鲁科版选修三 第3章 第1节 第2课时 晶体结构的最小重复单元——晶胞 课件（50张）.pptx

第3章第1节认识晶体 第2课时晶体结构的最小重复单元 晶胞 1 了解晶胞的概念以及晶胞与晶体的关系 2 会用 切割法 确定晶胞中的粒子数目 或粒子数目比 和晶体的化学式 目标导航 基础知识导学 重点难点探究 随堂达标检测 栏目索引 1 概念晶体中 2 形状晶胞都是从晶体中截取下来的大小 形状完全相同的 3 实例 1 六方晶胞 如镁晶胞 型最密堆积为六方最密堆积 2 面心立方晶胞 如铜晶胞 型最密堆积为面心立方最密堆积 一 晶胞 基础知识导学 答案 最小的重复单元 平行六面体 a3 a1 答案 议一议晶胞结构和晶体有什么联系 答案将一个个晶胞上 下 前 后 左 右并置起来 就构成整个晶体结构 二 晶胞中微粒数的求算 切割法 答案 1 切割法 计算一个晶胞中实际拥有的微粒数某个微粒为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 2 平行六面体形 正方体 晶胞中不同位置的微粒数的计算 1 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 2 处于棱边上的微粒 同时为个晶胞所共有 每个微粒 属于该晶胞 8 4 答案 3 处于面心上的微粒 同时为个晶胞所共有 每个微粒有 属于该晶胞 4 处于晶胞内部的微粒 则属于该晶胞 如图所示 铜晶胞中含有的铜原子数为 铜晶体面心立方晶胞及其切割示意图 2 完全 相关视频 返回 答案 议一议所有的晶胞都是平行六面体吗 答案不是 如有的晶胞为六棱柱形 一 晶胞的含义 重点难点探究 1 晶胞是晶体结构中最小重复单元 2 晶胞上 下 左 右 前 后并置起来就构成整个晶体结构 3 a1型为面心立方晶胞 a3型为六方晶胞 解析答案 例1下列有关晶胞的叙述 正确的是 a 晶胞的结构是晶体的结构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 解析由晶胞的定义可知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 切割法 即可推知晶体的组成 d正确 d 解题反思 晶胞顶点 面上和棱上的微粒为若干晶胞共有 变式训练1下列有关晶胞的叙述 不正确的是 a a1型最密堆积晶体的晶胞也叫面心立方晶胞b 面心立方晶胞的每个顶点上和每个面的中心上都各有一个微粒c 处于晶胞顶点 棱 面 体心对晶胞的贡献分别为d 平均每个面心立方晶胞中有4个微粒 解析答案 平均每个面心立方晶胞中所拥有的微粒个数为个 故d正确 解析如图为a1型最密堆积晶体的晶胞 它为面心立方晶胞 面心和顶点上各有1个微粒 故a b均正确 在a3型六方晶胞中 处于顶点上的微粒对晶胞的贡献为 c不正确 答案c 解题反思 记住常见晶胞的结构模型 二 晶胞中微粒数目的计算 切割法 切割法 若某个粒子为n个晶胞所共有 则该粒子的属于这个晶胞 1 长方体形 正方体形 晶胞中不同位置的粒子数的计算 2 六棱柱晶胞中不同位置的粒子数的计算 如图所示 六方晶胞中所含微粒数目为 关键提醒 非长方体 立方体 和六方晶胞中粒子数目计算时视具体情况而定 如石墨晶胞每一层内碳原子排成六边形 每个碳原子被3个六边形共用 每个碳原子对六边形的贡献为 例2 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 解析答案 解析答案 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 16 解析答案 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 解析每个氮化硼晶胞中含有白球表示的原子个数为8 1 2 灰球表示的原子个数为1 4 2 所以每个晶胞中含有n原子和b原子各2个 n的电负性大于b 所以该陶瓷的化学式为bn 2 bn 解析答案 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 解析晶胞中含有o 6 3个 含co 8 1个 含ti 1个 故化学式为cotio3 ti原子位于晶胞的中心 其周围距离最近的o原子位于6个面的中心 所以周围距离最近的o原子数目为6个 co原子位于晶胞的顶点 o原子位于晶胞的面心 所以co原子周围距离最近的o原子数目为12个 cotio3 6 12 解析答案 5 mg与某元素形成的化合物的晶胞如图所示 晶胞中阴离子与阳离子的个数比是 解析晶胞中含有阳离子数目为 8 1 2 阴离子数目为 4 2 4 故阴 阳离子个数比为2 1 2 1 解题反思 确定晶体化学式的方法观察微粒种类 确定微粒在晶体中的位置 用切割法求各微粒的数目 求各微粒的最简个数比 确定化学式 变式训练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 解析答案 答案4 31 144 解析答案 例3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 解析以钛离子为顶点 应有8个立方晶胞紧靠在一起 这样钛离子成为空间直角坐标系的中心 它的三维方向上前后左右上下最近且相邻各有1个氧离子和钛离子 共6个 它周围的8个立方晶胞内各含1个钙离子 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 6 8 6 解析答案 2 某该晶体结构中 元素氧 钛 钙的离子个数比是 该物质的化学式可表示为 3 1 1 catio3 解析答案 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dnm 1nm 10 9m 则该晶体的密度为 g cm 3 解题反思 立方晶胞中各物理量的关系 a3 na n m a 表示晶胞棱长 表示晶胞密度na 表示1mol晶胞中晶体的物质的数量m 表示晶体的相对分子质量 变式训练3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acm 晶体密度为dg cm 3 则阿伏加德罗常数可表示为 解析答案 答案c 返回 解题反思 解答晶胞中各量关系计算题的关键是正确分析微粒在晶胞中的位置关系 找出晶胞的体积及1个晶胞的质量 1 已知某晶体晶胞如图所示 则该晶体的化学式为 c 随堂达标检测 1 2 3 解析答案 4 5 解析该晶体的晶胞是正方体形晶胞 该晶胞拥有的x粒子数为8 1 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 z只有1个 位于晶胞的体心上 故该晶体的化学式为xy4z a xyzb x2y4zc xy4zd x4y2z 2 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 解析答案 1 2 3 4 5 1 2 3 4 5 答案b 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 解析答案 1 2 3 4 5 1 2 3 4 5 答案b 4 分析下图所示的甲 乙 丙三种晶体并回答有关问题 解析答案 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 1 2 3 4 5 1 2 3 4 5 答案 1 x2y 2 1 3 1 3 8 5 回答下列问题 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 图1 解析答案 1 2 3 4 5 解析如图所示 ni2 周围配位的mg2 在水平面 竖直面上各有4个 共8个 1 2 3 4 5 答案8mg2nio3 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 解析答案 1 2 3 4 5 图2 解析每个晶胞中含有k 为1个 含有mg2 为 8 1 含有f 为12 3 所以该晶体的化学式为kmgf3 mg的质量分数为20 20 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 解析答案 1 2 3 4 5 图3 解析每个晶胞中含有n8个 含有pt为 8 6 4 所以晶体化学式为ptn2 ptn2 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 解析答案 1 2 3 4 5 图4 解析晶胞内部有4个ti原子 所以每个晶胞中拥有4个ti原子 n原子位于晶胞的顶点和面心 所以每个晶胞中拥有n原子为8 6 4 所以该晶体的化学式为tin 每个ti原子周围的n原子有4个 tin 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 解析答案 1 2 3 4 5 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 解析 晶体内与每个 ti 紧邻的o原子有上 下