第3章 第1节 第2课时 晶体结构的基本重复单元——晶胞-【新课程学案】2025-2026学年高中化学选择性必修2教师用书word（鲁科版）

本讲义聚焦晶体结构的基本重复单元——晶胞这一核心知识点，系统梳理晶胞的概念、形状及特点，通过金属铜和镁的晶胞实例分析晶胞与晶体的关系，进而深入讲解切割法计算晶胞中微粒数目的方法，搭建从基础概念到实际应用的学习支架。 该资料以“概念解析—实例分析—计算方法—多维训练”为主线，通过铜晶胞微粒切割、钇钡铜氧化合物晶胞化学式推断等典例，培养学生科学思维中的模型建构与证据推理能力。课中辅助教师清晰讲解晶胞与晶体的联系，课后通过判断、选择及综合计算题帮助学生巩固微粒数目计算方法，有效查漏补缺。

第二课时　晶体结构的基本重复单元——晶胞 新知探究——晶胞 1.晶胞 概念 晶体结构中基本的重复单元称为晶胞 形状 晶胞的形状为平行六面体 特点 一种晶体所有晶胞的大小和形状及晶胞中包含的微粒的种类、数目和空间位置是完全相同的 2.晶胞与晶体的关系 (1)金属铜和金属镁晶体及其中截取出的晶胞分析 金属铜晶体及晶胞 金属镁晶体及晶胞 图示 结构 特点 顶点上的微粒为8个晶胞共有,面心上的微粒为2个晶胞共有 顶点上的微粒为8个晶胞共有,体心有1个微粒 [微点拨]　在由分子构成的晶体中,尽管其构成微粒(分子)通常比金属(原子)要复杂,但同样可看作其构成微粒(分子)在空间的周期性重复排列。 (2)晶体与晶胞的关系 将一个个晶胞及其中包含的微粒上、下、前、后、左、右并置,就构成了整个晶体结构。因此,知道了晶胞的大小和形状以及晶胞中包含的微粒的种类、数目和空间位置,就可以了解整个晶体的结构。 整块晶体可看作数量巨大的晶胞“无隙并置”而成,也就是说晶体就是晶胞周期性地在三维空间并置堆砌而成的,如金刚石晶体结构与晶胞的关系如下图所示。 [题点多维训练] 1.判断正误(正确的打“√”,错误的打“×”)。 (1)晶胞的结构就是晶体的结构。 (×) (2)晶胞中的任何一个粒子都完全属于该晶胞。 (×) (3)已知晶胞的组成就可推知晶体的组成。 (√) (4)由晶胞组成的晶体,其化学式表示一个分子中原子的数目。 (×) 2.(2025·北京市大兴区上学期期中)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 解析:选D　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;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;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;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。 命题热点——晶胞中微粒数目的计算 1.切割法(也称均摊法)计算的含义 是指每个晶胞(或指定结构)中平均拥有的微粒数目。若每个微粒为n个晶胞(或指定结构)所共有,则该微粒就有个微粒属于该晶胞(或指定结构)。 2.切割法计算的类型 (1)长方体形(正方体形)晶胞中不同位置的粒子数的计算 (2)正三棱柱形晶体结构中不同位置的粒子数的计算 (3)六棱柱形晶体结构中不同位置的粒子数的计算 　　[典例]　(2025·天津河东高二检测)钇钡铜氧化合物晶胞的结构如图所示,则该化合物的化学式可能是 (　　) A.YBa2Cu3O4 B.YBa2Cu2O5 C.YBa2Cu3O5 D.YBaCu4O4 [解析]　题给晶胞中,位于顶点的铜原子(最上层平面和最下层平面)共8个,位于棱上(中间两个平面)的铜原子也是8个,这个晶胞含有的铜原子个数为8×+8×=3;位于晶胞面上(不含棱)的氧原子的个数是7,位于晶胞棱上的氧原子的个数是6,这个晶胞含有的氧原子个数为7×+6×=5;钇原子、钡原子均位于体心,所含个数分别为1、2,所以该晶体每个晶胞中平均分摊到(即单独占有)的钇原子、钡原子、铜原子和氧原子个数分别为1、2、3、5,化学式为YBa2Cu3O5。 [答案]　C [题点多维训练] 1.如图为铜晶胞中的原子切割示意图,则铜的一个晶胞中实际拥有的微粒数为 (　　) A.3 B.4 C.7 D.9 解析:选B　根据“切割法”计算,题给晶胞中有8个原子位于顶点,6个原子位于面心,所以一个晶胞中铜原子的个数为8×+6×=4。 2.(2025·天津河西高二检测)某晶体的晶胞如图所示,这种晶体中A、B、C三种粒子数之比是 (　　) A.3∶9∶4 B.1∶4∶2 C.2∶9∶4 D.3∶8∶4 解析:选B　题给晶体的晶胞是正三棱柱结构,晶胞中A、B、C三种粒子数之比为∶∶1=1∶4∶2。 3.(2025·山东德州高二检测)现有下列离子晶体的空间结构示意图(如图所示),以M代表阳离子,以N代表阴离子,代表阳离子,代表阴离子,其中表示化学式为MN2的晶体结构为 (　　) 解析:选B　A项,题给空间结构示意图中M的个数为8×=1,N的个数为1,故化学式为MN;B项,题给空间结构示意图中M的个数为4×=,N的个数为1,故化学式为MN2;C项,题给空间结构示意图中M的个数为4×=,N的个数为4×+1=,故化学式为MN3;D项,题给空间结构示意图中M的个数为8×+4×=3,N的个数为1,故化学式为M3N。 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,鉴于这三种元素都是常见元素,从而引起广泛关注。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 解析:选D　Mg处于晶胞的顶角,故有8×=1,Ni处于晶胞的面心,故有6×=3;C处于晶胞的体心,故为1;则Mg、C、Ni的粒子数之比为1∶1∶3,故选D。 5.如图所示为高温超导领域里的一种化合物——钙钛矿的晶体结构,该结构是具有代表性的最小重复单元。 (1)在该物质的晶体结构中,每个钛离子周围与它最近且距离相等的氧离子、钙离子、钛离子各有　　　　个、　　　　个、　　　　个。   (2)该晶体结构中,元素氧、钛、钙的离子个数之比是　　　　　,该物质的化学式可表示为　　　　。   解析:(1)据题图可知,每个钛离子周围与它最近且距离相等的氧离子、钙离子、钛离子各有6个、8个、6个。(2)晶胞中含氧离子个数为12×=3,钙离子个数为1,钛离子个数为8×=1,故O2-、Ti4+、Ca2+的个数之比为3∶1∶1,则该物质的化学式可表示为CaTiO3。 答案:(1)6　8　6　(2)3∶1∶1　CaTiO3 学科网（北京）股份有限公司 $