3.1.2 物质的聚集状态与晶体的常识课件2026-2027学年高二下学期化学人教版选择性必修二
2026-09-03
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29页
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普通
摘要:
该高中化学课件聚焦“晶胞”与“晶体结构的测定”核心内容,从晶胞概念切入,通过问题引导(如“如何判断晶胞”)结合铜晶体实例,逐步展开形状、判断方法、无隙并置排列,再到均摊法计算粒子数,形成递进式学习支架,衔接前后知识。
其亮点在于以科学思维为核心,通过典例精讲(如NaCl、金刚石晶胞计算)和问题驱动(如“铜晶胞含4个原子的原因”),培养证据推理与模型建构能力,结合X射线衍射仪实验介绍,落实科学探究与实践。知识梳理与实例结合,帮助学生构建结构化认知,教师可借助此资料提升教学效率。
内容正文:
第一节
物质的聚集状态与晶体的常识
第1课时
第三章 晶体结构与性质
1
2
1
本节重点
本节难点
晶胞
晶体结构的测定
知识导航
一、晶胞
1、概念:
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。这种描述晶体结构的基本单元叫做晶胞。
铜晶体
铜晶胞
知识梳理
2、形状——常规的晶胞都是平行六面体
①八个顶角相同
②三套各4根平行棱分别相同
③三套各两个平行面分别相同
铜晶体
铜晶胞
一、晶胞
知识梳理
如何判断一个结构是否是晶胞呢?
知识梳理
3、判断方法——平行六面体晶胞
晶胞是8个顶角相同
1
2
3
4
5
6
7
8
一、晶胞
知识梳理
三套各4根平行棱分别相同
三套各4根平行棱分别相同
(共12根棱)
棱上可以有粒子,可以没有粒子
3、判断方法——平行六面体晶胞
一、晶胞
知识梳理
三套各两个平行面分别相同的最小平行六面体
三套各两个平行面分别相同
(共6个面)
上
下
左
右
前
后
面上可以有粒子,可以没有粒子
3、判断方法——平行六面体晶胞
一、晶胞
知识梳理
结合所学内容并判断下列4个图中结构,属于晶胞的是________
A
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。
典例精讲
一般来说,晶胞都是____________体,整块晶体可以看作是数量巨大的晶胞“无隙并置”而成。
4、晶胞的排列
同一晶体中所有晶胞的_____________及其内部的原子 ___________及几何排列是完全相同的。
平行六面
“无隙”是指相邻晶胞之间___________。
“并置”是指所有晶胞都是__________排列的,取向________。
无任何间隙
平行
相同
形状
种类、个数
要点说明
一、晶胞
知识梳理
简单立方
体心立方
面心立方
几种常见的晶胞结构
一、晶胞
知识梳理
5、晶胞中粒子数目的计算——均摊法
为什么一个铜晶胞中只含4个铜原子?
铜晶体
铜晶胞
一、晶胞
知识梳理
5、晶胞中粒子数目的计算——均摊法
晶胞内时,1个晶胞平均占有的原子
晶胞棱上的原子是4个晶胞共用的
晶胞的顶角原子是8个晶胞共用的
晶胞面上的原子是2个晶胞共用的
晶胞内
晶胞棱
晶胞的顶角
晶胞面
1
2
4
3
7
6
8
5
2
1
3
4
1
2
1
平行六面体
一、晶胞
均摊法:如果某个粒子被n个晶胞共享,则该粒子有1/n属于一个晶胞。
知识梳理
顶角位置:
铜晶胞平均含有的铜原子数目
8
1
8× =1
铜晶胞
1
2
4
3
7
6
8
5
5、晶胞中粒子数目的计算——均摊法
一、晶胞
知识梳理
面上位置:
铜晶胞平均含有的铜原子数目
2
1
6× =3
铜晶胞
2
1
3
4
5、晶胞中粒子数目的计算——均摊法
一、晶胞
知识梳理
铜晶胞平均含有的铜原子数目
金属铜的一个晶胞的原子数
2
1
8
1
= 8× + 6× =4
铜晶胞
5、晶胞中粒子数目的计算——均摊法
一、晶胞
知识梳理
计算晶胞中含有微粒数目的一般步骤
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
明确微粒在晶胞中的位置关系
一、晶胞
知识梳理
Na晶胞
Zn晶胞
I2晶胞
8× +1=2
8
1
8× +6× =4(I2)
2
1
8
1
8× +1=2
8
1
练习1:
课本74页,思考与讨论
典例精讲
金刚石晶胞
8× +6× +4=8
2
1
8
1
金刚石的一个晶胞中,位于晶胞顶点的碳原子有 个,位于面心的碳原子有
个,位于晶胞内的碳原子有 个,金刚石晶胞中所含的碳原子数为 。
8
6
4
8
1个金刚石晶胞含有几个碳原子呢?
练习2:
典例精讲
所有的晶胞都是平行六面体吗?
六棱柱(六方)晶胞
三棱柱晶胞
晶胞不一定都取平行六面体
一、晶胞
知识梳理
六棱柱
体心
1
面心
1/2
棱边
横1/4 竖1/3
顶点
1/6
六棱柱
一、晶胞
5、晶胞中粒子数目的计算——均摊法
知识梳理
体心
1
面心
1/2
棱边
横1/4 竖1/6
顶点
1/12
三棱柱
三棱柱
一、晶胞
5、晶胞中粒子数目的计算——均摊法
知识梳理
6、晶体(晶胞)密度计算 (立方晶胞)
确定晶胞中粒子个数 N
物质的化学式
晶胞的质量
确定晶胞的体积
晶胞的密度
a3
常用到的单位换算: 1m=102cm=109nm=1012pm
一、晶胞
知识梳理
自然形成的晶体多种多样,千姿百态,鬼斧神工:
那么,测定这些晶体的结构呢?
知识梳理
二、晶体结构的测定
1、常用仪器:_____________。
X射线衍射仪
2、测定过程:
当单一波长的X射线通过晶体时,X射线和晶体中的_____________相互作用,会在记录仪上产生 或者 。
电子
分立的斑点
明锐的衍射峰
单晶衍射图
非晶态和晶态SiO2 粉末衍射图谱的对比
知识梳理
棱上位置:12× =3
4
1
下图所示是NaCl的晶胞,它含有几个钠离子和氯离子?晶胞中钠离子和氯离子的个数比是多少?
NaCl晶胞
棱上
体心
Na+位于_______和_______
晶胞内位置:1×1=1
氯化钠的一个晶胞的钠离子数=12× +1×1=4
4
1
典例精讲
下图所示是NaCl的晶胞,它含有几个钠离子和氯离子?晶胞中钠离子和氯离子的个数比是多少?
NaCl晶胞
顶点
面心
Cl-位于_______和_______
顶点位置:8× =1
8
1
面心位置:6× =3
2
1
氯化钠的一个晶胞的氯离子数=8× +6× =4
8
1
2
1
晶胞中钠离子和氯离子的个数比是 1∶1
典例精讲
通过晶体的X射线衍射实验获得衍射图后,经过计算可以从衍射图形获得晶体结构的有关信息。
四、晶体结构的测定
知识梳理
第一节
物质的聚集状态与晶体的常识
第2课时
晶体结构的测定
晶胞
X射线衍射法
信息: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,以及结合晶体化学组成的信息推出原子之间的相互关系
概念
晶胞与晶体的关系
晶胞中粒子数目的计算
判断方法
计算晶胞中含有微粒数目的一般步骤
课堂小结
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相关资源
示范课
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