3.1.2 晶胞 课件 2023-2024学年高二下学期化学人教版（2019）选择性必修2

第三章 晶体结构与性质 第一节 物质的聚集状态与晶体常识 第2课时 晶胞 【思考】晶体为什么具有如此漂亮完美的外形？ 内部微粒在三维空间里呈周期性有序排列 【思考】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单元——晶胞 金刚石晶体 铜晶体 氯化钠晶体 三、晶胞 描述晶体结构的 。 1、定义： 基本单元 晶胞是晶体中最小的结构重复单元。 2、结构 一般来说，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。 平行六面 （1）“无隙”是指相邻晶胞之间___________。 无任何间隙 （2）“并置”是指所有晶胞都是______排列的，取向_____。 平行 相同 无隙并置 晶体 晶胞 晶胞 【思考】观察晶体中晶胞的结构关系，你能总结出什么规律？ 晶体 晶体中所有晶胞的______及其内部的_________、_____及_________是完全 相同的。 形状 原子种类 个数 几何排列 （包括取向） 三套各四根平行棱 三套各两个平行面 8个顶角相同 A 【思考】判断下列六面体哪个是晶胞？ B不符合 8个顶角相同 C不符合 三套各4根平行棱 D不符合 三套各两个平行面 有几个顶角？ 【思考】1个铜晶胞含有几个铜原子呢？ 4个 战 均摊法 3、晶胞的相关计算 顶角、棱、面上以及晶胞内时，一个晶胞平均占有的原子数(均摊法) 位置 顶角 棱上 面上 内部 一个晶胞平均占有的原子 1/8 1/4 1/2 1 （1）计算原子个数 8 1 8× 2 1 6× 常见的晶胞 类型 简单立方 体心立方 面心立方 结构特点 在平面六面体的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 一个晶胞的原子数 1 2 4 2 2 4×2=8 8 体心立方 体心立方 面心立方 金刚石型 【思考】氯化钠的晶胞，它含有几个Na+？ 几个Cl—？ Na+数目 ＝ 12× + 1 ＝4 4 1 Cl—数目 ＝ 6× 2 1 + 8× =4 8 1 （2）求化学式 化学式为NaCl 一个晶胞含4个Na+和4个Cl- 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最简整数比。 球棍模型 该晶胞中各原子的数目为，已知该晶体的化学式为XnYmZq： X＝____，Y＝____， Z＝____，D的化学式为 。 1 3 1 XY3Z X， Y， Z 晶胞不一定都取平行六面体 晶胞不一定都取平行六面体 以下晶胞如何利用均摊法计算原子数？ 位置 顶角 竖直棱 面上 内部 份额 1/6 1/3 1/2 1 以下晶胞如何利用均摊法计算原子数？ 位置 顶角 水平棱 竖直棱 内部 份额 1/12 1/4 1 1/6 【思考】①科学家是如何用证实晶体是周期重复排列的结构呢？ ②怎么知道晶胞的大小、形状、取向和各个原子的位置呢？ O Fe I2 当单一波长的X射线通过晶体时，X射线和晶体中的电子相互作用，在记录仪上形成衍射图谱。人们对衍射图的数据进行处理，即可获得晶体结构的有关信息。 X射线管 铅板 晶体样品 记录仪 二、晶体结构的测定——X射线衍射实验 2θ/° 非晶态SiO2 晶态SiO2 明锐的衍射峰 分立的斑点 衍射图 计算获得 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 ⒉、X射线衍射图谱的应用 ①X射线衍射实验获得晶胞信息 晶体的周期性结构 衍射图 计算获得 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 结合晶体化学组成的信息推出原子之间的相互关系 ②X射线衍射实验获得分子信息 根据原子坐标，可以计算原子间的距离，判断哪些原子之间存在化学键,确定键长和键角，得出分子的空间结构。 乙酸晶胞 （3）求晶胞密度：先用均摊法计算晶胞中各粒子的数目，再代入公式 设晶胞的边长为a cm V m ρ＝ m＝n·M NA N n＝ ρ＝ N ·M NA ·V 单个/1mol晶胞所含粒子的质量 单个/1mol 晶胞的体积 ρ＝ N ·M NA ·a3 单位换算: 1cm=107nm=1010pm（注意密度和边长的单位要统一） 立方体晶胞中常用关系: 面对角线与边长关系： 边长a l d 体对角线与边长关系： l a a 勾股定理： l2 = a 2 + a 2 =2a 2 d2 = a 2 + l 2 =3a 2 已知金属钋是