高中化學(xué) 第3章 物質(zhì)的聚集狀態(tài)與物質(zhì)性質(zhì) 第1節(jié) 認(rèn)識晶體 第2課時課件 魯科版選修3

第2課時晶體結(jié)構(gòu)的最小重復(fù)單元晶胞第3章第1節(jié)認(rèn)識晶體學(xué)習(xí)目標(biāo)定位知道晶胞的概念及其與晶體的關(guān)系，會用“切割法”(或“均攤法”)確定晶胞中微粒的數(shù)目和晶體的化學(xué)式。新知導(dǎo)學(xué)達(dá)標(biāo)檢測內(nèi)容索引新知導(dǎo)學(xué)1.晶胞(1)晶體結(jié)構(gòu)中 叫晶胞。(2)一般來說，晶胞都是 。(3)晶胞只是晶體微粒空間里的一個基本單元，在它的上下左右前后無隙并置地排列著無數(shù)晶胞，而且所有晶胞的形狀及其內(nèi)部含有的微粒種類、個數(shù)及幾何排列都是完全 的。一、晶胞及其所含微粒數(shù)的計算方法最小的重復(fù)單元平行六面體相同相關(guān)視頻2.金屬銅的晶胞為面心立方晶胞，如圖所示觀察分析右圖，回答下列問題：(1)位于頂角上的銅原子為 個晶胞共有。(2)位于面心上的銅原子為 個晶胞共有。(3)晶體銅中完全屬于某一晶胞的銅原子數(shù)是 。銅晶體面心立方晶胞及其切割示意圖824相關(guān)視頻3.晶胞中微粒數(shù)的計算計算一個晶胞中實際擁有的微粒數(shù)，常用“切割法”(或“均攤法”)。即某個微粒為n個晶胞所共有，那么切割后的每個晶胞對這個微粒分得的份額是 。(1)平行六面體形(正方體)晶胞中不同位置的微粒數(shù)的計算處于頂點上的微粒，同時為 個晶胞所共有，每個微粒有 屬于該晶胞。處于棱邊上的微粒，同時為 個晶胞所共有，每個微粒有 屬于該晶胞。處于晶面上的微粒，同時為 個晶胞所共有，每個微粒有 屬于該晶胞。處于晶胞內(nèi)部的微粒，則 屬于該晶胞。842完全(2)非平行六面體形晶胞中微粒數(shù)的計算非平行六面體形晶胞中微粒數(shù)的計算方法要根據(jù)具體情況而定。如計算六方晶胞中的微粒數(shù)：處于頂點的微粒，為 個晶胞共用，每個微粒有 屬于該晶胞。處于面心的微粒，為 個晶胞共用，每個微粒有 屬于該晶胞。處于體內(nèi)的微粒， 屬于該晶胞。如下圖，六方晶胞中所含的微粒數(shù)為 。62完全相關(guān)視頻(1)晶體是由無數(shù)個晶胞堆積得到的。知道晶胞的大小和形狀以及晶胞中粒子的種類、數(shù)目和粒子所處的空間位置，就可以認(rèn)識整個晶體的結(jié)構(gòu)。(2)晶胞中微粒個數(shù)的計算，其關(guān)鍵是正確分析晶胞中任意位置上的一個微粒被幾個晶胞所共用。不同形狀的晶胞，情況不同。(3)A1型最密堆積為面心立方晶胞如Cu，A3型最密堆積為六方晶胞如Mg。歸納總結(jié)歸納總結(jié)例例1下列有關(guān)晶胞的敘述，正確的是 A.晶胞的結(jié)構(gòu)就是晶體的結(jié)構(gòu)B.不同的晶體中晶胞的大小和形狀都相同C.晶胞中的任何一個粒子都只屬于該晶胞D.已知晶胞的組成就可推知晶體的組成解析解析由晶胞的定義可知A不正確；相同晶體中晶胞的大小和形狀完全相同，不同晶體中晶胞的大小和形狀不一定相同，B不正確；晶體中的大部分粒子被若干個晶胞所共有，不專屬于某個晶胞，C不正確；知道晶胞的組成，利用“均攤法”即可推知晶體的組成，D正確。答案解析(1)晶胞上、下、左、右、前、后并置起來就構(gòu)成整個晶體結(jié)構(gòu)。(2)晶胞頂點、面和棱上的微粒為若干晶胞共有。規(guī)律總結(jié)例例2現(xiàn)有甲、乙、丙(如下圖)三種晶體的晶胞(甲中x處于晶胞的中心，乙中a處于晶胞的中心)，可推知：甲晶胞中x與y的個數(shù)比是_，乙晶胞中a與b的個數(shù)比是_，丙晶胞中有_個c離子，有_個d離子。答案解析431144立方晶胞中微粒數(shù)目的確定方法方法規(guī)律方法規(guī)律1.如圖所示為某晶體的一個晶胞，該晶體由A、B、C三種基本粒子組成。試根據(jù)圖示判斷，該晶體的化學(xué)式是_。二、晶體化學(xué)式的確定A3BC答案解析2.如圖為高溫超導(dǎo)領(lǐng)域里的一種化合物鈣鈦礦晶體結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)是具有代表性的最小重復(fù)單元。(1)在該物質(zhì)的晶體中，每個鈦原子周圍與它最接近且距離相等的氧離子、鈣離子、鈦離子各有_個、_個、_個。6 8 6答案解析解析解析以鈦離子為頂點，應(yīng)有8個立方晶胞緊靠在一起，這樣鈦離子成為空間直角坐標(biāo)系的中心，它的三維方向前后左右上下最近且相鄰各有1個氧離子和鈦離子，共6個，它周圍的8個立方晶胞內(nèi)各含1個鈣離子。(2)該晶體結(jié)構(gòu)中，元素氧、鈦、鈣的離子個數(shù)比是_，該物質(zhì)的化學(xué)式可表示為_。答案解析311CaTiO3(3)若鈣、鈦、氧三元素的相對原子質(zhì)量分別為a、b、c，晶體結(jié)構(gòu)圖中正方體邊長(鈦原子之間的距離)為d nm(1 nm109m)，則該晶體的密度為_ gcm3。解析解析1 mol晶體的質(zhì)量等于(ab3c)g,1 mol晶體的體積為d310216.021023 cm3，答案解析歸納總結(jié)歸納總結(jié)(1)晶胞是晶體中的最小重復(fù)單元，每個晶胞中平均擁有的各類微粒的最簡個數(shù)比即為晶體的化學(xué)式。(2)立方晶胞中各物理量的關(guān)系m：表示一個晶胞質(zhì)量(g)：表示晶胞密度(gcm3)V：表示一個晶胞體積(cm3)a：表示晶胞邊長(cm)M：表示晶胞摩爾質(zhì)量(gmol1)NA：表示阿伏加德羅常數(shù)(mol1)N：表示一個晶胞中微粒數(shù)目例例3(1)元素銅的一種氯化物晶體的晶胞結(jié)構(gòu)如圖所示，該氯化物的化學(xué)式是_。CuCl答案解析(2)Cu2O為半導(dǎo)體材料，在其立方晶胞內(nèi)部有4個氧原子，其余氧原子位于面心和頂點，則該晶胞中有_個銅原子。16答案解析(3)利用“鹵化硼法”可合成含B和N兩種元素的功能陶瓷，如圖為其晶胞結(jié)構(gòu)示意圖，則每個晶胞中含有B原子的個數(shù)為_，該功能陶瓷的化學(xué)式為_。2答案解析BN(4)某晶體結(jié)構(gòu)模型如圖所示。該晶體的化學(xué)式是_，在晶體中1個Ti原子、1個Co原子周圍距離最近的O原子數(shù)目分別為_個、_個。CoTiO3612答案解析(1)晶胞中原子個數(shù)的計算關(guān)鍵是正確分析晶胞中任意位置上的一個原子被幾個晶胞所共用。不同形狀的晶胞情況不同。如六棱柱晶胞中，頂點、側(cè)棱、底面、側(cè)面的原子，依次被6、3、2、2個晶胞共用。(2)確定晶體化學(xué)式的方法觀察微粒種類確定微粒在晶體中的位置用均攤法求各微粒的數(shù)目求各微粒的最簡個數(shù)比確定化學(xué)式。方法規(guī)律例例4如圖為NaCl晶體的1個晶胞，測知氯化鈉晶體中相鄰的Na與Cl的距離為a cm，晶體密度為d gcm3，則阿伏加德羅常數(shù)可表示為 答案解析一個NaCl晶胞的體積為V8a3 cm3，由d gcm3VNA458.5 gmol1，解答晶胞中各量關(guān)系計算題的關(guān)鍵是正確分析微粒在晶胞中的位置關(guān)系，找出晶胞的體積及1個晶胞的質(zhì)量。特別注意給出的晶胞是不是一個完整的晶胞。方法規(guī)律學(xué)習(xí)小結(jié)達(dá)標(biāo)檢測1.有關(guān)晶胞的敘述正確的是 晶胞是晶體結(jié)構(gòu)中的基本結(jié)構(gòu)單元根據(jù)晶體的不同，晶胞可以是多種形狀習(xí)慣采用的晶胞是平行六面體晶胞都是正八面體A. B.C. D.12345答案2.下列能夠表示出每個晶胞中所含實際微粒個數(shù)的面心立方晶胞的是 答案解析12345解析解析A項和B項是面心立方晶胞，其中B項是經(jīng)過切割了的面心立方晶胞，它能表示出此晶胞中所含微粒的實際數(shù)目；C項和D項是體心立方晶胞。3.有下列離子晶體的空間結(jié)構(gòu)示意圖：以M代表陽離子，以N代表陰離子，代表陽離子，代表陰離子，化學(xué)式為MN2的晶體結(jié)構(gòu)為 答案解析12345123454.下圖是某活潑金屬A與活潑非金屬B形成的晶體化合物的一個晶胞，則下列說法中正確的是 A.該晶胞是二維空間粒子非密置層的一層層堆積B.該晶體的化學(xué)式是AB2C.該晶胞中與A粒子最近且等距的A粒子有8個D.該晶胞中A粒子、B粒子的個數(shù)都是4答案12345解析解析解析該圖是立體結(jié)構(gòu)，所以是三維空間圖，故A錯誤；12345與A粒子最近且等距的A粒子數(shù)為12個，故C錯誤。5.分析下圖所示的甲、乙、丙三種晶體并回答有關(guān)問題：(1)甲晶體化學(xué)式(X為陽離子)為_。X2Y12345答案解析(2)乙晶體中A、B、C三種微粒的個數(shù)比是_。131(3)丙晶體中每個D周圍結(jié)合E的個數(shù)是_個。8解析解析丙中D周圍的E的個數(shù)與E周圍D的個數(shù)相同，E周圍有8個D，所以D周圍有8個E。12345答案解析