3.1.2晶胞与晶体结构的测定 课件 2023-2024学年高二下学期化学人教版（2019）选择性必修2

第一节　物质的聚集状态与晶体的常识 第2课时　晶胞与晶体结构的测定 第三章　晶体结构与性质 [学习目标] 1.认识简单晶胞的结构特征。 2.会进行各种典型的晶胞中粒子数目的计算和晶体化学式的确 定(重、难点)。 3.了解晶体结构的测定方法。 引入新课 如何描述晶体在微观空间里原子的排列？ 在晶体微观空间里取出一个基本单元——晶胞 一、晶胞 1.概念：描述晶体结构的基本单元。 2.晶胞与晶体的关系 金刚石晶体结构 金刚石晶胞 常规的晶胞都是平行六面体，整块晶体是数量巨大的晶胞“无隙并置”而成的。 (1)“无隙”：相邻晶胞之间没有任何间隙。 (2)“并置”：所有晶胞都是平行排列的，取向相同。 (3)所有晶胞的形状及其内部的原子种类、个数及几何排列(包括取向)是完全相同的。 3.晶胞中粒子数目的计算(均摊法) (1)铜晶胞 ①位于顶角的铜原子 完全属于某一晶胞的铜原子数： 1 2 4 3 7 6 8 5 8个晶胞共用 ②位于面心的铜原子 1 2 2个晶胞共用 8× + 6×＝4 一、晶胞 3.晶胞中粒子数目的计算(均摊法) (2) NaCl晶胞 ①Cl－位于顶角和面心，共有4个 ②Na＋位于棱上和体心，共有4个 4.晶胞的判断 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。 Cl－ Na＋ Cl－ 8× + 6×＝4 12× + 1＝4 一、晶胞 应用体验 1.正误判断 (1)晶胞是晶体中最小的平行六面体 (2)不同晶体中晶胞的大小和形状都相同 (3)晶胞中的任何一个粒子都只属于该晶胞 (4)已知晶胞的组成也无法推知晶体的组成 × × × × 2.(2023·广州期末)下列结构示意图中，不能表示晶胞的是 √ 一、晶胞 应用体验 3.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 √ 4.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 √ 一、晶胞 应用体验 5.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。 平均含有的原子数为钠____个；锌___个；碘___个；金刚石___个。 2 2 8 8 一、晶胞 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： 方法点拨 顶角： 棱上： 面上： 内部：1 一、晶胞 二、晶体结构的测定 1.常用仪器： X射线衍射仪 2.测定过程： 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，在记录仪 上产生分立的斑点或者明锐的衍射峰。 3.作用： 根据衍射图，经过计算可得晶胞形状和大小、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等，以及原子间相互关系。 晶体 非晶体 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.通过乙酸晶体的X射线衍射实验，只能测定晶胞中含有的乙酸分子数， 不能推出乙酸分子的空间结构 D.晶体的X射线衍射实验不能判断晶体中存在哪些化学键，也不能确定键长 和键角 √ 应用体验 二、晶体结构的测定 应用体验 2.因生产金属铁的工艺和温度等因素不同，产生的铁单质的晶体结构、密度和性质均不同，对铁晶体用X射线衍射进行测定，测得A、B两种晶胞，其晶胞结构示意如图： 则A、B两种晶胞中含有的铁原子数分别是_____、_____。 2 4 二、晶体结构的测定 自我测试 1.如图是某化合物的晶胞，下列有关说法不正确的是 A.X原子对该晶胞组成的贡献率为 B.Y原子对该晶胞组成的贡献率有和1两种 C.晶胞中含有的Z原子最少 D.该化合物的化学式为XY2Z √ 自我测试 2.话筒是声电转换的换能器，在话筒中有一种材料的结构如图所示，它的主要成分是钛酸钡，根据晶胞的结构示意图，可知它的化学式是 A.BaTi8O12 B.BaTi4O6 C.BaTi2O4 D.BaTiO3 √ 自我测试 3.如图为高温超导领域里的一种化合物——钙钛矿晶胞结构。 (1)在该晶体中每个钛离子周围与它最接近且等距离的钛离子有____个。 6 (2)该晶胞中元素氧、钛、钙的粒子个数比是________。 3∶1∶1 自我测试 4.通过X射线衍射仪得到的图