202X學(xué)年高中化學(xué)第3章物質(zhì)的聚集狀態(tài)與物質(zhì)性質(zhì)第1節(jié)第2課時(shí)晶體結(jié)構(gòu)的最小重復(fù)單元——晶胞課件魯科版選修3VIP

1、第3章 第1節(jié) 認(rèn)識(shí)晶體1.了解晶胞的概念以及晶胞與晶體的關(guān)系。2.會(huì)用“切割法確定晶胞中的粒子數(shù)目(或粒子數(shù)目比)和晶體的化學(xué)式。目標(biāo)導(dǎo)航根底知識(shí)導(dǎo)學(xué)重點(diǎn)難點(diǎn)探究隨堂達(dá)標(biāo)檢測(cè)欄目索引1.概念晶體中 。2.形狀晶胞都是從晶體中截取下來(lái)的大小、形狀完全一樣的 。3.實(shí)例(1)六方晶胞：如鎂晶胞， 型最密堆積為六方最密堆積。(2)面心立方晶胞：如銅晶胞， 型最密堆積為面心立方最密堆積。一、晶胞 根底知識(shí)導(dǎo)學(xué)答案最小的重復(fù)單元平行六面體A3A1答案議一議晶胞構(gòu)造和晶體有什么聯(lián)系？答案將一個(gè)個(gè)晶胞上、下、前、后、左、右并置起來(lái)，就構(gòu)成整個(gè)晶答案將一個(gè)個(gè)晶胞上、下、前、后、左、右并置起來(lái)，就構(gòu)成整個(gè)晶體

2、構(gòu)造。體構(gòu)造。二、晶胞中微粒數(shù)的求算切割法答案1.“切割法 計(jì)算一個(gè)晶胞中實(shí)際擁有的微粒數(shù)某個(gè)微粒為n個(gè)晶胞所共有，那么切割后的每個(gè)晶胞對(duì)這個(gè)微粒分得的份額是_ 。2.平行六面體形(正方體)晶胞中不同位置的微粒數(shù)的計(jì)算(1)處于頂點(diǎn)上的微粒，同時(shí)為 個(gè)晶胞所共有，每個(gè)微粒有_屬于該晶胞。(2)處于棱邊上的微粒，同時(shí)為 個(gè)晶胞所共有，每個(gè)微粒_屬于該晶胞。84答案(3)處于面心上的微粒，同時(shí)為 個(gè)晶胞所共有，每個(gè)微粒有_屬于該晶胞。(4)處于晶胞內(nèi)部的微粒，那么 屬于該晶胞。如下圖，銅晶胞中含有的銅原子數(shù)為_(kāi)。銅晶體面心立方晶胞及其切割示意圖2完全相關(guān)視頻返回答案議一議所有的晶胞都是平行六面體嗎

3、？答案答案不是。如有的晶胞為六棱柱形。一、晶胞的含義 重點(diǎn)難點(diǎn)探究1.晶胞是晶體構(gòu)造中最小重復(fù)單元。2.晶胞上、下、左、右、前、后并置起來(lái)就構(gòu)成整個(gè)晶體構(gòu)造。3.A1型為面心立方晶胞，A3型為六方晶胞。解析答案例1 1 以下有關(guān)晶胞的表達(dá)，正確的選項(xiàng)是( ( ) )A.A.晶胞的構(gòu)造是晶體的構(gòu)造B.B.不同的晶體中晶胞的大小和形狀都一樣C.C.晶胞中的任何一個(gè)粒子都屬于該晶胞D.D.晶胞的組成就可推知晶體的組成解析由晶胞的定義可知解析由晶胞的定義可知A不正確；不正確；一樣晶體中晶胞的大小和形狀完全一樣，不同晶體中晶胞的大小和形狀一樣晶體中晶胞的大小和形狀完全一樣，不同晶體中晶胞的大小和形狀不一

4、定一樣，不一定一樣，B不正確；不正確；晶體中的大局部粒子被假設(shè)干個(gè)晶胞所共有，不專屬于某個(gè)晶胞，晶體中的大局部粒子被假設(shè)干個(gè)晶胞所共有，不專屬于某個(gè)晶胞，C不不正確；正確；知道晶胞的組成，利用知道晶胞的組成，利用“切割法，即可推知晶體的組成，切割法，即可推知晶體的組成，D正確。正確。D解題反思晶胞頂點(diǎn)、面上和棱上的微粒為假設(shè)干晶胞共有。變式訓(xùn)練1 以下有關(guān)晶胞的表達(dá)，不正確的選項(xiàng)是( )A.A1型最密堆積晶體的晶胞也叫面心立方晶胞B.面心立方晶胞的每個(gè)頂點(diǎn)上和每個(gè)面的中心上都各有一個(gè)微粒C.處于晶胞頂點(diǎn)、棱、面、體心對(duì)晶胞的奉獻(xiàn)分別為D.平均每個(gè)面心立方晶胞中有4個(gè)微粒解析答案平均每個(gè)面心立方

5、晶胞中所擁有的微粒個(gè)數(shù)為 個(gè)，故D正確。解析解析如圖為A1型最密堆積晶體的晶胞，它為面心立方晶胞，面心和頂點(diǎn)上各有1個(gè)微粒，故A、B均正確；在A3型六方晶胞中，處于頂點(diǎn)上的微粒對(duì)晶胞的奉獻(xiàn)為 ，C不正確。答案答案C解題反思記住常見(jiàn)晶胞的構(gòu)造模型。二、晶胞中微粒數(shù)目的計(jì)算切割法切割法：假設(shè)某個(gè)粒子為n個(gè)晶胞所共有，那么該粒子的 屬于這個(gè)晶胞。(1)長(zhǎng)方體形(正方體形)晶胞中不同位置的粒子數(shù)的計(jì)算。(2)六棱柱晶胞中不同位置的粒子數(shù)的計(jì)算。如下圖，六方晶胞中所含微粒數(shù)目為 。關(guān)鍵提醒非長(zhǎng)方體(立方體)和六方晶胞中粒子數(shù)目計(jì)算時(shí)視具體情況而定。如石墨晶胞每一層內(nèi)碳原子排成六邊形，每個(gè)碳原子被3個(gè)六邊

6、形共用，每個(gè)碳原子對(duì)六邊形的奉獻(xiàn)為 。例2 (1)2 (1)元素銅的一種氯化物晶體的晶胞構(gòu)造如下圖，該氯化物的化學(xué)式是_。CuCl解析答案解析答案(2)Cu2O為半導(dǎo)體材料，在其立方晶胞內(nèi)部有4個(gè)氧原子，其余氧原子位于面心和頂點(diǎn)，那么該晶胞中有_個(gè)銅原子。16解析答案(3)利用“鹵化硼法可合成含B和N兩種元素的功能陶瓷，如圖為其晶胞構(gòu)造示意圖，那么每個(gè)晶胞中含有B原子的個(gè)數(shù)為_(kāi)，該功能陶瓷的化學(xué)式為_(kāi)。解析解析每個(gè)氮化硼晶胞中含有白球表示的原子個(gè)數(shù)為8 12，灰球表示的原子個(gè)數(shù)為14 2，所以每個(gè)晶胞中含有N原子和B原子各2個(gè)；N的電負(fù)性大于B，所以該陶瓷的化學(xué)式為BN。2BN解析答案(4)某

7、晶體構(gòu)造模型如下圖。該晶體的化學(xué)式是_，在晶體中1個(gè)Ti原子、1個(gè)Co原子周圍距離最近的O原子數(shù)目分別為_(kāi)個(gè)、_個(gè)。解析解析晶胞中含有O：6 3個(gè)，含Co：8 1個(gè)，含Ti：1個(gè)，故化學(xué)式為CoTiO3。Ti原子位于晶胞的中心，其周圍距離最近的O原子位于6個(gè)面的中心，所以周圍距離最近的O原子數(shù)目為6個(gè)；Co原子位于晶胞的頂點(diǎn)，O原子位于晶胞的面心，所以Co原子周圍距離最近的O原子數(shù)目為12個(gè)。CoTiO3 612解析答案(5)Mg與某元素形成的化合物的晶胞如下圖，晶胞中陰離子與陽(yáng)離子的個(gè)數(shù)比是_。解析解析晶胞中含有陽(yáng)離子數(shù)目為 812，陰離子數(shù)目為 424。故陰、陽(yáng)離子個(gè)數(shù)比為21。2 1解題

8、反思確定晶體化學(xué)式的方法觀察微粒種類確定微粒在晶體中的位置用切割法求各微粒的數(shù)目求各微粒的最簡(jiǎn)個(gè)數(shù)比確定化學(xué)式。變式訓(xùn)練2 現(xiàn)有甲、乙、丙(如以下圖)三種晶體的晶胞(甲中x處于晶胞的中心，乙中a處于晶胞的中心)，可推知：甲晶胞中x與y的個(gè)數(shù)比是_，乙晶胞中a與b的個(gè)數(shù)比是_，丙晶胞中有_個(gè)c離子，有_個(gè)d離子。 解析答案答案答案4 31 144解析答案例3 3 如圖為高溫超導(dǎo)領(lǐng)域里的一種化合物鈣鈦礦晶體構(gòu)造，該構(gòu)造是具有代表性的最小重復(fù)單元。解析解析以鈦離子為頂點(diǎn)，應(yīng)有8個(gè)立方晶胞緊靠在一起，這樣鈦離子成為空間直角坐標(biāo)系的中心，它的三維方向上前后左右上下最近且相鄰各有1個(gè)氧離子和鈦離子，共6個(gè)

9、，它周圍的8個(gè)立方晶胞內(nèi)各含1個(gè)鈣離子。(1)在該物質(zhì)的晶體中，每個(gè)鈦原子周圍與它最接近且距離相等的氧離子、鈣離子、鈦離子各有_個(gè)、_個(gè)、_個(gè)。686解析答案(2)某該晶體構(gòu)造中，元素氧、鈦、鈣的離子個(gè)數(shù)比是_，該物質(zhì)的化學(xué)式可表示為_(kāi)。3 1 1CaTiO3解析答案(3)假設(shè)鈣、鈦、氧三元素的相對(duì)原子質(zhì)量分別為a、b、c，晶體構(gòu)造圖中正方體邊長(zhǎng)(鈦原子之間的距離)為d nm(1 nm109m)，那么該晶體的密度為_(kāi) gcm3。解題反思立方晶胞中各物理量的關(guān)系a3NAnMa：表示晶胞棱長(zhǎng)：表示晶胞密度NA：表示1 mol晶胞中晶體的物質(zhì)的數(shù)量M：表示晶體的相對(duì)分子質(zhì)量變式訓(xùn)練3如圖為NaCl晶

10、體的1個(gè)晶胞，測(cè)知氯化鈉晶體中相鄰的Na與Cl的距離為a cm，晶體密度為d gcm3，那么阿伏加德羅常數(shù)可表示為()解析答案答案答案C返回解題反思解答晶胞中各量關(guān)系計(jì)算題的關(guān)鍵是正確分析微粒在晶胞中的位置關(guān)系，找出晶胞的體積及1個(gè)晶胞的質(zhì)量。1.某晶體晶胞如下圖，那么該晶體的化學(xué)式為( )C 隨堂達(dá)標(biāo)檢測(cè)解析答案解析解析該晶體的晶胞是正方體形晶胞。該晶胞擁有的X粒子數(shù)為8 1；Y位于該晶胞內(nèi)，共有4個(gè)，因此該晶胞中擁有的Y粒子數(shù)為4；Z只有1個(gè)，位于晶胞的體心上，故該晶體的化學(xué)式為XY4Z。A.XYZ B.X2Y4Z C.XY4Z D.X4Y2Z2.有以下離子晶體的空間構(gòu)造示意圖：以M代表陽(yáng)

11、離子，以N代表陰離子，代表陽(yáng)離子，代表陰離子，化學(xué)式為MN2的晶體構(gòu)造為( )解析答案答案答案B3.如下圖是晶體構(gòu)造中具有代表性的最小重復(fù)單元(晶胞)的排列方式，圖中X、Y、 Z。其對(duì)應(yīng)的化學(xué)式不正確的選項(xiàng)是( )解析答案答案答案B4.分析以下圖所示的甲、乙、丙三種晶體并答復(fù)有關(guān)問(wèn)題：解析答案(1)甲晶體化學(xué)式(X為陽(yáng)離子)為_(kāi)。(2)乙晶體中A、B、C三種微粒的個(gè)數(shù)比是_。(3)丙晶體中每個(gè)D周圍結(jié)合E的個(gè)數(shù)是_個(gè)。答案答案(1)X2Y(2)1 3 1(3)85.答復(fù)以下問(wèn)題：(1)元素O、Mg、Ni可形成一種晶體，其晶胞如圖1所示。在晶體中，每個(gè)Ni2與_個(gè)Mg2配位。該晶體的化學(xué)式是_。

12、圖1解析答案解析如下圖，解析如下圖，Ni2周圍配位的周圍配位的Mg2在水平面、豎直面上各有在水平面、豎直面上各有4個(gè)，個(gè)，共共8個(gè)。個(gè)。答案答案8 Mg2NiO3(2) F、Mg、K三種元素形成的晶體晶胞構(gòu)造如圖2所示，一個(gè)晶胞中Mg元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為_(kāi)。解析答案圖2解析解析每個(gè)晶胞中含有K為1個(gè)，含有Mg2為 81，含有F為12 3，所以該晶體的化學(xué)式為KMgF3，Mg的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為20%。20%(3)超硬材料氮化鉑的晶胞如圖3所示，那么氮化鉑的化學(xué)式為_(kāi)。解析答案圖3解析解析每個(gè)晶胞中含有N 8個(gè)，含有Pt為 86 4，所以晶體化學(xué)式為PtN2。PtN2(4)有一種氮化鈦晶體的晶胞如圖4所示，該晶體的化學(xué)式為_(kāi)，該晶體中Ti原子周圍與它距離最近且相等的N原子的個(gè)數(shù)_。解析答案圖4解析解析晶胞內(nèi)部有4個(gè)Ti原子，所以每個(gè)晶胞中擁有4個(gè)Ti原子，N原子位于晶胞的頂點(diǎn)和面心，所以每個(gè)晶胞中擁有N原子為8 6 4，所以該晶體的化學(xué)式為TiN，每個(gè)Ti原子周圍的N原子有4個(gè)。TiN4(5)偏鈦酸鋇在變壓器、話筒和擴(kuò)音器中都有應(yīng)用。偏鈦酸鋇晶體中晶胞構(gòu)造如圖5所示，試答復(fù)以下問(wèn)題：解析答案圖5晶體內(nèi)與每個(gè)“Ti緊鄰的O原子數(shù)為_(kāi)個(gè)。晶體內(nèi)與每個(gè)“Ba緊鄰的O原子數(shù)為_(kāi)個(gè)。晶體的化學(xué)式為_(kāi)。解析晶體內(nèi)與每個(gè)解析晶體內(nèi)與每個(gè)“Ti緊鄰的緊鄰的O原子有上、下、左、右、前、后共原子有上、下、