第3章 第1节 第2课时 晶胞 晶体结构的测定-【新课程学案】2025-2026学年高中化学选择性必修2教师用书word（人教版 多选版）

本讲义聚焦晶胞及晶体结构的测定核心知识点，先系统梳理晶胞的概念、排列特点及均摊法计算，通过铜晶胞、NaCl晶胞实例构建微粒数计算模型，再衔接晶体结构测定的仪器、方法及信息处理，形成完整知识脉络。 资料设计融入微点拨、微思考深化理解，题点多维训练（如钛酸钡晶胞化学式推断）培养科学思维中的模型建构与证据推理能力，X射线衍射仪的介绍体现科学探究与实践。课中辅助教师高效授课，课后助力学生巩固知识、查漏补缺。

第2课时　晶胞　晶体结构的测定 新知探究(一)——晶胞 1.晶胞概念 描述晶体结构的基本单元。 2.晶胞的排列特点 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。 (1)“无隙”是指相邻晶胞之间没有任何间隙。 (2)“并置”是指所有晶胞都是平行排列的,取向相同。 [微点拨]　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。 3.晶胞中微粒的计算方法——均摊法 均摊是指每个晶胞中平均拥有的粒子数目。若每个粒子为n个晶胞所共有,则该粒子就有个粒子属于该晶胞。 (1)相关计算 平行六面体(立方体形)晶胞中微粒数目的计算方法如下: ①晶胞的顶角原子是8个晶胞共用; ②晶胞棱上的原子是4个晶胞共用; ③晶胞面上的原子是2个晶胞共用。 (2)示例分析 ①铜晶胞 位于顶角上的铜原子为8个晶胞共用;位于面上的铜原子为2个晶胞共用。 因此晶体铜中完全属于某一晶胞的铜原子数是8×+6×=4。 ②NaCl晶胞 Cl-位于顶角和面心,共有4个;Na+位于棱上和体心,共有4个。 　　[微思考]　由晶胞构成的晶体,其化学式是否表示一个分子中原子的数目? 提示:由晶胞构成的晶体,其化学式不表示一个分子中原子的数目,只表示每个晶胞中各类原子的最简整数比。 [题点多维训练] 1.正误判断(正确的打“√”,错误的打“×”)。 (1)晶胞是晶体中最小的平行六面体 (×) (2)不同晶体中晶胞的大小和形状都相同 (×) (3)已知晶胞的组成也无法推知晶体的组成 (×) (4)铜晶体中平均每个晶胞中含有14个铜原子 (×) 2.钛酸钡的热稳定性好,介电常数高,在小型变压器、话筒和扩音器中都有应用。钛酸钡晶胞结构示意图如图所示,它的化学式是 (　　) A.BaTi8O12 B.BaTi4O5 C.BaTi2O4 D.BaTiO3 解析:选D　观察钛酸钡晶胞结构示意图可知,Ba在立方体的中心,完全属于该晶胞;Ti处于立方体的8个顶角,每个Ti原子有属于该晶胞;O处于立方体的12条棱的中点,每个O原子有属于该晶胞。即晶体中N(Ba)∶N(Ti)∶N(O)=1∶∶=1∶1∶3。 3.某晶体的结构单元如图所示(正三棱柱),晶体中A、B、C三种原子的数目之比为 (　　) A.3∶9∶4 B.1∶4∶2 C.2∶9∶4 D.3∶8∶5 解析:选B　该结构中含A原子个数为6×=,B原子个数为6×+3×=2,C原子个数为1,则A、B、C原子的个数比为∶2∶1=1∶4∶2。 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,铜晶胞平均含有的铜原子数是　　　　。  (2)根据图Ⅱ分析,干冰晶胞平均含有的CO2分子数是　　　　。  (3)根据图Ⅲ分析,碘晶体中碘分子的排列有　　　种不同的方向。  (4)根据图Ⅳ分析,晶体M的化学式是　　　　。  解析:(1)铜晶胞平均含有的铜原子数为×8+×6=4。(2)干冰晶胞平均含有的CO2分子数为×8+×6=4。(3)根据碘晶胞中碘分子的排列方向可知,碘晶体中碘分子的排列有2种不同的方向。(4)晶体M的晶胞中,N(A)∶N(B)=∶1=1∶1,故M的化学式为AB或BA。 答案:(1)4　(2)4　(3)2　(4)AB(或BA) |思维建模|晶胞或晶体结构中粒子数目的计算 　　如某个粒子为n个晶胞(或晶体结构)所共用,则该粒子有属于这个晶胞(或晶体结构)。 平行六面体晶胞 六棱柱晶体结构 新知探究(二)——晶胞结构的测定 1.结构测定 (1)常用仪器:X射线衍射仪。 (2)测定方法: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,会在记录仪上产生分立的斑点或者明锐的衍射峰。 2.信息处理 [题点多维训练] 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 解析:选A　石英玻璃是非晶态二氧化硅,水晶是晶态二氧化硅,则水晶的衍射图谱中会出现分立的斑点或明锐的衍射峰,而石英玻璃的衍射图谱中不会出现分立的斑点或明锐的衍射峰,二者的衍射图谱不同,B项错误;通过晶体的X射线衍射实验,可以判断出晶体中哪些原子间存在化学键,确定键长和键角,从而得出物质的空间结构,C、D项错误。 2.关于测定晶体结构错误的是 (　　) A.对乙酸晶体进行测定,晶胞中含有1个乙酸分子 B.经过计算可以从衍射图形获得晶胞形状和大小 C.经过计算可以从衍射图形获得分子或原子在微观空间有序排列呈现的对称类型 D.经过计算可以从衍射图形获得原子在晶胞里的数目和位置 解析:选A　A项,对乙酸晶体进行测定,可以得到晶胞结构中含有4个乙酸分子,错误;B项,经过计算可以从衍射图形获得晶胞形状和大小,正确;C项,经过计算可以从衍射图形获得分子或原子在微观空间有序排列呈现的对称类型,正确;D项,经过计算可以从衍射图形获得原子在晶胞里的数目和位置,正确。 学科网（北京）股份有限公司 $