广西桂林市逸仙中学高二化学上册 晶胞及晶胞中的微粒个数的确定.ppt

高二化学选修3 物质结构与性质 第三章晶体结构与性质第一节晶体的常识第二课时课题晶胞及晶胞中微粒个数的确定 晶胞定义晶胞是组成晶体的最小的重复单位 又称单元晶胞 比喻可用蜂巢和蜂室的关系比喻晶体和晶胞的关系 铜晶体铜晶胞 问题 这张图里不是14个铜原子吗 怎么说一个晶胞里只含有4个铜原子呢 1 每个顶点被8个晶胞共有 所以晶胞对自己顶点上的每个原子只占1 8份额 2 每条棱被4个晶胞共有 所以晶胞对自己棱上的每个原子只占1 4份额 3 每个面被2个晶胞共有 所以晶胞对自己面上 不含棱 的每个原子只占1 2份额 4 晶胞体内的原子不与其它晶胞分享 因此铜的一个晶胞的原子数 8 1 8 6 1 2 4 看视频z x x k 学与问 钠8 1 8 1 2 锌8 1 8 1 2 碘分子8 1 8 6 1 2 4个碘原子4 2 8 金刚石8 1 8 6 1 2 4 8 a黑球离子m白球离子nbcd 分析 观察图a离子都在立方体的顶点上 每个顶点都被8个类似的立方体共用 所以图a所表示的立方体中共有黑球离子4 1 8 1 2个 白球离子4 1 8 1 2个 a的化学式为mn 观察图b每个立方体单元中有每个立方体单元中有黑球离子8 1 8 1 2个 白球离子共有4 1 2 2 4个 所以b的化学式为mn2 观察图c 每个立方体单元中 共有黑球离子4 1 8 1 2个 白球离子1个 所以c的化学式为mn2 观察图d 每个立方体单元中共有黑球离子8 1 8 1个 白球离子共有1个 所以d的化学式为图mn 练习1 如图abcd4个图化学式各为什么 金刚石结构中 一个碳原子与碳原子成键 则每个碳原子实际形成的化学键为根 amol金刚石中 碳碳键数为mol 解析 从金刚石结构可以看出 一个碳原子与4个碳原子成键 但一根碳碳键是由两个碳原子形成 即每根碳碳键中 一个碳的原子的贡献为1 2 故金刚石中 一个碳原子的实际成键数4 1 2 2故amol金刚石中 碳碳键数为2amol 2 2a 4 练习2 练习3二氧化硅晶体的结构计算 书本上介绍了二氧化硅晶体平面示意图表示空间网状示意图 图表示二氧化硅的晶胞 试回答 1 30g二氧化硅中含有molsi o键 2 最小的环上共有个原子其中个氧原子 硅原子 解析 1 从图8 可以清楚地看到一个硅原子与周围的四个氧原子成键 故30g二氧化硅中含有的si o键为2 从图1看到最小的环上有8个原子 4个硅原子与4个氧子 但图1仅是平面示意图 它只表示了二氧化硅晶体中硅 氧原子的成键情况 而不能表示其立体结构 此时应观察图2 该结构可理解为 金刚石结构中的碳原子换成硅原子然后在两个硅原子之间嵌入一个氧原子 可看到形成的最小环上共有12个原子 其中6个为氧原子 6个为硅原子 si o键的夹角为为109 28 练习4石墨结构中碳原子数与碳碳键数目比 解析 我们可以先选取一个正六边形此结构中的碳原子数为6 而一个碳原子被三个六元碳环共用 故此正六边形中的碳原子数为6 1 3 2 六边形中的任一条边 即碳碳键 均被2个正六边形共用 故正六边形中的碳碳键数为6 1 2 3 所以碳原子数与碳碳键数目比为2 3 我们也可以选取一层原子 设有n个 若不计重复则可形成3n根碳碳键 实际形成的碳碳键数为3 2n根 同样可以计算出碳原子数与碳碳键数目比为2 3 2 3 练习5c60分子是形如球状的多面体 如图 该结构的建立是基于如下考虑 c60分子中每个碳原子只跟相邻的3个碳原子形成化学键 c60分子只含有五边形和六边形 c70分子也可制得 它的分子模型可以与c60同样考虑而推知 通过计算确定c70分子中五边形和六边形数 练习5 c60 c70 解析 设五边形和六边形数分别为x和y 若形成独立的五边形和六边形所需碳原子数为5x 6y 由于每个碳原子与相邻的3个碳原子成键 故c70分子中的碳原子数可用表示 故有如下关系 再根据欧拉公式 多面体的顶点数 面数 棱边数之间的关系 顶点数 面数 棱边数 2 对c70分子而言顶点即为碳原子数 面数为五边形和六边形数之和 棱边数为碳碳键数 碳碳键数目共有 故可得出如下式子 70 x y 3 70 2 联立方程组可解得 x 12y 25 图中nacl晶体结构向三维空间延伸得到完美晶体 最近的na 与cl 核间距离为a 10 8cm 求晶体密度 解析 截取一个1 8大的小立方体如图 因各顶点上的na 或cl 为8个小立方体共用 故小立方体占1 2个na 1 2个cl 即占1 2na cl 离子对 立方体体积为 v a 10 8 3cm3 故密度 1 2 个 58 5g mol 1 6 02 1023个 mol 1 a3 10 24cm3 48 6 a3 g cm 3 练习6 练习7在氯化钠晶体中 与氯离子距离最近的钠离子有个 与氯离子距离