高中化学 第3章 物质的聚集状态与物质性质 第1节 认识晶体 第2课时课件 鲁科版选修3.ppt

第2课时晶体结构的最小重复单元 晶胞 第3章第1节认识晶体 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 新知导学 达标检测 内容索引 新知导学 1 晶胞 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微粒种类 个数及几何排列都是完全的 一 晶胞及其所含微粒数的计算方法 最小的重复单元 平行六面体 相同 相关视频 2 金属铜的晶胞为面心立方晶胞 如图所示观察分析右图 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 铜晶体面心立方晶胞及其切割示意图 8 2 4 相关视频 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 8 4 2 完全 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 如下图 六方晶胞中所含的微粒数为 6 2 完全 相关视频 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几个晶胞所共用 不同形状的晶胞 情况不同 3 a1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 例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只属于该晶胞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 均摊法 即可推知晶体的组成 d正确 答案 解析 1 晶胞上 下 左 右 前 后并置起来就构成整个晶体结构 2 晶胞顶点 面和棱上的微粒为若干晶胞共有 规律总结 例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 答案 解析 4 3 1 1 4 4 立方晶胞中微粒数目的确定方法 方法规律 1 如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 二 晶体化学式的确定 a3bc 答案 解析 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 686 答案 解析 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 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 答案 解析 3 1 1 catio3 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 解析1mol晶体的质量等于 a b 3c g 1mol晶体的体积为d3 10 21 6 02 1023cm3 答案 解析 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 m 表示一个晶胞质量 g 表示晶胞密度 g cm 3 v 表示一个晶胞体积 cm3 a 表示晶胞边长 cm m 表示晶胞摩尔质量 g mol 1 na 表示阿伏加德罗常数 mol 1 n 表示一个晶胞中微粒数目 例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 cucl 答案 解析 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 答案 解析 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 2 答案 解析 bn 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 cotio3 6 12 答案 解析 1 晶胞中原子个数的计算关键是正确分析晶胞中任意位置上的一个原子被几个晶胞所共用 不同形状的晶胞情况不同 如六棱柱晶胞中 顶点 侧棱 底面 侧面的原子 依次被6 3 2 2个晶胞共用 2 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 用均摊法求各微粒的数目 求各微粒的最简个数比 确定化学式 方法规律 例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acm 晶体密度为dg cm 3 则阿伏加德罗常数可表示为 答案 解析 一个nacl晶胞的体积为v 8a3cm3 由dg cm 3 v na 4 58 5g mol 1 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 特别注意给出的晶胞是不是一个完整的晶胞 方法规律 学习小结 达标检测 1 有关晶胞的叙述正确的是 晶胞是晶体结构中的基本结构单元 根据晶体的不同 晶胞可以是多种形状 习惯采用的晶胞是平行六面体 晶胞都是正八面体a b c d 1 2 3 4 5 答案 2 下列能够表示出每个晶胞中所含实际微粒个数的面心立方晶胞的是 答案 解析 1 2 3 4 5 解析a项和b项是面心立方晶胞 其中b项是经过切割了的面心立方晶胞 它能表示出此晶胞中所含微粒的实际数目 c项和d项是体心立方晶胞 3 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 答案 解析 1 2 3 4 5 1 2 3 4 5 4 下图是某活泼金属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4 答案 1 2 3 4 5 解析 解析该图是立体结构 所以是三维空间图 故a错误 1 2 3 4 5 与a粒子最近且等距的a粒子数为12个 故c错误 5 分析下图所示的