3.1.2 晶胞与晶体结构的测定 课件 2022-2023学年高二化学人教版（2019）选择性必修2

晶胞与晶体结构的测定 第2课时 第一节　物质的聚集状态与晶体的常识 课堂引入 铜晶体 氯化钠晶体 这么多不同的晶体，如何描述其中原子的排列呢？ 金刚石晶体 1.概念 目标一 晶胞 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。 蜂巢与蜂室 铜晶体 铜晶胞 平行六面体 无隙并置 无隙：相邻晶胞之间没有任何间隙。 并置：所有晶胞都是平行排列的，取向相同。 晶体可以看作是数量巨大的晶胞“无隙并置”而成。 共顶角共棱共面 2. 晶体和晶胞的关系 3.晶胞中粒子数目的计算(均摊法) 铜晶体 铜晶胞 一个铜晶胞含有几个铜原子？ 均摊法： 1 2 4 3 7 6 8 5 1 2 2 1 3 4 1 体心：1 面心： 顶点： 棱边： 立方晶胞 体心： 1 面心： 棱边： 顶点： 晶胞对质点的占有率 均摊法： 金属铜的一个晶胞中，位于晶胞顶点的铜原子有 个，位于面心的铜原子有 个，金属铜晶胞中所含的铜原子数平均为 。 8 6 (1)铜晶胞 氯化钠晶胞如图所示,其中体积较小的为 (填“Na+”或“Cl-”,下同),体积较大的为 ,则该晶胞中含 个Na+和 个Cl-。 Na+ Cl- Na+个数= 12× +1=4 4 4 Cl-个数= 8× + 6× =4 图1：NaCl晶胞示意图 图2：NaCl晶胞切面图 (2)NaCl晶胞 (1)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。 (2)均摊法确定晶胞中粒子的个数 若晶胞中某个粒子为n个晶胞所共用，则该粒子有 属于这个晶胞。 长方体形(正方体形)晶胞中不同位置的粒子对晶胞的贡献 归纳总结 1.由晶胞构成的晶体，其化学式是否表示构成该晶体实际的粒子数目？ 导思 提示　否，只表示每个晶胞或晶体中各类粒子的最简整数比。 2.判断下列六面体是否是晶胞？ 提示　A图中的晶体结构满足晶胞的特点，是晶胞； B图中的晶体结构，不满足晶胞“8个顶角相同”的要求，无法进行“无隙并置”，不是晶胞； C图中的晶体结构，不满足晶胞“三套各4根平行棱分别相同”的要求，无法进行“无隙并置”，不是晶胞； D图中的晶体结构，不满足“三套各两个平行面分别相同”的要求，无法进行“无隙并置”，不是晶胞。 3.如图依次是金属钠(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？ (1)钠___个；(2)锌___个；(3)碘___个；(4)金刚石___个。 2 2 8 8 导练 1.下列各项是晶体结构中具有代表性的最小重复单元的排列方式，图中： —X， —Y， —Z。其中对应的化学式不正确的是 √ 2.科学家发现一种由钛原子和碳原子构成的气态团簇分子，如图所示。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，则它的化学式是 A.TiC B.Ti6C7 C.Ti14C13 D.Ti13C14 它是一个气态团簇分子，其化学式就是其分子式，应直接数出原子数。 √ 3.如图为甲、乙两种晶体的晶胞示意图，试写出： (1)甲晶体的化学式(X为阳离子)为______。 X3Y (2)乙晶体中A、B、C三种粒子的个数比是________。 1∶3∶1 1.常用仪器：X射线衍射仪。 2.测定过程：当单一波长的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或者明锐的衍射峰。 目标二 晶体结构的测定 X射线衍射仪 X射线管 铅板 晶体样品 记录仪 衍射方向 衍射强度 X射线管 铅板 晶体 晶体能产生分立的斑点 衍射方向 ——晶胞的形状、大小与取向 非晶体衍射图谱 数据处理 晶体的周期性结构 15 20 25 30 35 2θ/° 晶体能产生明锐的衍射峰 衍射强度 ——原子的种类与位置 晶态SiO2 非晶态SiO2 由X射线衍射实验的结果还可以进一步测定分子结构。 原子的种类与位置 衍射强度 综合分析 衍射方向 甲烷晶体 a 边长为a的立方晶胞 C、H原子间的距离 是否存在 化学键 确定键长、键角 X射线衍射测定分子结构 衍射图 计算获得 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 结合晶体化学组成的信息推出原子之间的相互关系 3.作用： X射线衍射实验获得分子信息 1.下列有关说法正确的是 A.测定晶体结构最常用的仪器是X射线衍射仪 B.石英玻璃和水晶的衍射图谱相同 C