晶胞是晶体结构中最小的重复单元,通常是平行六面体。因为晶胞反映出晶体内部的微粒在空间按照一定规律做周期性重复排列的特点。所以所以晶胞的上面与下面、前后面、左右面上的粒子的种类及数量是相同的。这是晶胞的特点,也是识别晶胞示意图粒子位置的依据。
识别晶胞示意图粒子位置的方法
1、从晶胞面上粒子位置对称性上识别。晶胞示意图上,顶点的粒子很易确定,面上的粒子与体内的粒子有时难分清。面上的粒子可以这样推定。先确定相对直观、易辨一个面上有什么样粒子,对称的另一个对面上一定存在同样粒子。棱是两个面相交的直线,棱上的粒子的位置也是对称的。不在顶点、棱上、面的面粒子一定晶胞内。
2、通过类比典型晶胞,认识晶胞中粒子的位置。记忆常见的典型晶胞中粒子的位置。通过与相似的典型晶胞对比,确定晶胞粒子的位置。如Li、Na、K、Rb的卤化物,AgF、MgO等的晶胞结构与NaCl型的晶胞结构一样,氯在顶点与面心,钠在棱上与体心。
3、变换视角,确定粒子位置。观察晶胞的示意图时,把平放的纸竖起来观察,可使晶胞示意图的立体感更强,这种方法判断粒子的位置能收到意想不到效果。
判断晶胞化学式常用的方法是均摊法。依据晶胞中粒子的位置,确定粒子对晶胞的贡献份额。但一写要把晶胞与单元区分开。有些晶体组成的单元是线状的,如线状的高分子,只是在一维空间对称,有些单元是平面的,如石墨片层,只是在二维空间对称(长方形的上边、下边,左边、右边分别对称),而晶胞是在三维空间对称。确定了粒子在晶胞中的位置,才能依据均摊法确定晶胞的化学。
练习:下列是几种常见的晶胞结构,填写晶胞中含有的粒子数。
A.NaCl(含________个Na+,________个Cl-)
B.干冰(含________个CO2)
C.CaF2(含________个Ca2+,________个F-)
D.金刚石(含________个C)
E.体心立方(含________个原子)
F.面心立方(含________个原子)
答案 A.4 4 B.4 C.4 8 D.8 E.2 F.4