高二—人教版—化學—選擇性必修2—第三章

——晶胞與晶體結構的測定第一節(jié)

物質的聚集狀態(tài)與晶體的常識（第三課時）學習目標1.認識簡單的晶胞，能計算簡單晶胞中粒子的數(shù)目。2.知道X射線衍射實驗是測定晶體結構的常用方法，以乙酸為例，認識分子是有空間結構的，分子的空間結構是可以通過實驗測定的。

如果我們把一塊方解石敲碎，就會得到小方解石。發(fā)現(xiàn)：如果把小方解石繼續(xù)不停的敲碎，最后得到的是什么呢？新晶面與某一原晶面平行。晶胞圖片來源于中國地質大學科普網(wǎng)站一、晶胞概念：描述晶體結構的基本單元。蜂巢里的蜂室銅晶體銅晶胞二、晶胞與晶體的關系晶體可看作是巨大數(shù)量的晶胞“無隙并置”而成。晶體可看作是數(shù)量巨大的晶胞“無隙并置”而成。無隙：相鄰晶胞之間沒有任何間隙。并置：所有晶胞都是平行排列的，取向相同。具有平移性二、晶胞與晶體的關系二、晶胞與晶體的關系晶體可看作是數(shù)量巨大的晶胞“無隙并置”而成。特點1：8個頂角相同。三、晶胞的特點“無隙并置”平移性特點2：4根平行棱相同。平移性特點2：4根平行棱相同。特點3：2個平行面也要相同。“無隙并置”三、晶胞的特點平移性“無隙并置”三、晶胞的特點特點2：4根平行棱相同。特點3：2個平行面也要相同。平移性左右上下前后三套“無隙并置”三、晶胞的特點特點2：4根平行棱相同。特點3：2個平行面也要相同。1.

個頂角相同；2.

套各

根平行棱分別相同；3.

套各

個平行面分別相同。842三三不符合第1條。不符合第2條。不符合第3條。是晶胞。三、晶胞的特點【牛刀小試】下圖中NaCl晶胞是指小立方體還是大立方體？為什么？

小立方體8個頂角原子不完全一樣，不具有平移性，不是晶胞。相反，大立方體8個頂角、三套平行棱、三套平行面均相同，在它的上下左右前后都有無隙并置的完全等同的立方體，只是沒有畫出來而已，因此大立方體才是晶胞。Na+四、計算晶胞中微粒的數(shù)目【思考】銅晶胞中共有4個銅原子，如何計算出來的？12四、計算晶胞中微粒的數(shù)目均攤法：晶胞任意位置上的一個原子如果是被x個晶胞所共有，則每個晶胞對這個原子分得的份額就是1/x。晶胞面心的原子：

個晶胞共用，每個原子有

屬于該晶胞。21/2面心1243晶胞棱上的原子：

個晶胞共用，每個原子有

屬于該晶胞。41/4棱上均攤法：晶胞任意位置上的一個原子如果是被x個晶胞所共有，則每個晶胞對這個原子分得的份額就是1/x。四、計算晶胞中微粒的數(shù)目126543晶胞頂點上的原子：

個晶胞共用，每個原子有

屬于該晶胞。81/8頂角：四、計算晶胞中微粒的數(shù)目78上下兩層位于頂角位于棱上位于面上位于晶胞內

個晶胞共用，每個原子有

屬于該晶胞。

屬于該晶胞。

個晶胞共用，每個原子有

屬于該晶胞。81/8

個晶胞共用，每個原子有

屬于該晶胞。42全部1/41/2【模型建構】銅晶胞中銅原子在立方體中的位置：每個銅晶胞所含銅原子數(shù)目：頂角、面心（頂角）1/8×8銅晶體銅晶胞+（面心）1/2×6=4【實例講解】如圖所示是NaCl的晶胞，它含有幾個氯離子和鈉離子?你能找出兩幅圖的對應關系嗎？Cl-

Na+鈉離子：氯離子：【變式練習】(棱上)1/4

(頂角)1/8

+(面心)1/2×12×1=4×8×6=4

+(體心)1此模型是抽象出來的，方便看清楚各原子的分布情況。Na1/8×8+1×1=2Zn1200600俯視圖：【思考與討論】(教材P74)下圖依次是金屬鈉(Na)、金屬鋅(Zn)、碘(I)、金剛石(C)晶胞的示意圖，數(shù)一數(shù)，它們分別平均含有幾個原子?2頂角:8個內部:1個60°頂角:120°頂角:內部:12006004個4個1個水平面上：被6個晶胞共用。60060°頂角鋅原子：

垂直面上：鋅晶胞俯視圖鋅晶胞主視圖有1/12屬于該晶胞。600被2層(各6個)晶胞共用。1200水平面上：被3個晶胞共用。

垂直面上：被2層(各3個)晶胞共用。120°頂角鋅原子：有1/6屬于該晶胞。1200Na1/8×8+1×1=2Zn1200600俯視圖：【思考與討論】(教材P74)下圖依次是金屬鈉(Na)、金屬鋅(Zn)、碘(I)、金剛石(C)晶胞的示意圖，數(shù)一數(shù)，它們分別平均含有幾個原子?2頂角:8個內部:1個60°頂角:120°頂角:內部:12006004個4個1個1/12×4+1/6×4+1×1=2(1/8×8+1/2×6)×1/8×8+1/2×6+1×4=8I2【思考與討論】(教材P74)下圖依次是金屬鈉(Na)、金屬鋅(Zn)、碘(I)、金剛石(C)晶胞的示意圖，數(shù)一數(shù)，它們分別平均含有幾個原子?2金剛石動畫來源于網(wǎng)絡2=8頂角：8個面心：6個頂角：8個面心：6個內部：4個X射線衍射儀單晶衍射圖分立的斑點→晶體

彌散環(huán)→非晶體五、晶體結構的測定圖片來源于網(wǎng)絡非晶態(tài)和晶態(tài)SiO2粉末衍射圖譜的對比數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)X射線衍射儀五、晶體結構的測定分子空間結構乙酸晶體結構的測定乙酸晶體X射線衍射實驗衍射圖計算（Bragg方程等）晶體結構信息(晶胞參數(shù)、原子種類及坐標)原子間距離化學鍵類型、鍵角、鍵長等長方體棱長abc棱的夾角電子云密度坐標電子云密度大小謝謝觀看高二—人教版—化學—選擇性必修2—第三章

——晶胞與晶體結構的測定第一節(jié)

物質的聚集狀態(tài)與晶體的常識（第三課時）答疑如何計算一個晶胞的質量和密度？M(Cu)×n(Cu)

m(晶胞)=N(Cu)NA已知：每個銅晶胞含4個銅原子。每個原子的質量=NA=M(Cu)

×M(Cu)×N(Cu)晶胞中原子個數(shù)m(晶胞)==64×4gNA×如何計算一個晶胞的質量和密度？(2)m(晶胞)=ρ

(晶胞)=m(晶胞)V(晶胞)

=已知:(1)每個銅晶胞含4個銅原子apm(a×10-10)3

cm3=64×4NA(a×10-10)3

g/cm364×4gNA64×4gNA1pm=10-10cm1

nm

=

10-7cm=256×1030NA×a3

g/cm3如何計算一個晶胞的質量和密度？(2)晶胞質量m

=

×N(1)利用均攤法求出晶胞內原子微粒數(shù)N(3)晶胞密度ρ

=（假設晶胞棱長均為apm，注意轉換單位

）m(晶胞)V(晶胞)

=M×N×1030

NA×a3

計算步驟:【例題】Cu2O的立方晶胞結構如圖所示，晶胞參數(shù)為apm，阿伏加德羅常數(shù)的值為NA，則Cu2O晶體的密度為_____g·cm3(用含