3.1.3晶胞 课件 高二上学期化学人教版（2019）选择性必修2

新人教版选择性必修23.1.3晶胞物质结构与性质1.认识简单的晶胞，通过典型晶胞的学习，类推其他晶胞的分析方法2.学会晶胞中微粒数的计算方法(均摊法)，能根据晶胞的结构确定微粒个数和化学式3.知道X射线衍射实验是测定晶体结构的常用方法学习目标晶体为什么具有如此漂亮完美的外形？内部微粒(原子、离子或分子)在三维空间里呈周期性排列而构成的课堂探究课堂导入观察下列物质的结构模型，思考晶体内部、非晶体的内部微粒排列各有什么特点？组成晶体的微粒在空间按一定规律呈周期性重复排列，而组成非晶体的微粒在空间杂乱无章地排列。课堂探究新知讲解1、晶胞为了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。这种描述晶体结构的基本单元叫做晶胞铜晶体铜晶胞课堂探究新知讲解铜晶胞点阵图铜晶体结构铜晶胞堆积图一、晶胞的常识能展示粒子的相对大小，晶胞对粒子的占有率，粒子与粒子的堆积接触和空隙。能清晰展示粒子在晶胞中的相对位置，有利于分析点、线、面、角的关系。课堂探究晶胞是晶体中最小的结构重复单元。新知讲解一般来说，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。平行六面课堂探究新知讲解所有晶胞的_____________及其内部的原子___________及几何排列是完全相同的“无隙”是指相邻晶胞之间___________。“并置”是指所有晶胞都是_______排列的，取向________。无任何间隙平行相同形状种类、个数要点说明课堂探究新知讲解1、晶胞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如何判断一个结构是否是晶胞呢？以铜晶胞为例，从顶点、棱、面三个方面，总结平行六面体晶胞需要满足什么条件？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。课堂探究是晶胞不满足晶胞“8个顶角相同”不满足晶胞“三套各4根平行棱分别相同”不满足晶胞“三套各两个平行面分别相同”问题1：判断下列六面体是否是晶胞？课堂探究思考交流晶胞示意图2、常见的三类晶胞类型一：简单立方晶胞结构特点仅在平行六面的8个顶角上有粒子课堂探究新知讲解晶胞示意图类型二：面心立方晶胞结构特点除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个粒子课堂探究新知讲解2、常见的三类晶胞晶胞示意图类型三：体心立方晶胞结构特点除8个顶角上有粒子外平行六面体的体心有1个粒子课堂探究新知讲解2、常见的三类晶胞铜晶体铜晶胞

“均摊法”是计算每个晶胞平均拥有的粒子数目的常用方法。其基本理念是每个粒子被n个晶胞所共用，则该粒子有_____属于这个晶胞。问题2：我们能计算出这个铜晶胞平均含有的铜原子数目吗?课堂探究思考交流3、晶胞中粒子数目的计算——均摊法晶胞内时，1个晶胞平均占有的原子晶胞棱上的原子是4个晶胞共用的晶胞的顶角原子是8个晶胞共用的晶胞面上的原子是2个晶胞共用的晶胞内晶胞棱晶胞的顶角晶胞面课堂探究新知讲解3、立方晶胞中粒子数目的计算顶角位置：铜晶胞平均含有的铜原子数目818×＝1课堂探究新知讲解面上位置：216×＝3铜晶胞平均含有的铜原子数目3、立方晶胞中粒子数目的计算课堂探究新知讲解金属铜的一个晶胞的原子数2181＝8×＋6×＝4铜晶胞平均含有的铜原子数目3、立方晶胞中粒子数目的计算课堂探究新知讲解练习1：请计算出NaCl晶胞Na+和Cl-的个数Na+数＝12×+1

＝4

14Cl-数＝8×+6

×

＝4

1218Na+数:Cl-数=1:1氯化钠的化学式为NaCl化学式不是实际数目，只表示每个晶胞或晶体中各类粒子的最简整数比一个晶胞含4个Na+和4个Cl-Cl-周围有6个Na+Na+周围有6个Cl-课堂练习练习2.请计算出下列晶胞中原子的个数课堂练习练习3.因生产金属铁的工艺和温度等因素不同，产生的铁单质的晶体结构、密度和性质均不同，对铁晶体用X射线衍射进行测定，测得A、B两种晶胞，其晶胞结构示意图如下：则A、B两种晶胞中含有的铁原子数分别是：____、____。24课堂练习练习4.下图为高温超导领域的一种化合物——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，每个钛离子周围与它最接近且距离相等的钛离子共

有

个(2）该晶体结构单元中,氧、钛、钙离子的个数比是

______

。

63:1:1TiOCaO：12×1/4＝3Ti:8×1/8＝1Ca：1课堂练习练习5.科学家发现了一种由钛原子和碳原子构成的气态团簇分子。如图所示，顶角和面心的原子是钛原子，棱的中心和体心的原子是碳原子，则它的化学式是（）A.Ti14C13B.Ti4C4

C.TiCD.Ti13C14

特别注意：气态团簇分子和纳米小颗粒不采用无隙并置方式排列，故不能采用均摊法来确定化学式！所含微粒为其本身所有，不与其他分子共用,其化学式就是其分子式，应直接数出原子数。A课堂练习4、正六棱柱晶胞中粒子数目的计算示意图位置顶角面上棱上内部侧棱上下棱共用该微粒的晶胞数每个晶胞分摊的微粒数62341161213141正六边形度数为120°，每个顶点6个晶胞共用课堂探究新知讲解4、正三棱柱晶胞中粒子数目的计算示意图位置顶角面上棱上内部侧棱上下棱共用该微粒的晶胞数每个晶胞分摊的微粒数1226411121216141正三边形度数为60°，每个顶点12个晶胞共用课堂探究新知讲解晶胞1晶胞2X：6/12=1/2Y：6/4+3/6=2Z：1Mg：12/6+2/2=3B:（在体内）6练习6：计算下列晶胞中原子数目，确定化学式。化学式：X2ZY4化学式：MgB2课堂练习自然形成的晶体多种多样，千姿百态，鬼斧神工：思考：如何测定这些晶体的结构呢？课堂探究新知讲解5、晶体结构的测定常用仪器：_____________X射线衍射仪X射线单晶衍射仪课堂探究新知讲解当单一波长的X射线通过晶体时，X射线和晶体中的______相互作用，会在记录仪上产生

或者

。电子分立的斑点明锐的衍射峰单晶衍射图非晶态和晶态SiO2粉末衍射图谱(水晶)晶态SiO2(石英玻璃)非晶态SiO2注意：同一条件下摄取的非晶体图谱中却看不到分立的斑点或明锐的衍射峰课堂探究新知讲解5、晶体结构的测定晶体结构有关信息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通过X射线衍射实验可以获得衍射图后，经过计算可以从衍射图形获得晶体结构的有关信息，以及结合晶体化学组成的信息推出原子之间的相互关系。原子在晶胞里的数目和位置课堂探究新知讲解乙酸晶体X射线衍射实验测定晶胞中各个原子的位置(坐标)计算原子间的距离判断原子之间存在的化学键，确定键长和键角晶胞中含有4个乙酸分子

例如：根据X射线衍射实验测定乙酸分子的空间结构乙酸分子的空间结构乙酸晶胞课堂探