3.1.2 晶胞 分子结构的测定 教学设计 -2024-2025学年高二下学期化学人教版（2019）选择性必修2

课标要求

素养要求

1.了解晶体与晶胞的关系,体会由晶胞“无隙并置”构成晶体的过程。

2.掌握不同晶胞中平均所含粒子个数的计算方法,从而确定晶体的化学式。

3.知道研究晶体结构的一般方法。

1.利用模型将化学知识具体化,掌握用“均摊法”等数学方法来解决化学问题的方法,提高逻辑思维能力和空间想象力。

2.通过“均摊法”的学习与应用,使学生加强学科间联系,进一步强化“结构决定性质”的辩证思维。

教学环节

教师活动

学生活动

信息技术支持

(资源、方法、手段等)

　　【引入】上课之前我们先一起来复习上一节课的主要内容。

1.晶体与非晶体的本质区别是什么?

2.区分晶体和非晶体的最可靠方法是什么?

　　单个提问学生。

　　回答问题:

1.晶体有自范性,原子在三维空间里呈周期性有序排列,而非晶体原子排列相对无序。

2.X射线衍射实验。

　　晶体的图片,通过多媒体进行展示。

　　【过渡】既然晶体的原子在微观空间里呈周期性有序排列,那么在研究晶体结构时我们就可以选取一个基本单元来代替整个晶体,这个基本单元叫做晶胞。

　　承上启下,引入新课。

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　　【板书】一、晶胞

1.定义:晶胞是描述晶体结构的基本单元。

【师】从名称上来看,晶胞就和生物体内的细胞一样。生物体是由无数个细胞构成的;同样,晶体也是由许许多多个晶胞所构成。就像蜂室与蜂巢的关系,蜂巢由许许多多个蜂室组成。

　　展示图片,引导学生观察图片和晶体结构,分析晶体和晶胞的关系。

　　由图片进行分析、讨论,得出晶体和晶胞的关系。

　　图片和多媒体动画。

　　【板书】2.晶胞的特点:

(1)常规的晶胞都是平行六面体。

(2)排列方式:“无隙并置”。

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【师】下面我们一起来看一下铜晶胞的图。

【问题】铜晶胞中有(　　)个铜原子。　 　　

A.14   B.4   C.8    D.6

　　带着问题引入晶胞中粒子数目的计算方法。

　　学生思考、讨论、回答。

　　幻灯片展示。

　　【板书】3.计算晶体化学式或晶胞中粒子数的一般方法——均摊法

下面我们一起看一个小视频来分析一下。

【师】通过视频我们可以明显看出顶点的原子是被8个晶胞所共用,所以我

　　【师】当原子位于顶角时,这个原子将被8个晶胞所共用,就像我手中的8个晶胞模型一样,每个晶胞只拥有该原子的。

　　学生小组探究。

每组分析并得出结论:

顶角:

棱上:

视频展示。

投影展示,学生通过小组讨论,利用自己制作的晶胞模型,在

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(资源、方法、手段等)

们可以得出结论:

【板书】(1)顶角——同时为8个晶胞所共用——每个晶胞拥有。

【师】我们分析了原子位于晶胞顶角的情况,现在大家利用手中自己制作的晶胞模型,小组分析,当原子位于晶胞的棱上、面上、内部时晶胞应该拥有该原子的多少?

面上:

内部:1

投影中展示给大家,并讲解。

　【板书】(2)棱上——同时为4个晶胞所共用——每个晶胞拥有。

(3)面上——同时为2个晶胞所共用——每个晶胞拥有。

(4)内部——为1个晶胞所用——该晶胞拥有该原子的全部。

【师】均摊法:晶胞任意位置上的一个原子如果是被x个晶胞所共用,那么每个晶胞对这个原子分得的份额就是。

　【师】大家一起思考一下这种晶胞的计算方法是什么原理呢?

　学生思考、讨论

-

　　【讨论】

现在我们一起再来回顾一下在一个铜晶胞里含有多少个铜原子?

—

　　一个铜晶胞里含有铜原子的个数为

8×+6×=4

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　　【练习1】教材P74“思考与讨论”中钠、锌、碘、金刚石晶胞中分别含有几个原子?

【练习2】某离子化合物的晶胞如图所示。阳离子位于晶胞的中心,阴离子位于晶胞的8个顶角上,则该离子化合物中阴、阳离子的个数比为(　　)

A.1∶8 B.1∶4

C.1∶2 D.1∶1

　　教师引导。

　　【练习1】

钠:8×+1=2

锌:8×+1=2

碘:8×+6×=4

金刚石:8×+6×+4=8

【练习2】

D　阴离子位于晶胞的8个顶角,个数为8×=1,阳离子位于晶胞的中心,个数为1。

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　　准晶体,亦称为“准晶”或“拟晶”,是一种介于晶体和非晶体之间的固体结构。在准晶的原子排列中,其结构是长程有序的,这一点和晶体相似;但是准晶不具备平移对称性,这一点又和晶

　　教师介绍。

　　学生倾听。

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体不同。普通晶体具有的是二次、三次、四次或六次旋转对称性,但是准晶的布拉格衍射图具有其他的对称性,例如五次对称性或者更高的六次以上对称性。

物质的构成由其原子排列特点而定。原子呈周期性排列的固体物质叫做晶体,原子呈无序排列的叫做非晶体,介于这两者之间的叫做准晶体。准晶体的发现,是20世纪80年代晶体学研究中的一次突破。

　　【板书】二、晶体结构的测定

讲解。

　　【课堂小结】

一、晶胞

1.定义

2.晶胞的特点

3.计算晶体化学式或晶胞中粒子数的一般方法——均摊法

二、晶体结构的测定——X射线衍射实验

　　1.测定晶体结构最常用的仪器是X射线衍射仪。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明锐的衍射峰。

2.由衍射图形可获得晶体结构的信息,包括晶胞形状和大小、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等。

　1.定义:晶胞是描述晶体结构的基本单元。

2.晶胞的特点:

(1)常规的晶胞都是平行六面体。

(2)排列方式:“无隙并置”。

3.均摊法

(1)顶角——同时为8个晶胞所共用

　　倾听。

　　幻灯片展示。

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