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

第一节 物质的聚集状态与晶体的常识 第三章 晶体结构与性质 第2课时 晶胞 1 课程标准 核心素养目标 　　1.了解晶体中微粒的空间排布存在周期性，认识简单的晶胞。 　　2.知道晶体X射线衍射是测定物质结构的基本方法和实验手段。 　　1.证据推理与模型认知：基于晶体中粒子的空间排布存在周期性，认识简单的晶胞，构建晶胞结构模型，利用“均摊法”计算简单晶胞中粒子的数目。 　　2.科学探究与创新意识：体会现代实验手段（X射线衍射实验）在化学研究中的作用，感受化学研究创新发展的前沿与方向。 新课导入 晶胞 1、晶胞：描述晶体结构的基本单元。 铜晶胞 铜晶体结构 铜晶胞 点阵图 堆积图 晶胞是晶体中最小的结构重复单元。 是晶体中最小的结构重复单元 2、晶胞与晶体的关系 ②整块晶体可以看作是数量巨大的晶胞“无隙并置”而成。 ①常规的晶胞都是平行六面体。 无隙：相邻晶胞之间没有任何间隙。 并置：所有晶胞平行排列，取向相同。 ③所有晶胞的形状及其内部的原子 种类、个数及几何排列均完全相同。 平移重合 其边长不一定相等也不一定垂直 3、 判断晶胞的方法 （以铜晶胞为例） 8 个顶角相同 三套各2个平行面分别相同 三套各4根平行棱分别相同 平行六面体 判断晶胞 4、 常见的晶胞类型 简单立方 体心立方 面心立方 8个顶角上有粒子 8个顶角上有粒子 6个面的面心上均有1个粒子 8个顶角上有粒子 体心有1个粒子 ◆微辨析（对的画“√”，错的画“×”） （1）从晶体中截取的晶胞都是立方体形结构（ ） （2）每个常规的晶胞有3套各4根平行棱，3套各两个平行面 （ ） （3）处于晶胞顶角的粒子一定被8个同样的晶胞所共用 （ ） （4）X射线衍射实验是研究晶体结构最可靠的科学方法 （ ） × √ × √ 晶胞中粒子数目的计算 一个金属铜晶胞中平均含有几个铜原子？ 均摊法：某个粒子若被n个晶胞所共用，则该粒子有1/n属于这个晶胞 顶角： 棱上： 面上： 体心： 1 8 1 4 1 2 1 铜晶胞 试着计算一个铜晶胞中含有几个铜原子 顶角位置： 面上位置： 金属铜的一个晶胞的原子数＝8× ＋ 6× ＝4 2 1 8 1 8× ＝1 8 1 6× ＝3 2 1 铜晶胞中铜原子在立方体中的位置： 【思考与讨论】(教材P74) Na 8× ＋1×1＝2 8 1 Zn 8× ＋1×1＝2 8 1 I2 ( 8× ＋6× ) 8 1 2 1 8× ＋6× ＋4×1＝8 8 1 2 1 金刚石 ×2 ＝8 4个 I2 分子 8个 I 原子 下图所示是NaCl的晶胞，它含有几个钠离子和氯离子？ Na+ 个数： Cl- 个数： 8个顶角、6个面上 12个棱上、1个体心 8× ＋6× ＝4 2 1 8 1 12× ＋1 ＝4 4 1 晶胞中钠离子和氯离子的个数比是多少？ Na+ ：Cl- = 1:1 一个晶胞含4个NaCl 化学式为 NaCl （最简整数比） 一个晶胞含4个Na+和4个Cl- 晶体化学式的确定 晶体的化学式——粒子个数的最简整数比 根据均摊法计算出1个晶胞中各微粒的个数，再取最简整数比。 (1)元素铜的一种氯化物晶体的晶胞结构如图所示，该氯化物的化学式是 　。 CuCl Cu个数： Cl 个数： 4 Cu Cl 【例1】 铝和铁可形成多种合金，其中一种Al⁃Fe合金的晶胞如图所示，则该合金的化学式为（ ） A.Fe2Al　　　　　　　B.FeAl C.FeAl2　　　　　　　D.Fe3Al2 A 晶体化学式的确定 (2)利用“卤化硼法”可合成含B和N两种元素的功能陶瓷， 如图为其晶胞结构示意图，该陶瓷的化学式为　　　。  BN N个数： B个数： (3)某晶体结构模型如图。该晶体化学式是　　　　　。  CoTiO3 O 个数： Co 个数： Ti 个数： 1 B N 电负性：N＞B N 显负价，B 显正价 化学式：正价前，负价后 Co2+ 、Ti4+ 化学式：价态从低到高 (4)有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，它的化学式为（ ） A、Ti14C13 B、TiC C、Ti14C4 D、Ti4C3 A 晶体化学式的确定 提示：这是一个分子， 不是晶胞！ 注意：团簇分子与晶胞不同，是独立的分子，所有原子均为该分子所有。 所含微粒为其本身所有，不与其他分子共用,其化学式就是其分子式，应直接数出原子数。 拓展：所有的晶胞都是平行六面体吗？ 正六棱柱晶胞（六方晶胞） 晶胞不一定都是平行六面体 注意：正三棱柱不具有平移性，不能无隙并置，所以正三棱柱不是晶胞，但仍然可以用均摊法计算粒子数 若晶胞不是立方体，如何利用均摊法？ 正六棱柱晶胞 正六边形度数为120°，每个顶点6个晶胞共用 顶角： 侧棱： 上、下棱： 面上： 体心： 1 2 1 6 1 3 1 4 1 新课程85页 Lavf59.27.100 Packed by Bilibili XCoder v2.0.2 $