第14课 晶胞及其计算-【帮课堂】2023-2024学年高二化学同步学与练（人教版2019选择性必修2）

第14课 晶胞及其计算 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。 一、晶胞 1．晶胞的概念：晶胞是描述晶体结构的 ，晶胞是晶体中 的重复结构单元。 2．晶胞与晶体的关系 晶胞（微观）一般都是 ，晶体（宏观）是由无数晶胞 而成。 (1)无隙：相邻晶胞之间 。两个晶胞共用同一个平面：上面晶胞的下底面，就是下面晶胞的上底面。 (2)并置：所有晶胞都是 排列的，取向 。即：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。 (3)所有晶胞的 及其内部的 、 及 排列是完全相同的。 3．晶胞的结构 （1）晶胞的外形：常规的晶胞都是平行六面体。晶胞是 个顶角相同、三套各 根平行棱分别相同、 套各 个平行面分别相同的最小平行六面体，即8个 、六个 、 条棱。 （2）立方晶胞中微粒数的计算方法如下：晶胞中任意位置上的一个原子如果是被 个晶胞所共有，那么，每个晶胞对这个原子分得的份额就是 。 对于立方晶胞而言，每个晶胞实际含有的微粒数=顶点微粒数×+棱上微粒数×+面上微粒数×+体内微粒数×1。 （3）非长方体晶胞中粒子视具体情况而定 三棱柱 六棱柱 平面型 石墨晶胞每一层内碳原子排成六边形，其顶点(1个碳原子)被三个六边形共有，每个六边形占 （4）有关上述的计算必须明确：由晶胞构成的晶体，其化学式不是表示一个晶胞中含有多少个某原子，而是表示每个晶胞中平均含有各类原子的 。 【思考与讨论p74】参考答案： （1）晶胞有三套各四条平行棱，三套各两个平行面。 （1）利用“均摊法”，可确定四种晶胞中平均所含原子（或分子）个数： 金属钠：8×(1/8)+1=2 金属锌：8×(1/8)+1=2 碘：所含碘原子数为2×[8×(1/8)+6×(1/2)]=8 金刚石：一个晶胞平均含碳原子数为8×(1/8)+6×(1/2)+4=8 【探究——准晶p74-75】 （1）准晶的概念：准晶是在急冷的Al-Mn合金中发现的，是一种介于晶体和非晶体之间的固体。 （2）准晶的结构：准晶具有完全有序的结构，然而又不具有晶体所具有的平移对称性，因而可以具有晶体所不允许的宏观对称性。准晶是具有准周期平移格子构造的固体，其中的原子常呈定向有序排列，但不作周期性平移重复，其对称要素包含与晶体空间格子不相容的对称。 （3）准晶的特性：准晶具有独特的属性，坚硬又有弹性、非常平滑，而且与大多数金属不同的是其导电性、导热性很差，因此在日常生活中大有用武之地。 4.晶胞结构的测定 （1）测定仪器:X射线衍射仪 （2）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或明锐的衍射峰。 （3）测定方法： ①X射线衍射仪单一波长的X射线晶体记录仪分立的斑点或明锐的衍射峰。 ②X射线衍射仪单一波长的X射线非晶体记录仪连续的谱线。 （4）X射线衍射图谱的应用：经过计算可以从衍射图形获得晶体结构的相关信息。 ①X射线衍射图通过计算获得 ②根据原子坐标，可以计算原子间的 ，判断哪些原子之间存在 ,确定 和 ，得出分子的 。 二、晶胞的有关计算 1.求化学式： （1）概念：一般地，晶体的化学式表示的是晶体(也可以说是每个晶胞)中各类原子或离子数目的 。 （2）计算方法：均摊法 ①立方晶胞：每个顶点上的粒子被 个晶胞共用，每个粒子只有( )属于该晶胞；每条棱上的粒子被 个晶胞共用，每个粒子只有( )属于该晶胞；每个面心上的粒子被 个晶胞共用，每个粒子只有( )属于该晶胞；晶胞内的粒子 属于该晶胞。 ②六方晶胞：每个顶点上的粒子被 个晶胞共用；每条横棱上的粒子被 个晶胞共用；每条纵棱上的粒子被 个晶胞共用；每个面心上的粒子被 个晶胞共用；晶胞内的粒子 属于该晶胞。 ③三棱晶胞：每个顶点上的粒子被 个晶胞共用；每条横棱上的粒子被 个晶胞共用；每条纵棱上的粒子被 个晶胞共用；每个面心上的粒子被 个晶胞共用；晶胞内的粒子 属于该晶胞。 2.计算晶体密度的方法 （1）思维流程 （2）计算公式：（N为晶胞中的粒子数，M为晶胞化学式的摩尔质量，NA为阿伏加德罗常数，a为