3.1.2 晶胞 晶体结构的测定-【核心素养新教学】2025-2026学年高二化学同步优质教学课件（人教版选择性必修2）

第一章 化学反应的热效应 第三章 晶体结构与性质 第一节物质的聚集状态和晶体的常识 本节重点 晶胞的特征与判断 第2课时 晶胞 晶体结构的测定 1 金刚石结构 铜晶体结构 氯化钠晶体结构 晶体结构如此复杂，我们该如何研究晶体结构？ 晶体的内部微粒(原子、离子或分子)在三维空间里呈周期性有序排列。 怎样描述晶体中的微粒在空间的排列规律？ 铜晶胞 铜晶体结构 1、定义：描述晶体结构的基本单元叫做晶胞。 晶胞是晶体中最小的结构重复单元。 主题1:晶胞 2、晶体和晶胞的关系 常规的晶胞大多是平行六面体，整块晶体可以看作是数量巨大的晶胞“无隙并置”而成。 平行六面体 晶体 (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。 无隙并置 一个晶胞与相邻的晶胞完全共顶点、共棱边、共面 一个晶胞到另一个晶胞只需平移，不需转动 主题1:晶胞 晶胞 无隙并置堆积 共顶角共棱共面 晶体 主题1:晶胞 A B 无隙并置堆积 思考与交流 晶胞的结构应该具备什么样的特点，应该如何确定物质的晶胞？ 氯化钠晶体结构 氯化钠晶胞 主题1:晶胞 【分析讨论】观察下列晶胞，分析平行六面体晶胞有什么共同特点？ 金刚石晶胞 NaCl晶胞 CsCl晶胞 干冰晶胞 3、晶体的特点 晶胞 平行六面体 8个顶角相同 3套各2个平行面分别相同 3套各4根平行棱分别相同 主题1:晶胞 判断方法 晶胞是8个顶角相同 主题1:晶胞 x y z 三套各4根平行棱分别相同 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 判断方法 主题1:晶胞 x y z 三套各两个平行面分别相同 x-y坐标轴形成的平面及其平行平面 x-z坐标轴形成的平面及其平行平面 y-z坐标轴形成的平面及其平行平面 面上都有一个原子且都相同 判断方法 主题1:晶胞 课堂检测 1.下图中的晶胞是指”大立方体”，还是”小立方体”？为什么？ 晶胞是指”大立方体” 晶胞具有相同的顶角、相同的平行面和相同的平行棱。 课堂检测 2.判断下列六面体是否是晶胞？ A图中满足晶胞的结构特点，是晶胞。 B图中不满足晶胞“8个顶角相同”的要求，不是晶胞。 C图中不满足晶胞“三套各4根平行棱分别相同”的要求，不是晶胞。 D图中不满足“三套各两个平行面分别相同”的要求，不是晶胞。 A 晶胞示意图 4.常见的三类晶胞 类型一：简单立方晶胞 结构特点 仅在平行六面体的8个顶角上有粒子 主题1:晶胞 晶胞示意图 类型二：面心立方晶胞 结构特点 除8个顶角上有粒子外 平行六面体的6个面的面心上均有1个粒子 主题1:晶胞 4.常见的三类晶胞 晶胞示意图 类型三：体心立方晶胞 结构特点 除8个顶角上有粒子外 平行六面体的体心有1个粒子 主题1:晶胞 4.常见的三类晶胞 金刚石晶胞 主题1:晶胞 氟化钙晶胞 课堂检测 3．下列有关晶胞的叙述，正确的是( ) A．所有晶体都是平行六面体无隙组合而成 B．晶胞排列时的取向一定相同 C．不同晶体中的晶胞大小和形状均相同 D．晶胞参数中3种夹角:α、β一定都是90° E．晶胞是晶体中最小的平行六面体 B 菱方晶胞 夹角:α、β、γ都不是90度 正确表述：晶胞是晶体结构中最小的重复单元 4．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 课堂检测 B 晶体与非晶体最可靠的区分方法：X射线衍射实验 X射线衍射仪 化学博览 备受垂青的X射线衍射实验 发展了X射线衍射确定晶体与分子结构的方法。 Hauptman与Karle 1985化学奖 主题2:晶体结构的测定 X射线管 铅板 晶体 1.原理：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，会在记录仪上看到分立的斑点或者明锐的衍射峰。 非晶态SiO2 晶态SiO2 晶体能产生明锐的衍射峰 15 20 25 30 35 2θ/° 主题2:晶体结构的测定 2.获得晶胞信息 X 射线 衍射图谱 计算 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 结合化学组成 原子之间的相互关系 即晶体结构 主题2:晶体结构的测定 晶体的周期性结构 X 射线 衍射图谱 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 主题2:晶体结构的测定 3.获得分子信息 计算获得 结合晶体化学组成的信息推出原子之间的相互关系 乙酸晶体 乙酸分子的空间结构 课堂检测 1. 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 2．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儿何外形 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 课堂检测 D 【详解】A．不同晶体的构成微粒不同，微粒的半径不同，所以晶胞的大小不同，晶胞的形状可能相同，也可能不同，A错误； B．晶胞是从晶体上取出的一个具有代表性的基本单元，不一定是平行六面体，B错误； C．晶体与非晶体的根本区别在于晶体有自范性，非晶体也可以有规则几何外形，如玻璃，C错误； D．X射线衍射图经过计算可以获得晶胞的形状、大小，分子或原子在微观空间有序列排列呈现的对称类型、原子在晶胞里的数目、位置等，D正确； 晶胞 概念 特点 结构的测定—X射线衍射实验 晶体 晶胞是晶体中最小的结构重复单元。 整块晶体可以看作是数量巨大的晶胞“无隙并置”而成。 8个顶角相同、3套各4根平行棱分别相同、3套各2个平行面分别相同的最小平行六面体 课堂小结 Thank you for watching Lavf58.20.100 $