有關(guān)晶胞計算專題PPT課件

1、平行六面體第第1頁頁/共共35頁頁1243768 852 2213 34請看請看:1 1體心：體心：1面心：面心：1/2頂點：頂點：1/8棱邊：棱邊：1/41 1第第2頁頁/共共35頁頁一、晶胞中粒子個數(shù)計算規(guī)律一、晶胞中粒子個數(shù)計算規(guī)律1.立方晶胞立方晶胞第第3頁頁/共共35頁頁A+= 4 1/8=1/2 例1.下面晶胞中含有粒子個數(shù) B-A+B-= 4 1/8=1/2A與與B離子的個數(shù)比等于離子的個數(shù)比等于 該物質(zhì)化學式可該物質(zhì)化學式可表示為表示為:_ 1:1A B晶體化學式確定晶體化學式確定晶胞內(nèi)不同微粒的個數(shù)最簡整數(shù)比晶胞內(nèi)不同微粒的個數(shù)最簡整數(shù)比第第4頁頁/共共35頁頁確定化學式確定

2、化學式A= 1B= 4 1/8=1/2第第5頁頁/共共35頁頁 ABC確定化學式A= 4 1/4=1B= 8 1/8=1C= 1第第6頁頁/共共35頁頁金剛石晶胞金剛石晶胞（1）C原子位于晶胞原子位于晶胞的哪些位置，分別有的哪些位置，分別有幾個？幾個？（2）實際含有原子）實際含有原子個數(shù)應(yīng)為？個數(shù)應(yīng)為？思考第第7頁頁/共共35頁頁 8 81/8 + 61/8 + 61/2 + 4 = 81/2 + 4 = 8金剛石晶胞金剛石晶胞（1）C原子位于晶胞原子位于晶胞的哪些位置，分別有的哪些位置，分別有幾個？幾個？（2）實際含有原子）實際含有原子個數(shù)應(yīng)為？個數(shù)應(yīng)為？思考第第8頁頁/共共35頁頁第第9頁

3、頁/共共35頁頁 某晶胞結(jié)構(gòu)如某晶胞結(jié)構(gòu)如圖所示，晶胞中圖所示，晶胞中各微粒個數(shù)分別各微粒個數(shù)分別為：為： 銅銅_個個 鋇鋇_個個 釔釔_個個 氧氧_個個拓展練習拓展練習1：2317第第10頁頁/共共35頁頁課堂檢測：課堂檢測：1.鈦酸鋇的熱穩(wěn)定性好鈦酸鋇的熱穩(wěn)定性好, 介電常數(shù)高介電常數(shù)高,在小型變在小型變 壓器、話筒和擴音器壓器、話筒和擴音器 中都有應(yīng)用。其晶體中都有應(yīng)用。其晶體 的結(jié)構(gòu)示意圖如右圖的結(jié)構(gòu)示意圖如右圖 所示。則它的化學式所示。則它的化學式 為（為（ ） A.BaTi A.BaTi8 8O O1212 B. BaTi B. BaTi4 4O O6 6 C. BaTi C. B

4、aTi2 2O O4 4 D. BaTiO D. BaTiO3 3BaTiOD第第11頁頁/共共35頁頁2.現(xiàn)有甲、乙、丙、丁四種晶胞，可推知甲晶體中與的粒子個數(shù)比為現(xiàn)有甲、乙、丙、丁四種晶胞，可推知甲晶體中與的粒子個數(shù)比為；乙；乙晶體晶體 的化學式為的化學式為 ；丙晶體的化學式為；丙晶體的化學式為 ；丁晶體的化學；丁晶體的化學式為式為。ABCDFEZXY Y1:1DC2或C2DEF或FEXY2Z甲乙丙丁第第12頁頁/共共35頁頁3、看圖寫化學式：第第13頁頁/共共35頁頁第第14頁頁/共共35頁頁2.正六棱柱晶胞正六棱柱晶胞1/21/21/41/41/61/6面心：面心：（上、下）棱：（上、

5、下）棱：頂點：頂點： 中棱：中棱： 1/31/3第第15頁頁/共共35頁頁 例2.氫氣是重要而潔凈的能源，要利用氫氣作能源，必須安全有效地儲存氫氣。某種合金材料有較大的儲氫容量，其晶胞如圖所示。則這種合金的化學式為（ ）ALaNi6 B LaNi3 CLaNi4 D LaNi5D第第16頁頁/共共35頁頁3.正三棱柱正三棱柱面心：面心：1/21/2（上、下）棱：1/41/4頂點：頂點：1/121/12 中棱：中棱： 1/61/6第第17頁頁/共共35頁頁例3.某晶體的一部分如右圖所示，這種晶體中A、B、C三種粒子數(shù)之比是() A.3 9 4 B.1 4 2 C.2 9 4 D.3 8 4BA

6、AB BC C第第18頁頁/共共35頁頁立方晶胞中各線段之間的關(guān)系如下：二、晶胞密度計算：V=a3第第19頁頁/共共35頁頁1.已知金屬釙是簡單立方堆積，釙原子半已知金屬釙是簡單立方堆積，釙原子半徑為徑為r cm，計算：釙晶胞棱長；釙的密度。，計算：釙晶胞棱長；釙的密度。棱長棱長a = 2ra = 2r二、晶胞密度的求算二、晶胞密度的求算密度密度第第20頁頁/共共35頁頁2.2.已知金屬已知金屬 鉀是體心立方緊密堆積鉀是體心立方緊密堆積, ,鉀原子半徑為鉀原子半徑為r cm,r cm,請計算：鉀晶胞棱長；鉀的請計算：鉀晶胞棱長；鉀的密度。密度。立方體對角線立方體對角線=4r=4r二、晶胞密度的

7、求算二、晶胞密度的求算棱長棱長a=4r/ 3a=4r/ 3密度密度第第21頁頁/共共35頁頁4ra二、晶胞密度的求算二、晶胞密度的求算3、已知金屬金是面心立方緊密堆積，金原子半徑為r cm，計算：金晶胞棱長；金的密度。第第22頁頁/共共35頁頁3、已知金屬金是面心立方緊密堆積，金、已知金屬金是面心立方緊密堆積，金原子半徑為原子半徑為r cm，計算：金晶胞棱長；金，計算：金晶胞棱長；金的密度。的密度。面對角線面對角線 = 4r= 4r二、晶胞密度的求算二、晶胞密度的求算2 2棱長棱長a =2 ra =2 r密度密度第第23頁頁/共共35頁頁3331125.29)(2a5 .584cmgNacmm

8、olNmolgAA二、晶胞密度的求算二、晶胞密度的求算第第24頁頁/共共35頁頁（1）利用均攤法計算該晶胞中含_個NaCl（2）若Na+和Cl-間的最近距離為0.5x10-8cm， 求：晶體的密度 拓展拓展4Na+Cl-第第25頁頁/共共35頁頁例例5.如圖所示，如圖所示，CsCl晶體中最近的晶體中最近的Cs+之間之間距離為距離為s阿伏加德羅常數(shù)為阿伏加德羅常數(shù)為NA摩爾質(zhì)量為摩爾質(zhì)量為M求晶體的密度求晶體的密度第第26頁頁/共共35頁頁三、三、 晶胞中空間利用率的計算(1)簡單立方：簡單立方：空間利用率：空間利用率：(2r)(2r)3 34 4r r3 3/3/3= 52.36%= 52.3

9、6%微粒數(shù)為：微粒數(shù)為：8 81/8 = 11/8 = 1空間利用率空間利用率= =微粒數(shù)微粒數(shù)1 1個微粒體積個微粒體積 晶胞體積晶胞體積第第27頁頁/共共35頁頁1.1.簡單立方堆積簡單立方堆積 立方體的棱長為立方體的棱長為2r2r，球的半徑為，球的半徑為r r2r過程：過程：1 1個晶胞中平均含有個晶胞中平均含有1 1個原子個原子V V球球= =334r%100晶胞球VVV V晶胞晶胞= =（2r2r）3 3=8r=8r3 3空間利用率空間利用率= =3343100%8rr=52%三、金屬晶體空間利用率計算三、金屬晶體空間利用率計算第第28頁頁/共共35頁頁（2）體心立方：）體心立方：三

10、、三、 晶胞中空間利用率的計算空間利用率空間利用率= =微粒數(shù)微粒數(shù)* *1 1個微粒體積個微粒體積 晶胞體積晶胞體積a ：晶胞單位長度：晶胞單位長度 R ：原子半徑：原子半徑R Ra aa aR R3434 %68%100)3/4()3/4(2%100)3/4(23333RRaR空間利用率一個晶胞含原子數(shù)一個晶胞含原子數(shù) n = 2bcc第第29頁頁/共共35頁頁(3 3）面心立方：）面心立方：微粒數(shù)：微粒數(shù)：8 81/8 + 61/8 + 61/2 = 41/2 = 4 空間利用率：空間利用率：三、三、 晶胞中空間利用率的計算空間利用率空間利用率= =微粒數(shù)微粒數(shù)* *1 1個微粒體積個微

11、粒體積 晶胞體積晶胞體積4X 43d23( d)32=74%空間利用率 =每個晶胞中含每個晶胞中含4個原子個原子a= d2100%2da第第30頁頁/共共35頁頁拓展練習：已知銅晶胞是面心立方晶胞，該晶胞的邊長為3.62 10-10m，每一個銅原子的質(zhì)量為1.055 10-25kg ，試回答下列問題：（1）一個晶胞中“實際”擁有的銅原子數(shù)是多少？（2）該晶胞的體積是多大？（3）利用以上結(jié)果計算金屬銅的密度。解：解：（1）8 1/8+6 1/2=4（2）V=a3=(3.62 10-10m)3=4.74 10-29m3(3)=mV4 1.055 10-25kg 4.74 10-29m3=8.9 1

12、03 Kg/m3第第31頁頁/共共35頁頁金晶體的晶胞是面心立方晶胞，金原子的直徑為金晶體的晶胞是面心立方晶胞，金原子的直徑為d d，用，用N NA A表示阿伏加德羅常數(shù)，表示阿伏加德羅常數(shù)，M M表示表示金的摩爾質(zhì)量。金的摩爾質(zhì)量。 (1)欲計算一個晶胞的體積，除假定金原子是鋼性小球外，還應(yīng)假定欲計算一個晶胞的體積，除假定金原子是鋼性小球外，還應(yīng)假定 。 (2)一個晶胞的體積是多少一個晶胞的體積是多少? (3)金晶體的密度是多少金晶體的密度是多少?各面對角線上的三個球兩兩相切各面對角線上的三個球兩兩相切2da設(shè)晶胞邊長為設(shè)晶胞邊長為a，則有，則有a2+a2=(2d)2，即，即a= d2所以一個晶胞的體積為所以一個晶胞的體積為( d)3=2 d322（3）一個金原子的質(zhì)量可表示為）一個金原子的質(zhì)量可表示為M/NA =mV4 M/NA2 d32=第第32頁頁/共共35頁頁堆積方式堆積方式 晶胞類型晶胞類型空間利空間利用率用率配位數(shù)配位數(shù)實例實例面心立方面心立方【堆積方式及性質(zhì)小結(jié)堆積方式及性質(zhì)小結(jié)】簡單立方簡單立方體心立方體心立方六方堆積六方堆積面心立方六方體心立方簡單立方74