3.1.2晶胞 晶体结构的测定 课件 2023-2024学年高二化学人教版（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 晶体是内部微粒(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 干冰 自然界中，有很多不同的晶体，如何描述晶体中的微粒在空间的排列规律呢？ 在晶体微观空间里取出一个基本重复单元。 氯化钠 晶胞 蜂巢与蜂室 铜晶体 铜晶胞 1、定义：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。 晶体结构 晶胞示意图 金刚石 2、 晶体和晶胞的关系 常规的晶胞都是 体，整块晶体可以看作是数量巨大的晶胞“无隙并置”而成。 (1)“无隙”是指相邻晶胞之间 。 (2)“并置”是指所有晶胞都是 排列的，取向 。 (3)所有晶胞的 及其内部的原子 及几何排列(包括取向)是完全相同的。 平行六面 无任何间隙 平行 相同 形状 种类、个数 平行六面体 无隙并置 晶胞的特点 8个顶角相同 1 2 3 4 5 6 7 8 晶胞的特点 三套各两个平行面分别相同 (共6个面) 上 下 左 右 前 后 晶胞的特点 三套各4根平行棱分别相同 (共12根棱) 【思考与讨论】 1、下图中的晶胞是指”大立方体”呢？还是”小立方体”？为什么？ 不是晶胞 晶胞具有相同的顶角、相同的平行面和相同的平行棱 2、判断下列六面体是否是晶胞？ 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。 【思考与讨论】 板书 晶胞 定义: 晶体中最小的结构重复单元。 结构 常规都是平行六面体 无隙并置 【思考与讨论】 一个铜晶胞中平均含有的铜原子是8+6=14吗？如果不是该如何计算？ 铜晶体 铜晶胞 1 2 4 3 7 6 8 5 1 2 2 1 3 4 1 体心：1 面心：1/2 顶点：1/8 棱边：1/4 晶胞中粒子个数的计算 分摊法：晶胞任意位置上的一个原子如果是被N个晶胞所共有，那么， 每个晶胞对这个原子分得的份额就是1/N 13 讨论：我们能计算出这个铜晶胞平均含有的铜原子数目吗？ 每个顶点:1/8 每个面心:1/2 金属铜一个晶胞的铜原子数： 8×1/8+6×1/2=4 铜晶胞中含有8个顶点、6个面心 1、下图依次是金属钠(Na)、金属锌(Zn)、碘(I2)的示意图，数一数，它们分别平均含几个原子？ 2×(6×1/2＋8×1/8)＝8 2、图为金刚石晶胞的示意图，数一数，平均含几个原子？ ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● 1/8×8＋1/2×6＋4＝8 3、判断下列离子晶体的化学式：(A表示阳离子) A B 化学式： AB 化学式： AB2 C 化学式： ABC3 4、如图为高温超导体领域里的一种化合物—钙钛矿晶体结构。该结构是具有代表性的最小重复单元。 ⑴在该物质的晶体中，每个钛原子周围与它最接近的且距离相等的钛原子共有————————个 ⑵该晶体结构中，元素氧、钛、钙的原子个数比是———————— 6 3 ：1 ：1 Ca Ti O 所有的晶胞都是平行六面体吗？ 六棱柱（六方）晶胞 三棱柱晶胞 晶胞不一定都取平行六面体 【思考与讨论】 正六棱柱(六方晶胞 )： 位置 顶角 水平棱 竖直棱 面上 内部 份额 1/6 1/4 1/3 1/2 1 夹角120度，顶点处原子被晶胞包围，则同一平面上，该原子被360/120=3 个晶胞共用，若上面还有一层晶胞，则该原子被6个晶胞共用。 顶点：1/12 内部：1 竖直(侧)棱：1/6 水平(上下)棱：1/4 位置 顶角 水平棱 竖直棱 面上 内部 份额 1/12 1/4 1/6 1/2 1 正三棱柱： 板书 晶胞 定义: 晶体中最小的结构重复单元。 结构 常规都是平行六面体 无隙并置 晶胞中粒子个数的计算 晶胞 顶角 棱上 面上 体心 立方体 1/8 1/4 1/2 1 晶胞 顶角 侧棱上 底棱上 面上 体心 正六棱柱 1/6 1/3 1/4 1/2 1 正三棱柱 1/12 1/6 1/4 1/2 1 晶体结构测定 测定晶体结构最常用的仪器是X射线衍射仪 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