晶体结构图鉴

23 种金属、共价晶体和离子晶体的晶胞。每一个数——每个晶胞的化学式单元数 Z、配位数、空间利用率和密度——都由晶格参数和原子坐标当场算出，再与实测密度对照。

晶格 + 基元 · 计数 · 配位

晶胞实验台

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晶胞数

显示方式

按相切的球显示晶胞棱

晶面 (hkl)

铜面心立方（立方最密堆积） · 立方晶系 a = 361.49 pm

一个晶胞拥有几个原子？

位置	球心数	份额	贡献
$\ce{Cu}$ 顶点	8	× 1/8	= 1
$\ce{Cu}$ 面上	6	× 1/2	= 3
每个晶胞合计			4
化学式单元数 Z			4

配位数: 12 立方八面体
最近邻距离: 255.6 pm 再往外：6 个，361.5 pm
空间利用率: 74.0% 相切刚球
密度（计算 / 实测）: 8.935 / 8.933 g/cm³

结构一览

金属晶体

$\ce{Po}$

α-钋

简单立方

Z

1

配位数

6

空间利用率

52.4%

ρ

9.21
$\ce{Fe}$

α-铁

体心立方

Z

2

配位数

8

空间利用率

68.0%

ρ

7.87 / 7.87
$\ce{Na}$

钠

体心立方

Z

2

配位数

8

空间利用率

68.0%

ρ

0.97 / 0.97
$\ce{Nb}$

铌

体心立方

Z

2

配位数

8

空间利用率

68.0%

ρ

8.58 / 8.57
$\ce{W}$

钨

体心立方

Z

2

配位数

8

空间利用率

68.0%

ρ

19.25 / 19.30
$\ce{Cu}$

铜

面心立方（立方最密堆积）

Z

4

配位数

12

空间利用率

74.0%

ρ

8.94 / 8.93
$\ce{Al}$

铝

面心立方（立方最密堆积）

Z

4

配位数

12

空间利用率

74.0%

ρ

2.70 / 2.70
$\ce{Ni}$

镍

面心立方（立方最密堆积）

Z

4

配位数

12

空间利用率

74.0%

ρ

8.91 / 8.91
$\ce{Au}$

金

面心立方（立方最密堆积）

Z

4

配位数

12

空间利用率

74.0%

ρ

19.29 / 19.28
$\ce{Pb}$

铅

面心立方（立方最密堆积）

Z

4

配位数

12

空间利用率

74.0%

ρ

11.34 / 11.34
$\ce{Mg}$

镁

六方最密堆积

Z

2

配位数

12

空间利用率

73.6%

ρ

1.74 / 1.74
$\ce{Zn}$

锌

六方最密堆积

Z

2

配位数

6

空间利用率

65.1%

ρ

7.14 / 7.13

共价（原子）晶体

$\ce{C}$

金刚石

金刚石型

Z

8

配位数

4

空间利用率

34.0%

ρ

3.52 / 3.51
$\ce{Si}$

硅

金刚石型

Z

8

配位数

4

空间利用率

34.0%

ρ

2.33 / 2.33
$\ce{Ge}$

锗

金刚石型

Z

8

配位数

4

空间利用率

34.0%

ρ

5.33 / 5.32

离子晶体

$\ce{NaCl}$

氯化钠（岩盐）

岩盐型（NaCl 型）

Z

4

配位数

Cl⁻ 6 · Na⁺ 6

空间利用率

65.3%

ρ

2.16 / 2.17
$\ce{KCl}$

氯化钾

岩盐型（NaCl 型）

Z

4

配位数

Cl⁻ 6 · K⁺ 6

空间利用率

57.5%

ρ

1.99 / 1.99
$\ce{CsCl}$

氯化铯

CsCl 型

Z

1

配位数

Cl⁻ 8 · Cs⁺ 8

空间利用率

66.9%

ρ

3.99 / 3.99
$\ce{ZnS}$

硫化锌（闪锌矿）

闪锌矿型

Z

4

配位数

S²⁻ 4 · Zn²⁺ 4

空间利用率

68.2%

ρ

4.09 / 4.04
$\ce{ZnO}$

氧化锌（纤锌矿型）

纤锌矿型

Z

2

配位数

Zn²⁺ 4 · O²⁻ 4

空间利用率

50.0%

ρ

5.68 / 5.60
$\ce{CaF2}$

氟化钙（萤石）

萤石型

Z

4

配位数

Ca²⁺ 8 · F⁻ 4

空间利用率

60.7%

ρ

3.18 / 3.18
$\ce{TiO2}$

二氧化钛（金红石）

金红石型

Z

2

配位数

Ti⁴⁺ 6 · O²⁻ 3

空间利用率

70.5%

ρ

4.25 / 4.23
$\ce{SrTiO3}$

钛酸锶（钙钛矿型）

钙钛矿型

Z

1

配位数

Sr²⁺ 12 · Ti⁴⁺ 6 · O²⁻ 2

空间利用率

74.5%

ρ

5.12 / 5.11

数据表

晶体	结构类型	晶系	晶格参数 / pm	Z	配位数	空间利用率	ρ 计算	ρ 实测
$\ce{Po}$ α-钋	简单立方	立方晶系	a = 335.20	1	6 八面体	52.4%	9.215	—
$\ce{Fe}$ α-铁	体心立方	立方晶系	a = 286.65	2	8 立方体	68.0%	7.874	7.874
$\ce{Na}$ 钠	体心立方	立方晶系	a = 429.06	2	8 立方体	68.0%	0.967	0.970
$\ce{Nb}$ 铌	体心立方	立方晶系	a = 330.04	2	8 立方体	68.0%	8.583	8.570
$\ce{W}$ 钨	体心立方	立方晶系	a = 316.52	2	8 立方体	68.0%	19.254	19.300
$\ce{Cu}$ 铜	面心立方（立方最密堆积）	立方晶系	a = 361.49	4	12 立方八面体	74.0%	8.935	8.933
$\ce{Al}$ 铝	面心立方（立方最密堆积）	立方晶系	a = 404.95	4	12 立方八面体	74.0%	2.699	2.700
$\ce{Ni}$ 镍	面心立方（立方最密堆积）	立方晶系	a = 352.40	4	12 立方八面体	74.0%	8.908	8.912
$\ce{Au}$ 金	面心立方（立方最密堆积）	立方晶系	a = 407.82	4	12 立方八面体	74.0%	19.289	19.282
$\ce{Pb}$ 铅	面心立方（立方最密堆积）	立方晶系	a = 495.08	4	12 立方八面体	74.0%	11.342	11.342
$\ce{Mg}$ 镁	六方最密堆积	六方晶系	a = 320.94, c = 521.08	2	12 反立方八面体（孪生立方八面体）	73.6%	1.737	1.740
$\ce{Zn}$ 锌	六方最密堆积	六方晶系	a = 266.49, c = 494.68	2	6 平面六边形	65.1%	7.137	7.134
$\ce{C}$ 金刚石	金刚石型	立方晶系	a = 356.71	8	4 四面体	34.0%	3.515	3.510
$\ce{Si}$ 硅	金刚石型	立方晶系	a = 543.10	8	4 四面体	34.0%	2.329	2.330
$\ce{Ge}$ 锗	金刚石型	立方晶系	a = 565.75	8	4 四面体	34.0%	5.328	5.323
$\ce{NaCl}$ 氯化钠（岩盐）	岩盐型（NaCl 型）	立方晶系	a = 564.02	4	Cl⁻ 6 · Na⁺ 6 八面体	65.3%	2.163	2.170
$\ce{KCl}$ 氯化钾	岩盐型（NaCl 型）	立方晶系	a = 629.31	4	Cl⁻ 6 · K⁺ 6 八面体	57.5%	1.987	1.988
$\ce{CsCl}$ 氯化铯	CsCl 型	立方晶系	a = 412.30	1	Cl⁻ 8 · Cs⁺ 8 立方体	66.9%	3.989	3.988
$\ce{ZnS}$ 硫化锌（闪锌矿）	闪锌矿型	立方晶系	a = 540.93	4	S²⁻ 4 · Zn²⁺ 4 四面体	68.2%	4.089	4.040
$\ce{ZnO}$ 氧化锌（纤锌矿型）	纤锌矿型	六方晶系	a = 324.99, c = 520.66	2	Zn²⁺ 4 · O²⁻ 4 四面体	50.0%	5.675	5.600
$\ce{CaF2}$ 氟化钙（萤石）	萤石型	立方晶系	a = 546.26	4	Ca²⁺ 8 · F⁻ 4 立方体	60.7%	3.181	3.180
$\ce{TiO2}$ 二氧化钛（金红石）	金红石型	四方晶系	a = 459.37, c = 295.87	2	Ti⁴⁺ 6 · O²⁻ 3 八面体	70.5%	4.248	4.230
$\ce{SrTiO3}$ 钛酸锶（钙钛矿型）	钙钛矿型	立方晶系	a = 390.50	1	Sr²⁺ 12 · Ti⁴⁺ 6 · O²⁻ 2 立方八面体	74.5%	5.117	5.110

金属和共价晶体的空间利用率按相切刚球计算；离子晶体按 Shannon 离子半径计算，两者不可直接比较。 ρ: g/cm³.

数据来源

W. M. Haynes (ed.), CRC Handbook of Chemistry and Physics, 97th ed. (CRC Press, 2016): lattice parameters of the elements; physical constants of inorganic compounds.
R. W. G. Wyckoff, Crystal Structures, 2nd ed., vol. 1 (Interscience, 1963).
J. W. Anthony, R. A. Bideaux, K. W. Bladh, M. C. Nichols, Handbook of Mineralogy (Mineralogical Society of America): halite, sylvite, fluorite, rutile, zincite.
R. J. Desando, R. C. Lange, J. Inorg. Nucl. Chem. 28, 1837 (1966) — α-polonium.
B. J. Skinner, Am. Mineral. 46, 1399 (1961) — sphalerite; E. H. Kisi, M. M. Elcombe, Acta Cryst. C45, 1867 (1989) — wurtzite u.
S. C. Abrahams, J. L. Bernstein, J. Chem. Phys. 55, 3206 (1971) — rutile; Yu. A. Abramov et al., Acta Cryst. B51, 942 (1995) — SrTiO₃.
R. D. Shannon, Acta Cryst. A32, 751 (1976) — effective ionic radii.

结构一览

金属晶体

共价（原子）晶体

离子晶体

数据表

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