晶胞结构和均摊法计算晶胞中的原子个数课件高二化学人教版选择性必修2

南山中学

李晓红第三节分子的结构与物质的性质（2023级33.37.44班

2025年3月9日）第12课时

晶胞晶体结构测定

学习目标1.认识简单的晶胞。2.掌握晶体与晶胞的关系、会通过晶胞确定晶体的化学式。3.了解晶体的测定方法。学习目标1．通过认识晶胞的结构，培养学生“宏观辨识与微观探析”的学科素养。2．通过对不同晶体晶胞中所含粒子的计算。培养学生“证据推理与模型认知”的学科素养。素养目标一.晶胞（阅读课本73页）1.定义：描述晶体结构的基本单元叫做晶胞。铜晶体铜晶胞2.晶胞的排列：“无隙并置”“无隙”：相邻晶胞间无任何间隙“并置”：所有晶胞平行排列，取向相同3.所有晶胞的形状及其内部的原子种类、个数及几何排列均完全相同最小平行六面体立方晶胞的判断和均摊法计算1.有8个相同的顶角2.有6个相同的面（三套

：前后、左右、上下）3.有12条相同平行棱（三套

：4横、4竖、4垂直）均摊原则：晶胞任意位置上的一个原子如果是被n个晶胞所共有，那么，每个晶胞对这个原子分得的份额就是1/n。均摊法均摊法在高考中的考法拓展思考1：结合所学内容并判断下列图中哪个结构属于晶胞？A图中晶体结构满足晶胞的特点，是晶胞。B图中的晶体结构，不满足晶胞“8个顶角相同”的要求，无法进行“无隙并置”，不是晶胞。C图中的晶体结构，不满足晶胞“三套各4根平行棱分别相同”的要求，无法进行“无隙并置”，不是晶胞。D图中的晶体结构，不满足“三套各两个平行面分别相同”的要求，无法进行无隙并置”，不是晶胞。1.金属铜晶胞中平均含有几个铜原子？晶胞中粒子数的计算818×＝1面上位置：216×＝3顶角位置：金属铜中一个晶胞的原子数2181＝8×＋6×＝4下图所示是NaCl的晶胞，它含有几个钠离子和氯离子？晶胞中钠离子和氯离子的个数比是多少？Cl－位于顶点和面心顶点位置：8×＝181面心位置：6×＝321Na+位于顶点和面心顶点位置：8×＝181面心位置：6×＝321442.NaCl的晶胞提示：化学式不等同于分子式，只有在分子中化学式才等于分子式，其他晶体中化学式只表示物质按一定比例组成该物质。如NaCl常见晶胞中微粒数目的计算下图依次是金属钠(Na)、金属锌(Zn)、碘(I2)、金刚石(C)晶胞的示意图，数一数，它们分别平均含几个原子？2288【答案】D

1.研究发现，只含镁、镍和碳三种元素的晶体竟然也具有超导性。鉴于这三种元素都是常见元素，从而引起广泛关注。该新型超导晶体的一个晶胞如图所示，则该晶体的化学式为(

)A．Mg2CNi3

B．MgC2NiC．MgCNi2

D．MgCNi3根据晶胞推酸物质的化学式2.根据下列晶体的晶胞结构，判断化学式正确的是(

)

【答案】C

二.晶胞密度的计算方法1个晶胞的质量为ρa3g(a3为晶胞的体积)，则1mol晶胞的质量为ρa3NAg，故nM＝ρa3NA抓住密度的计算公式即可1个晶胞中含有n个微粒，则1mol该晶胞中含有nmol微粒，其质量为nMg(M为微粒的相对分子质量)；3.已知氟化钙晶体的晶胞如图所示。则1个晶胞中含有___个Ca2+、___个F−。若晶体的密度为ag·cm−3，则晶胞的体积是_______(只要求列出计算式)。4.已知CsCl晶体的密度为ρg/cm3，NA为阿伏加德罗常数，晶体中相邻的两个Cs＋的核间距为acm，如下图所示，则CsCl的相对分子质量可以表示为(

)【答案】A

三.晶体结构的测定测定晶体结构最常用的仪器是X射线衍射仪。

在晶体的X射线衍射实验中，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，会在记录仪上产生分立的斑点或者明锐的衍射峰。而在同一条件下摄取的非晶体图谱中却看不到分立的斑点或明锐的衍射峰。例如，石英玻璃（非晶态二氧化硅）和水晶（晶态二氧化硅）研成粉末摄取的X射线衍射图谱是不同的。通过晶体的X射线衍射实验获得衍射图后，经过计算从衍射图形获得晶体结构的有关信息：晶胞形状和大小、分子或原子在微观空间有序排列呈现的对称类型、原子在晶胞里的数目和位置等，以及结合晶体化学组成的信息推出原子之间的相互关系。例如，通过晶体X射线衍射实验，对乙酸晶体进行测定，可以得出乙酸晶胞，晶胞中含有4个乙酸分子。并且，测定晶胞中各个原子的位置（坐标），根据原子坐标，可以计算原子间的距离，判断出晶体中哪些原子之间存在化学键，确定键长和键角，从而，得出分子的空间结构。知识拓展——准晶准晶的结构具有一定的规则性，但存在着一些不规则的排列。准晶体的结构具有长程有序，但不具有晶体所应有的平移对称性，而具有晶体所不允许的宏观对称性。它的密度比相同成分的晶体的密度约低2%，且具有高电阻率、负的温度系数、低导热率等特性。准晶材料具有的一系列性能特点，有较高的硬度、低摩擦系数、不粘性、耐蚀、耐腐等1.准晶是一种介于晶体和非晶体之间的固体结构，具有旋转对称性。3.准晶不是晶体，挑战了传统晶体的定义，有晶胞，但不具备传统晶体晶胞的平移对称性2.准晶的单晶X射线衍射图与传统晶体相比，具有以下明显特征：缺乏平移对称性：传统晶体的结构具有周期性重复排列的单胞，具备平移对称性，这使得其X射线衍射图呈现出规则的周期性分布的衍射斑点。而准晶没有可以周期性重复排列的单胞，因而不具有平移对称性独特的衍射对称性：传统晶体的衍射图遵循晶体学中的对称性定律