3.1.2晶胞、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

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 学习目标 1.认识简单的晶胞，通过典型晶胞的学习，类推其他晶胞的分析方法。 2.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微粒个数和化学式。 3.知道X射线衍射实验是测定晶体结构的常用方法。 4.初步学习晶体密度计算的方法。 3.1.2　晶胞、晶胞结构的测定 教材内容：P73-76 氯化钠晶体结构 铜晶体结构 晶体：内部微粒(原子、离子或分子)在三维空间里呈周期性排列而构成的具有规则几何外形的固体。 金刚石结构 碘晶体结构 这么多不同的晶体，如何描述晶体中的微粒在空间的排列规律呢？ 情景引入 1、概念 描述晶体结构的基本单元叫晶胞。 铜晶胞 铜晶体结构 晶胞是晶体中最小的结构重复单元。 一、晶胞 铜的晶体结构模型 铜的晶胞模型 4 堆积图特点： 能展示粒子的相对大小，晶胞对粒子的占有率，粒子与粒子的堆积接触和空隙。 点阵图特点： 能清晰展示粒子在晶胞中的相对位置，有利于分析点、线、面、角的关系。 两种晶胞图 金刚石 注意： 晶胞是人为划定的。 铜晶体 铜晶胞 金刚石晶胞 (1)同一个晶体中， 所有晶胞的形状及其内部的原子种类、个数及几何排列是完全相同的。 2、特征： 晶胞 平行六面体 8个顶角相同 3套各2个平行面分别相同 3套各4根平行棱分别相同 金刚石晶胞 CO2晶胞 NaCl晶胞 铜晶胞 分析与讨论： 平行六面体 晶胞满足的条件： 2、特征： 其三条边的长度不一定相等，也不一定互相垂直。 晶胞的形状和大小由具体晶体的结构所决定。 (2)常规的晶胞一般是平行六面体。 正方体 或 长方体 8个顶角相同 8 x z y 三套各两个平行面分别相同 x z y x z y (共6个面) 两个xy平行面(前后) 两个xz平行面(上下) 两个yz平行面(左右) x z y 三套各4根平行棱分别相同 x z y x z y (共12根棱) 4根x轴平行棱 4根z轴平行棱 4根y轴平行棱 (3)无隙并置 整块晶体可以看作是数量巨大的晶胞“无隙并置”而成 晶胞的形状是单一的还是多样的？ 相邻晶胞之间有空隙吗？ 如何体现周期性有序重复？ 单一形状 无隙堆积 并置平移 晶胞应满足的要求 晶胞都是平行排列的,取向相同。将任意晶胞沿着晶胞的周期性排列方向移动到相邻或其他晶胞时，能够完全重合，过程中无须转动或改变方向。 相邻晶胞之间没有任何间隙。 常规：平行六面体 无隙并置 2、特征： 思考与讨论 11 晶胞 晶体 不是晶胞 下图中的晶胞是指实线小立方体呢？还是虚线大立方体？为什么？ 小立方体不具有平移性，因为它与相邻的小立方体并非等同。 相反，大立方体具有平移性， 在它的上下左右前后都有无隙并置的完全等同的立方体。 晶胞具有相同的顶角、相同的平行面和相同的平行棱 晶胞是晶体结构中最小的重复单元。 拓展提升 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。 判断下列六面体是否是晶胞？ 对点训练 问：1个铜晶胞含有几个铜原子呢？ 14个 能否选择球体作为晶胞的形状？ 不满足无隙堆积 铜晶胞 错! 思考与讨论 顶角、棱、面上以及晶胞内时，一个晶胞平均占有的原子(切割法) 位置 顶角 棱上 面上 内部 份额 1/8 1/4 1/2 1 二、晶胞中粒子个数的计算---切割法 1.长方体(或正方体)晶胞 1 内部：1 1 2 面上：1/2 2 1 3 4 棱边：1/4 1 2 4 3 7 6 8 5 顶角：1/8 (1)某个粒子为n个晶胞所共有，则该粒子的 属于这个晶胞(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为 。 8 6 金属铜晶胞中原子个数的计算 每个顶点:1/8 每个面心:1/2 对点训练 Cl- Na+ 氯化钠晶胞 =1:1 例. 计算一个NaCl晶胞中含多少Na+和Cl-？ Na+：Cl- 8× ＋6× ＝4 2 1 8 1 12× ＋ 1 ＝4 4 1 →离子晶体化学式只表示每个晶胞或晶体中各类粒子的最简整数比 立方晶胞 ①Cl－位于 和 ，共有 个 ②Na＋位于 和 ，共有 个 顶点 面心 4 棱边 体