鲁科版选修3 第3章第1节 认识晶体（第2课时） 学案.doc

第2课时晶体结构的最小重复单元晶胞学习目标定位知道晶胞的概念及其与晶体的关系，会用“切割法”(或“均摊法”)确定晶胞中微粒的数目和晶体的化学式。一、晶胞及其所含微粒数的计算方法1由于晶体的微粒在微观空间中是呈现有规律的周期性排列，因此，在描述晶体在微观空间里原子的排列时，常从晶体中“截取”一个具有代表性的基本单元。(1)晶体结构中_叫晶胞。(2)一般来说，晶胞都是_。(3)晶胞只是晶体微粒空间里的一个基本单元，在它的上下左右前后无隙并置地排列着无数晶胞，而且所有晶胞的形状及其内部含有的原子种类、个数及几何排列都是完全_的。2金属铜的晶胞为面心立方晶胞，如图所示。铜晶体面心立方晶胞及其切割示意图观察分析上图，回答下列问题：(1)位于顶角上的铜原子为_个晶胞共有。(2)位于面心上的铜原子为_个晶胞共有。(3)晶体铜中完全属于某一晶胞的铜原子数是_。3晶胞中微粒数的计算计算一个晶胞中实际拥有的微粒数，常用“切割法”(或“均摊法”)。即某个微粒为n个晶胞所共有，那么切割后的每个晶胞对这个微粒分得的份额是_。(1)平行六面体形(正方体)晶胞中不同位置的微粒数的计算处于顶点上的微粒，同时为_个晶胞所共有，每个微粒有_属于该晶胞。处于棱边上的微粒，同时为_个晶胞所共有，每个微粒有_属于该晶胞。处于晶面上的微粒，同时为_个晶胞所共有，每个微粒有_属于该晶胞。处于晶胞内部的微粒，则_属于该晶胞。(2)非平行六面体形晶胞中微粒数的计算非平行六面体形晶胞中微粒数的计算方法要根据具体情况而定。如计算六方晶胞中的微粒数：处于顶点的微粒，为_个晶胞共用，每个微粒有_ 属于该晶胞。处于面心的微粒，为_个晶胞共用，每个微粒有_属于该晶胞。处于体内的微粒，_属于该晶胞。如右图，六方晶胞中所含的微粒数为_。1.晶体是由无数个晶胞堆积得到的。知道晶胞的大小和形状以及晶胞中粒子的种类、数目和粒子所处的空间位置，就可以认识整个晶体的结构。2晶胞中微粒个数的计算，其关键是正确分析晶胞中任意位置上的一个微粒被_所共用。不同_的晶胞，情况不同。3a1型最密堆积为面心立方晶胞如cu，a3型最密堆积为六方晶胞如mg。1下列有关晶胞的叙述，正确的是()a晶胞的结构就是晶体的结构b不同的晶体中晶胞的大小和形状都相同c晶胞中的任何一个粒子都属于该晶胞d已知晶胞的组成就可推知晶体的组成2现有甲、乙、丙(如下图)三种晶体的晶胞(甲中x处于晶胞的中心，乙中a处于晶胞的中心)，可推知：甲晶胞中x与y的个数比是_，乙晶胞中a与b的个数比是_，丙晶胞中有_个c离子，有_个d离子。二、晶体化学式的确定1如下图所示为某晶体的一个晶胞，该晶体由a、b、c三种基本粒子组成。试根据图示判断，该晶体的化学式是_。2.如图为高温超导领域里的一种化合物钙钛矿晶体结构，该结构是具有代表性的最小重复单元。(1)在该物质的晶体中，每个钛原子周围与它最接近且距离相等的氧离子、钙离子、钛离子各有_个、_个、_个。(2)该晶体结构中，元素氧、钛、钙的离子个数比是_，该物质的化学式可表示为_。(3)若钙、钛、氧三元素的相对原子质量分别为a、b、c，晶体结构图中正方体边长(钛原子之间的距离)为d nm(1 nm109m)，则该晶体的密度为_ gcm3。1.晶胞是晶体中的最小重复单元，每个晶胞中平均拥有的各类微粒的最简个数比即为晶体的化学式。2立方晶胞中各物理量的关系mva3n3晶胞空间利用率100%3(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_。(2)cu2o为半导体材料，在其立方晶胞内部有4个氧原子，其余氧原子位于面心和顶点，则该晶胞中有_个铜原子。(3)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，则每个晶胞中含有b原子的个数为_，该功能陶瓷的化学式为_。(4)某晶体结构模型如图所示。该晶体的化学式是_，在晶体中1个ti原子、1个co原子周围距离最近的o原子数目分别为_个、_个。4如图为nacl晶体的1个晶胞，测知氯化钠晶体中相邻的na与cl的距离为a cm，晶体密度为d gcm3，则阿伏加德罗常数可表示为()a. mol1 b. mol1c. mol1 d. mol11已知某晶体晶胞如图所示，则该晶体的化学式为()axyz bx2y4zcxy4z dx4y2z2有下列离子晶体的空间结构示意图：以m代表阳离子，以n代表阴离子，代表阳离子，代表阴离子，化学式为mn2的晶体结构为()3如图所示是晶体结构中具有代表性的最小重复单元(晶胞)的排列方式，图中x、y、z。其对应的化学式不正确的是()4如图是某活泼金属a与活泼非金属b形成的晶体化合物的一个晶胞，则下列说法中正确的是()a该晶胞是二维空间粒子非密置层的一层层堆积b该晶体的化学式是ab2c该晶胞中与a粒子最近且等距的a粒子有8个d该晶胞中a粒子、b粒子的个数都是45分析下图所示的甲、乙、丙三种晶体并回答有关问题：(1)甲晶体化学式(x为阳离子)为_。(2)乙晶体中a、b、c三种微粒的个数比是_。(3)丙晶体中每个d周围结合e的个数是_个。6回答下列问题：图1(1)元素o、mg、ni可形成一种晶体，其晶胞如图1所示。在晶体中，每个ni2与_个mg2配位。该晶体的化学式是_。(2)f、mg、k三种元素形成的晶体晶胞结构如图2所示，一个晶胞中mg元素的质量分数为_。图2(3)超硬材料氮化铂的晶胞如图3所示，则氮化铂的化学式为_。图3(4)有一种氮化钛晶体的晶胞如图4所示，该晶体的化学式为_，该晶体中ti原子周围与它距离最近且相等的n原子的个数为_。图4(5)偏钛酸钡在变压器、话筒和扩音器中都有应用。偏钛酸钡晶体中晶胞结构如图5所示，试回答下列问题：图5晶体内与每个“ti”紧邻的o原子数为_个。晶体内与每个“ba”紧邻的o原子数为_个。晶体的化学式为_。(6)mgh2是金属氢化物储氢材料，其晶胞结构如图6所示，已知该晶体的密度为a gcm3，则晶胞的体积为_ cm3(用a、na表示，其中na表示阿伏加德罗常数)。图6答案精析新知导学一、1(1)最小的重复单元(2)平行六面体(3)相同2(1)8243.(1)842完全(2)62完全12326归纳总结2几个晶胞形状活学活用1d由晶胞的定义可知a不正确；相同晶体中晶胞的大小和形状完全相同，不同晶体中晶胞的大小和形状不一定相同，b不正确；晶体中的大部分粒子被若干个晶胞所共有，不专属于某个晶胞，c不正确；知道晶胞的组成，利用“均摊法”即可推知晶体的组成，d正确。2431144解析处于晶胞中心的x或a为该晶胞单独占有，位于立方体顶点的微粒为8个立方体共有，位于立方体棱边上的微粒为4个立方体共有，位于立方体面上的微粒为2个立方体共有，所以xy1(6)43；ab1(8)11；丙晶胞中c离子为1214个，d离子为864个。二、1a3bc解析用均摊法计算，晶胞中有a粒子：63个，b粒子：81个，c粒子：1个，故化学式为a3bc。2(1)686(2)311catio3(3)活学活用3(1)cucl(2)16(3)2bn(4)cotio3 6124c达标检测1c该晶体的晶胞是正方体形晶胞。该晶胞拥有的x粒子数为81个；y位于该晶胞内，共有4个，因此该晶胞中拥有的y粒子数为4个；z只有1个，位于晶胞的体心上，故该晶体的化学式为xy4z。2b利用均摊法计算立方晶胞微粒个数的过程如下：a中阳离子处于顶点位置，故其在晶胞中的数目为81个，而阴离子位于体心，其数目为1个，故a的化学式为mn；同理可得，b中m为4个，n为1个，化学式为mn2；c中m为4个，n为41个，化学式为mn3；d中m为843个，n为1个，化学式为m3n。3ba项，图中x、y原(离)子的位置、数目完全等同，化学式为xy，正确；b项，图中化学式应为xy，不正确；c项，图中x的数目为41，y的数目为4，化学式为x3y，正确；d项，图中x的数目为81，y的数目为63，z位于内部，数目为1，化学式为xy3z，正确。4b该图是立体结构，所以是三维空间图，故a错误；该晶胞中a粒子数为864，b粒子数为8，所以a和b粒子个数之比为4812，所以其化学式为ab2，故b正确，d错误；与a粒子最近且等距的a粒子数为12，故c错误。5(1)x2y(2)131(3)8解