第三章 第一节 第2课时 晶胞-2023-2024学年高二化学人教版（2019）选择性必修2课件

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 第2课时 晶胞 1 通过之前的学习我们知道，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，那不同的晶体，微粒排列的方式相同吗？ 金刚石晶体 铜晶体 氯化钠晶体 不同的晶体，其微粒的排列方式是不同的，那么如何描述其微粒的排列呢？ 2 PART 01 晶胞 3 01 晶胞 一、晶胞 1.概念 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。 铜晶体 铜晶胞 4 01 晶胞 一、晶胞 1.概念 点阵图：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 堆积图：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。 5 01 晶胞 一、晶胞 2.特点 常规的晶胞都是平行六面体（不一定是立方体）。八个顶角相同，三套各四根平行棱分别相同，三套各两个平行面分别相同。 金刚石晶胞 CO2晶胞 铜晶胞 NaCl晶胞 6 01 晶胞 一、晶胞 3.晶体与晶胞的关系 整块晶体可以看作是数量巨大的晶胞“无隙并置”而成。 无隙：指相邻的晶胞之间没有任何间隙，相邻的晶胞之间完全共顶点、共棱、共面。 并置：指所有晶胞都是平行排列的，取向相同。一个晶胞到另一个晶胞只需平移，不需转动。 7 01 晶胞 一、晶胞 3.晶体与晶胞的关系 整块晶体可以看作是数量巨大的晶胞“无隙并置”而成。 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。 8 01 晶胞 一、晶胞 例1.判断下列六面体是否是晶胞？ √ × × × 不满足八个顶点相同 不满足三套各四条平行棱相同 不满足三套各两个平行面相同 无 法 “ 无 隙 并 置 ” 9 01 晶胞 一、晶胞 4.常见的三种晶胞 类型 简单立方 体心立方 面心立方 示意图 结构特点 在平形六面体的8个顶角上有粒子 除8个顶角上有粒子外，平行六面体的体心上还有1个粒子 除8个顶角上有粒子外，平行六面体的6个面的面心上均有1个粒子 10 01 晶胞 一、晶胞 5.特殊晶胞 正六棱柱晶胞 11 01 晶胞 铜晶胞 思考：一个铜晶胞中含有多少个铜原子？是14个吗？ 不是14个，晶胞中的每个粒子不一定只属于该晶胞，要用均摊法进行计算。 12 01 晶胞 二、晶胞中粒子数目的计算——均摊法 均摊法：若某个粒子为x个晶胞共有，则该粒子有1/x属于一个晶胞。 2 7 8 4 3 2 1 顶角:1/8 6 5 1 棱边:1/4 3 4 1 2 面心(上):1/2 1 体心(内部):1 13 01 晶胞 二、晶胞中粒子数目的计算——均摊法 铜晶胞的原子数＝4 顶角位置：8×1/8＝1 面上位置：6×1/2＝3 铜晶胞 14 01 晶胞 二、晶胞中粒子数目的计算——均摊法 例2.NaCl晶胞如图所示，其中体积较小的为____，体积较大的为____，请计算出NaCl晶胞中所含Na+和Cl－的个数。 Na+ Cl－ Na+个数：12×1/4+1=4 Cl－个数：8×1/8+6×1/2=4 晶体的化学式表示的就是晶胞中的粒子个数的最简整数比（由分子构成的物质除外） 15 01 晶胞 二、晶胞中粒子数目的计算——均摊法 例3.下图依次是金属钠(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？ 2 2 8 8 16 01 晶胞 二、晶胞中粒子数目的计算——均摊法 例4.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______。 (2)乙晶体中A、B、C三种粒子的个数比是________。 X3Y 1∶3∶1 17 01 晶胞 二、晶胞中粒子数目的计算——均摊法 特殊晶胞：六棱柱晶胞中粒子的计算方法 顶角：1/6 侧棱：1/3 上下棱：1/4 面心：1/2 体心：1 18 01 晶胞 二、晶胞中粒子数目的计算——均摊法 特殊晶胞：六棱柱晶胞中粒子的计算方法 例5.如图为一种硼镁化合物的晶胞示意图（硼在晶胞内部），一个晶胞中含有的镁原子个数为___，硼原子个数为___，该化合物的化学式为_______。 3 6 MgB2 19 01 晶胞 二、晶胞中粒子数目的计算——均摊法 均摊法还可以用于计算物质中化学键及各种环的数目 例6.石墨晶体的层状结构，层内为平面正六边形结构(如图)，试回答下列问题： ①图中平均每个正六边形占有C原子 数为____个。 ②1mol石墨中含有正六边形的个数为_______。 2 0.5NA 20 PART 02 课堂总结 21 02 课堂总结 这堂课学到了什么？