3.1.1晶胞及晶体测定 课件 2025-2026学年高二上学期化学人教版选择性必修2

晶胞 晶体结构的测定 1、了解晶胞的概念、认识几种常见的晶胞类型，达成科学探究与创新意识核心素养的形成。 2、掌握晶胞中粒子数目的计算（均摊法），能根据晶胞的结构确定晶体的化学式，达成证据推理与模型认知核心素养的形成。 目标素养 蜂巢蜂室 蜂室是构成蜂巢的基本结构单元，那么构成铜晶体的基本结构单元是什么呢？ 认识晶胞 1.定义 描述晶体结构的基本单元叫做晶胞 2.晶体与晶胞 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。 3.晶体的结构 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。 认识晶胞 （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 同一晶体中晶胞的大小和形状完全相同，但不同晶体中晶胞的大小和形状不完全相同，有可能完全不同。 特别提醒 认识晶胞 晶胞都是平行六面体，而平行六面体中最典型的就是立方体 简单立方晶胞 体心立方晶胞 面心立方晶胞 认识晶胞 简单立方晶特点 仅在平行六面体的8个顶角上有粒子 体心立方晶特点 除8个顶角上有粒子外，平行六面体的体心还有1个粒子 面心立方晶特点 除8个顶角上有粒子外，平行六面体的6个面心上各有1个粒子 晶胞计算——均摊法 （1）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。 （2）立方晶胞中粒子数的计算方法 顶点：被8个晶胞共用；棱上：被4个晶胞共用； 面上：被2个晶胞共用；体内：只属于1个晶胞 晶胞计算——均摊法（以NaCl为例） 晶胞计算——均摊法 1.下图依次是金属钠(Na)、金属锌(Zn)、碘(I2)、氯化钠晶胞的示意图，数一数，它们分别平均含几个原子，氯化钠化学式？ Cl- Na+ 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.I2的一个晶胞的分子数=8×1/8+6×1/2=4 4.氯化钠的化学式：Cl- = 8×1/8+6×1/2=4 Na+=12×1/4+1=4 →离子晶体化学式只表示每个晶胞或晶体中各类粒子的最简整数比 晶胞计算——均摊法 计算晶胞中含有微粒数目的一般步骤： （1）明确微粒在晶胞中的位置关系； （2）按照位置关系的平均占有数及同一位置的微粒数目进行计算。 拓展延伸 非长方体晶胞中的粒子数的计算 正六棱柱晶胞中不同位置的粒子数的计算——六方晶胞 ①顶角上为6个晶胞共用； ②水平棱上为4个晶胞共用； ③面心为2个晶胞共用； ④上、下棱为4个晶胞共用； ⑤侧棱为3个晶胞共用 正三棱柱晶胞中不同位置的粒子数的计算 ①顶角上为12个晶胞共用； ②水平棱上为4个晶胞共用； ③面心为2个晶胞共用； ④上、下棱为4个晶胞共用； ⑤侧棱为6个晶胞共用 能力提升 根据离子晶体的晶胞结构，判断下列离子晶体的化学式：(A表示阳离子) A B C 化学式： AB 化学式： AB2 化学式： ABC3 科学家发现了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.Ti14C13 B.Ti4C4  C.TiC D.Ti13C14 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！ 一个气态团簇分子，其化学式就是其分子式，应直接数出原子数。 A 类型 本质特征 原子/分子归属 计算方法 团簇分子 独立的分子结构， 无共享原子 所有原子仅属于自身 直接数出所有原子的总数 晶胞 晶体重复单元，与周围晶胞共享 原子被多个晶胞共享 按共享比例 8个顶点 个体心 个面心 4 6 C =8×1/8＋6×1/2 ＝4 Si 4 SiC =8×1/8＋6×1/2＝4 F Ca 8 CaF2 C =8×1/8＋6×1/2+4＝8 晶体结构的测定 （1）测定仪器：X射线衍射仪 （2）测定原理： 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明锐的衍射峰。 晶体结构的测定——X射线衍射图 （1）晶胞的形状和大小 （2）分子或原子在微观空间有序排列呈现的对称类型 （3）原子在晶胞里的数目和位置 （4）结合晶体化学组成的信息推出原子之间的相互关系 根据原子坐标，可以计算原子间的距离，判断哪些原子之间存在化学键,确定键长和键角，得出分子的空间结构。 $