3.1.2 晶胞 晶体结构的测定 课件 高二化学人教版（2019）选择性必修2

选择性必修2(人教版2019)第三章晶体结构与性质第一节

物质的聚集状态与晶体的常识第2课时晶胞晶体结构的测定晶体特性自范性各向异性熔点固定晶体和非晶体的差异晶体内部微粒一定是周期性重复排列在不同方向排列的规律不同铜晶体CaF2晶体晶体的内部微粒(原子、离子或分子)在三维空间里呈周期性有序排列。问：要研究晶体的结构，应当如何入手呢？思路：“以小见大”铜晶体铜晶胞晶胞：晶体结构中最小的重复单元球棍模型比例填充模型

学习

目标第2课时晶胞晶体结构的测定PART01PART02PART02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。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。[任务一]认识晶胞铁晶体1.概念：描述晶体结构的基本单元叫做晶胞，晶胞是晶体的最小重复单元。铜晶体晶胞是晶体中最小的结构重复单元。2、晶体和晶胞的关系

常规的晶胞都是平行六面体，整块晶体可以看作是数量巨大的晶胞“无隙并置”而成。(1)“无隙”是指相邻晶胞之间没有任何间隙。(2)“并置”是指所有晶胞都是平行排列的，取向相同。(3)所有晶胞的形状及其内部的原子种类、个数及几何排列是完全相同的。平行六面体晶体晶胞堆积方式展示晶胞晶体无隙并置平移复原将任意晶胞沿着晶胞的周期性排列方向移动到相邻或其他晶胞时，能够完全重合，过程中无须转动或改变方向。各晶胞之间无缝隙平行排列，取向相同各个晶胞完全等同（组成和几何空间），且晶胞间共顶角、共棱、共面另一种表述CaTiO3晶胞ZnS晶胞铜晶胞平行六面体8个顶角相同3套各2个平行面分别相同3套各4根平行棱分别相同晶胞共6个面共8个顶点共12根棱思考：观察下列晶胞，分析它们有什么共同特点？金刚石晶胞NaCl晶胞CsCl晶胞干冰晶胞

这些晶胞都是8个顶点相同、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。3、晶体的特点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问1：下列晶胞中分子的取向有几种？一、晶胞干冰晶胞8个顶点的取向相同3套各2个平行面的取向相同I2晶胞8个顶点和左右面心分子取向相同,上下，前后面面心分子取向相同.共有2种不同的取向.问2:下图中的晶胞是指”大立方体”，还是”小立方体”？为什么？晶胞是指”大立方体”晶胞具有相同的顶角、相同的平行面和相同的平行棱。问3：判断下列六面体是否是晶胞？A图中满足晶胞的结构特点，是晶胞。B图中不满足晶胞“8个顶角相同”的要求，不是晶胞。C图中不满足晶胞“三套各4根平行棱分别相同”的要求，不是晶胞。D图中不满足“三套各两个平行面分别相同”的要求，不是晶胞。判断是否是晶胞的方法一：顶点/平行面/平行棱是否完全相同练习1、下面是从NaCl晶体最小平行六面体，是否可以作为晶胞？8个顶角不相同不能平移复原判断是否是晶胞的方法二：能否平移复原练习2、若下图是某晶胞的残缺结构，要使其恢复晶胞资格，你认为应该如何改动？思考：1个铜晶胞含有几个铜原子呢？14个124376851221341体心：1面心：1/2顶点：1/8棱边：1/44.晶胞中原子个数的计算

4、晶胞中原子个数的计算——均摊法均摊：若晶胞中某个粒子为n个晶胞所共用，则该粒子只有

属于该晶胞。长方体形(正方体形)晶胞中不同位置的粒子对晶胞的贡献【例1】计算下列立方晶胞中原子数。简单立方钠晶胞—体心立方铜晶胞—面心立方最密堆积单位晶胞：8×

＝181单位晶胞：8×+1＝2818×＋6×＝42181配位数：8配位数：12金刚石晶胞SiC晶胞Ca2+:8×

＋6×＝48121F-:8个

Ca2+:F-=4：8=1：2C:8×

＋6×＝48121Si:4个

C:Si:=4:4=1:1金刚石体内四个球位于交错的小正方体中心金刚石体内四个球位于交错的小正方体中心长度为体对角线的1/4【例2】请计算出NaCl晶胞Na+和Cl-的个数。NaCl晶胞Na+Cl-①Cl-位于顶角和面心，共有

个。②Na＋位于棱上和体心，共有

个。Cl-数=8×＋6×=42181Na+数=12×＋1=441一个晶胞含4个NaClNa+数

:Cl-数=1:1氯化钠的化学式为NaCl离子晶体化学式只表示每个晶胞或晶体中各类粒子的最简整数比AB练习1：根据离子晶体的晶胞结构，判断下列离子晶体的化学式：（A表示阳离子）化学式：AB化学式：ABC化学式：ABC3练习2：话筒是声电转换的换能器，在话筒中有一种材料的结构如图所示，它的主要成分是钛酸钡，根据晶胞的结构示意图，可知它的化学式是(

)A.BaTi8O12 B.BaTi4O6C.BaTi2O4 D.BaTiO3仔细观察钛酸钡晶胞的结构示意图可知：Ba在立方体的体心，完全属于该晶胞；Ti处于立方体的8个顶点，O处于立方体的12条棱的中点，故晶胞中Ba、Ti、O三种原子的个数比为D晶胞小结①明确微粒在晶胞中的位置关系。②基于位置采用均摊法进行计算。计算晶胞中含有微粒数目--均摊法：判断是否是晶胞的方法：

①顶点/平行面/平行棱是否完全相同

②能否平移复原顶角1/8面1/2棱1/4内1新的问题：①科学家是如何用证实晶体是周期重复排列的结构呢？②怎么知道晶胞的大小、形状、取向和各个原子的位置呢？OFeI2

当单一波长的X射线通过晶体时，X射线和晶体中的电子相互作用，在记录仪上形成衍射图谱。人们对衍射图的数据进行处理，即可获得晶体结构的有关信息。X射线管铅板晶体样品记录仪2θ/°非晶态SiO2晶态SiO2明锐的衍射峰分立的斑点[任务二]晶体结构的测定X射线衍射d为晶面间距；n为反射级数；θ为掠射角；λ为X射线的波长了解：X射线-测定晶胞不同晶体对应不同的d，计算出晶胞参数，进而得到晶胞的形状、大小与取向数据处理晶胞结构布拉格方程晶胞的3组棱长：abc3种夹角:α、β、γ衍射方向乙酸晶体乙酸晶