六方最密堆积考查重点及解题策略
时间:2026-07-29 11:52 来源:未知 作者:化学自习室 点击: 次 所属专题: 六方最密堆积
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目前高考化学对晶体结构的考查范围逐渐扩展,已从传统的立方晶系延伸至六方晶系,六方最密堆积作为金属晶体等径圆球密堆积的典型方式之一,已成为高考命题的重要素材。广西考生最早接触六方晶胞,是2023年全国理综,也是广西新课改首考前的最后一年理综,试题难度不小。而在后续三年高考试题当中,均出现了与六方堆积相关的题目,涉及晶体结构分析、空间利用率计算等核心考点。这一趋势表明,高考化学对晶体结构的考查不再局限于立方晶系,而是更注重学生对不同堆积方式的理解与应用能力。
【2023年广西理综T32(3)】一种硼镁化合物具有超导性能,晶体结构属于立方晶系,其晶体结构、晶胞沿c轴的投影图如下所示,晶胞中含有个 Mg。该物质化学式为 ,B-B最近距离为 。

六方最密堆积(Hexagonal Close Packing, HCP)是金属晶体中常见的密堆积方式之一,其结构特点为:在二维平面上,原子以六边形紧密排列;在三维空间中,第二层原子位于第一层原子形成的三角形空隙正上方,第三层原子则与第一层原子对齐,形成ABAB的周期性重复结构。这种堆积方式的空间利用率与面心立方最密堆积(Cubic Close Packing, CCP)相同,均为74%,是自然界中密堆积效率最高的两种方式之一。
【解析】白球Mg位于正六棱柱的顶点和当中的面心,黑球B处于六棱柱内,每4个白球转成的菱形当中有2个黑球,三个菱形共六个黑球。即由均摊法算白球:上下共12个顶点,每个顶点被上下共六个菱形包围,12*1/6=2,加上2个面心为3个,所以化学式为MgB2。两个B之间的最短距离如图:

B原子在图中两个正三角形的重心,该点到顶点的距离是该点到对边中点距离的2倍,顶点到对边的垂线长度为二分之根号3a,则B-B最近距离为
。
一、考查重点
从上述真题可以看出,在高考化学中,六方最密堆积的考查重点是要求学生能够根据晶胞模型或描述,通过几何分析,计算六方最密堆积中原子数目及距离。
【2025年河北T11】SmCok(k >1)是一种具有优异磁性能的稀土永磁材料,在航空航天等领域中获得重要应用。SmCok的六方晶胞示意图如下,晶胞参数a=500pm、c= 400pm,M、N原子的分数坐标分别为
设NA是阿伏加德罗常数的值。下列说法错误的是


【解析】在2025年河北卷中,利用稀土材料的六方晶胞结构图为载体,考查化学式推导、晶体密度计算、分数坐标判断、核间距计算。并给出分数坐标(以晶胞棱长为单位,表示原子在晶胞中相对位置的坐标。考题源自选择性必修2“晶体结构与性质”,将前沿催化材料与非立方晶系晶胞计算深度融合,考查空间想象与数学工具应用能力。归类于化学学科核心素养中的宏观辨识与微观探析(水平4):能从六方晶胞图示提取原子位置与几何参数;证据推理与模型认知(水平4):建构六方晶系数学模型,依据分数坐标定义与几何关系进行定量计算。

答案:D。
二、备考策略
随着高考化学对晶体结构考查的深入,六方最密堆积已成为考生必须掌握的核心知识点之一。分析晶胞结构时,先确定各原子或原子团在晶胞中的位置,再用均摊法计算晶胞中的粒子数目,最后结几何关系计算原子间距离。结合立方晶系与六方晶系的对比,理解不同堆积方式的异同,并通过典型例题强化对六方最密堆积的空间想象与计算能力。
【2026年陕晋青宁T10】我国科研人员利用钨的氧化物开发了新型催化剂。该氧化物的六方晶胞结构如图,2号O的分数坐标为
。NA为阿伏加德罗常数的值。

下列说法正确的是

【解析】

答案:B。
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