【课件】第三章第一节第2课时物质的聚集状态与晶体常识课件高二化学人教版（2019）选择性必修2.pptx

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1、第三章 晶体结构与性质第一节物质的聚集状态与晶体的常识第2课时 复习回顾u晶体不同于非晶体的特点有哪些？u形成这些特性的微观原因是什么？晶体特性自范性各向异性熔点固定晶体的构成微粒呈周期性的有序排列晶态二氧化硅非晶态二氧化硅构成微粒相同空间排列不同观察如下晶体的微观结构模型，体会微粒的空间排列特点。思考铜晶体 CaF2晶体 金刚石晶体 苯晶体u宏观可见的整块晶体是由大量微粒聚集而成的。u晶体的构成微粒在空间周期性重复排列，呈现高度对称性。要研究晶体的结构，应当如何入手呢？u是否需要研究构成晶体的所有部分？只需研究基本重复单元u可否作为一个基本重复单元？晶体非晶体化学微粒周期性有序排列相对无序排

2、列基本重复单元选取晶胞 晶体与晶胞的关系可用蜂巢与峰室的关系比喻，然而蜂巢是有形的，晶胞是无形的，是人为划定的。一、晶胞1.晶胞：描述晶体结构的基本单元,即晶体中最小的结构重复单元.蜂巢与蜂室铜晶体铜晶胞金刚石结构晶胞示意图平行六面体无隙并置一般来说，晶胞都是平行六面体，晶体可以看作是数量巨大的晶胞“无隙并置”而成 无隙：指相邻的晶胞之间没有任何间隙；一个晶胞与相邻的晶胞完全共顶点、共棱边、共面 并置：指所有晶胞都是平行排列的，取向相同。一个晶胞到另一个晶胞只需平移，不需转动 完全等同：指所有晶胞的形状、内部的原子种类、个数及几何排列完全相同。2.晶体与晶胞的关系3.特征：一般来说，晶胞都是平

3、行六面体(其边长不一定相等也不一定垂直)通过上、下、左、右、前、后的平移能与下一个晶胞完全重合。【思考】下图中晶胞是实线小立方体呢?还是虚线大立方体?体心立方简单立方面心立方4.三种典型立方晶胞结构 铜晶体的一个晶胞中含有多少个铜原子?A:14 B:4 C:8 D:6【课堂练习1】124376851221341体心：1面心：1/2顶点：1/8棱边：1/4晶胞顶角棱边面心体心立方体1/81/4 1/2 1顶角棱边面心二、晶胞中粒子数目的计算均摊法：如某个粒子为x个晶胞所共有，则该粒子有1/x属于一个晶胞。体心面心顶点棱边1.立方晶胞 铜晶体的一个晶胞中含有多少个铜原子?A:14 B:4 C:8

4、D:6【课堂练习T1】【课堂练习T2】下图依次是金属钠(Na)、金属锌(Zn)、碘(I2)、金刚石(C)晶胞的示意图，数一数，它们分别平均含有几个原子?【课堂练习T3】Na+Cl-顶点：8 =1 面点：6 =3线点：12 =3 心点：1 1=1 Na+Cl-一个大NaCl晶胞包含4个NaClNa+：Cl-=1：1各1/2个氯化钠的化学式用“NaCl”来表示，原因何在？能否把“NaCl”称为分子式？每个CSCl晶胞中有 个CS+，有 个Cl-。一个CsCl 晶胞包含1个CsCl氯化铯化学式推导11B-A+A与B离子的个数比等于 ，该物质化学式可表示为 。【课堂练习T4】1:1AB石墨晶体的层状结

5、构，层内为平面正六边形结构（如图），试回答下列问题：（1）图中平均每个正六边形占有C原子数为_个、占有的碳碳键数为_个。碳原子数目与碳碳化学键数目之比为_。【课堂练习T5】232:3钛酸钡的热稳定性好，介电常数高，在小型变压器、话筒和扩音器中都有应用。钛酸钡晶体的结构示意图为下图，它的化学式是 （）A.BaTi8O12 B.BaTi4O6 C.BaTi2O4 D.BaTiO3【课堂练习T6】D现有甲、乙、丙、丁四种晶胞,可推知：甲晶体中A与B的离子个数比为 ；乙晶体的化学式为 ；丙晶体的化学式为 ；丁晶体的化学式为_。【课堂练习T7】1:1C2DEFXY2Z8.最近发现一种由钛原子和碳原子构成

6、的气态团簇分子，如下图所最近发现一种由钛原子和碳原子构成的气态团簇分子，如下图所示，顶角和面心的原子是钛原子，棱的中心和体心的原子是碳原子，示，顶角和面心的原子是钛原子，棱的中心和体心的原子是碳原子，它的化学式是它的化学式是 。解析：由于本题团簇分子指的是一个分子的具体结构，并不是晶体中的最小的一个重复单位，不能采用均摊法分析，所以只需数出该结构内两种原子的数目就可以了。Ti14C13金属钠（C）金属锌（Zn）碘（I2）金刚石（C）晶胞有几套平行棱？有几套平行面？晶胞的结构特点：8个顶点相同 三套各4根平行的棱相同 三套各2个平行的面相同三棱柱体心1面心1/2棱边水平1/4 竖1/6顶点1/1

7、22.三方晶胞六棱柱体心1面心1/2棱边水平1/4 竖1/3顶点1/63.六方晶胞 某晶体的一部分如图所示，这种晶体中A、B、C三种粒子数之比是()A.3 9 4 B.1 4 2 C.2 9 4 D.3 8 4【课堂练习2】B常见晶胞中微粒数的计算立方体 体心1面心 1/2棱边 1/4顶点1/8水平1/4 竖1/6三棱柱 体心 1面心 1/2棱边顶点 1/12六棱柱体心 1面心 1/2棱边水平1/4 竖1/3顶点 1/6三、晶体结构的测定X射线衍射法 从衍射图中经计算可获取晶体的结构信息，如晶胞的形状、大小，微粒空间对称性类型，原子的数目和位置等。四、晶体密度求算=m/V根据晶胞结构确定各种粒

8、子的数目根据晶胞的边长或微粒间的距离晶胞质量晶胞体积求求该晶胞中，若Na+和Cl-间的最近距离为0.5a10-10m，则晶体的密度 d=1.如图是CsCl晶体的晶胞（晶体中最小的重复单元）已知晶体中2个最近的Cs+核间距离为acm，氯化铯的相对分子质量为M，NA为阿佛加德罗常数，则CsCl晶体的密度为（）（单位：克/cm3）A.8M/a3NA B.a3M/8NA C.M/a3NA D.a3M/NA【课堂练习3】C2.已知CsCl晶体的密度为 gcm3，NA为阿伏加德罗常数，相邻的两个Cs的核间距为a cm，如图所示，则CsCl的相对分子质量可以表示为（）A.NAa3 B.C.D.A五、晶胞某原

9、子周围与其等距离且最近的原子数目（称为配位数）【方法】晶体配位数计算：先确定并观察中心原子，观察一个晶胞，再向空间延伸 考虑是否重复计算1.NaCl晶体中，每个Na+周围最近距离的Cl-有 个，每个Cl-周围最近距离的Na+有 个。每个Na+周围最近距离的Na+有 个。6612Cs+Cl-2.如图所示，CsCl晶体具有立方体结构，每个Cs周围最近距离的Cs有 个，每个Cl-周围最近距离的Cl-有 个。每个Cs+周围最近距离的Cl-有 个，每个Cl-周围最近距离的Cs+有 个。66883.CO2晶体结构，CO2分子处于立方体的 位置，一个立方体中含 有 个CO2分子。在同一平面上与一个CO2分子距离最近的CO2分子有 个。三维立体中，与一个CO2分子距离最近的CO2有 个。4面心412321距离最近的分子的位置12个4.Cu晶胞中与铜原子最近且等距离的铜原子有 个。12六、计算晶胞微粒间的距离【例题】若CaTiO3的相对分子质量为M，密度为 A g/cm3，阿伏加德罗常数为NA，则晶体中钙离子与钛离子之间的最短距离为 。【题型5】原子坐标参数【方法】由已知坐标确定晶胞参数值和坐标原点 由原子在晶胞中的相对位置确定原子与坐标原点的距离 确定原子在晶胞中的坐标【例】系统集成P71：探究题目T4 P72：T5