物質(zhì)的聚集狀態(tài)與晶體的常識(shí) 課件 【高效課堂+備課精研】 高二化學(xué)人教版（2019）選擇性必修2

第三章晶體結(jié)構(gòu)與性質(zhì)第一節(jié)物質(zhì)的聚集狀態(tài)與晶體的常識(shí)第2課時(shí)三、晶胞1、晶胞：描述晶體結(jié)構(gòu)的基本單元銅晶體晶體與晶胞的關(guān)系可用蜂巢與峰室的關(guān)系比喻，然而蜂巢是有形的，晶胞是無形的，是人為劃定的。蜂巢與蜂室銅晶胞上前后左右下三、晶胞觀察思考觀察下列晶胞結(jié)構(gòu)，體會(huì)晶胞的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)。CaTiO3ZnSI2小結(jié)晶胞的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)平行六面體8個(gè)頂角相同3套各2個(gè)平行面分別相同3套各4根平行棱分別相同晶胞三、晶胞1、晶胞：描述晶體結(jié)構(gòu)的基本單元2、特征：一般來說，晶胞通常是一個(gè)平行六面體決定了一個(gè)晶胞的上、下、左、右、前、后都有與之完全相同的晶胞與其無隙并置。無隙：指相鄰的晶胞之間共用頂角、共用棱、共用面，沒有任何間隙。并置：指所有晶胞都是平行排列的，取向相同。因此一個(gè)晶胞到另一個(gè)晶胞只需平移晶胞框架，無需任何轉(zhuǎn)動(dòng)。三、晶胞——無隙并置三、晶胞例、銅晶體的一個(gè)晶胞中含有_____個(gè)銅原子4三、晶胞練、某晶胞的結(jié)構(gòu)如圖所示，這種晶體中A、B、C三種粒子數(shù)之比是()A.3:9:4B.1:4:2C.2:9:4D.3:8:4B解析：A=6×1/12=1/2B=3×1/6＋

6

×1/4

=2C=1×1=1三、晶胞整理歸納均攤法計(jì)算晶胞的組成方法：某個(gè)粒子為n個(gè)晶胞所共有，則該粒子有1/n屬于該晶胞頂點(diǎn)面心棱邊體心三、晶胞整理歸納均攤法計(jì)算晶胞的組成頂點(diǎn)棱邊面心體心立方體1/8

1/4

1/2

1三棱柱六棱柱1/12水平1/4

豎1/61/6水平1/4

豎1/31/211/21三、晶胞練、石墨晶體的層狀結(jié)構(gòu)，層內(nèi)為平面正六邊形結(jié)構(gòu)(如圖)，圖中平均每個(gè)正六邊形占有C原子數(shù)為____個(gè)、占有的碳碳鍵數(shù)為____個(gè)。碳原子數(shù)目與碳碳化學(xué)鍵數(shù)目之比為______。2:323三、晶胞Na+Cl?例、(1)每個(gè)晶胞中平均有____個(gè)Na＋，____個(gè)個(gè)Cl?；(2)在NaCl晶體中，每個(gè)Na＋周圍最近距離的Cl?有___個(gè)；每個(gè)Cl?周圍最近距離的Na＋有___個(gè)。(3)在NaCl晶體中，每個(gè)Na＋周圍最近距離的Na＋有____個(gè)；每個(gè)Cl?周圍最近距離的Cl?有____個(gè)。(4)該晶胞中，若兩個(gè)距離最近的Na＋核間距為a

cm，則晶體的密度ρ＝_______g·cm?3。44661212拓展：晶體的密度計(jì)算ρ＝

＝

Z·M

abc·NA

Z·M

V·NA

晶體的密度ρ：晶體的密度(一般是g·cm?3)Z：1個(gè)晶胞中化學(xué)式數(shù)目M：化學(xué)式的摩爾質(zhì)量(g·mol?1)V：

1個(gè)晶胞的體積(一般是cm3)NA：阿伏伽德羅常數(shù)(mol?1)abc：晶胞參數(shù)(一般是pm或nm)單位換算：1cm＝107nm＝108?＝1010pm注意晶胞體積計(jì)算時(shí)的單位換算拓展：晶體的密度計(jì)算Na+Cl－(4)該晶胞中，若兩個(gè)距離最近的Na＋核間距為acm,則晶體的密度ρ=___g·cm?3acm晶胞的邊長:晶胞的體積:ρ

==Z·M

abc·NA

4×58·52√2a3

×NA√2a

cm2√2a3

cm3=58·5√2a3·NAg·cm?32acmρ＝

＝

Z·M

abc·NA

Z·M

V·NA

高考真題中的晶胞問題(18?國Ⅲ)金屬Zn晶體中的原子堆積方式如圖，六棱柱底邊邊長為a

cm，高為c

cm，阿伏伽德羅常數(shù)的值為NA，Zn的密度為_______g·cm?3(列出計(jì)算式)。ρ

=Z·M

abc·NA

6×656××a2c×NA34√=高考真題中的晶胞問題[2021湖南卷]下圖是Mg、Ge、O三種元素形成的某化合物的晶胞示意圖。己知化合物中Ge和O的原子個(gè)數(shù)比為1:4，圖中Z表示_____原子(填元素符號(hào))，該化合物的化學(xué)式為____________。OMg2GeO48416頂點(diǎn)：

8×1/8=1棱上：

4

×1/4=1面心：

6

×1/2=3體內(nèi)：

3

×1=3高考真題中的晶胞問題[2021湖南卷]下圖是Mg、Ge、O三種元素形成的某化合物的晶胞示意圖。Mg2GeO48416已知該晶胞的晶胞參數(shù)分別為a

nm、b

nm、c

nm，α=β=γ=90?，則該晶體的密度ρ=______________g·cm?3。(NA為阿伏加德羅常數(shù)的，值相對原子質(zhì)量：O16Mg24Ge73)740abcNA×1021高考真題中的晶胞問題[2021全國乙卷]AlCr2具有體心四方結(jié)構(gòu)，如圖所示。處于頂角位置的是_______原子。設(shè)Cr和Al原子半徑分別為rCr和rAl，則金屬原子空間占有率為_______%(列出計(jì)算表達(dá)式)。Al8πrAl＋16πrAl3a2c×10033四、晶體結(jié)構(gòu)的測定化學(xué)博覽備受垂青的X射線衍射實(shí)驗(yàn)19011914物理學(xué)獎(jiǎng)1915物理學(xué)獎(jiǎng)1936化學(xué)獎(jiǎng)1962化學(xué)獎(jiǎng)1964化學(xué)獎(jiǎng)1980化學(xué)獎(jiǎng)1985化學(xué)獎(jiǎng)……發(fā)現(xiàn)X射線，獲物理學(xué)獎(jiǎng)倫琴發(fā)現(xiàn)X射線在晶體中的衍射效應(yīng)勞厄用X射線衍射研究晶體結(jié)構(gòu)布拉格父子利用X射線等技術(shù)研究分子結(jié)構(gòu)德拜佩魯茨X射線衍射法測定蛋白質(zhì)晶體結(jié)構(gòu)X射線衍射法測定復(fù)雜晶體與大分子結(jié)構(gòu)X射線衍射確定DNA核苷酸順序與基因結(jié)構(gòu)發(fā)展了X射線衍射確定晶體與分子結(jié)構(gòu)的方法Hauptman與KarleX射線衍射實(shí)驗(yàn)給我們提供了哪些關(guān)于晶體結(jié)構(gòu)的信息呢？四、晶體結(jié)構(gòu)的測定

當(dāng)單一波長的X射線通過晶體時(shí)，X射線和晶體中的電子相互作用，在記錄儀上形成衍射圖譜。人們對衍射圖的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，即可獲得晶體結(jié)構(gòu)的有關(guān)信息。學(xué)科前沿X射線管鉛板晶體樣品記錄儀衍射方向衍射強(qiáng)度一種X射線衍射儀四、晶體結(jié)構(gòu)的測定X射線管鉛板晶體1、衍射方向——晶胞的形狀、大小與取向數(shù)據(jù)處理晶體的周期性結(jié)構(gòu)晶