3.1.2晶胞 学案-2025-2026学年高二下学期化学人教版选择性必修2

“学为中心”探究式学习高效课堂导学案 年级： 高二 班别： 姓名： 制作人： 化学备课组 科目： 化学 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 晶胞学案 学习 重 难 点 ⑴晶胞的概念及理解“无隙并置”特点以及在三维空间中想象晶胞的堆积方式。 ⑵运用均摊法计算晶胞中粒子的数目，尤其是涉及多种位置的粒子。 ⑶理解X射线衍射实验中衍射图谱与晶体结构的对应关系。 【学习任务一】认识晶胞 要研究晶体的结构，应当如何入手呢？ 为了描述晶体在微观空间里原子的排列，无须画出千千万万个原子，只需在晶体微观空间里取出一个基本单元即可。 1.晶胞的定义与特征 ⑴概念：晶胞是描述晶体结构的 单元，是从晶体中“截取”出来的具有代表性的最小 单元。 ⑵结构：一般来说,常规的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“ ”而成。 (1)“无隙”是相邻晶胞之间没有任何间隙。 (2)“并置”是所有晶胞都是平行排列的,取向相同。 (3)所有晶胞的形状及其内部的原子种类、个数及几何排列是完全相同的。 思考与讨论1：书本P74（1） (1) 晶胞有几套平行棱？有几套平行面？ (2) 晶胞都是平行六面体吗？ 【学习任务二】确定晶胞微粒数目及晶体化学式 思考与讨论2：同一晶体中的成千上万个晶胞的组成与结构完全等同。怎样判断一个晶胞的化学组成呢？ 例如：能计算出这个铜晶胞平均含有的铜原子数目吗？ 晶胞中微粒数目的计算方法 - 均摊法 思考与讨论3：书本P74（2） 下图依次是金属钠(Na)、金属锌(Zn)、碘(I2)、金刚石(C)晶胞的示意图，数一数，它们分别平均含有几个原子? 【学习评价】 话筒是声电转换的换能器,在话筒中有一种材料的结构如图所示,它的主要成分是钛酸钡,根据晶胞的结构示意图,可知它的化学式是(　 　) A.BaTi8O12 B.BaTi4O6 C.BaTi2O4 D.BaTiO3 衔接高考（2021·山东真题）：XeF2晶体属四方晶系， 晶胞参数如图所示，晶胞棱边夹角均为90°，该晶胞中有________个XeF2分子 【拓展应用】1、晶胞中原子的分数坐标 例1.Zn与S形成某种化合物的晶胞如图所示。 (1)以晶胞参数为单位长度建立的坐标系可以表示晶胞中各原子的位置，称作原子分数坐标。例如图中原子1的坐标为(0,0,0)，则原子2的坐标为 。 例2：钙钛矿晶体的晶胞结构如图所示，则该晶体的化学式为 ；晶胞中的原子可用x、y、z组成的三数组来表示它在晶胞中的位置,称为原子分数坐标。已知A的坐标为(0,0,0) , B的坐标为(0 ，1/2 , 0)，则Ca的原子坐标为 。 【拓展应用】2、晶体密度的计算 拓展 晶体的密度的计算 1、晶体密度计算公式： m:晶胞质量(g)，V：晶胞体积(cm3) 2、计算步骤: (1)晶胞质量m的计算(根据晶胞结构确定各种粒子的数目) ①选取一个晶胞。 ②用“均摊法”确定晶胞（或所截取的结构单元）中所含的原子、分子或离子数目，进而确定组成单质或化合物“粒子”的数目，设为N。 ③计算晶胞中所含“粒子”的物质的量： NA为阿伏伽德罗常数。 ④计算晶胞的质量： M为该微粒的摩尔质量。 (2)计算晶胞的体积V(根据晶胞的边长或微粒间的距离） (3)由 计算晶胞的密度，即晶体的密度。 注意：单位换算: 1m=102cm=109nm=1010Å=1012pm 例：NaCl晶胞中，若两个距离最近的Na＋核间距为a cm，则晶体的密度ρ = _______ g·cm-3。 Na+ Cl－ 晶体密度的计算 已知： 若一个晶胞中含有x个粒子，则1mol该晶胞中含有 x mol粒子，若每个粒子的质量为M（相对分子质量），则1mol该晶胞的质量为xM g ; 若1个晶胞的体积为abc(a、b、c分别为该晶胞的长宽高，单位为cm)，则1个晶胞的质量为×abc，1mol晶胞的质量为×abc×NA; 因此：xM=×abc×NA 立方体晶胞中常用关系:l 边长a 面对角线与边长关系： l= 体对角线与边长关系：d a d=a 对点练习 题型：计算晶胞的密度(g/cm3) 1、已知CsCl的摩尔质量为168.5gmol，其晶胞如图所示。 晶胞边长为a pm。阿伏伽德罗常数为NA， 则CsCl晶体的密度为 g/cm3 2、 如图所示是钙钛矿的晶胞，则其化学式为 。 若晶胞参数（晶胞的边长）为a pm。阿伏伽德罗常数为NA， 则晶体的密度为 g/cm3 3、 Cu2O的晶胞如图所示。晶胞边长为a pm。 阿伏伽德罗常数为NA，Cu2O的摩尔质量为Mg/mol， 则Cu2O晶体的密度为 g/cm3 高考真题 (2018年全国Ⅲ卷)金属Zn晶体中的原子堆积方式如图，六棱柱底边边长为a cm，高为c cm，阿伏伽德罗常数的值为NA，Zn的密度为_______g·cm－3(列出计算式)。 （2022•乙卷）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I﹣构成的四面体、八面体等空隙中。在电场作用下，Ag+不需要克服太大的阻力即可发生迁移。因此，α﹣AgI晶体在电池中可作为 。 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）。 学案答案 一、晶 胞 ⑴定义：基本单元，最小重复单元。 ⑵结构：“无隙并置”而成。 思考与讨论（1）：晶胞有3套平行棱，有3套平行面 （2）不是，还有六棱柱（六方）晶胞、三棱柱晶胞等 思考与讨论3：它们分别平均含有几个原子? 2、2、8、8 【学习评价】D 衔接高考（2021·山东真题）：2个 5A 6A 【拓展应用】1、晶胞中原子的分数坐标 例1原子2的坐标为 例2： CaTiO3 ， （3） 拓展 晶体的密度的计算58.5 √2 a3 · NA 例：NaCl晶胞中，密度ρ = g·cm-3。 立方体晶胞中常用关系： 面对角线与边长关系： l= 体对角线与边长关系： d= 对点练习 题型：计算晶胞的密度(g/cm3) 1、 最后化简 2、 最后化简 3、 最后化简 (2018年全国Ⅲ卷) （2022•乙卷）电解质、 第 1 页 共 12 页 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $$