3.1.2晶胞 课件-2026-2027学年高二下学期化学人教版选择性必修2

第三章 晶体结构与性质 第1节 晶体的常识 第2课时 晶胞 使用新教材时，直接使用此课件 1 本节课内容知识点结构图位于下页PPT 晶体 化学微粒 周期性 有序排列 基本重复单元 选取 研究晶体的结构，如何入手？是否需要研究构成晶体的所有部分？ 只需研究基本重复单元 晶胞 晶体 得到 复 习 引 入 4 一、晶胞相关概念 铜晶体 铜晶胞 ①定义：描述晶体结构的基本单元 1.定义及特征 晶胞的来源，稍微分开一定的距离.底面是平行四边形的四棱柱叫做平行六面体.直平行六面体：侧棱与底面垂直的平行六面体叫直平行六面体 5 ②形状：常规的晶胞都是平行六面体 ③特征： 八个顶角相同 三套各四根平行棱分别相同 三套各两个平行面分别相同 晶胞的来源，稍微分开一定的距离.底面是平行四边形的四棱柱叫做平行六面体.直平行六面体：侧棱与底面垂直的平行六面体叫直平行六面体，图中是两种平行六面体，下面是特殊的 6 判断下列六面体是否是晶胞？ 深度思考 晶胞不一定都取平行六面体 晶体可以看作是数量巨大的晶胞“无隙并置”而成。 “无隙” 指相邻的晶胞之间没有任何间隙；一个晶胞 与相邻的晶胞完全共顶点、共棱、共面 “并置” 指所有晶胞都是平行排列的，取向相同。 一个晶胞到另一个晶胞只需平移，不需转动(通过上、下、左、 右、前、后的平移能与下一个晶胞全重合) 2、与晶体的关系 铜晶体 无隙并置 本页的图不错 10 思考：一个铜晶胞中的铜原子数是多少？ 14 ？ 4 ？ 3、均摊法 顶角 1/8 1 2 4 3 7 6 8 5 2 1 棱 3 4 1/4 面上 1 2 1/2 体内 1 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 属于这个晶胞 ①长方体(含正方体)晶胞中不同位置的粒子数的计算(如下图) 思考：一个铜晶胞中的铜原子数是多少？ 14 ？ 4 ？ 熟悉了均摊法后再计算一下 17 思考：下图中的 NaCl 晶胞中，含有几个钠原子和氯原子？ 8× + 6× = 4 氯原子数 = 12× + 1= 4 钠原子数 = 晶体化学式确定——晶胞内不同微粒的个数最简整数比 此例引出晶体化学式的确定,可以加个标题“4、化学式的确定” 18 下图依次是金属钠（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? 思考 P74 钠原子数 = 锌原子数 = 8× 1/8 +1 = 2 8× 1/8 +1 = 2 碳原子数 = 碘原子数 = 8× 1/8 + 6×1/2 + 4 = 8 (8× 1/8 +6×1/2)×2 = 8 ②六方晶胞中粒子的计算方法 顶角：1/6 上、下棱：1/4 侧棱：1/3 面上：1/2 内部1 ③正三棱柱晶胞中粒子的计算方法 不 顶点：1/12 侧棱：1/6 内部：1 上下棱：1/4 准 晶 [问题]我们学习了晶体、非晶体和晶胞等概念。2011年，以色列化学家谢赫特曼(D.Shechtman)因发现准获诺贝尔化学奖。那么，什么是准晶呢？ 准晶是一种介于晶体和非晶体之间的固体结构。在准晶的原子排列中，其结构是长程有序的，有晶胞，这一点和晶体相似；但是准晶不具备平移对称性，这一点又和晶体不同。准晶的特点之一就是五次对称性。在准晶中，原子之间的距离之比也往往趋近于黄金分割数0.618值。准晶的另一特点是准周期性。准晶体具有独特的属性，坚硬又有弹性、非常平滑，而且，与大多数金属不同的是，其导电、导热性很差。 图2银铝准晶体的原子模型 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，在记录仪上形成衍射图谱。人们对衍射图的数据进行处理，即可获得晶体结构的有关信息。 一种X射线衍射仪 X射线管 铅板 晶体样品 记录仪 衍射方向 衍射强度 二、晶体结构的测定 X射线管 铅板 晶体 晶体能产生分立的斑点 1. 衍射方向 ——晶胞的形状、大小与取向 非晶体衍射图谱 数据处理 晶体的周期性结构 15 20 25 30 35 2θ/° 晶体能产生明锐的衍射峰 2. 衍射强度 ——原子的种类与位置 晶态SiO2 非晶态SiO2 由X射线衍射实验的结果还可以进一步测定分子结构。 26 原子的种类与位置 衍射强度 综合分析 X射线衍射测定分子结构 衍射方向 甲烷晶体 a 边长为a的立方晶胞 C、H原子间的距离 是否存在 化学键 确定键长、键角 问题解决 思路·方法 3.X射线衍射测定分子结构 课 堂 练 习 1.因生产金属铁的工艺和温度等因素不同，产生的铁单质的 晶体结构、密度和性质均不同，对铁晶体用X射线衍射进行测 定，测得A、B两种晶胞，其晶胞结构示意图如下： 则A、B两种晶胞中含有的铁原子数分别是：____、____。 2 4 小杨老师 15521324728 版权归属于微信公众号：杨sir化学 侵权必究 2.下图为高温超导领域的一种化合物——钙钛矿晶体结 构，该结构是具有代表性的最小重复单元。 1）在该物质的晶体中，每个钛离子周围与它最接近且距离相等的钛离子共有 个 2）该晶体结构单元中, 氧、钛、钙离子的个数比是 。 6 3 : 1 : 1 Ti O Ca O：12×1/4＝3 Ti: 8 ×1/8＝1 Ca：1 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 C 本节课到此结束 $