晶胞与晶体结构的测定+高二下学期化学人教版（2019）选择性必修2

高二—人教版—化学—选择性必修2—第三章

——晶胞与晶体结构的测定第一节

物质的聚集状态与晶体的常识（第三课时）学习目标1.认识简单的晶胞，能计算简单晶胞中粒子的数目。2.知道X射线衍射实验是测定晶体结构的常用方法，以乙酸为例，认识分子是有空间结构的，分子的空间结构是可以通过实验测定的。

如果我们把一块方解石敲碎，就会得到小方解石。发现：如果把小方解石继续不停的敲碎，最后得到的是什么呢？新晶面与某一原晶面平行。晶胞图片来源于中国地质大学科普网站一、晶胞概念：描述晶体结构的基本单元。蜂巢里的蜂室铜晶体铜晶胞二、晶胞与晶体的关系晶体可看作是巨大数量的晶胞“无隙并置”而成。晶体可看作是数量巨大的晶胞“无隙并置”而成。无隙：相邻晶胞之间没有任何间隙。并置：所有晶胞都是平行排列的，

取向相同。具有平移性二、晶胞与晶体的关系二、晶胞与晶体的关系晶体可看作是数量巨大的晶胞“无隙并置”而成。特点1：8个顶角相同。三、晶胞的特点“无隙并置”平移性特点2：4根平行棱相同。平移性特点2：4根平行棱相同。特点3：2个平行面也要相同。“无隙并置”三、晶胞的特点平移性“无隙并置”三、晶胞的特点特点2：4根平行棱相同。特点3：2个平行面也要相同。平移性左右上下前后三套“无隙并置”三、晶胞的特点特点2：4根平行棱相同。特点3：2个平行面也要相同。1.

个顶角相同；2.

套各

根平行棱分别相同；3.

套各

个平行面分别相同。842三三不符合第1条。不符合第2条。不符合第3条。是晶胞。三、晶胞的特点【牛刀小试】下图中NaCl晶胞是指小立方体还是大立方体？为什么？

小立方体8个顶角原子不完全一样，不具有平移性，不是晶胞。相反，大立方体8个顶角、三套平行棱、三套平行面均相同，在它的上下左右前后都有无隙并置的完全等同的立方体，只是没有画出来而已，因此大立方体才是晶胞。Na+四、计算晶胞中微粒的数目【思考】铜晶胞中共有4个铜原子，如何计算出来的？12四、计算晶胞中微粒的数目均摊法：晶胞任意位置上的一个原子如果是被x个晶胞所共有，则每个晶胞对这个原子分得的份额就是1/x。晶胞面心的原子：

个晶胞共用，每个原子有

属于该晶胞。21/2面心1243晶胞棱上的原子：

个晶胞共用，每个原子有

属于该晶胞。41/4棱上均摊法：晶胞任意位置上的一个原子如果是被x个晶胞所共有，则每个晶胞对这个原子分得的份额就是1/x。四、计算晶胞中微粒的数目126543晶胞顶点上的原子：

个晶胞共用，每个原子有

属于该晶胞。81/8顶角：四、计算晶胞中微粒的数目78上下两层位于顶角位于棱上位于面上位于晶胞内

个晶胞共用，每个原子有

属于该晶胞。

属于该晶胞。

个晶胞共用，每个原子有

属于该晶胞。81/8

个晶胞共用，每个原子有

属于该晶胞。42全部1/41/2【模型建构】铜晶胞中铜原子在立方体中的位置：每个铜晶胞所含铜原子数目：顶角、面心（顶角）1/8×8铜晶体铜晶胞+（面心）1/2×6=4【实例讲解】如图所示是NaCl的晶胞，它含有几个氯离子和钠离子?你能找出两幅图的对应关系吗？Cl-

Na+钠离子：氯离子：【变式练习】(棱上)1/4

(顶角)1/8

+(面心)1/2×12×1=4×8×6=4

+(体心)1此模型是抽象出来的，方便看清楚各原子的分布情况。Na1/8×8+1×1=2Zn【思考与讨论】(教材P74)下图依次是金属钠(Na)、金属锌(Zn)、碘(I)、金刚石(C)晶胞的示意图，数一数，它们分别平均含有几个原子?2顶角:8个内部:1个顶角

:内部:8个1个1/8×8+1×1=2(1/8×8+1/2×6)×1/8×8+1/2×6+1×4=8I2【思考与讨论】(教材P74)下图依次是金属钠(Na)、金属锌(Zn)、碘(I)、金刚石(C)晶胞的示意图，数一数，它们分别平均含有几个原子?2金刚石动画来源于网络2=8顶角：8个面心：6个顶角：8个面心：6个内部：4个X射线衍射仪单晶衍射图分立的斑点→晶体

弥散环→非晶体五、晶体结构的测定图片来源于网络非晶态和晶态SiO2粉末衍射图谱的对比数据处理系统X射线衍射仪五、晶体结构的测定分子空间结构乙酸晶体结构的测定乙酸晶体X射线衍射实验衍射图计算（Bragg方程等）晶体结构信息(晶胞参数、原子种类及坐标)原子间距离化学键类型、键角、键长等长方体棱长abc棱的夹角电子云密度坐标电子云密度大小高二—人教版—化学—选择性必修2—第三章

——晶胞与晶体结构的测定第一节

物质的聚集状态与晶体的常识（第三课时）答疑如何计算一个晶胞的质量和密度？M(Cu)×n(Cu)

m(晶胞)=N(Cu)NA已知：每个铜晶胞含4个铜原子。每个原子的质量=NA=M(Cu)

×M(Cu)×N(Cu)晶胞中原子个数m(晶胞)==64×4gNA×如何计算一个晶胞的质量和密度？(2)m(晶胞)=ρ

(晶胞)=m(晶胞)V(晶胞)

=已知:(1)每个铜晶胞含4个铜原子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如何计算一个晶胞的质量和密度？(2)晶胞质量m

=

×N(1)利用均摊法求出晶胞内原子微粒数N(3)晶胞密度ρ

=（假设晶胞棱长均为apm，注意转换单位

）m(晶胞)V(晶胞)

=M×N×1030

NA×a3

计算步骤:【例题】Cu2O的立方晶胞结构如图所示，晶胞参数为apm，阿伏加德罗常数的值为NA，则Cu2O晶体的密度为_____g·cm3(用含a、NA的代数式表示)