【化学课件】晶胞 2023-2024学年高二化学人教版（2019）选择性必修2.pptx

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1、第一节第一节 物质的聚集物质的聚集状态与晶体的常识状态与晶体的常识第第2课时课时 晶胞晶胞人教版（2019）化学选择性必修二第三章 晶体结构与性质1.认识简单的晶胞。2.通过典型晶胞的学习，类推其他晶胞的分析方法。3.学会晶胞中微粒数的计算方法(均摊法)，能根据晶胞的结构确定晶体的化学式。石膏 雌黄雌黄(与方解石共生与方解石共生)磷铜矿人造金刚石观察下列物质，思考晶体具有什么样的结构。通过观察，我们发现不同晶体具有不同的外形特点，如石膏和人造金刚石就有很大的不同，仅凭肉眼就能辨别。那么在微观世界里它们会有不同吗？又该怎么区分呢？铜晶体结构铜晶体结构氯化钠晶体结构氯化钠晶体结构氯化钠晶胞氯化钠晶

2、胞铜晶胞铜晶胞铜晶胞铜晶胞晶胞晶胞晶胞晶胞1 1、晶胞定义、晶胞定义描述晶体结构的基本单元。晶胞是晶体中最小的结构重复单元。铜晶体铜晶体铜晶胞铜晶胞z z晶体与晶胞的关系好比蜂巢与蜂室的关系2 2、晶胞和晶体的关系、晶胞和晶体的关系常规的晶胞都是常规的晶胞都是 体，整块晶体可体，整块晶体可以看作是数量巨大的晶胞以看作是数量巨大的晶胞“无隙并置无隙并置”而成。而成。(1)“无隙无隙”是指相邻晶胞之间是指相邻晶胞之间 。(2)“并置并置”是指所有晶胞都是是指所有晶胞都是 排列的，排列的，取向取向 。(3)所有晶胞的所有晶胞的 及其内部的原子及其内部的原子 及几何排列及几何排列(包括取向包括取向)是

3、完是完全相同的。全相同的。平行六面平行六面无任何间隙无任何间隙平行平行相同相同形状形状种类、个数种类、个数平行六面体平行六面体无隙并置无隙并置判断下列4个图中结构，属于晶胞的是（）A晶胞是8个顶角相同、三套各4根平行棱分别相同、三套各两个平行面分别相同的最小平行六面体。题后总结：题后总结：类型类型图示图示结构结构特点特点仅在平行六面体的仅在平行六面体的8 8个顶角上有粒子个顶角上有粒子除除8 8个顶角上有粒子个顶角上有粒子外，平行六面体的体外，平行六面体的体心上还有一个粒子心上还有一个粒子除除8 8个顶角上有粒子外个顶角上有粒子外,平行六面体的平行六面体的6 6个面的个面的面心上均有一个粒子面

4、心上均有一个粒子简单立方体简单立方体体心立方体体心立方体面心立方体面心立方体3 3、三种典型立方晶胞结构三种典型立方晶胞结构铜晶体铜晶体铜晶胞铜晶胞一个铜晶胞中平均含有的铜原子是8+6=14吗？如果不是，该如何计算？4 4、晶胞晶胞中粒子数目的计算中粒子数目的计算(1)切割法1814121顶点棱上面心体心将粒子看成一个个实心的“球”，按照晶胞结构进行切割，不同位置的“球”在晶胞内部的部分相加，即一个晶胞含有的粒子数目。(2)均摊法124376852134121体心：体心：1立方晶胞中粒子数目的计算立方晶胞中粒子数目的计算铜晶体铜晶体铜晶胞铜晶胞一个铜晶胞中平均含有的铜原子是8+6=14吗？如果

5、不是，该如何计算？=4 1.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，它们分别平均含几个原子？2.下列结构属于晶胞且对应的化学式不正确的是(图中:X,Y)()A.XYB.XY2C.XY3D.X2YB晶胞中不同粒子最简整数比即为该晶体的化学式晶胞中不同粒子最简整数比即为该晶体的化学式“均摊法均摊法”计算晶胞中粒子数目计算晶胞中粒子数目长方体(含正方体)晶胞中不同位置的粒子数的计算(如下图)立方晶胞立方晶胞体心体心体心体心:1:1六方晶胞中粒子的计算方法内部内部1 1正三棱柱晶胞中粒子的计算方法内部：内部：1 1 1.(1)元素铜的一种氯化物晶体的晶胞

6、结构如右图所示,该氯化物的化学式是。CuCl(2)利用“卤化硼法”可合成含B和N两种元素的功能陶瓷,右图为其晶胞结构示意图,则每个晶胞中含有B原子的个数为,该功能陶瓷的化学式为。2BN 如图是CsCl晶体的一个晶胞,相邻的两个Cs+的核间距为acm,设NA为阿伏加德罗常数的值,CsCl的相对分子质量用M表示,则CsCl晶体的密度(gcm-3)为()1 1、计算公式计算公式先确定一个晶胞中微粒个数N（均摊法）再确定一个晶胞中微粒的总质量最后求晶胞的密度晶体密度的计算晶体密度的计算晶体密度的计算晶体密度的计算如图是CsCl晶体的一个晶胞,相邻的两个Cs+的核间距为a cm,设NA为阿伏加德罗常数的

7、值,CsCl的相对分子质量用M表示,则CsCl晶体的密度(gcm-3)为()D2 2、计算要点、计算要点(1)注意单位换算密度（）单位：g/cm-3晶胞棱长单位：nm、pm1pm=110-10cm1nm=110-7cm长度单位换算关系：(2)立方体晶胞常用长度关系lad面对角线与棱长关系：面对角线与棱长关系：体对角线与棱长关系：体对角线与棱长关系：3 3、典型立方晶胞密度计算、典型立方晶胞密度计算(1)简单立方晶胞已知金属钋是简单立方堆积，钋原子半径为r cm，计算：钋晶胞棱长为a；钋的密度为。棱长棱长a=2ra=2r密度密度rr(2)面心立方晶胞r已知金属金是面心立方紧密堆积，金原子半径为r

8、 cm，计算：金晶胞棱长为a；金的密度为。面对角线=4r密度棱长(3)体心立方晶胞已知金属钾是体心立方紧密堆积,钾原子半径为r cm,请计算：钾晶胞棱长为a；金的密度钾的密度为。棱长棱长立方体对角线立方体对角线=4r=4r密度密度类型类型图示图示粒子数粒子数晶胞边晶胞边长长(a)(a)与与原子半原子半径径(r)(r)的的关系关系简单立方体简单立方体体心立方体体心立方体面心立方体面心立方体124a=2r典型立方晶胞结构典型立方晶胞结构特点特点 1.氧化锌常作为金属缓蚀剂,其结构有很多种,其中一种立方晶胞结构如图,晶胞边长为a pm,下列说法错误的是()A.该晶体的化学式为ZnOB.O原子与O原子

9、的最短距离为22a pmC.Zn原子周围等距且最近的Zn原子数为6D.该晶胞中含有4个O原子,4个Zn原子C C2.晶胞有两个基本要素:(1)原子坐标参数,表示晶胞内部各原子的相对位置,如图为Ge单晶的晶胞,其中原子坐标参数A为(0,0,0);B为(12,0,12);C为(12,12,0)。则D的原子坐标参数为。(2)晶胞参数描述晶胞的大小和形状,已知Ge单晶的晶胞参数a=565.76 pm,MGe=73 gmol-1,其密度为gcm-3。晶体结构的测定晶体结构的测定晶体结构的测定晶体结构的测定X射线衍射原理：单一波长的X射线通过晶体时，X射线和晶体中的电子相互作用，会在记录仪上产生分立的斑点

10、或明锐的衍射峰。测定晶体结构最常用的仪器是X射线衍射仪图图313 单晶单晶衍射图射图 图图314 非晶态和晶态非晶态和晶态SiO2粉末粉末X射射线衍射图谱的对比线衍射图谱的对比晶体的X射线衍射实验图经过计算，可以获得包括晶胞形状和大小、分子或原子在微观空间有序排列呈现的对称类型、原子在晶胞里的数目和位置等，以及结合晶体化学组成的信息推出原子之间的相互关系。通过晶体X射线衍射实验，可以测定晶胞中各个原子的位置，根据原子坐标，可以计算原子间的距离，判断哪些原子之间存在化学键，确定键长和键角，得出分子的空间结构。乙酸晶体乙酸晶体乙酸晶胞乙酸晶胞乙酸分子的乙酸分子的空间结构空间结构晶体结构的测定晶体结构的测定晶胞晶胞概念概念计算原子个数计算原子个数均摊法均摊法晶胞密度的计算晶胞密度的计算结构的测定结构的测定X X射线衍射实验射线衍射实验晶体晶体