3.1.2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的常识

课时2晶胞课堂导入通过上节课的学习，我们知道自然界中常见的晶体有石英、云母、明矾、食盐、胆矾、味精、钻石、蔗糖等，常见的非晶体有玻璃、沥青、松香、塑料、石蜡、橡胶等，观察下面的几幅图片，你是否也在感叹自然形成的晶体可谓是鬼斧神工。在感慨的同时请同学们思考这样一个问题，晶体的外观如此美丽，其内部的微观结构又是什么样的呢？课堂学习晶胞晶体是原子在三维空间里呈周期性有序排列的，因此如果需要描述晶体在微观空间里原子的排列，无须画出千千万万个原子，只需在晶体微观空间里取出一个基本单元即可。晶胞：描述晶体结构的基本单元，晶胞是晶体中最小的结构重复单元。常规的晶胞都是平行六面体，整块晶体可以看作是数量巨大的晶胞“无隙并置”而成。无隙是指相邻晶胞之间无任何间隙；并置是指所有晶胞都是平行排列的，取向相同；所有晶胞的形状及其内部的原子种类、个数及几何排列是完全相同的。课堂学习晶胞晶胞的特点(判断依据)晶胞是8个顶角相同、三套各4根平行棱分别相同、三套各两个平行面分别相同的最小平行六面体。课堂学习晶胞常见的几种晶胞：1.简单立方晶胞，仅在平行六面的8个顶角上有粒子；2.面心立方晶胞，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；3.体心立方晶胞，除8个顶角上有粒子外，平行六面体的体心有1个粒子。课堂学习晶胞是否可以通过计算出晶胞中所含有的原子的数量，如果可以的话，应当如何进行计算？观察晶胞图时，千万不能忘记晶胞只是晶体微观空间结构里的一个基本单元，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的原子种类、个数及几何排列(包括取向)是完全相同的。课堂学习晶胞124376851221341晶胞内粒子数目的计算(均摊法)：顶角原子是8个晶胞共用的、棱上的原子是4个晶胞共用的、面上的原子是2个晶胞共用的、晶胞内时的原子是1个晶胞独自占有的原子。课堂学习晶胞你能根据均摊法计算出NaCl晶胞内的Na+和Cl-的数目，若是晶胞边长为acm，你能计算其密度，并说出通过晶胞还可以得到哪些信息吗？通过均摊法，能发现Na+的分布为12个棱上和一个体心，均摊后个数为4个，Cl-分布在8个顶点和6个面心，均摊后个数也为4个，因此个数比为1:1，所以可以确定其化学式。课堂学习晶胞晶胞类型位置顶角面上棱上内部侧棱上下棱正三棱柱共用该微粒的晶胞数122641正六棱柱共用该微粒的晶胞数62341常见的晶胞还有正三棱柱形和正六棱柱形，需要注意的是正三角形度数为60°，每个顶点为12个晶胞共用，正六边形度数为120°，每个顶点6个晶胞共用。晶胞类型位置顶角面上棱上内部侧棱上下棱正三棱柱共用该微粒的晶胞数正六棱柱共用该微粒的晶胞数课堂学习晶体结构的测定我们知道可以通过X射线衍射等实验手段鉴定晶体与非晶体，这其实就是因为X射线衍射仪可以测定晶体的结构。测定过程：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，会在记录仪上产生分立的斑点或者明锐的衍射峰。作为对比，同一条件下测定的非晶体则产生的是简单的连续谱线。课堂学习晶体结构的测定X射线衍射仪的应用根据X射线衍射图可以计算得到晶胞形状和大小、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等、结合晶体化学组成的信息推出原子之间的相互关系；建立原子坐标，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。课堂学习晶体的常考题型一、原子分数坐标参数1.概念原子分数坐标参数，表示晶胞内部各原子的相对位置。2.原子分数坐标的确定方法(1)依据已知原子的坐标确定坐标系取向。(2)在坐标轴中一般以正方体的棱长为1个单位。(3)从原子所在位置分别向x、y、z轴作垂线，所得坐标轴上的截距即为该原子的分数坐标。3.原子分数坐标的意义通过原子分数坐标既能确定晶胞中原子的相对位置，又可以计算各原子间的距离，进而可以计算晶胞的体积及晶体的密度。4.原子分数坐标确定的步骤：①由已知坐标确定晶胞参数值和坐标原点；②由原子在晶胞中的相对位置确定原子与坐标原点的距离；③确定原子在晶胞中的坐标。课堂学习晶体的常考题型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，称为原子分数坐标。如图中原子1的坐标为，则原子2和3的坐标如何表示？课堂学习晶体的常考题型二、俯视图有关的晶体分析从晶胞正上方向下看可得晶胞的俯视图如：(1)的俯视图为

。(2)的俯视图为

。课堂学习晶体的常考题型三、晶体密度的相关计算N——晶胞的组成有关M——晶体的摩尔质量NA——阿伏加德罗常数V——晶胞的体积，其单位为cm3Ρ——晶体的密度，其单位为g·cm-31m=102cm=109nm=1012pm下列关于晶体和晶胞的叙述中，正确的是()A．不同晶体中的晶胞的大小和形状均相同B．晶胞是晶体中最小的平行六面体C．晶体与非晶体的根本区别在于固体是否具有规则的儿何外形D．由晶体X射线衍射图经过计算可以获得晶胞的形状、大小以及微粒在晶胞里的位置课堂巩固D某晶体的晶胞如图所示，这种晶体中A、B、C三种粒子数目之比是(