2024-2025學年新教材高中化學第3章晶體結(jié)構(gòu)與性質(zhì)第1節(jié)物質(zhì)的聚集狀態(tài)與晶體的常識第2課時晶胞晶體結(jié)構(gòu)的測定課件新人教版選擇性必修2

第一節(jié)物質(zhì)的聚集狀態(tài)與晶體的常識第二課時晶胞晶體結(jié)構(gòu)的測定素養(yǎng)目標學習要點1.了解晶胞,知道晶體是由晶胞“無隙并置”而成,能在三維空間角度認識微觀晶胞與宏觀晶體之間的聯(lián)系,培養(yǎng)宏觀辨識與微觀探析的化學核心素養(yǎng)。2.結(jié)合晶胞的結(jié)構(gòu)模型,通過分析推理、計算等方法認識晶胞的結(jié)構(gòu)、組成及其相互關(guān)系,培養(yǎng)證據(jù)推理與模型認知的化學核心素養(yǎng)。3.知道晶體X射線衍射是測定物質(zhì)結(jié)構(gòu)的基本方法和實驗手段,培養(yǎng)科學探究與創(chuàng)新意識的化學核心素養(yǎng)。一個特征:無隙并置。化學式的確定:均攤法。晶體結(jié)構(gòu)的測定:X射線衍射實驗。知識點晶胞晶體結(jié)構(gòu)的測定基礎(chǔ)落實?必備知識全過關(guān)知識點晶胞晶體結(jié)構(gòu)的測定1.定義描述晶體結(jié)構(gòu)的

叫做晶胞。

基本單元

2.晶體和晶胞的關(guān)系

晶胞不一定都是立方體常規(guī)的晶胞都是平行六面體。整塊晶體可以看作是數(shù)量巨大的晶胞“無隙并置”而成。任何間隙

平行

相同

形狀

種類

個數(shù)

3.晶胞中粒子數(shù)目的計算(1)銅晶胞①位于頂角上的銅原子為

個晶胞共用。

②位于面心上的銅原子為

個晶胞共用。

因此晶體銅中完全屬于某一晶胞的銅原子數(shù)是

。

82(2)NaCl晶胞①Cl-位于

和

,共有

個。

②Na+位于

和

,共有

個。

頂角

面心

4棱上

體心

4(3)幾種晶胞中原子數(shù)目的確定。結(jié)合圖示,鈉、鋅、碘、金剛石晶胞中含有原子的數(shù)目分別為

、

、

、

。

22884.晶體結(jié)構(gòu)的測定(1)測量原理

區(qū)分晶體和非晶體的可靠方法,常用儀器為X射線衍射儀單一波長的X射線通過晶體時,X射線和晶體中的

相互作用,會在記錄儀上產(chǎn)生分立的

或明銳的衍射峰。

(2)獲得的晶胞信息根據(jù)晶體的X射線衍射實驗圖,經(jīng)過計算,可以獲得包括晶胞

和大小、分子或原子在微觀空間有序排列呈現(xiàn)的

、原子在晶胞里的

和

等,以及結(jié)合晶體化學組成的信息推出原子之間的相互關(guān)系。

電子斑點

形狀

對稱類型

數(shù)目

位置

概念圖解無隙并置的結(jié)構(gòu)特點深度思考1.晶胞中有幾套平行棱?幾套平行面?2.對乙酸晶體進行X射線衍射實驗,能根據(jù)獲得的信息確定乙酸分子中的鍵長和鍵角嗎?

提示

3;3。

提示

可以。

教材圖解原子在晶胞的頂角、棱、面上以及晶胞內(nèi)時,一個晶胞平均占有的原子示意如圖:正誤判斷(1)晶胞中任何一個原子都屬于該晶胞。(

)提示

晶胞的頂角、棱上、面上的原子均為多個晶胞共用。(2)相鄰晶胞之間沒有任何間隙。(

)提示

晶胞平行排列而成,且相鄰晶胞之間沒有任何間隙。(3)不同的晶體中晶胞的大小和形狀都相同。(

)提示

相同晶體中晶胞的大小和形狀完全相同,不同晶體中的晶胞大小和形狀不一定相同。(4)已知晶胞的組成就可推知晶體的組成。(

)提示

知道晶胞的組成,利用“均攤法”即可推知晶體的組成。(5)“并置”是指所有晶胞都是平行排列的。(

)×√×√√重難突破?能力素養(yǎng)全提升探究角度1

晶胞與晶體的關(guān)系例1對于原子A的晶胞(如圖所示)的描述錯誤的是(

)A.該晶胞是所在晶體內(nèi)最小的平行六面體B.該晶胞的每個頂角上和每個面的面心上都各有一個原子C.平均每個晶胞中有14個原子D.含該晶胞的整塊晶體中,相鄰晶胞之間沒有任何間隙C解析

晶胞是最小的重復單元,為六方面心結(jié)構(gòu),A正確;該晶胞是六方面心結(jié)構(gòu),在晶胞的每個頂點上和每個面的面心上都各有一個原子,B正確;由于頂點為8個晶胞所共有,面為2個晶胞所共有,所以平均每個晶胞中含有的原子個數(shù)為

,即平均每個晶胞中有4個原子,C錯誤;晶胞是人為取出的結(jié)構(gòu)單元,實際上并不存在,整塊晶體中,相鄰晶胞之間無任何間隙,D正確?！咀兪皆O(shè)問】(1)A原子距離最近的A原子有幾個?(2)若晶胞的邊長為a,距離最近的原子之間的距離是多少?提示

12歸納總結(jié)晶胞“無隙并置”的理解A中8個頂角相同,三套各4根平行棱分別相同,三套各兩個平行面分別相同,

滿足“無隙并置”。B中8個頂角不同、C中4根平行棱不同、D中平行面不同,均不滿足“無隙并置”。(可設(shè)想將完全相同的平行六面體B、C或D與原圖并置,可知交界面上存在不為兩個平行六面體所共有的原子)[對點訓練1]下列有關(guān)晶胞的敘述錯誤的是(

)A.晶胞是描述晶體結(jié)構(gòu)的基本單元B.整塊晶體中,相鄰晶胞之間沒有間隙C.晶胞一般都是平行六面體D.晶胞都是正八面體D探究角度2

晶胞中粒子數(shù)目和化學式的確定例2現(xiàn)有四種晶體,其構(gòu)成粒子(均為單原子核粒子)排列方式如圖所示,其化學式分別為

;

;

;

。

ABEFXY3ZAB思路剖析解答本題的思維流程如下:[對點訓練2]某晶體的部分結(jié)構(gòu)為正三棱柱(如圖所示),這種晶體中A、B、C三種粒子數(shù)之比是(

)A.3∶9∶4 B.1∶4∶2C.2∶9∶4 D.3∶8∶4B[對點訓練3](1)Cu2O為半導體材料,在其立方晶胞內(nèi)部有4個氧原子,其余氧原子位于面心和頂點,則該晶胞中有

個銅原子。

(2)(魯科版教材習題改編)某種含B和N兩種元素的功能陶瓷,如圖為其晶胞結(jié)構(gòu)示意圖,則每個晶胞中含有B原子的個數(shù)為

,該功能陶瓷的化學式為

。

162BN(3)某晶體結(jié)構(gòu)模型如圖所示。該晶體的化學式是

,在晶體中1個Ti原子、1個Co原子周圍距離最近的O原子數(shù)目分別為

、

。CoTiO3612Ti原子位于晶胞的中心,其周圍距離最近的O原子位于6個面的中心,所以周圍距離最近的O原子數(shù)目為6;Co原子位于晶胞的頂點,O原子位于晶胞的面心,所以Co原子周圍距離最近的O原子數(shù)目為12。歸納總結(jié)“均攤法”計算晶胞中的粒子數(shù)(1)長方體(含正方體)晶胞中不同位置的粒子數(shù)的計算(如下圖)。(2)六棱柱晶胞中不同位置的粒子數(shù)的計算:

(3)正三棱柱晶胞中不同位置的粒子數(shù)的計算

探究角度3

晶體結(jié)構(gòu)的測定例3關(guān)于晶體和非晶體的說法,正確的是(

)A.晶體在三維空間里呈周期性有序排列,因此在各個不同的方向上具有相同的物理性質(zhì)B.晶體在熔化過程中需要不斷地吸熱,溫度不斷地升高C.普通玻璃在各個不同的方向上力學、熱學、電學、光學性質(zhì)相同D.晶體和非晶體之間不可以相互轉(zhuǎn)化C解析

晶體在三維空間里呈周期性有序排列,其許多物理性質(zhì)常常會表現(xiàn)出各向異性,A項不正確;晶體的熔點是固定的,所以在熔化過程中溫度幾乎不會變化,B項不正確;玻璃不屬于晶體,不具有物理性質(zhì)各向異性的特點,C項正確;在一定條件下,晶體和非晶體是可以相互轉(zhuǎn)化的,D項不正確。[對點訓練4]下列敘述錯誤的是(

)A.區(qū)分晶體與非晶體最科學的方法是對固體進行X射線衍射實驗B.外觀呈規(guī)則多面體的物質(zhì),內(nèi)部粒子在三維空間里一定呈周期性有序排列C.晶體具有各向異性,所以用紅熱的鐵針刺中涂有石蠟的水晶柱面,熔化的石蠟呈橢圓形D.通過晶體的X射線衍射實驗可以確定晶體分子的空間結(jié)構(gòu)B解析

具有規(guī)則幾何外形的固體不一定是晶體,如玻璃,B項錯誤。

學以致用·隨堂檢測全達標12345題組1晶體結(jié)構(gòu)的測定1.如圖所示是兩固體的微觀結(jié)構(gòu)示意圖,請認真觀察圖示,判斷下列說法正確的是(

)A.兩種物質(zhì)在一定條件下都會自發(fā)形成有規(guī)則幾何外形的晶體B.固體Ⅰ具有各向異性C.固體Ⅱ一定有固定的熔點D.二者的X射線衍射圖譜是相同的B12345解析

12345題組2晶胞與晶體的關(guān)系2.下列有關(guān)晶胞的敘述錯誤的是(

)A.晶胞是晶體結(jié)構(gòu)中最小的重復單元B.不同晶體中晶胞的大小和形狀不一定相同C.晶胞中的任何一個粒子都完全屬于該晶胞D.已知晶胞的結(jié)構(gòu)可推知晶體的組成C解析

晶胞中的粒子有的并不完全屬于該晶胞,如體心立方晶胞,立方體頂點的原子屬于該晶胞的只有

,C項錯誤。12345題組3晶胞中粒子數(shù)目和化學式的確定3.某離子化合物的晶胞如圖所示。陽離子位于晶胞的中心,陰離子位于晶胞的8個頂點上,則該離子化合物中陰、陽離子的個數(shù)比為(

)A.1∶8 B.1∶4C.1∶2 D.1∶1D12345解析

陰離子位于晶胞的8個頂點上,個數(shù)為8×=1;陽離子位于晶胞的中心,個數(shù)為1。123454.晶體中金屬原子有三