2021新教材高中化学第三章晶体结构与性质1.2晶胞学案-人教版选择性必修2

晶胞【学法指导】1.认识简单的晶胞。2.通过典型晶胞的学习，类推其他晶胞的分析方法。3.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晶体的化学式。【基础梳理】一、晶胞1.晶胞的概念描述晶体结构的叫做晶胞。晶胞是晶体中最小的。铜晶体铜晶胞2.晶体与晶胞的关系整块晶体可以看作是数量巨大的晶胞“”而成；所谓“无隙”，是指之间没有任何间隙；所谓“并置”，是指所有晶胞都是排列的，相同。3.晶胞的结构常规的晶胞都是平行六面体。晶胞的顶角原子是个晶胞共用。晶胞棱上的原子是个晶胞共用。晶胞面上的原子是个晶胞共用。晶胞内部的原子是个晶胞共用。［微思考］一个铜晶胞的有14个原子吗？［练一练］试计算钠、锌、碘、金刚石晶胞中含有原子的数目(1)金属钠的一个晶胞的原子数=(2)金属锌的一个晶胞的原子数=(3)碘的一个晶胞的原子数=(4)金刚石的一个晶胞的原子数=4.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二、晶胞中粒子数目的计算(均摊法)及晶体化学式的确定1.晶体化学式的含义一般地，晶体的化学式表示的是晶体(也可以说是晶胞)中各类原子或离子数目的。2.用均摊法确定晶胞中粒子的个数(1)立方晶胞中粒子的计算方法例如：在较高温度时，钾、氧两种元素形成的一种晶体结构，则该化合物的化学式是。(2)六方晶胞中粒子的计算方法晶胞的顶角原子是个晶胞共用。晶胞侧棱上的原子是个晶胞共用。晶胞上、下棱的原子是个晶胞共用。晶胞面上的原子是个晶胞共用。晶胞内部的原子是个晶胞共用。☂名师点拨均摊法在其他结构晶胞中粒子数目的计算：晶胞的顶角原子是个晶胞共用。晶胞侧棱上的原子是个晶胞共用。晶胞内部的原子是个晶胞共用。课堂专练题型一：晶胞的判断【典例1】已知CaF2是离子晶体，如果用“●”表示F－；用“○”表示Ca2＋，在如图所示中，符合CaF2晶体结构的是()A.B.C.D.答案：B解析：在A中F－数目为，Ca2＋数目为1，不符合CaF2的组成；在B中F－数目为1，Ca2＋数目为，符合CaF2的组成，B项正确；在C中F－数目为，Ca2＋数目为1，不符合CaF2的组成；在D中N(Ca2＋)∶N(F－)＝1∶1，不符合CaF2的组成，D项错误。题型二：均摊法计算微粒个数【典例2】金属晶体中金属原子有三种常见的堆积方式，六方最密堆积、面心立方最密堆积和体心立方堆积，下图(a)、(b)、(c)分别代表这三种晶胞的结构，其晶胞内金属原子个数比为()A．3∶2∶1 B．11∶8∶4C．9∶8∶4 D．21∶14∶9答案：D【典例3】某晶体的一部分如图所示，这种晶体中A、B、C三种微粒数之比是（）A．3:9:4B．1:4:2 C．2:9:4D．3:8:4答案：C题型三：利用均摊法求算化学式【典例4】已知某晶体晶胞如图所示,则该晶体的化学式为(

)A.XYZB.X2Y4Z C.XY4ZD.X4Y2Z答案：B【典例5】已知某化合物的晶体是由以下最小单元密置堆积而成的，关于该化合物的以下叙述中错误的是（）A．1mol该化合物中有1molYB．1mol该化合物中有3molCuC．1mol该化合物中有2molBaD．该化合物的化学式是Y答案：A题型四：利用均摊法计算晶胞中微粒间的距离【典例6】科学家可视化了某复杂钙钛矿晶体结构系统的三维原子和电子密度结构。如图，以1号原子为坐标原点，晶胞参数为单位长度建立坐标系。下列有关说法错误的是()A.该晶体的化学式为B.Ti原子位于氧原子形成的正八面体中心C.2号原子的原子分数坐标为（，1，）D.a为晶胞参数，则2、3号原子间的距离为答案：D解析：A项，根据均摊原理可知该晶体的化学式为，正确；B项，Ti位于晶胞的中心，上下底面的氧原子与四个侧面上的氧原子形成正八面体，正确；C项，2号氧原子在侧面的中心，其原子坐标参数为（，1，），正确；2、3号原子间的距离为面对角线的一半，即，错误。【课后练习】1.已知某化合物的晶体是由如图所示的最小结构单元密置堆积而成，下列关于该化合物叙述错误的是()A．该化合物的化学式是B．1mol该化合物中含有1molYC．1mol该化合物中含有3molCuD．1mol该化合物中含有2molBa2.如图所示为二维平面晶体示意图，所表示的化学式为的是()A.A B.B C..C D.D3.现有四种晶体，其离子排列方式如图所示，其中化学式正确的是()A.B.C.D.4.某晶体的部分结构如图所示,这种晶体中A、B、C三种粒子个数之比是(

)A.3:9:4 B.1:4:2 C.2:9:4 D.3:8:45.某离子晶体的晶体结构中最小重复单元如图所示。A为阴离子，在正方体内，B为阳离子，分别在顶点和面心，则该晶体的化学式为()A. B. C. D.6.如图是由Q、R、G三种元素组成的一种高温超导体的晶胞结构,其中R为+2价,G为﹣2价,则Q的化合价为(

)A.-3 B.-2 C.+3 D.+27.是合或“中国蓝”的重要原料之一。如图是晶胞中Si原子沿z轴方向在xy平面的投影图(即俯视投影图，O原子略去。)，Si原子旁标注的数字是Si原子位于z轴的高度，则与的距离是（）A．B．C．D．d8.已知CsCl晶体的密度为，为阿伏加德罗常数，相邻的两个的核间距为acm，如图所示，则CsCl的相对分子质量可以表示为()A．B．C．D．9.金红石()是含钛的主要矿物之一,具有典型的四方晶系结构,其晶胞结构(晶胞中相同位置的原子相同)如图所示:①4个微粒A、B、C、D中,属于氧原子的是_____________________________。②若A、B、C原子的坐标分别为A(0,0,0)、B(0.69a,0.69a,c)、C(a,a,c),则D原子的坐标为D(0.19a，，);若晶胞底面边长为x,则钛氧键的键长d=_____________________(用代数式表示)。答案及解析1.答案：A2.答案：B解析：A、图中1个黑球周围有6个白球，1个白球周围有3个黑球，黑球与白球数目之比=3:6=1:2，化学式应为AX2，故A不符合题意；B、图中1个黑球周围有6个白球，1个白球周围有2个黑球，黑球与白球数目之比=2:6=1:3，化学式应为AX3，故B符合题意；C、图中1个黑球周围有4个白球，1个白球周围有4个黑球，黑球与白球数目之比=4:4=1:1，化学式应为AX，故C不符合题意；D、图中1个白球周围有6个黑球，1个黑球周围有3个白球，白球与黑球数目之比=3:6=1:2，化学式应为AX2，故D不符合题意。故选B。3.答案：C解析：A．A离子个数是1，B离子个数=1/8×8="1"，所以其化学式为AB，故A错误.

B．E离子个数=1/8×4=1/2，F离子个数=1/8×4=1/2，E、F离子个数比为1：1，所以其化学式为EF，故B错误.C．X离子个数是1，Y离子个数=1/2×6="3"，Z离子个数=1/8×8="1"，所以其化学式为XY3Z，故C正确.D．A离子个数=1/8×8+1/2×6="4"，B离子个数=12×1/4+1=4，AB离子个数比1：1，所以其化学式为AB，故D错误.4.答案：B解析：由题图可知,此晶体结构中含A粒子个数为,含B粒子个数为,含C粒子个数为1,则该晶体中A、B、C三种粒子个数之比为。5.答案：D解析：A位于晶胞的体内，共8个，B位于晶胞的顶点和面心，晶胞中B的个数为8×+6×=4，则B与A的离子个数为4：8=1：2，则化学式为，故选D。6.答案：C解析：根据均摊法结构晶胞结构图可知,晶胞结构中R原子数目为,G原子数目为,Q原子数目为,令Q的化合价为a,则4a+2×2+8×(−2)=0，解得a=3，故Q的化合价为+3，故选C。7.答案：B解析：根据图可知，Si原子在晶胞中位置如图，其中ABCD四个Si原子形成正四面体结构，且AB距离等于CD距离，AB距离在底面投影为底面面对角线的一半，则与的距离=×，故B正确；故选：B。8.答案：A解析：由图可知,相邻的两个Cs+的核间距为a

cm,即晶胞棱长为acm,体积为,顶点在空间被8个晶胞共用,体心为1个晶胞拥有,可知含1个氯