信息技术与化学
运用Excel 软件绘制晶胞直观图
徐守兵
（ 江苏南京金陵中学 210005）
新教材选修3《物质结构与性质》中“ 晶体结构
与性质” 一章中引入了晶胞概念在课堂教学和试
题命制时经常需要绘制晶胞示意图晶胞示意图的
直观、精确无疑是基本要求但在目前的教学中我
们往往借助于网络寻找一些晶胞示意图这些图一
般不能编辑因而经常不 能 很好地满足 教 学的需
要。在 Word 中绘制一些简单的示意图是可以的
但粒子的相对大小及相对位置往往不够精确复杂
的晶胞（ 如金刚石） 就比较难画了那么能不能借助
于其他常规软件画出一些常见的较精确的晶胞示
意图呢？笔者经过一段时间研究发现可以用大家
都比较熟悉的 Excel 软件根据立体几何斜二测画
法的规范要求精确画出中学常见的一些晶胞直观
图现介绍如下。
1 直观图斜二测画法的基本规则
（1） 在空间图形中取互相垂直的 x 轴和y 轴两
轴交 于 O 点再取 z 轴使 ∠x Oz ＝90
°
且 ∠y Oz
＝90
°
。
（2） 画直观图时把它们画成对应的 x′轴、y′轴
和z′轴它们相交于 O′并使∠ x′O′z′＝45
°
（ 考虑
到晶胞 内 部 粒 子 的 直 观 性部 分 晶 胞 取 30
°
） 且
∠y′O′z′＝90
°
x′轴和y′轴所确定的平面表示水
平平面。
（3） 已知图形中平行于 x 轴、y 轴或z 轴的线段
在直观图中分别画成平行于x′轴、y′轴和z′轴的线
段。
（4） 已知图形中平行于 x 轴和z 轴的线段在直
观图中保持原长度不变平行于 y 轴的线段长度为
原来的一半。
2 直观图Excel 画法的基本原理
根据斜二测画法的基本规则手工画出晶胞的
直观图草图根据平面几何、立体几何的有关知识
计算出晶胞中各粒子对应点在二维坐标系内的横坐
标、纵坐标值这项工作高一的学生就可完成。将各
原子坐标值有序地输入 Excel 工作表中再根据坐
标值画出 XY 散点图。常见立方晶胞的粒子二维坐
标值列表如下。
表1 顶点
X 0 1 1．43 0．43 0 1 1．43 0．43
Y 0 0 0．25 0．25 1 1 1．25 1．25
表2 棱心
X 0．51．220．930．22 0 1 1．430．430．51．220．930．22
Y 0 0．130．250．130．5 0．50．750．75 1 1．131．251．13
表3 面心和体心
X 0．72 0．22 0．5 1．22 0．93 0．72 0．72
Y 1．13 0．63 0．5 0．63 0．75 0．13 0．63
3 常见晶胞的Excel 直观图
（1） 金属晶体晶胞
（2） 原子晶体晶胞
·47·
2009年第8期 化 学 教 育
表4 碳化硅晶胞中硅原子的坐标
X 0．57 0．86 0．36 1．07
Y 0．94 0．81 0．31 0．44
（3） 离子晶体晶胞
表5 氟化钙晶胞氟离子的坐标
X 0．57 0．86 0．36 1．07 0．36 1．07 0．86 0．57
Y 0．94 0．81 0．31 0．44 0．81 0．94 0．31 0．44
4 晶胞的Excel 画法──以氯化钠晶胞为例
4．1 建立氯化钠晶胞粒子坐标数据库
（1） 打开 Microsoft Excel 将工作表sheet1重命
名为氯化钠晶胞。
（2） 在1、2行建立晶胞顶点坐标数据见表6。
表6 氯化钠晶胞顶点坐标
0．001．001．430．430．431．431．000．000．001．001．001．431．43
0．000．000．250．251．251．251．001．000．000．001．001．250．25
空格 0．00 0．43 0．43 0．00
空格 0．00 0．25 1．25 1．00
（3） 在3、4行建立晶胞面心坐标数据见表7。
表7 氯化钠晶胞面心坐标
0．72 空格 0．22 空格 0．50 空格 1．22 空格 0．93 空格 0．72
1．13 空格 0．63 空格 0．50 空格 0．63 空格 0．75 空格 0．13
（4） 在4、5行建立晶胞棱心和体心坐标数据见
表8。
表8 氯化钠晶胞棱心和体心坐标
0．50空格 1．22 空格 0．93 空格 0．22 空格 0．00 空格 1．00 空格
0．00空格 0．13 空格 0．25 空格 0．13 空格 0．50 空格 0．50 空格
1．43空格0．43空格0．50空格1．22空格0．93空格0．22空格 0．72
0．75空格0．75空格1．00空格1．13空格1．25空格1．13空格 0．63
4．2 绘制氯化钠晶胞直观图
（1） 绘制晶胞散点图。选中1、2行→菜单→插
入→图表→XY 散点图→下一步→系列→名称→顶
点→添加→名称→面心→X 值→3行→Y 值→4行
→添加→名称→棱心和体心→X 值→5行→Y 值→6
行→下一步→坐标轴→主坐标轴 X 值、Y 值选空→
主要网格线选空→图例→显示图例选空→下一步→
作为其中的对象插入。
（2） 设置顶点氯离子格式。选中其中的一个顶
点右击选择数据系列格式：线型选择自定义粗细
选择最粗；数据标记中样式选择圆圈大小选择18
磅（ 氯离子半径为181p m） 确定。
（3） 设置面心氯离子格式。选择其中的一个面
心右击选择数据系列格式：数据标记中样式选择
圆圈大小选择18磅颜色前景色、背景色均选择深
蓝色（ 和顶点颜色一致） 确定。
（4） 设置棱心和体心钠离子格式。选择其中的
一个棱心右击选择数据系列格式：数据标记中样
式选择 圆 圈大 小 选 择 10 磅（ 钠 离 子 半 径 为 99
p m） 确定。
（5） 设置绘图区格式。点击绘图区右击选择
绘图区格式：边框、区域均选择无确定。
（6） 保存命名为“ 晶胞直观示意图” 。
·48·
化 学 教 育 2009年第8期
