3.1.2 晶胞【教学评一体化】同步教学课件 -2025-2026学年高二下学期化学人教版选择性必修2

该高中化学课件围绕“晶胞”与“晶体结构的测定”，通过白云母、紫水晶等宏观晶体及金刚石、氯化钠微观结构示例，以问题引导学生从宏观现象探究微观排列规律，搭建物质聚集状态与晶体常识的认知支架。 其亮点在于融合科学思维与科学探究，通过“探究课堂”辨析晶胞类型、均摊法计算铜/NaCl晶胞粒子数等实例培养模型建构与证据推理能力，结合X射线衍射仪及晶态/非晶态SiO₂图谱对比深化实验认知。采用问题链与实例分析，助力学生理解结构决定性质的化学观念，教师可借助丰富评价题提升教学实效。

第三章 晶体结构与性质 容山中学 化学科组 第一节 物质的聚集状态与晶体的常识 第2课时 晶胞 晶体结构的测定 主讲人：郭静 目 录 CONTENTS 1 2 晶胞 晶体结构的测定 学习目标 了解晶体中微粒的空间排布存在周期性，了解晶胞的概念,以及晶胞与晶体的关系。 认识简单的晶胞会用“切割法”确定晶胞中的微粒数目(或微粒数目比)和晶体的化学式。 知道X射线衍射实验是测定晶体结构的常用方法。 自然形成的晶体多种多样，千姿百态，鬼斧神工： 白云母 紫水晶 菱锰矿 闪锌矿 晶体的外观如此美丽，其内部的微观结构又是什么样的呢？ 金刚石 干冰 氯化钠 如何描述晶体中的微粒在空间的排列规律呢？ 新课导入 任务一 晶胞 1、晶胞： 描述晶体结构的基本单元。 一、晶胞 铜晶胞 铜晶体结构 铜晶胞 晶胞是晶体中最小的结构重复单元。 任务一 晶胞 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“无隙并置”而成。 问题1： 思考晶体和晶胞有什么关系呢？ 2、晶胞与晶体的关系 无隙并置 晶体 晶胞 “无隙”是指相邻晶胞之间___________。 “并置”是指所有晶胞都是______排列的，取向________。 无任何间隙 平行 相同 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 1、整块晶体可以看作是数量巨大的晶胞“无隙并置”而成。对这句话的理解错误的是( ) A．相邻晶胞之间没有任何间隙 B．晶体是晶胞简单、随意堆积而成 C．晶胞排列时，取向相同 D．“并置”是指所有晶胞都是平行排列的 B 如何判断一个结构是否是晶胞呢？ 学习评价 任务一 晶胞 3、晶胞的特点 8个顶角相同 1 2 3 4 5 6 7 8 顶点 棱 三套各4根平行棱分别相同 (共12根棱) 任务一 晶胞 3、晶胞的特点 平行面 三套各两个平行面分别相同 (共6个面) 任务一 晶胞 4、三种典型的立方晶胞 简单立方 体心立方 面心立方 【思考与讨论】1、所有的晶胞都是平行六面体吗？ 六棱柱（六方）晶胞 三棱柱晶胞 晶胞不一定都取平行六面体。 探究课堂 √ × × × 不满足晶胞”8个顶角相同” 不满足晶胞“三套各4根平行棱分别相同” 不满足“三套各两个平行面分别相同” 无法进行“无隙并置”，不是晶胞 【思考与讨论】2、判断下列六面体是否是晶胞？ 探究课堂 【思考与讨论】3、铜晶胞是一个典型的面心立方晶胞，一个铜晶胞中有多少个铜原子 ？ 14个 均摊法计算晶胞所含微粒数 探究课堂 任务一 晶胞 ——均摊法 二、晶胞中粒子数目的计算 1 2 4 3 7 6 8 5 1 2 2 1 3 4 1 体心：1 面心： 顶点： 棱边： 8 1 4 1 2 1 一个原子对晶胞的贡献 任务一 晶胞 二、晶胞中粒子数目的计算 均摊法：晶胞任意位置上的一个原子如果是被x个晶胞所共有，那么，每个晶胞对这个原子分得的份额就是1/x 顶点 棱上 面心 体心 1 8 1 4 1 2 1 2、在金属铜的晶胞中含有几个铜原子? 8×1/8＋6×1/2＝4 铜晶胞 3、数一数，它们分别平均含有几个原子？ 金属钠（Na） 金属锌（Zn） 碘（I2） 金刚石（C） 学习评价 4、请计算出NaCl晶胞Na+和Cl-的个数 ② Cl－ 位于 和 ，共有 个 8× ＋ 6× ＝4 2 1 8 1 12× ＋1 ＝4 4 1 ① Na＋ 位于 和 ，共有 个 顶点 面心 4 棱边 体心 4 一个晶胞含4个NaCl Na+ Cl- NaCl晶胞 Cl- Na+ Na+：Cl-=1:1 离子晶体化学式只表示每个晶胞或晶体中各类粒子的最简整数比 化学式为NaCl 学习评价 任务二 晶体结构的测定 问题2： 科学家们，如何测定具体物质的晶体结构呢？ 三、晶体结构的测定 1、测定仪器 X射线衍射仪 X射线管 铅板 晶体样品 记录仪 衍射图 当单一波长的X射线通过晶体时，X射线和晶体中的______相互作用，会在记录仪上产生 或者 。 电子 分立的斑点 明锐的衍射峰 任务二 晶体结构的测定 单晶衍射图 非晶态和晶态SiO2 粉末衍射图谱 (水晶) 晶态SiO2 (石英玻璃) 非晶态SiO2 注意：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 任务二 晶体结构的测定 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 衍射图 计算获得 2、获得晶胞及分子信息 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。 任务二 晶体结构的测定 乙酸晶体 乙酸分子 的空间结构 示例：通过晶体X射线衍射实验，对乙酸晶体进行测定，可以得出乙酸晶胞，晶胞中含有4个乙酸分子。并且，测定晶胞中各个原子的位置(坐标)，根据原子坐标，可以计算原子间的距离，判断出晶体中哪些原子之间存在化学键，确定键长和键角，从而，得出分子的空间结构 乙酸 晶胞 5、下列有关说法错误的是（ ） A、测定晶体结构最常用的仪器是X射线衍射仪 B、石英玻璃和水晶的衍射图谱不同 C、X射线衍射实验能测定晶胞中含有的分子数，但不能确定青蒿素这样复杂分子的空间结构 D、单晶硅在X射线衍射图谱上有明锐的衍射峰 C 学习评价 6、下列关于晶体和晶胞的叙述中，正确的是（ ） A．不同晶体中的晶胞的大小和形状均相同 B．晶胞是晶体中最小的平行六面体 C．晶体与非晶体的根本区别在于固体是否具有规则的几何外形 D．由晶体X射线衍射图经过计算可以获得晶胞的形状、大小以及微粒在晶胞里的位置 D 学习评价 测定晶体结构最常用的仪器是X射线衍射仪 晶胞内原子数的计算 晶胞 测定 8个顶角相同 3套各4根平行棱分别相同 3套各2个平行面分别相同 平行六面体 位于顶角 8 1 位于棱上 4 1 位于面上 2 1 位于晶胞内 1 课堂小结 7、如图是某化合物的晶胞，下列有关说法不正确的是（ ） A、X原子对该晶胞组成的贡献率为 B、Y原子对该晶胞组成的贡献率有 和1两种 C、晶胞中含有的Z原子最少 D、该化合物的化学式为XY2Z C 4 1 8 1 学习评价 8、钛酸钡的热稳定性好，介电常数高，在小型变压器、话筒和扩音器中都有应用。钛酸钡晶体的结构示意图为右图，它的化学式是(　　) A．BaTi8O12　　　　　　 B．BaTi4O6 C．BaTi2O4 D．BaTiO3 D O：12×1/4= 3 学习评价 9、科学家发现一种由钛原子和碳原子构成的气态团簇分子，如图所示。顶角和面心的原子是钛原子，棱的中心和体心的原子是碳原子，则它的化学式是（ ） A、TiC B、Ti6C7 C、Ti14C13 D、Ti13C14 它是一个气态团簇分子，其化学式就是其分子式，应直接数出原子数。 C 学习评价 10、下列各项是晶体结构中具有代表性的最小重复单元的排列方式，图中： —X， —Y， —Z。其中对应的化学式不正确的是（ ） B 学习评价 11、某晶体的晶胞如图所示，这种晶体中A、B、C三种粒子数目之比是________________ 1:4:2 晶胞类型 位置 顶角 面上 棱上 内部 侧棱 上下棱 正三棱柱 共用该微粒的晶胞数 12 2 6 4 1 正六棱柱 共用该微粒的晶胞数 6 2 3 4 1 晶胞类型 位置 顶角 面上 棱上 内部 侧棱 上下棱 正三棱柱 共用该微粒的晶胞数 正六棱柱 共用该微粒的晶胞数 学习评价 $