2023届高三化学一轮复习 晶体计算 课件

结构决定性质，性质决定用途。 晶体的晶胞中有多少个微粒？微粒间的距离是多少？晶体密度该如何计算？充分了解晶体结构对于判断晶体性质、精确研究方向、造福人类起着重要的作用。 一、晶胞微粒个数计算 [典题示例1]　(1)(2019·江苏高考)一个Cu2O晶胞(如图)中，Cu原子的数目为________。 (2)某FexNy的晶胞如图1所示，Cu可以完全替代该晶体中a位置Fe或者b位置Fe，形成Cu替代型产物Fe(x－n)CunNy。FexNy转化为两种Cu替代型产物的能量变化如图2所示，其中更稳定的Cu替代型产物的化学式为___________。 4 Fe3CuN 二、晶胞中微粒配位数计算 M为晶胞原子的摩尔质量，ρ为晶体密度，g·cm-3，a为晶胞体的棱长，单位为cm，NA为阿伏伽德罗常数，若1个晶胞中含有N个微粒。 则ρ= = = = 注意单位换算：1nm=10-7cm 1pm=10-10cm 三、晶胞密度计算 (1)(2020·全国卷Ⅱ)一种立方钙钛矿结构的金属卤化物光电材料的组成为Pb2＋、I－和有机碱离子CH3NH，其晶胞如图(b)所示。其中Pb2＋与图(a)中________的空间位置相同，若晶胞参数为a nm，则晶体密度为________g·cm－3(列出计算式)。 Ti ρ= 四、晶胞参数计算 五、微粒半径或距离计算 晶胞 模型 a与r的关系 简单 立方 体心 立方 面心 立方 r= r= r= [典题示例5]　(2019·全国卷Ⅰ)图(a)是MgCu2的拉维斯结构，Mg以金刚石方式堆积，八面体空隙和半数的四面体空隙中，填入以四面体方式排列的Cu。图(b)是沿立方格子对角面取得的截图。可见，Cu原子之间最短距离x＝________pm，Mg原子之间最短距离y＝________pm。 该晶体的密度是多少？ ρ= ①非金属氟化物在生产、生活和科研中应用广泛。XeF2晶体属四方晶系，晶胞参数如图所示，晶胞棱边夹角均为90°，该晶胞中有________个XeF2分子。以晶胞参数为单位长度建立的坐标系可以表示晶胞中各原子的位置，称为原子的分数坐标，如A点原子的分数坐标为。已知Xe—F键长为r pm，则B点原子的分数坐标为________；晶胞中A、B间距离d＝________pm。 ②我国科学家发明了高选择性的二氧化碳加氢合成甲醇的催化剂，其组成为ZnO/ZrO2固溶体。四方ZrO2晶胞如图所示。Zr4＋离子在晶胞中的配位数是___________，晶胞参数为a pm、a pm、c pm，该晶体密度为__________g·cm－3(写出表达式)。在ZrO2中掺杂少量ZnO后形成的催化剂，化学式可表示为ZnxZr1－xOy，则y＝___________(用x表达)。 ③图(a)是MgCu2的拉维斯结构，Mg以金刚石方式堆积，八面体空隙和半数的四面体空隙中，填入以四面体方式排列的Cu。图(b)是沿立方格子对角面取得的截图。设阿伏加德罗常数的值为NA，则MgCu2的密度是________g·cm－3(列出计算表达式)。 ④一种四方结构的超导化合物的晶胞结构如图1所示，晶胞中Sm和As原子的投影位置如图2所示。图中F－和O2－共同占据晶胞的上下底面位置，若两者的比例依次用x和1－x代表，则该化合物的化学式表示为________，通过测定密度ρ和晶胞参数，可以计算该物质的x值，完成它们关系表达式：ρ＝________g·cm－3。 ⑤反型钙钛矿电池无需使用具有光催化活性的TiO2（通过氮掺杂生成TiO2-aNb，反应如图）以及掺杂的有机空穴传输层，光照下的输出稳定性更好，更具发展潜力。则TiO2-aNb晶体中a= 。已知原子1、2的分数坐标为 和（1,0,0），则原子3的坐标为 ，设阿伏加德罗常数的值为，的密度为 （列出计算式） 聚集状态 液晶 纳米材料 超分子 定义 在一定温度范围内既具有液体可流动性，又具有类似晶体的各向异性（有机复合物质） 三维空间尺寸至少有一维是纳米尺度的、具有特定功能的材料 两个或多个分子相互结合在一起形成具有特定结构和功能的聚集体，表现出不同于单个分子的性质 宏观或微观特征及性质 沿分子长轴方向呈有序排列 折射率、磁化率、电导率等各向异性 纳米颗粒内部具有晶体结构，原子排列有序，而界面无序 性质独特 内部分子非共价键结合，分子链之间通过氢键作用结合 举例和用途 液晶显示器 富勒烯、石墨烯、碳纳米管 催化剂、模拟生物系统 下图是六种常见晶体或晶胞的示意图。 2．(2019·全国卷Ⅱ)一种四方结构的超导化合物的晶胞如图1所示。晶胞中Sm和A