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(4)石墨晶体
石墨层状晶体中，层与层之间的作用是分子间作用力，平均每个正六边形拥有的碳原子个数是 2，C原子采取的杂化方式是 sp。
2．几种常见的晶胞结构及晶胞含有的粒子数目
2
A．NaCl(含 4个Na，4个Cl)。 B．干冰(含 4个CO2)。
C．CaF2(含 4个Ca，8个F)。 D．金刚石(含 8个C)。 E．体心立方(含 2个原子)。 F．面心立方(含 4个原子)。 [题点练通]
1.石英晶体的晶胞结构图如图所示，在含x mol SiO2的石英晶体中，含有Si—O键为( )
2＋
－
＋
－
A．x mol B．2x mol C．3x mol D．4x mol
解析：选D SiO2晶体中1个Si原子连接4个O原子形成4个Si—O键，故x mol SiO2
晶体中含有4x mol Si—O键。
2.某离子晶体的晶体结构中最小重复单元如图所示。X为阴离子，在正方体内，Y为阳离子，分别在顶点和面心，则该晶体的化学式为( )
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A．Y2X B．YX2 C．Y7X4 D．Y4X7
解析：选B X在正方体内，晶胞中的8个X离子完全被这1个晶胞占有；Y分别在顶11
点和面心，顶点上的离子被1个晶胞占有，面心上的离子被1个晶胞占有，所以1个晶胞
8211
实际占有的Y离子为8×＋6×＝4，则该晶体的化学式为YX2。
82
3．金属晶体中金属原子有三种常见的堆积方式，六方堆积(镁型)、面心立方堆积(铜型)和体心立方堆积(钾型)，图a、b、c分别代表这三种晶胞的结构，其晶胞内金属原子个数比为( )
A．11∶8∶4 B．3∶2∶1 C．9∶8∶4 D．21∶14∶9
1111
解析：选B a中原子个数＝12×＋2×＋3＝6，b中原子个数＝8×＋6×＝4，c
62821
中原子个数＝1＋8×＝2，所以其原子个数比是6∶4∶2＝3∶2∶1。
8
4.科学家把C60和K掺杂在一起制造出的化合物具有超导性能，其晶胞如图所示。该化合物中的K原子和C60分子的个数比为( )
A．3∶1 B．1∶3 C．1∶20 D．20∶1
1
解析：选A 根据晶胞结构可以判断该晶胞中含C60分子数目为8×＋1＝2，含K原子
81
数目为2×6×＝6，所以K原子与C60分子的个数比为3∶1。
2
5．某物质的晶体中含有a、b、c三种元素，其排列方式如图所示(其中前后两面面心中的b元素的原子未能画出)。则晶体中a、b、c的原子个数比为( )
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A．1∶3∶1 B．2∶3∶1 C．2∶2∶1 D．1∶3∶3
1
解析：选A 利用均摊法计算。据图知，该正方体中a原子个数＝8×＝1，b原子个数
81
＝6×＝3，c原子个数＝1，所以晶体中a、b、c的原子个数比为1∶3∶1。
2
6．(2015·全国卷Ⅰ节选)碳有多种同素异形体，其中石墨烯与金刚石的晶体结构如图所示：
(1)在石墨烯晶体中，每个C原子连接________个六元环，每个六元环占有________个C原子。
(2)在金刚石晶体中，C原子所连接的最小环也为六元环，每个C原子连接________个六元环，六元环中最多有________个C原子在同一平面。
解析：(1)由石墨烯的结构可知，每个C原子连接3个六元环，每个六元环占有的C原1
子数为×6＝2。(2)由金刚石的结构可知，每个C可参与形成4条C—C键，其中任意两条
3边(共价键)可以构成2个六元环。根据组合知识可知四条边(共价键)任选其中两条有6组，6×2＝12。因此每个C原子连接12个六元环。六元环中C原子采取sp杂化，为空间六边形结构，最多有4个C原子位于同一平面。
答案：(1)3 2 (2)12 4
[方法规律] 晶胞中微粒的计算方法——均摊法
(1)原则：晶胞任意位置上的一个原子如果是被n个晶胞所共有，那么，每个晶胞对这1
个原子分得的份额就是。
3
n(2)方法：
①长方体(包括立方体)晶胞中不同位置的粒子数的计算
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②非长方体晶胞中粒子视具体情况而定，如石墨晶胞每一层内碳原子排成六边形，其顶1点(1个碳原子)被三个六边形共有，每个六边形占 。
3
(3)图示：
[注意] 在使用均摊法计算晶胞中的微粒个数时，要注意晶胞的形状，不同形状的晶胞，应先分析任意位置上的一个粒子被几个晶胞所共有，如六棱柱晶胞中，顶点、侧棱、底面上的棱、面心的微粒依次被6、3、4、2个晶胞所共有。
7.(2018·全国卷Ⅰ节选)Li2O具有反萤石结构，晶胞如图所示。已知晶胞参数为0.466 5 nm，阿伏加德罗常数的值为NA，则Li2O的密度为__________g·cm(列出计算式)。
－3
解析：由题给图示可知，Li位于晶胞内部，O位于顶点和面心，因此一个晶胞有8个118×7＋4×16Li，O原子个数＝6×＋8×＝4。因此一个Li2O晶胞的质量＝ g，一个晶胞的
28NA体积为(0.466 5×10) cm，即该晶体密度＝答案：8×7＋4×16
NA(0.466 5×10－7)3－73
3
8×7＋4×16－3
－73 g·cm。
NA(0.466 5×10)
8.(2018·全国卷Ⅱ节选)FeS2晶体的晶胞如图所示。晶胞边长为a nm、FeS2相对式量为
M、阿伏加德罗常数的值为NA，其晶体密度的计算表达式为__________g·cm－3；晶胞中Fe2
＋
位于S2所形成的正八面体的体心，该正八面体的边长为________nm。
2－
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