第三章 第一节 第3课时 与晶胞有关的计算-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3课时 与晶胞有关的计算 1 PART 01 与晶胞有关的计算 2 01 与晶胞有关的计算 一、配位数 1.定义 在晶胞中，与某个原子（或离子）距离最近且相等的其他原子（或离子）的个数，叫做这种原子（或离子）的配位数。 如NaCl晶胞中： 与Cl－距离最近且相等的Na+有6个，因此Cl－的配位数为6 与Na+距离最近且相等的Cl－也有6个，因此Na+的配位数也是6 3 01 与晶胞有关的计算 一、配位数 2.常见的配位数 ①顶点原子的配位原子在棱心，配位数为6 4 01 与晶胞有关的计算 一、配位数 2.常见的配位数 ②顶点原子的配位原子在面心，配位数为12 思考：面心原子的配位数是多少？ 4 晶胞不同原子的配位数之比等于该晶胞中原子个数的反比 5 01 与晶胞有关的计算 一、配位数 2.常见的配位数 ③顶点原子的配位原子在体心，配位数为8 6 01 与晶胞有关的计算 二、晶体密度的计算 1.所用公式 ①ρ=m/V ②n=N/NA ③m=nM 7 01 与晶胞有关的计算 二、晶体密度的计算 2.解题步骤 例1.铜晶体的晶胞如图所示，已知立方体的边长为apm，求铜晶体的密度。 ①用均摊法算出一个晶胞中含有粒子的个数 一个铜晶胞中含有铜原子：8×1/8+6×1/2=4个 ②计算一个晶胞含有粒子的物质的量 一个铜晶胞含有铜原子：(4/NA)mol ③计算一个晶胞的质量 m=nM=(256/NA)g ④计算晶体的密度 ρ=m/V=(256/NA)g/(a3×10-30cm3) 8 01 与晶胞有关的计算 二、晶体密度的计算 例2.某氧化物超导材料钙钛矿晶胞结构如图所示，该化合物的化学式为_______，已知立方体的边长为apm，该晶体的摩尔质量为136 g·mol-1，则该晶体的密度可表示为__________g·cm-3。 CaTiO3 9 01 与晶胞有关的计算 二、晶体密度的计算 例3.萤石(氟化钙)的晶胞结构如图所示，已知立方体的边长为apm，则该晶体的密度为_________g/cm3。(相对原子质量：F~19 Ca~40) Ca2+ F－ 10 01 与晶胞有关的计算 二、晶体密度的计算 例4.S与Cu形成化合物晶体的晶胞如图所示。已知该晶体的密度为a g·cm-3，则该晶胞的边长为___________pm。 11 01 与晶胞有关的计算 三、晶体的摩尔体积 例5.α-AgI晶体中I－离子作体心立方堆积(如图所示)，Ag+主要分布在由构成的四面体、八面体等空隙中。已知阿伏加德罗常数为NA，则α-AgI晶体的摩尔体积Vm=______________m3·mol-1 (列出算式)。 晶体摩尔体积Vm=晶胞的体积/晶胞中含有粒子(或化学式)的物质的量 12 01 与晶胞有关的计算 四、空间利用率 1.定义 空间利用率是指构成晶体的原子、离子或分子在整个晶体空间中所占的体积百分比，也叫空间占有率。 2.计算式 13 01 与晶胞有关的计算 四、空间利用率 例6.在金属材料中添加AlCr2颗粒，可以增强材料的耐腐蚀性、硬度和机械性能。AlCr2具有体心四方结构，如图所示。处于顶角位置的是___原子。设Cr原子和Al原子的半径分别为x和y，则金属原子的空间占有率为_____________%（列出计算式）。 Al 14 01 与晶胞有关的计算 四、空间利用率 例7.金属铜是面心立方晶体，有较多的滑移面，所以有很好的延展性。其晶胞结构如图乙所示。已知铜原子的半径为rcm，铜的密度为ρ g∙cm−3，阿伏加德罗常数为NAmol−1，该晶胞中铜原子的空间利用率为______________(用含r、ρ、NA的代数式表示)。 15 01 与晶胞有关的计算 五、原子坐标参数 1.概念 一般以坐标轴所在立体图形的棱长为1个单位，从原子所在位置分别向x、y、z轴作垂线，所得坐标轴上的截距即为该原子的分数坐标。 A(0，0，0) B(1，0，0) C(1，1，0) D(0，1，0) E(0，1，1) F(0，0，1) G(1，0，1) H(1，1，1) A B C D E F G H x轴 y轴 z轴 16 E(0，1，1/2) F(1，1，1/2) G(1，0，1/2) H(0，0，1/2) 01 与晶胞有关的计算 五、原子坐标参数 1.概念 x轴 y轴 z轴 A B C D E G H F I K J L A(0，0，0) B(0，1，0) C(1，1，0) D(1，0，0) I(0，1，1) J(0，0，1) K(1，0，1) L(1