晶胞是物質結構中的一大難點，學生們往往很難進行空間想象。有些學生問我，學習晶體的知識有什麼技巧。我告訴他一個字——畫。不管有沒有繪畫基礎，将晶胞或者是其他結構特征畫出來，便能更細緻地理解這些微粒在空間上的位置關系。

晶胞（Crystal Unit cell）的這個術語來自于細胞（Cells）。cell 本身就是小房間的意思。後來引申為重複的單元。那麼我們來看看晶胞和細胞的異同吧。

細胞假想圖

無隙并置

觀察這兩種結構，我們發現。細胞是由細胞膜圈起來的“小室”，并且無限重複，其内部有自己獨立結構，每個細胞的結構是一樣的。而晶胞沒有膜将其包圍，所以我們得人為的定義晶胞的輪廓大小。并且，晶胞是無明顯邊界的，外輪廓上的微粒是和其他晶胞所共有的。

在晶胞的體系中，我們稱之為“無隙并置”。就像上圖中兩個晶胞之間實際是無界限的，側面上的微粒既屬于左邊的晶胞，又屬于右邊的晶胞。

所以，我們用均攤法來判斷哪些微粒在晶胞中占有幾分之一。所以如上圖所示，白球有8×1/8 6×1/2=4，黑球有12×1/4 1×1=4。所以，這個晶胞占有4個黑球4個白球。

均攤法

在高中教材中定義，晶胞都是平行六面體。如果遇到非平行六面體的晶胞我們就得具體地分析每一個微粒所在的位置。

不同晶胞切割圖

例如六方晶胞的頂點隻能算作1/6。

接下來，我們談一談切割法。

例題：碳元素形成的單質具有平面層狀結構，同一層中的原子構成許許多多的正六邊形，此單質與熔觸的鉀相互作用，形成某種青銅色的物質（其中的元素鉀用“●”表示），原子分布如圖所示，該物質的化學式為___．

此題隻畫出了平面結構，那麼，碳原子和鉀原子的比例為多少呢？

顯然，均攤法對于此類非晶胞形态的題目失效了。那麼我們來介紹切割法。切割法的思路來自于切蛋糕的“平均分”。

假設這是一個超級大蛋糕，現在我們要跟小朋友一起切分這個蛋糕。每個小朋友希望分到的小蛋糕要一模一樣。那麼我們會怎麼切割呢？其實會有很多的切割方法

如果我們将鉀原子連接，便可以形成一個三角形的“蛋糕”。那麼，鉀原子在這個蛋糕中占有1/6，因為它被六塊“蛋糕”所共有，總的鉀原子有1/6×3=1/2。而碳原子，隻需要數數留在“蛋糕”上的碳原子就可以了，因為它們沒有被共用，有4個。因此C:K=8:1。所以此物質的化學式為KC8。

二氧化矽

對于二氧化矽這種空間網狀結構，我們可以采取切割法去分析矽原子與碳原子的比例關系。我們也可以采取比例法來研究矽氧比。

我們觀察一個矽連接了4個氧，而一個氧連接了2個矽，所以矽氧比為2:4=1:2。

化學式即為SiO2就這麼簡單。

均攤法主要針對于平行六面體或者其他對稱體型結構。通過觀察和計算迅速判斷在晶胞中各粒子的占用關系。

切割法對于非平行六面體非常有效，切蛋糕思維也非常簡單，解題迅速。

比例法針對于不是很好判斷的空間結構，比方說金剛石、二氧化矽等，特别有效。

其實三種方法的邏輯思維類似，在學習和練習的時候多歸納。希望你能參破禅機！

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