文章编号：1005－6629(2008)05－0074－02中图分类号：O71 文献标识码：B 晶胞是晶体学一个重要的和基本的概念。在新一轮课程改革中这一概念已正式进入中学教学。事实上，晶胞概念通过化学竞赛和教辅资料早就为中学师生耳闻目睹，然而对这一概念的准确内涵却存在较普遍的模糊认识，造成使用上的混乱甚至错误。下面结合典型实例和中学教学实际需要，浅谈晶胞的判别，以期引起读者对这一问题的关注。
1晶胞的内涵
能够表现晶体结构特征的基本单位称为晶胞。整块晶体是由完全等同的晶胞“无隙并置”地堆积起来。
“无隙并置”即一个晶胞与它比邻的晶胞是完全共顶角、共面、共棱的，取向一致，无间隙，从一个晶胞到另一个晶胞只需平移，不需转动。晶胞的这种本质属性称为晶胞的平移性。
晶胞具有相同的顶角、相同的平行面和相同的平行棱是晶胞平移性这一本质特征的必然推论。例如，下列晶体结构可以表示为晶胞是A和D，而表示B、C晶体结构单元的平行六面体不具有相同的顶角、相同的平行面和相同的平行棱。
注：图中的“●”或“○”代表两种不同的原子。
下图分别为CsCl、BaCl2晶体结构模型。对CsCl来说，左侧的大立方体是由右侧八个小立方体“无隙并置”堆积构成的，因而右侧的小立方体表示晶胞；对BaCl2来说，左侧的大立方体不可能通过右侧的小立方体“无隙并置”堆积构成，因而，右侧的小立方体不能表示晶胞。
所谓“相同”，包括“化学上相同”(原子或分子相同)和“几何上相同”(原子的排列与取向)。 例如， 干冰晶胞（见下图）：
位于八个顶点和三对平行面面心上的都是二氧化碳分子，它们在化学上是等同的。然而顶角二氧化碳分子是一种取向，三对面心的二氧化碳分子的取向与顶角二氧化碳分子的取向都不相同，而且它们之间也互不相同，因而，有四种几何上相同的二氧化碳分子，即该晶胞中相同的二氧化碳分子是四种。又如，碘的晶胞是正交晶胞（晶胞的边长a≠b≠c，晶胞面夹角α=β=γ=90°，见下图）：
顶角碘分子和一对侧平行面（底）面心的碘分子是一种取向，另二对平行面面心的碘分子是另一种取向，即该晶胞中相同的碘分子是二种。
由以上分析可知，晶胞是具有特定化学内容和几何内容的“实体”，其结构信息是外显的，这不同于点阵单位。点阵单位图只给出了点阵点，这些几何学上的一个点是晶胞中一个结构基元的抽象，它既没有体积、大小，也没有形状，但这些“点”也代表特定的内容（包括化学内容和几何内容）。在最简单的情况下，点阵点所代表的只是一个原子或一个分子，但对于绝大多数具体晶体，点阵点不只代表一个原子或一个分子，而是若干个原子或分子的集合。
由于晶胞的形状和大小与点阵单位的形状和大小完全相等，这两个概念常被不加区分地误用。事实上，我们普遍看到的异质类晶现象，是指不同物质晶体具有相同的晶胞几何特征（如形状相同、微粒在空间相对位置排布相同或者说微粒在空间的堆积方式相同）。例如，金属晶体的简单立方堆积、钾型堆积、铜型堆积，不能说它们的晶胞相同，因为晶胞是惟一确定的。
2 简单立方晶胞、体心立方晶胞和面心立方晶胞的判别
立方晶胞是布拉维系7种不同几何特征晶胞中的一种，也是中学教学涉及最多的一种，分为简单立方、体心立方和面心立方三种。如下图：
体心晶胞的特征是晶胞内的任一原子作体心平移必得与它完全相同的原子，即处于晶胞顶点的原子和处于体心的原子周围环境（化学环境和几何环境）完全相同。下图中的金属钠是体心晶胞，氯化铯不是体心晶胞，而是简单立方晶胞。
面心晶胞的特征是晶胞内的任一原子作面心平移必得与它完全相同的原子，即处于晶胞顶点的原子和处于面心的原子周围环境（化学环境和几何环境）完全相同。如下图所示。
需要指出的是，由于干冰晶胞有四种不同取向的二氧化碳分子，晶胞通过面心平移后，顶点和面心周围化学环境相同（最近且等距的二氧化碳分子都是12个），但几何环境（分子取向）不同，因此干冰晶胞不是面心立方晶胞，而是简单立方晶胞。
再如下图，由于顶角碘分子和一对侧平行面（底）面心的碘分子是一种取向，另二对平行面面心的碘分子是另一种取向，晶胞只可作侧平行面（底）面心的平移，而不能作另二个平行面面心的平移，因此，碘晶体是左右轴向的底心晶胞。
参考文献：
[1]北京师范大学 华中师范大学 南京师范大学 无机化学教研室无机化学[M].北京：高等教育出版社，2002.
[2]武汉大学 吉林大学 等校编无机化学[M].北京：高等教育出版社，1994年4月第三版.