常见的晶体结构

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常见的晶体结构

晶体结构是中学化学中的一个难点，如果对常见的晶体结构有所了解，则对我们的学习会有很大的帮助。下面是一些常见的晶体的晶胞，以a为晶胞参数，NA为阿伏加德罗常数。

1、常见共价晶体

金刚石：

每个C与相邻4个C以共价键结合，键角均为109°28′，形成正四面体，配位数为4，C原子数与C—C数之比为1∶2。

8个C在顶点，6个C在面心，4个C在体心，每个晶胞中含8个C原子。如果将晶胞分成8个小立方体，其中相间的4个体心有一个C，另外4个为空。体心的C在体对角线上，两个最近的C之间的距离为体对角线的1/4。

最小碳环由6个C组成，6个C不在同一平面内，每个C原子被12个六元环共用。

二氧化硅：

每个Si与4个O以共价键结合，形成正四面体结构。每个正四面体占有1个Si，4个O，每个O为两个四面体共用，Si与O的个数比为1∶2。

最小环上有12个原子，即6个O，6个Si。

碳化硅：

还有一些共价晶体结构与之类似。

可以看作是将金刚石晶胞中的4个C替换成Si，每个C与另外4个Si或者每个Si与另外4个C形成正四面体结构。每个晶胞中有4个C和4个Si。

2、分子晶体

干冰、C60：

它们均采用分子密堆积，8个分子在立方体的顶角，在6个面的面心各有1个分子。每个分子周围紧邻的分子有12个，配位数为12，空间利用率高。紧邻的分子间的距离为面对角线长度的1/2。

它们的密度分别为：

冰：

每个水分子通过氢键与另4个水分子形成一个正四面体（注意上图中画的是平面结构），每个氢键为两个水分子共有，一个水分子对应两个氢键。其配位数为4，分子间的空隙较大，空间利用率低，所以冰的密度偏小。

其晶胞结构类似金刚石的晶胞。

3、离子晶体

氯化钠：

每个周围紧邻的有6个，每个周围紧邻的有6个，配位数均为6，这6个离子均围成一个正八面体。每个晶胞含4个和4个。

在每个周围最近且等距离的有12个，在每个周围最近且等距离的有12个。其距离是面对角线长度的1/2。

氯化铯：

每个周围紧邻的有8个，每个周围紧邻的有8个，其距离为晶胞体对角线的1/2。配位数为8。每个晶胞含1个和1个。

在每个周围最近且等距离的有6个，在每个周围最近且等距离的有6个。

氟化钙：

8个钙离子在顶点，6个钙离子在面心，氟离子在体心。的配位数为8，的配位数为4，每个晶胞含4个、8个。

与紧邻的4个构成一个正四面体。与之间最短的距离为体对角线长度的1/4。

在分析过程中，可将遇到的晶体结构与上面这些常见的晶体结构进行对照，这样分析的难度就会大大降低。

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