3.1 物质的聚集状态与晶体的常识 第2课时 晶胞和晶体的测定（教学课件）-【生动课堂】2025-2026学年高二化学同步教学系列（人教版2019选择性必修2）

该高中化学课件聚焦晶体结构的测定与晶胞核心知识，通过“晶体为何呈现规则外形”的问题导入，衔接前序晶体常识，引出X射线衍射实验原理及应用，再过渡到晶胞的定义、特征与粒子数计算，构建从宏观现象到微观结构的认知支架。 亮点在于以问题链驱动科学思维，通过甲烷分子结构测定等实例和NaCl晶胞计算练习，培养科学探究与实践能力。采用均摊法分析铜晶胞粒子数等学科特色方法，结合“理·核心要点”系统小结，助力学生深化微观探析，为教师提供结构化探究式教学资源。

第一节 物质的聚集状态与晶体的常识 第2课时 晶胞和晶体的测定 新人教版 化学 选择性必修2 物质结构与性质 第三章 晶体结构与性质 01.晶体结构的测定 知识导航 02.晶胞 引·新课导入 请你思考！ 晶体能够自发地呈现规则的多面体外形，晶体的结构怎样？如何测定？ X射线衍射测定分子结构 晶体结构的测定 01 “ ” 问题思考 请你思考！ X射线衍射实验给我们提供了哪些关于晶体结构的信息呢？ 人们对衍射图的数据进行处理，即可获得晶体结构的有关信息。 探·知识奥秘 1.X射线衍射实验 ①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，在记录仪上形成衍射图谱。 一、晶体结构的测定 X射线管 铅板 晶体样品 记录仪 X射线衍射仪 探·知识奥秘 ②当单一波长的X射线通过晶体时，会在记录仪上看到分立的斑点或者明锐的衍射峰。 一、晶体结构的测定 1.X射线衍射实验 晶态SiO2 非晶态SiO2 晶体能产生明锐的衍射峰 探·知识奥秘 2.晶体结构的测定 通过晶体的X射线衍射实验获得衍射图后，经过计算可以从衍射图形获得晶体结构的有关信息，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，以及结合晶体化学组成的 信息推出原子之间的相互关系。 一、晶体结构的测定 探·知识奥秘 2.晶体结构的测定 一、晶体结构的测定 X射线管 铅板 晶体 晶体能产生分立的斑点 X射线衍射方向 ——晶胞的形状、大小与取向 晶体的周期性结构 数据处理 探·知识奥秘 3.举例分析 一、晶体结构的测定 ①X射线衍射测定甲烷分子结构 衍射方向 甲烷晶体 a 边长为a的立方晶胞 原子的种类与位置 衍射强度 综合分析 C、H原子间的距离 是否存在 化学键 确定键长、键角 探·知识奥秘 3.举例分析 ②乙酸分子的空间结构测定 一、晶体结构的测定 乙酸晶体 乙酸晶胞 乙酸分子的空间结构 得到晶胞含 4 个乙酸分子 测定原子坐标，计算原子距离，判断化学键，确定键长和键角 晶胞 02 “ ” 问题思考 请你思考！ 什么是晶胞呢？ 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。这种描述晶体结构的基本单元叫做晶胞 探·知识奥秘 1.晶胞 (1)晶胞含义：晶体结构中基本的重复单元。 二、晶胞 ⑵晶体与晶胞的关系 晶体结构 晶胞示意图 探·知识奥秘 1.晶胞 二、晶胞 ⑶晶胞形状：常规的晶胞都是平行六面体 ⑷排布原则——无隙并置 无隙：相邻晶胞之间没有任何间隙。 并置：所有晶胞平行排列取向相同。 无隙并置 问题思考 请你思考！ 如何判断一个结构是否是晶胞呢？ “ ” 思考与讨论 （1）晶胞有几套平行棱？有几套平行面？ （2）图3-11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，它们分别平均含几个原子？ 探·知识奥秘 2.晶胞的特征 二、晶胞 ①晶胞中8个顶角相同 ②三套各两个平行面分别相同的最小平行六面体 上 下 左 右 前 后 探·知识奥秘 2.晶胞的特征 ③三套各4根平行棱分别相同。 二、晶胞 x y z x方向的四根平行棱 y方向的四根平行棱 z方向的四根平行棱 棱上无任何原子且都相同 练·课堂练习 1.结合所学内容并判断下列4个图中结构，属于晶胞的是________ A 二、晶胞 “ ” 问题思考 请你思考！ 下图中的晶胞是指”大立方体”呢？还是”小立方体”？为什么？ 晶胞具有相同的顶角、相同的平行面和相同的平行棱 不是晶胞 是晶胞 问题思考 请你思考！ 如如何分析一个晶胞中包含的微粒数呢？ “ ” 思考与讨论 （1）晶胞有几套平行棱？有几套平行面？ （2）图3-11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，它们分别平均含几个原子？ 探·知识奥秘 3.晶胞中粒子数目的计算——均摊法 二、晶胞 探·知识奥秘 二、晶胞 3.晶胞中粒子数目的计算——均摊法 ①顶点： 位于顶点的微粒，同时为8个晶胞共有,晶胞完全拥有其1/8。 探·知识奥秘 二、晶胞 3.晶胞中粒子数目的计算——均摊法 ②棱上： 位于棱上的微粒，同时为4个晶胞共有,晶胞完全拥有其1/4。 探·知识奥秘 二、晶胞 3.晶胞中粒子数目的计算——均摊法 ③面心： 位于面心上的微粒，同时为2个晶胞共有,晶胞完全拥有其1/2。 ④体心： 位于体心上的微粒，为1个晶胞所有,晶胞完全拥有其1。 探·知识奥秘 二、晶胞 3.晶胞中粒子数目的计算——均摊法 探·知识奥秘 二、晶胞 4. 举例计算晶胞中包含的微粒数 ①铜晶胞中包含的微粒数 8× 8 1 ＋ 6× 1 2 =4 探·知识奥秘 二、晶胞 4. 举例计算晶胞中包含的微粒数 ②锌晶胞中包含的微粒数。 8× 8 1 ＋ 1 =2 ③金刚石晶胞中包含的微粒数。 8×1/8+6×1/2+4=8 探·知识奥秘 二、晶胞 4. 举例计算晶胞中包含的微粒数 ④钠晶胞中包含的微粒数。 8× 8 1 ＋ 1 =2 ⑤碘（I2）晶胞中包含的微粒数。 8× 8 1 ＋ 6× 1 2 =4 “ ” 问题思考 请你思考！ 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？ 氯化钠的一个晶胞的氯离子数=8× ＋6× ＝4 8 1 2 1 氯化钠的一个晶胞的钠离子数=12× ＋1＝4 4 1 晶胞中钠离子和氯离子的个数比是 1∶1 “ ” 问题思考 请你探究！ 2011 年，以色列化学家谢赫特曼 因发现准晶获诺贝尔化学奖。那么，什么是准晶呢？ 【问题】 我们学习了晶体、非晶体和晶胞等概念。2011 年，以色列化学家谢赫特曼（D.Shechtman）因发现准晶获诺贝尔化学奖。那么，什么是准晶呢？ 【查阅资料】 以“准晶”为关键词，利用互联网查阅相关资料，并回答以下问题：什么是准晶？准晶的单晶X射线衍射图有什么明显的不同于传统晶体的特征？准晶是不是晶体？准晶的发现怎样改变了晶体的定义？准晶有晶胞吗？ 【结论】 根据查阅的资料，请自拟题目写一篇有关“准晶”的小论文。 探究 准 晶 “ ” 问题思考 请你思考！ 什么是准晶呢？ 一种介于晶体和非晶体之间的固体，其具有与晶体相似的原子排列的有序性，但是不具备晶体中原子的周期性重复排列，因而被称为“准晶体”。 探·知识奥秘 5.准 晶 二、晶胞 一种介于晶体和非晶体之间的固体，其具有与晶体相似的原子排列的有序性，但是不具备晶体中原子的周期性重复排列，因而被称为“准晶体”。 自准晶体被发现以来，科学家发现或创造了数百种各个类型的准晶体，并于2009 年首次发现了纯天然准晶体。准晶体正在被开发为有用的材料。例如，组成为铝-铜-铁-铬的准晶体，具有摩擦系数低、硬度高、传热性低等优点，常被用作某些器件的镀层。我国的准晶体研究居于世界前列。 练·课堂练习 meiyangyang8602 二、晶胞 2.计算晶胞中粒子的数目 ⑴ ⑵ ⑶ ⑶ 微粒数为：12×1/6 + 2×1/2 + 3 = 6 ⑴ 微粒数为：8×1/8 + 6×1/2 = 4 ⑵ 微粒数为：8×1/8 + 1 = 2 理·核心要点 晶胞和晶体的测定 晶体结构的测定 晶胞 X射线衍射实验 晶体结构的测定 晶胞 晶胞的特征 晶胞中粒子数目的计算 举例计算晶胞中包含的微粒数 举例分析 准 晶 练·课堂练习 3.某离子化合物的晶胞结构如图所示，晶胞是整个晶体中最基本的重复单元。阴离子位于此晶胞的中心，阳离子位于8个顶点，该离子化合物中，阴、阳离子个数之比是 A.1：8 B.1：4 C.1：2 D.1：1 D 练·课堂练习 meiyangyang8602 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。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 D 练·课堂练习 meiyangyang8602 5.硼和镁可形成超导化合物。如图是该化合物的晶体结构单元：镁原子间形成正六棱柱，且棱柱的上、下面还各有一个镁原子；6个硼原子位于棱柱的侧棱上，则该化合物的化学式可表示为(　　) A．MgB　　　　　B．Mg3B2 C．MgB2 D．Mg2B3 B Thank You https://www.zxxk.com/user/13354804 感谢 您的聆听 新人教版 化学 选择性必修2 物质结构与性质 Multimedia Cloud Transcode (cloud.baidu.com) $