3.1.2 晶胞与晶体结构的测定 课件 2025-2026学年高二上学期化学人教版选择性必修2

第三章　晶体结构与性质 第一节　物质的聚集状态与晶体的常识 课时2　晶胞与晶体结构的测定 学习目标 1.认识简单晶胞的结构特征。 2.会进行各种典型的晶胞中粒子数目的计算和晶体化学式的确定(重、难点)。 3.了解晶体结构的测定方法。 2 新课导入 如何描述晶体在微观空间里原子的排列？ 在晶体微观空间里取出一个基本单元——晶胞 内容索引 目标一 晶胞 目标二 晶体结构的测定——X射线衍射法 一、晶胞 1.晶胞 描述晶体结构的基本单元。 金刚石晶体结构 金刚石晶胞 常规的晶胞都是平行六面体，整块晶体是数量巨大的晶胞“无隙并置”而成的。 (1)“无隙”：相邻晶胞之间没有任何间隙。 (2)“并置”：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(包括取向)是完全相同的。 一、晶胞 2.晶胞中粒子数目的计算 (1)铜晶胞 ①位于顶角的铜原子 完全属于某一晶胞的铜原子数： 1 2 4 3 7 6 8 5 8个晶胞共用 ②位于面心的铜原子 1 2 2个晶胞共用 8× + 6×＝4 一、晶胞 2.晶胞中粒子数目的计算 (2) NaCl晶胞 ①Cl－位于顶角和面心，共有4个 ②Na＋位于棱上和体心，共有4个 NaCl晶胞中Na+和Cl-个数比为1∶1，化学式为NaCl。 Cl－ Na＋ Cl－ 8× + 6×＝4 12× + 1＝4 2 特别提醒 晶胞顶角的原子被8个晶胞共用，棱上的原子被4个晶胞共用，面上的原子被2个晶胞共用，晶胞内的原子被晶胞独自占有； 晶胞是8个顶角相同，三套各4根平行棱分别相同、三套各两个平行面分别相同的最小平行六面体。 1 2 4 3 7 6 8 5 8个晶胞共用 4个晶胞共用 1 2 2个晶胞共用 1 1 4 3 1个晶胞占有 思考交流 1.判断下列六面体是否是晶胞。 A图中的晶体结构满足晶胞的特点，是晶胞。 B图中的晶体结构不满足晶胞“8个顶角相同”的要求，无法进行“无隙并置”，不是晶胞。 C图中的晶体结构不满足晶胞“三套各4根平行棱分别相同”的要求，无法进行“无隙并置”，不是晶胞。 D图中的晶体结构不满足“三套各两个平行面分别相同”的要求，无法进行“无隙并置”，不是晶胞。 思考交流 2.如图依次是金属钠(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？ ( ) ×2 钠 锌 碘 碘 应用体验 1.判断正误 (1)晶胞的形状都是立方体结构 (2)晶胞中的任何一个粒子都只属于该晶胞 (3)因为晶胞是无隙并置，可以由晶胞推知晶体的组成 (4)晶体的化学式表示晶体中各类原子或离子的最简整数比 × × √ √ 应用体验 2.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 √ 二、晶体结构的测定——X射线衍射法 1.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，在记录仪上产生分立的斑点或者明锐的衍射峰。 2.根据衍射图，经过计算可得晶胞形状和大小、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，以及原子间相互关系。 晶体 非晶体 根据X射线衍射的原子坐标，可以计算原子间的距离，判断晶体中哪些原子间存在化学键，确定键长、键角从而得出分子的空间结构。 应用体验 1.下列有关说法正确的是 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相同 C.通过乙酸晶体的X射线衍射实验，只能测定晶胞中含有的乙酸分子数， 不能推出乙酸分子的空间结构 D.晶体的X射线衍射实验不能判断晶体中存在哪些化学键，也不能确定 键长和键角 √ 14 应用体验 2.(2025·宁波高二期末)某研究小组开展与晶体有关的实验，下列说法不正确的是 A.实验①：非晶态二氧化硅的X射线衍射可 观察到明锐的衍射峰 B.实验②：在饱和氯化钠溶液中滴入浓盐酸 可观察到氯化钠晶体析出 C.实验③：单点热源加热蓝宝石薄片，热量 呈非圆形扩散，体现晶体的各向异性 D.实验④：“残缺”的硫酸铜晶体在其饱和 溶液中逐渐变完整，体现晶体的自范性 √ 15 自我测试 1.下列关于晶体的说法不正确的是 ①晶体中粒子呈周期性有序排列，有自范性，非晶体中粒子排列相对无序，无自范性 ②晶胞是晶体中最小的“平行六面体” ③晶体内部的微粒按一定规律呈周期性排列 ④晶胞是晶体结构的基本单元 ⑤晶体尽可能采取紧密堆积的方式，使其更稳定 A.①② B.②③ C.③④⑤ D.② √ 自我测试 2.下列说法不正确的是 A.晶体的X射线衍射实验可以确定分子的键长、键角、键能 B.红外光谱仪可以测得未知物中的化学键或官能团 C.晶体的X射线衍射实验可以测定晶胞中微粒的相对位置 D.晶体的X射线衍射实验可以区分玻璃与水晶 √ 自我测试 3.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 √ 自我测试 4.根据下列四种晶体的晶胞示意图回答问题： (1)根据图Ⅰ分析，晶体N的晶胞平均含有的原子数是　　　。  4 (2)根据图Ⅱ分析，干冰晶胞平均含有的CO2分子数是　　　　。  4 (3)根据图Ⅲ分析，碘晶体中碘分子的排列有　　　　种不同的取向。  2 (4)根据图Ⅳ分析，晶体M的化学式是　　 　　。  AB(或BA) 本节内容结束 $