专题提升 关于晶胞结构的考点 课件-2025-2026学年高二下学期化学人教版选择性必修2

该高中化学课件聚焦晶胞结构的计算、投影图分析及原子分数坐标确定，从晶体结构基础导入，通过方法整合与实例解析搭建学习支架，衔接物质结构与性质的前后知识点，帮助学生逐步掌握晶胞参数计算等难点内容。 其亮点在于结合CsCl、氮化钼等具体晶胞模型，运用“遇1化0”原则总结原子坐标规律，培养学生的化学观念和科学思维。通过判断正误、补充俯视图等实践应用，提升科学探究能力，学生能突破空间想象难点，教师可高效开展重难点教学。

专题提升：关于晶胞结构的考点 第三章 晶体结构与性质 晶胞结构中的计算、投影图及原子分数坐标的确定是物质结构与性质大题中的压轴小题，通常以新型材料的晶体结构为背景，考查学生的迁移运用能力和创新思维，难度较大。 专题提升系列 (四) 关于晶胞结构的三个常考点 索引 一　晶胞参数及相关计算 晶胞参数：晶胞的形状和大小可以用6个参数来表示，包括晶胞的3组棱长a、b、c和3组棱相互间的夹角α、β、γ，即晶格特征参数，简称晶胞参数。 方法整合 1．晶胞参数的计算方法 2．晶体密度的计算方法 若1个晶胞中含有n个微粒，则1 mol该晶胞中含有n mol微粒，其质量为nM g(M为微粒的相对分子质量)；又1个晶胞的质量为ρa3 g(a3为晶胞的体积)，则1 mol晶胞的质量为ρa3NA g，因此有nM＝ρa3NA。 2．Cs＋核间距为a cm，氯化铯的相对分子质量为Mr，NA为阿伏加德罗常数的值，则氯化铯晶体的密度是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 √ 3．M原子的价层电子排布式为3s23p5，与铜形成化合物的晶胞如图所示(黑点代表铜原子)。 (1)该晶体的化学式为________。 根据价层电子排布式判断出M原子为Cl原子，由晶胞结构可知，Cu原子处于晶胞内部，晶胞中含有4个Cu原子，Cl原子属于顶点与面心上，晶胞中含有Cl原子数目为8× ＝4，故化学式为CuCl。 CuCl (2)已知该晶体的密度为d g·cm－3，阿伏加德罗常数为NA，则该晶体中铜原子和M原子之间的最短距离为________________cm(只写计算式)。 索引 已知：氮化钼作为锂离子电池负极材料具有很好的发展前景。它属于填隙式氮化物，N原子部分填充在Mo原子立方晶格的八面体空隙中，晶胞结构如图所示，其中氮化钼晶胞参数为a nm。 1．氮化钼的化学式为MoN2( ) 2．两个相邻N原子最近的距离为 a nm( ) 3．晶体的密度ρ＝ g·cm－3( ) 4．每个钼原子周围与其距离最近的钼原子有4个( ) 微自测　判断正误 × × √ × 氮化钼的化学式为： 晶体的密度ρ＝ Mo2N N原子部分填充在Mo原子立方晶格的八面体空隙中，晶胞结构如图所示，其中氮化钼晶胞参数为a nm 两个相邻N原子最近的距离为 每个钼原子周围与其距离最近的钼原子有 个 12 2 a 1．某镁铝尖晶石的晶胞由立方体A区和B区组成，其结构如图所示。 若A区和B区中O2－与距离最近的顶点间的距离均为体对角线的 ，则下列说法错误的是 A．该晶胞的体积为a3×10－30cm3 B．与Al3＋距离最近的O2－的数目为3 C．O2－和O2－之间的最短距离为 pm D．该物质的化学式为MgAl2O4 实践应用 √ a pm 与Al3＋距离最近的O2－的数目为6 8．金晶体是面心立方堆积，晶胞面对角线为金原子半径的4倍，已知立方体的每个面上5个金原子紧密堆砌，金原子半径为r cm，则金晶体的空间利用率为 √ 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 1 15 索引 三　俯视图有关的晶体分析 1.简单立方模型投影图 x、y平面上的投影图（俯视图）： 沿体对角线投影： 2．体心立方模型投影图 x、y平面上的投影图（俯视图）： 沿体对角线投影： x、y平面上的投影图（俯视图）： 沿体对角线投影： 3．面心立方模型投影图 4．金刚石晶胞模型投影图 x、y平面上的投影图（俯视图）： 立方氮化硼晶体的晶胞如图1所示，图2是该晶胞的俯视投影图，则该图中表示硼原子相对位置的是________(填“1”“2”“3”或“4”)。 4个B在底面上的投影分别位于面对角线 处，该图中表示硼原子相对位置的是3。 3 交流研讨 实践应用 1．Fe的一种晶体的晶胞结构如甲、乙所示，若按甲中虚线方向切乙，得到的切面图正确的是 图甲中Fe位于顶点和体心，乙由8个甲组成，按虚线方向切乙形成的截面边长不等，排除B、D，由于每个小立方体的体心有一个铁原子，故A正确。 √ 2．BaFe2As2的晶胞结构如图1所示。图2是该晶胞的俯视图，将图补充完整。 答案： 索引 索引 二　晶胞中坐标系的构建及原子 坐标的确定方法 原子分数坐标的确定方法 (1)依据已知原子的坐标确定坐标系取向。 (2)一般以坐标轴所在正方体的棱长为1个单位。 (3)从原子所在位置分别向x、y、z轴作垂线，所得坐标轴上的截距即为该原子的分数坐标。 任意选择一个原子为坐标原点，以立方体的三个棱延长线构建坐标轴，以晶胞边长为1个单位长度，由此可得如图所示的坐标系。 2．几种典型晶胞结构模型的原子坐标 (1)简单立方体模型 原子坐标：若1(0，0，0)，2(0，1，0)， 则确定 3(1，1，0)，4(1，0，0)，5(0，0，1)， 6(1，1，0)，7(1，1，1)，8(0，1，1) 2．几种典型晶胞结构模型的原子坐标 (2)体心晶胞结构模型 原子坐标：若1(0，0，0)，3(1，1，0)，5(0，0，1)， 则确定 2(0，1，0)，4(1，0，0)，6(0，1，1)， 7(1，1，1)，8(1，0，1)，9 (3)面心立方晶胞结构模型 交流研讨 1．已知金刚石的晶胞如下： 实践应用 X y 1 2 3 4 2．钛(Ti)被誉为“21世纪金属”，Ti的部分晶体结构如图Ⅰ所示，原子坐标可用图Ⅱ表示。设图Ⅱ原子坐标系中A点原子的坐标为(1，0，0)，C点原子的坐标为(0，1，0)，D点原子的坐标为(0，0，1)，则B点原子的坐标为____________。 z x y 晶胞中不同位置原子分数坐标规律 （0,0,0）（1,0,0）（0,1,0）（1,1,0） （0,0,1）（1,0,1）（0,1,1）（1,1,1） 3个0 （0,0,0） （1/2,1/2,0）（1/2,1/2,1）（1/2,0,1/2） （1/2,1,1/2）（0,1/2,1/2）（1,1/2,1/2） （1/2,1/2,0）（1/2,0,1/2）（0,1/2,1/2） 1个0 （1/2,0,0）（1/2,1,0）（0,1/2,0）（1,1/2，0） （0,0,1/2）（1,0,1/2）（0,1,1/2）（1,1,1/2） （1/2,0,1）（1/2，1,1）（1,1/2,1/2）（0,1/2,1/2） （1/2,0,0） （0,1/2,0） （0,0,1/2） 2个0 (1/2,1/2,1/2) 没有0 (1)写出顶点的分数坐标， 按照“遇1化0”原则， 转化后坐标有什么特点？ (2)写出面心的分数坐标， 按照“遇1化0”原则，转化后坐标有什么特点？ (3)写出棱心的分数坐标， 按照“遇1化0”原则，转化后坐标有什么特点？ (4)写出体心的分数坐标， 有什么特点？ 【归纳总结】 注意： 该方法只用于由坐标分数逆推定位晶胞中原子的位置，而根据位置正推写原子坐标时“1仍是1”且分数坐标与所选的原点有关。 运用“遇1化0”方法后 顶点原子坐标：3个0； 面上坐标：1个0； 棱上坐标2个0； 内部坐标没有0。 晶胞中不同位置原子分数坐标规律 索引 【例】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，称作原子的分数坐标。四方晶系CdSnAs2的晶胞结构如下图所示，晶胞棱边夹角均为90°，晶胞中部分原子的分数坐标如下表所示。 坐标 原子 x y z Cd 0 0 0 Sn 0 0 0.5 As 0.25 0.25 0.125 一个晶胞中有 个Sn，找出距离Cd(0,0,0)最近的Sn （用分数坐标表示）。CdSnAs2 晶体中与单个Sn键合的As有 个。 Cd位于坐标原点，用黑色球表示 Sn位于z轴中点处，用白色球表示 As位于晶胞的左前下，用灰色球表示 Sn个数：6x1/2+4x1/4=4 4 （0.5,0.5,0） （0.5,0,0.125） 4 一个晶胞的质量为 g，晶胞体积为 cm3，晶胞的边长为 cm，根据晶胞的结构可知，铜原子和M原子之间的最短距离为立方体体对角线的，而体对角线为晶胞边长的倍，所以铜原子和M原子之间的最短距离为× cm。 原子2位于底面面心，其分数坐标为； 原子3位于棱上，其分数坐标为。 $