X射線衍射，下列說法正確的是（）A.X射線的波長越長，衍射效果越好B.晶體的晶胞棱長越大，衍射峰的角度越大C.衍射圖譜可以反映晶胞中原子的排列規(guī)律D.只有晶體能使X射線發(fā)生衍射答案：C解析：X射線波長要與晶胞尺寸相當(dāng)衍射效果才好，不是越長越好，A錯誤；晶胞棱長越大，衍射峰角度越小，B錯誤；衍射圖譜可反映晶胞中原子排列規(guī)律，C正確；非晶體也能使X射線散射，但無規(guī)則衍射圖案，D錯誤。8.

金屬鉀采用體心立方堆積，下列關(guān)于鉀晶體的說法錯誤的是（）A.晶胞中鉀原子的配位數(shù)為8B.晶胞的體對角線長度是鉀原子半徑的3/2倍C.晶胞中含2個鉀原子D.鉀晶體的空間利用率比面心立方堆積低答案：B解析：體心立方堆積晶胞中原子配位數(shù)為8，A正確；體對角線長度是原子半徑的4倍，B錯誤；晶胞中原子數(shù)為8*/18+1=2，C正確；體心立方堆積空間利用率低于面心立方堆積，D正確。9.

某新型晶體材料的晶胞結(jié)構(gòu)研究中，發(fā)現(xiàn)其晶胞棱長為bpm，晶胞中含有一種陽離子和一種陰離子，陽離子位于晶胞的中心，陰離子位于晶胞的頂點和面心，已知陽離子的半徑為r?pm，陰離子的半徑為r?pm，該晶體的密度為（）（設(shè)阿伏加德羅常數(shù)為N?）A.(4r?3+4r?3)/N?b3g/cm3B.(M陽+4M陰)/(b*1010)3N?g/cm3C.(r?3+3r?3)/N?b3g/cm3D.(4r?+4r?)M/b3N?g/cm3答案：B解析：本題求算密度，與空間利用率無關(guān)，根據(jù)密度公式即可求出。陽離子1個，陰離子個數(shù)為8*1/8+6*1/2=4，晶胞質(zhì)量為(M陽+4M陰)/N?，晶胞體積為(b*1010)3cm3，密度為(M陽+4M陰)/(b*1010)3N?g/cm3，B正確。10.

通過分析晶體在X射線衍射實驗中的衍射峰數(shù)據(jù)不能得到的信息是（）A.晶胞的棱長B.晶胞中原子的種類C.晶胞中原子的排列方式D.晶體的顏色答案：D解析：X射線衍射峰用于測定內(nèi)部分子結(jié)構(gòu)。通過X射線衍射峰數(shù)據(jù)可以計算晶胞棱長、確定晶胞中原子種類和排列方式等，晶體顏色不能通過衍射峰數(shù)據(jù)得到，D錯誤。11.

對于體心立方晶胞，若原子半徑為r，則晶胞的體積為（）A.(2r/√2)3B.(4r/√3)3C.(4r)3D.(8r/√3)3答案：B解析：體心立方晶胞中體對角線長為4r，設(shè)晶胞棱長為a，則√3a=4r，a=4r/√3，晶胞體積為(4r√3)3，B正確。12.

下列關(guān)于晶體結(jié)構(gòu)測定的說法，正確的是（）A.X射線衍射是測定晶體結(jié)構(gòu)的唯一方法B.非晶體也能產(chǎn)生明顯的X射線衍射現(xiàn)象C.通過晶體結(jié)構(gòu)測定可確定晶胞中原子的位置和種類D.晶體結(jié)構(gòu)測定對研究材料性能沒有幫助答案：C解析：X射線衍射是重要方法但不是唯一方法，A錯誤；非晶體沒有規(guī)則結(jié)構(gòu)，不能產(chǎn)生規(guī)則的X射線衍射現(xiàn)象，B錯誤；晶體結(jié)構(gòu)測定可確定原子位置和種類，C正確；晶體結(jié)構(gòu)測定對研究材料性能有重要幫助，D錯誤。13.

金屬鈉的晶胞為體心立方晶胞，其晶胞參數(shù)為anm。則鈉原子的半徑為（）A.√3a/4nmB.√2a/4nmC.a/2nmD.√3a/2nm答案：A解析：體心立方晶胞中，體對角線長為√3a，原子半徑為體對角線長的1/4，即√3a/4nm，A正確。14.

下列晶體的晶胞中，原子個數(shù)最少的是（）A.簡單立方晶胞B.體心立方晶胞C.面心立方晶胞D.六方晶胞答案：A解析：簡單立方晶胞原子個數(shù)為1，體心立方晶胞原子個數(shù)為2，面心立方晶胞原子個數(shù)為4，六方晶胞原子個數(shù)為6，A正確。15.

晶胞中原子的配位數(shù)與（）無關(guān)。A.原子半徑B.晶體類型C.晶胞形狀D.溫度答案：D解析：原子半徑、晶體類型、晶胞形狀都會影響原子配位數(shù)，而溫度一般不會影響晶胞中原子配位數(shù)，D正確。16.

下列關(guān)于晶胞中粒子間距離的說法正確的是（）A.離子晶體中陰陽離子間的距離等于陰陽離子半徑之和B.在面心立方晶胞中，相鄰原子間的距離為晶胞棱長的√2/2倍C.晶胞中粒子間距離只與原子半徑有關(guān)D.對于同一種晶體，晶胞中粒子間距離是固定不變的答案：B解析：離子晶體中陰陽離子間距離不是簡單的半徑之和，A錯誤；面心立方晶胞中，相鄰原子間距離為晶胞棱長的√2/2倍，B正確；晶胞中粒子間距離與晶胞結(jié)構(gòu)、原子半徑等都有關(guān)，C錯誤；溫度、壓力等因素可能影響晶胞參數(shù)，從而影響粒子間距離，D錯誤。17.

關(guān)于晶胞的“無隙并置”特點，下列說法正確的是（）A.“無隙”是指相鄰晶胞之間沒有任何空隙B.“并置”是指所有晶胞都是平行排列且取向相同C.晶胞的“無隙并置”保證了晶體的各向異性D.非晶體也具有“無隙并置”的特點答案：AB解析：“無隙”指相鄰晶胞無空隙，“并置”指晶胞平行排列且取向相同，A、B正確；晶體的各向異性是由原子排列的方向性導(dǎo)致，與“無隙并置”無關(guān)，C錯誤；非晶體沒有規(guī)則的晶胞結(jié)構(gòu)，不具有“無隙并置”特點，D錯誤。18.

已知銅是面心立方晶胞，晶胞棱長為apm，銅原子的摩爾質(zhì)量為Mg/mol，阿伏加德羅常數(shù)為N?，則銅晶體的密度為（）A.4M/N?(a*1010)3g/cm3B.M/N?(a*1010)3g/cm3C.2M/N?(a*1010)3g/cm3D.8M/N?(a*1010)3g/cm3答案：A解析：面心立方晶胞中原子個數(shù)為4，晶胞體積為N?(a*1010)3cm3，1mol晶胞質(zhì)量為4Mg，根據(jù)密度公式可得密度為4M/N?(a*1010)3g/cm3，A正確。19.

晶體結(jié)構(gòu)測定在材料科學(xué)研究中有重要應(yīng)用，因為（）A.可以確定材料的化學(xué)組成B.能了解材料中原子的排列方式C.有助于設(shè)計具有特定性能的新材料D.可以判斷材料的純度答案：BC解析：晶體結(jié)構(gòu)測定主要確定原子排列方式，不能直接確定化學(xué)組成和判斷純度，A、D錯誤；能了解原子排列方式，有助于設(shè)計新材料，B、C正確。20.

已知某晶體晶胞的棱長為anm，晶胞中含有2個原子，原子的摩爾質(zhì)量為Mg/mol，阿伏加德羅常數(shù)為N?，則該晶體的密度為（）A.2M/N?(a*107)3g/cm3B.M/N?(a*107)3g/cm3C.4M/N?(a*107)3g/cm3D.3M/N?(a*107)3g/cm3答案：A解析：晶胞體積為N?(a*107)3cm3，晶胞中含2個原子，1mol晶胞質(zhì)量為2Mg，根據(jù)密度公式可得密度為2M/N?(a*107)3g/cm3，A正確。二、填空題1.

晶胞是晶體結(jié)構(gòu)的__________________單元，其具有__________和__________的特點。答案：基本重復(fù)；無隙；并置解析：晶胞是描述晶體結(jié)構(gòu)的最小重復(fù)單元，“無隙”指晶胞緊密堆積無空隙，“并置”表示晶胞平行排列且取向相同。2.

簡單立方晶胞中原子個數(shù)為________，體心立方晶胞中原子個數(shù)為________，面心立方晶胞中原子個數(shù)為________。答案：1；2；4解析：簡單立方晶胞頂點原子被8個晶胞共用，原子個數(shù)為8*/18=1；體心立方晶胞頂點原子數(shù)為8*/18=1，加上體心1個原子，共2個原子；面心立方晶胞頂點原子數(shù)為8*/18=1，面心原子數(shù)為6*/12=3，總共4個原子。3.

對于面心立方晶胞，若原子半徑為r，則晶胞棱長a=________。答案：2√2r解析：在面心立方晶胞中，面對角線長度是4r，根據(jù)勾股定理a2+a2=(4r)2，解得a=2√2r。4.

金屬銅采用面心立方最密堆積，其晶胞中銅原子的配位數(shù)是________。答案：12解析：面心立方最密堆積中，每個原子周圍有12個等距且最近的原子，所以配位數(shù)為12。5.

某離子晶體晶胞結(jié)構(gòu)中，陽離子位于晶胞的頂點和面心，陰離子位于晶胞的棱心和體心，若晶胞棱長為a，則陽離子與陰離子的最近距離為________。答案：√3a/4解析：頂點到體心的距離為陽離子與陰離子的最近距離，根據(jù)勾股定理計算可得為√3a/4。6.

已知某晶體晶胞中含有A、B兩種原子，A原子位于晶胞的頂點和棱心，B原子位于晶胞的面心和體心，A原子個數(shù)與B原子個數(shù)之比為________。答案：3:4解析：A原子個數(shù)：8*1/8+12*1/4=3；B原子個數(shù)：6*1/2+1=4，所以A原子個數(shù)與B原子個數(shù)之比為3:4。7.

晶體結(jié)構(gòu)測定常用的方法是_______________________，其原理是利用X射線照射晶體時，因晶體內(nèi)部原子的____________________________排列而產(chǎn)生衍射現(xiàn)象。答案：X射線衍射法；周期性有序解析：X射線衍射是測定晶體結(jié)構(gòu)的重要方法，晶體中原子呈周