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

创设情境 晶体是内部微粒(原子、离子或分子)在空间里呈现周期性有序排列而形成的具有规则几何外形的固体。 物质 食盐 干冰 金刚石 石英 样品 结构 自然界中，有很多不同的晶体，如何描述晶体中的微粒在空间的排列规律呢？ 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 长岭县第二中学 王佳凤 高中化学选择性必修第二册 探·晶胞的概念 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 铜晶体 铜晶胞 晶胞 探·晶胞的概念 晶胞与晶体的关系 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。 探·晶胞的概念 “无隙”：相邻晶胞之间没有任何　　。 “并置”：所有晶胞都是　　 排列的，取向　　。 间隙 平行 相同 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 探·晶胞的概念 如何判断一个结构是否是晶胞呢？ 探·晶胞的概念 晶胞的判断方法 晶胞是8个顶角相同 x y z 三套各4根平行棱分别相同 x y z 三套各两个平行面分别相同 探·晶胞的概念 结合所学内容并判断下列4个图中结构，属于晶胞的是________ A 探·晶胞中粒子数的计算 均摊法 思考：铜晶胞平均含有的铜原子数目能计算吗？ “均摊法”是计算每个晶胞平均拥有的粒子数目的常用方法。其基本理念是每个粒子被n个晶胞所共用,则该粒子有1/n属于这个晶胞。 探·晶胞中粒子数的计算 均摊法 晶胞内时，1个晶胞平均占有的原子 晶胞棱上的原子是4个晶胞共用的 晶胞的顶角原子是8个晶胞共用的 晶胞面上的原子是2个晶胞共用的 晶胞内 晶胞棱 晶胞的顶角 晶胞面 探·晶胞中粒子数的计算 思考？ 试计算钠、锌、碘、金刚石晶胞中含有原子的数目。 钠、锌、碘、金刚石晶胞示意图 1.金属钠的一个晶胞的原子数= 2.金属锌的一个晶胞的原子数= 3.碘的一个晶胞的原子数= 4.金刚石的一个晶胞的原子数= 探·晶胞中粒子数的计算 三棱柱 体心 面心 棱边 顶点 1 1/2 水平方向1/4 竖直方向1/6 1/12 探·晶胞中粒子数的计算 非长方体(含正方体)晶胞的分析： 顶角：1/6 上、下棱：1/4 侧棱：1/3 面上：1/2 内部：1 探·晶胞中粒子数与化学式、配位数的关系 A B 化学式： AB 探·晶胞中粒子数与化学式、配位数的关系 A B 化学式： A2B BA2 探·晶胞中粒子数与化学式、配位数的关系 A B 化学式： A2B BA2 探·晶胞中粒子数与化学式、配位数的关系 B 化学式： A C ABC3 探·常见的晶胞 类型一：简单立方晶胞 非密置层 仅在平行六面的8个顶角上有粒子 晶胞原子数：8 × =1 空间利用率＝×100% 探·常见的晶胞 类型二：面心立方晶胞 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 晶胞原子数：8 × + 6× = 4 探·常见的晶胞 类型三：体心立方晶胞 除8个顶角上有粒子外 平行六面体的体心有1个粒子 晶胞原子数：8 × + 1 = 2 探·常见的晶胞 特别注意：气态团簇分子和纳米小颗粒不采用无隙并置方式排列，故不能采用均摊法来确定化学式！ 探·晶胞密度的计算 密度计算公式： N：一个晶胞中的微粒数目 M：晶胞中微粒的相对分子质量 V：晶胞的体积 NA：阿伏伽德罗常数 注意：晶体密度的单位一般为g·cm-3，所以根据晶胞参数计算密度时，注意将其单位换算为cm。 常用的换算方法为1nm=10-7cm，1pm=10-10cm ρ＝ N ·M NA ·V 探·晶胞密度的计算 氯化钠晶胞 试计算NaCl晶体的密度。 a cm 58.5 2a3NA g/ cm3 思考？ 探·晶胞密度的计算 晶体密度的计算流程 第一步：依据“均摊法”计算出每个晶胞实际构成物质微粒数目 第二步：计算晶胞体积 第三步：代入密度公式进行计算 ρ＝ N ·M NA ·V 探·晶胞密度的计算 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？密度？ V m ρ＝ m＝n·M NA N n＝ ρ＝ N ·M NA ·V ＝ 4×58.5 NA·a3 g · cm-3 创设情境 自然形成的晶体多种多样，千姿百态，鬼斧神工： 思考：如何测定这些晶体的结构呢？ 探·X射线衍射仪 X射线单晶衍射仪 测定过程： 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 电子 单晶衍射图 (水晶) 晶态SiO2 (石英玻璃) 非晶态SiO2 非晶态和晶态SiO2 粉末衍射图谱 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 探·X射线衍射仪 电子 通过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 探·X射线衍射仪 电子 乙酸晶体 晶体结构的测定 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 理·核心要点 电子 3.1 物质的聚集状态与晶体的常识 第2课时 晶胞 晶胞的分析与计算 晶胞的概念 晶体与晶胞的关系 均摊法分析 晶胞结构 晶胞密度的计算 气态团簇分子 与纳米颗粒 晶体结构的测定 X射线衍射仪 谢谢观看 $