3.2晶胞课件高二下学期化学人教版选择性必修2

第三章

晶体结构与性质第一节

物质的聚集状态与晶体常识第2课时

晶胞【思考】晶体为什么具有如此漂亮完美的外形？内部微粒在三维空间里呈周期性有序排列【思考】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单元——晶胞金刚石晶体铜晶体氯化钠晶体三、晶胞描述晶体结构的

。1、定义：基本单元晶胞是晶体中最小的结构重复单元。2、结构一般来说，晶胞都是____________体，整块晶体可以看作是数量巨大的晶胞“无隙并置”而成。平行六面（1）“无隙”是指相邻晶胞之间___________。无任何间隙（2）“并置”是指所有晶胞都是______排列的，取向_____。平行相同无隙并置晶体晶胞晶胞【思考】观察晶体中晶胞的结构关系，你能总结出什么规律？晶体晶体中所有晶胞的______及其内部的_________、_____及_________是完全相同的。形状原子种类个数几何排列（包括取向）三套各四根平行棱三套各两个平行面8个顶角相同A【思考】判断下列六面体哪个是晶胞？B不符合8个顶角相同C不符合三套各4根平行棱D不符合三套各两个平行面有几个顶角？【思考】1个铜晶胞含有几个铜原子呢？4个战均摊法3、晶胞的相关计算顶角、棱、面上以及晶胞内时，一个晶胞平均占有的原子数(均摊法)位置顶角棱上面上内部一个晶胞平均占有的原子1/81/41/21（1）计算原子个数818×216×常见的晶胞类型简单立方体心立方面心立方结构特点在平面六面体的8个顶角上有粒子除8个顶角上有粒子外，平行六面体的体心上还有1个粒子除8个顶角上有粒子外，平行六面体的6个面的面心上均有1个粒子一个晶胞的原子数124224×2=88体心立方体心立方面心立方金刚石型【思考】氯化钠的晶胞，它含有几个Na+？几个Cl—？Na+数目＝12×+1＝441Cl—数目＝6×21+8×=481（2）求化学式化学式为NaCl一个晶胞含4个Na+和4个Cl-一般地，晶体的化学式表示的是晶体(也可以说是每个晶胞)中各类原子或离子数目的最简整数比。球棍模型该晶胞中各原子的数目为，已知该晶体的化学式为XnYmZq：X＝____，Y＝____，Z＝____，D的化学式为

。131XY3ZX，Y，Z晶胞不一定都取平行六面体晶胞不一定都取平行六面体以下晶胞如何利用均摊法计算原子数？位置顶角竖直棱面上内部份额1/61/31/21以下晶胞如何利用均摊法计算原子数？位置顶角水平棱竖直棱内部份额1/121/411/6【思考】①科学家是如何用证实晶体是周期重复排列的结构呢？②怎么知道晶胞的大小、形状、取向和各个原子的位置呢？OFeI2

当单一波长的X射线通过晶体时，X射线和晶体中的电子相互作用，在记录仪上形成衍射图谱。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。X射线管铅板晶体样品记录仪二、晶体结构的测定——X射线衍射实验2θ/°非晶态SiO2晶态SiO2明锐的衍射峰分立的斑点衍射图计算获得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⒉、X射线衍射图谱的应用①X射线衍射实验获得晶胞信息晶体的周期性结构衍射图计算获得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结合晶体化学组成的信息推出原子之间的相互关系②X射线衍射实验获得分子信息根据原子坐标，可以计算原子间的距离，判断哪些原子之间存在化学键,确定键长和键角，得出分子的空间结构。乙酸晶胞（3）求晶胞密度：先用均摊法计算晶胞中各粒子的数目，再代入公式设晶胞的边长为acmVmρ＝m＝n·MNANn＝ρ＝N·MNA·V单个/1mol晶胞所含粒子的质量单个/1mol晶胞的体积ρ＝N·MNA·a3单位换算:

1cm=107nm=1010pm（注意密度和边长的单位要统一）立方体晶胞中常用关系:面对角线与边长关系：边长a

ld体对角线与边长关系：

laa勾股定理：l2=a2+a2=2a2

d2=a2+l

2=3a2

已知金属钋是简单立方堆积，钋原子半径为rcm，计算：钋晶胞棱长a；钋的密度ρ。①棱长a=2r②密度简单立方堆积①体对角线=4r②密度体心立方紧密堆积已知金属钾是体心立方紧密堆积,钾原子半径为rcm,请计算：用r表示钾晶胞棱长a；晶体的密度ρ。已知金属金是面心立方紧密堆积，金原子半径为rcm，计算：金晶胞棱长a；金晶体的密度ρ。①面对角线=4r②密度面心立方紧密堆积（4）求配位数在晶体中，与某个原子（或离子）距离最近且相等的其他原子（或离子）的个数，叫做这种原子（或离子）的配位数。AlF3结构属于立方晶系，晶胞中F—和Al3+位置如图所示，F—的配位数为

。2在左侧晶体中每个Ti周围与它距离最近且相等的Ti的个数为____。在右侧晶体中1个Co原子周围距离最近的O原子数目为___个。612（5）晶胞中原子的分数坐标例1.Zn与S形成某种化合物的晶胞如图所示。(1)以晶胞参数为单位长度建立的坐标系可以表示晶胞中各原子的位置，称作原子分数坐标。例如图中原子1的坐标为(0,0,0)，则原子2的坐标为

。例2：钙钛矿晶体的晶胞结构如图所示，则该晶体的化学式为

；晶胞中的原子可用x、y、z组成的三数组来表示它在晶胞中的位置,称为原子分数坐标。已知A的坐标为(0,0,0),B的坐标为(0，1/2,0)，则Ca的原子坐标为

。CaTiO3谢谢观看（6）晶体空间利用率的计算晶体空间利用率=晶胞（立方体）体积晶胞粒子(球体)总体积

×100%先用均摊法计算出晶胞中的粒子数目空间利用率是指构成晶体的原子、离子或分子在整个晶体空间中所占的体积百分比，也叫空间占有率。已知金属钋是简单立方堆积，钋原子半径为rcm，晶胞中有

个钋原子①棱长a=2r②利用率=简单立方堆积=52%1棱长①