3.2晶胞和晶体结构的测定课件高二下学期化学人教版选择性必修2

物质的聚集状态与晶体常识第三章·第一节库老师化学课堂第二课时晶胞晶体结构的测定物质食盐干冰金刚石石英样品结构晶体是内部微粒(原子、离子或分子)在三维空间里呈周期性排列而构成的具有规则几何外形的固体。自然界中，有很多不同的晶体，如何描述晶体中的微粒在空间的排列规律呢？在晶体微观空间里取出一个基本重复单元不就行啦~。PART01晶

胞一维空间排列最紧密排列晶

胞二维平面堆积方式非紧密排列最紧密排列晶

胞三维平面堆积方式晶

胞晶

胞概念：晶胞是描述晶体结构的

晶胞基本单元晶

胞晶胞的结构与类型简单立方晶胞的结构与类型晶胞的结构与类型简单立方体心立方面心立方晶胞的结构与类型晶胞的结构与类型简单立方体心立方面心立方难道所有的晶胞都是小方块嘛？？？晶胞的结构与类型六方晶胞六方堆积晶胞的结构与类型六棱柱（六方）晶胞三棱柱晶胞晶胞的结构与类型晶胞不一定都取平行六面体晶胞的结构与类型简单立方体心立方面心立方六方堆积，三棱柱等吖，瓦达西是我草率了呢~晶胞不一定都取平行六面体那么，咋判断一个“方疙瘩”是否是晶胞呢？晶胞的结构与类型晶胞的结构与类型可以利用结构特点来判断常规的晶胞都是

，整块晶体可以看作是数量巨大的晶胞“

”而成。(1)“无隙”：相邻晶胞之间没有任何

。(2)“并置”：所有晶胞都是

排列的，取向

。(3)所有晶胞的

及其内部的

、

及

（包括取向）是完全相同的。

平行六面体无隙并置间隙平行相同

形状原子种类个数几何排列平行六面体无隙并置晶胞基本都是平行六面体晶胞在晶体中“无隙并置”晶胞的结构与类型所以，下图中的晶胞是指”大立方体”呢？还是”小立方体”？为什么？不是晶胞晶胞具有相同的顶角、相同的平行面和相同的平行棱晶胞的结构与类型下图中的晶体结构满足晶胞的特点吗？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。ABCD晶胞的结构与类型还不会？试试“平移复原”法判断晶胞的方法：平移复原法晶胞晶体无隙并置平移复原将任意晶胞沿着晶胞的周期性排列方向移动到相邻或其他晶胞时，能够完全重合，过程中无须转动或改变方向。各晶胞之间无缝隙平行排列，取向相同各个晶胞完全等同（组成和几何空间），且晶胞间共顶角、共棱、共面另一种表述

无隙并置的结构特点：当把晶胞还原到晶体中去时，该晶胞周边的原子实际是与相邻晶胞共享的。晶胞的结构与类型

注：共

享

？？简单立方晶胞含有几个原子？8铜晶胞含有几个铜原子呢？14

晶胞中粒子数目的计算晶胞中粒子数目的计算8个晶胞共用一个粒子.顶点原子为8个晶胞共享顶点原子在晶胞中的份额为：简单立方晶胞含有几个原子？188×1/8＝1晶胞中粒子数目的计算体心原子完全属于该晶胞顶点原子在晶胞中的份额为：8×1/8＋1＝2晶胞中粒子数目的计算124376851221341体心：1面心：顶点：棱边：均摊法814121晶胞中粒子数目的计算平行六面体(立方体形)晶胞中粒子数目的计算。①晶胞的顶角原子是

个晶胞共用；②晶胞棱上的原子是

个晶胞共用；③晶胞面上的原子是

个晶胞共用。④内部的粒子则完全属于该晶胞如金属铜的一个晶胞(如图所示)均摊到的原子数为

。

一个晶胞中含有粒子总个数：顶点数×+棱边数×

+面心数×+体心数１８１４１２842【即学即练2】1.结合图示，钠、锌、碘、金刚石晶胞中含有原子的数目分别为

2

、

2

、

8

、

8

。钠、锌、碘、金刚石晶胞图Na金刚石ZnI2钠、锌晶胞都是：8×1/8+1=2；碘：(8×1/8+6×1/2)×2=8；金刚石：8×1/8+6×1/2+4=8。【即学即练2】2．现有四种晶体，其构成粒子(均为单原子核粒子)排列方式如下图所示，其化学式正确的是A．

B．C．

D．√3．晶体内微粒总是按周期性规律重复排列，反映其结构特点的基本重复单位为晶胞，晶体可视为晶胞经平移无隙并置而成。以下是某些晶体的局部结构，可做为晶胞的是【即学即练2】A．B．C．D．√均摊法确定晶胞中粒子的个数均摊法：若某个粒子为n个晶胞所共有，则该粒子的1/n属于这个晶胞。(1)长方体形(正方体形)晶胞中不同位置的粒子数的计算：均摊法确定晶胞中粒子的个数(2)六棱柱晶胞中不同位置的粒子数的计算：含有原子数？柱内原子完全属于该晶胞面心原子份额为1/2顶点原子属于该晶胞几分之一?

1/6微粒数为：12×1/6＋2×1/2＋3＝

6

含有原子数？柱内原子完全属于该晶胞面心原子份额为1/2顶点原子属于该晶胞1/6

均摊法确定晶胞中粒子的个数(2)六棱柱晶胞中不同位置的粒子数的计算：均摊法确定晶胞中粒子的个数(3)均摊法在计算其他结构晶胞中微粒数的应用其他结构晶胞中微粒数目的计算同样可以用均摊法，其关键是根据立体结构特点分析某处微粒被几个晶胞共用。均摊法确定晶胞中粒子的个数如：某晶体的晶胞结构如图所示，该晶胞中，1个A微粒为12个晶胞共用，1个C微粒为1个晶胞所有，而B微粒分两种情况；位于上底面和下底面棱上的B微粒被4个晶胞共用，位于侧面棱上的B微粒被6个晶胞共用，则一个晶胞中包含的A、B、C三种微粒的数目分别是½、2、1，则该晶体的化学式(按A、B、C顺序)为AB4C2。晶体密度的计算ρ＝

(n0：晶胞包含的物质组成个数，M：该物质组成的摩尔质量，a：晶胞边长，NA：阿伏加德罗常数。例如：如图是CsCl晶体的一个晶胞，相邻的两个Cs＋的核间距为acm，NA为阿伏加德罗常数，CsCl的摩尔质量用Mg·mol－1表示，则CsCl晶体的密度为ρ＝

g·cm－3。PART02晶体结构的测定晶体结构的测定1．测定晶体结构最常用、最可靠的仪器是

。在X射线通过晶体时，X射线和晶体中的电子相互作用，会在记录仪上产生

或

。X射线衍射仪分立的斑点明锐的衍射峰X射线管铅板晶体样品记录仪X射线衍射仪衍射图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/°晶体能产生明锐的衍射峰晶体结构的测定2．由衍射图形获得晶体结构的信息包括晶胞形状和大小、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。晶体结构的测定【如】通过对乙酸晶体进行测定，可以得出乙酸晶胞，每个晶胞中含有________个乙酸分子，并可通过计算分析，确定________和________，从而得出分子的空间结构。晶体结构的测定得到晶胞含4个乙酸分子测定原子坐标，计算原子距离，判断化学键，确定键长和键角乙酸晶体乙酸晶胞乙酸分子的空间结构4键长键角【即学即练3】1

下列说法中不正确的是(

)A．晶体的X射线衍射实验中，单一波长的X射线通过晶体，记录仪上产生分立的斑点或明锐的衍射峰B．分析X射线衍射图可获得晶胞形状和大小、原子在晶胞里的数目和位置等信息C．根据原子坐标可以计算原子间的距离D．通过晶体X射线衍射图不能获得键长、键角等有关化学键的信息√【终极拓展】：原子坐标参数ABCDEFGH1、一般以坐标轴所在立体图形的棱长为1个单位。2、从原子所在位置分别向x、y、z轴作垂线，所得坐标轴上的截距即为该原子的分数坐标。x轴y轴z轴A(0,0,0)B(1,0,0)C(1,1,0)D(0,1,0)E(0,1,1)F(0,0,1)G(1,0,1)H(1,1,1)x轴y轴z轴ABCDEGHFIKJLA(0,0,0)B(0,1,0)C(1,1,0)D(1,0,0)I(0,1,1)J(0,0,1)K(1,0,1)L(1,1,1)12E(0,1,)F(1,1,)G(1,