3.1.2 晶胞与晶体结构测定2024-2025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常识 第2课时 晶胞 + 晶体结构测定 第三章 晶体结构与性质 晶胞 · 认识 晶体结构的基本单元——晶胞 晶胞 · 认识 晶体结构的基本单元——晶胞 晶胞是晶体中最小的结构重复单元。 晶体中所有晶胞的形状及其内部的原子种类、个数、几何排列是完全相同的 注意：晶胞是人为划定的 晶胞 · 认识 一般来说，晶胞都是平行六面体， 整块晶体可以看作是数量巨大的晶胞“无隙并置”而成 【平行六面体】：正方体/长方体 （其边长不一定相等也不一定垂直） 【无隙】：相邻晶胞之间没有任何间隙 （共用棱、面和顶点） 【并置】：所有晶胞都是平行排列的，取向相同 （通过平移能使两个晶胞完全重叠） 8个顶点；12条棱；6个面 晶胞 · 认识 判断晶胞的方法 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 最小平行六面体 简单立方 体心立方 面心立方 晶胞 · 认识 【练习1】 结合所学内容并判断下列图中哪个结构属于晶胞？ A B：不满足晶胞“8个顶角相同”无法进行 C：不满足“三套各4根平行棱分别相同” D：不满足“三套各两个平行面分别相同” 晶胞 · 认识 晶胞计算 铜晶胞 思考1 金属铜晶胞中平均含有几个铜原子？ 14个 每个晶胞的上下、左右、前后均无隙并置着相同的晶胞， 因此每个原子并不完全属于某1个晶胞，而是由周围的晶胞共用 晶胞 · 认识 晶胞计算——均摊法 体心：1 面心： 顶点： 棱边： 8 1 4 1 2 1 位于顶点的原子 被8个晶胞共用 位于棱边的原子 被4个晶胞共用 位于面心的原子 被2个晶胞共用 位于体心的原子 完全属于这个晶胞 晶胞 · 认识 晶胞计算——均摊法 铜晶胞 8 1 8× ＝1 面上位置： 2 1 6× ＝3 金属铜的一个晶胞的原子数 2 1 8 1 ＝ 8× ＋ 6× ＝4 顶角位置： 【练习2】下图所示是NaCl的晶胞，它含有几个钠离子和氯离子？ 晶胞中钠离子和氯离子的个数比是多少？ Cl－位于顶点和面心 顶点位置：8× ＝1 8 1 面心位置：6× ＝3 2 1 Na+位于顶点和面心 顶点位置：8× ＝1 8 1 面心位置：6× ＝3 2 1 4 4 晶胞 · 认识 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） 【练习3】下图依次是金属钠(Na)、金属锌(Zn)、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 晶胞 · 认识 2 8 【练习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 晶胞 · 认识 12 【练习4】最近发现，只含镁、镍和碳三种元素的晶体竟然也具有超导性。 鉴于这三种元素都是常见元素，从而引起广泛关注。该新型超导晶体的一个晶胞如图所示， 则该晶体的化学式为(　) A．Mg2CNi3 B．MgC2Ni C．MgCNi2 D．MgCNi3 晶胞 · 认识 D 晶胞通常是是平行六面体， 也存在特殊晶胞：六棱柱晶胞、三棱柱晶胞等 六棱柱（六方）晶胞 三棱柱晶胞 位置 顶角 水平棱 竖直棱 面上 内部 六棱柱 份额 三棱柱 份额 1/6 1/4 1/3 1/2 1 1/12 1/4 1/6 1/2 1 晶胞 · 认识 晶体结构的测定 测定晶体结构最常用的仪器是X射线衍射仪 在晶体的X射线衍射实验中，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，会在记录仪上产生分立的斑点或者明锐的衍射峰。 而在同一条件下摄取的非晶体图谱中却看不到分立的斑点或明锐的衍射峰。 晶态SiO2有衍射峰 非晶态SiO2没有衍射峰 15 $$