【問(wèn)題課程】高三化學(xué) 第21講 晶胞中兩個(gè)原子間的距離到底怎么來(lái)計(jì)算

問(wèn)題課程-高三化學(xué)晶胞中兩個(gè)原子間的距離到底怎么來(lái)計(jì)算？課程介紹問(wèn)題描述相關(guān)知識(shí)點(diǎn)問(wèn)題解決一、問(wèn)題描述1、體現(xiàn)：不能準(zhǔn)確判斷晶體類型；看不出所指定的原子在晶胞中的位置；無(wú)法進(jìn)行微粒間距離等的求算。2、原因：（1）對(duì)典型晶體的構(gòu)型特征理解不到位，沒(méi)有掌握好晶胞內(nèi)微粒間的位置關(guān)系；（2）立體感不好，計(jì)算能力差，不能夠正確引出輔助線，構(gòu)建三角形進(jìn)行計(jì)算。二、相關(guān)知識(shí)點(diǎn)

1、常見(jiàn)金屬堆積方式堆積類型及典型物質(zhì)二、相關(guān)知識(shí)點(diǎn)

二、相關(guān)知識(shí)點(diǎn)

(3)A3型（面心立方）最密堆積：如Al、Cu等注：第一層：每個(gè)球與6個(gè)球相切，有6個(gè)空隙，如編號(hào)為1,2,3,4,5,6。第二層：占據(jù)1，3，5空位中心。第三層：占據(jù)2，4，6空位中心，按ABCABCABC··方式排列，形成面心立方結(jié)構(gòu)二、相關(guān)知識(shí)點(diǎn)

(4)Al型（六方）最密堆積：如Mg、Be、Zn等；注：第一層：每個(gè)球與6個(gè)球相切，有6個(gè)空隙，如編號(hào)1,2,3,4,5,6。第二層：占據(jù)1,3,5空位中心（藍(lán)色或者綠色位置）。第三層：在第一層球的正上方形成ABABAB······排列方式二、相關(guān)知識(shí)點(diǎn)

2.其他晶體晶胞類型及典型物質(zhì)二、相關(guān)知識(shí)點(diǎn)

二、相關(guān)知識(shí)點(diǎn)

2、常見(jiàn)離子晶體類型二、相關(guān)知識(shí)點(diǎn)

3、典型晶胞類型的重要數(shù)據(jù)1、問(wèn)題解決方案：首先，理解各種典型晶體晶胞的立體構(gòu)型及特點(diǎn)，理解微粒在晶體中的位置關(guān)系；其次，掌握各種典型晶體晶胞中晶胞參數(shù)與微粒半徑、直徑等的關(guān)系；第三，學(xué)會(huì)類比法，能夠?qū)⒌湫偷木О闹R(shí)運(yùn)用到新出現(xiàn)的晶胞中，也可以結(jié)合均攤法和圖像進(jìn)行分析計(jì)算；另外有條件的可以進(jìn)行晶胞模型的組裝，更加直觀的消除學(xué)生立體感不強(qiáng)，以及無(wú)法確定晶胞位置的問(wèn)題，同時(shí)有針對(duì)性的進(jìn)行四面體、三角形的邊長(zhǎng)及高的求解練習(xí)，提高數(shù)學(xué)運(yùn)算能力，加強(qiáng)其在晶胞計(jì)算方面的綜合解題能力。三、問(wèn)題解決2、典型例題三、問(wèn)題解決【疑難點(diǎn)】對(duì)晶體中原子位置類型判斷不準(zhǔn)確，無(wú)法判斷空間位置。【考查能力】接受、吸收、整合化學(xué)信息的能力；【答案】（1）a為簡(jiǎn)單立方堆積，b為體心立方堆積，c為立方最密堆積，d為面心立方最密堆積。（2）見(jiàn)分析例1、如圖所示有采用四種不同堆積方式的金屬晶體的晶胞如圖所示。問(wèn)題思考：(1)a、b、c、d、分別以怎樣的堆積方式形成晶體的？(2)四種晶體晶胞中原子之間最近距離分別是多少？【主要解決常見(jiàn)晶體類型中空間立體感不強(qiáng)的問(wèn)題，對(duì)應(yīng)鞏固提高、智能提升1、2、3、4、5、6、7】【解題思路】(1)a為簡(jiǎn)單立方晶胞：如圖所示兩等徑圓球通過(guò)棱長(zhǎng)接觸，其最近距離等于兩球的半徑之和d=a=2r。三、問(wèn)題解決（2）b為體心立方晶胞：如圖所示每個(gè)圓球均和8個(gè)處在立方體頂點(diǎn)上的配位圓球接觸。在立方體晶胞中包含2個(gè)圓球，一個(gè)位于立方體中心，另一個(gè)為處在立方體8個(gè)頂點(diǎn)上的球各貢獻(xiàn)1/8所形成，反應(yīng)這種結(jié)構(gòu)堆積可按照下面方法計(jì)算原子之間最短距離如：三、問(wèn)題解決（3）c為六方最密堆積，如圖此晶胞不再為立方體晶胞，底面為菱形，該晶胞中包含2個(gè)圓球，一個(gè)位于中心，另一個(gè)為于8個(gè)頂點(diǎn)上，小球在底面上以棱長(zhǎng)接觸，其最近距離等于兩球的半徑之和d=a=2r。三、問(wèn)題解決三、問(wèn)題解決例2【2017全國(guó)新課標(biāo)1卷】（節(jié)選）【重點(diǎn)解決晶胞類型的判斷以及性質(zhì)運(yùn)用，對(duì)應(yīng)鞏固提高1、3、6】（4）KIO3晶體是一種性能良好的非線性光學(xué)材料，具有鈣鈦礦型的立方結(jié)構(gòu)，邊長(zhǎng)為a=0.446nm，晶胞中K、I、O分別處于頂角、體心、面心位置，如圖所示。K與O間的最短距離為_(kāi)_____nm，與K緊鄰的O個(gè)數(shù)為_(kāi)_________。三、問(wèn)題解決例題針對(duì)部分學(xué)生立體感不強(qiáng)，看不出所指定的原子在晶胞中的位置；通過(guò)圖形法和類比法解決晶胞中求原子間距離的問(wèn)題?！疽呻y點(diǎn)】晶體類型及晶胞結(jié)構(gòu)的確定?！究疾槟芰Α糠治龊徒鉀Q（解答）化學(xué)問(wèn)題的能力；【答案】0.315 12三、問(wèn)題解決【解題思路】首先根據(jù)題意可知其與鈣鈦礦的結(jié)構(gòu)類似，我們可先先判斷為離子晶體的面心立方晶胞，根據(jù)晶胞結(jié)構(gòu)先判斷其原子在空間的位置以及接觸情況，K原子占據(jù)頂點(diǎn)，O原子位于面心，二者面心接觸，即K與O間的最短距離是面對(duì)角線接觸即；如圖所示，其中a為邊長(zhǎng)，r1+r2為兩原子間的最短距離。故其最短距離為即為nm＝0.315nm，根據(jù)晶胞的結(jié)構(gòu)，距離K最近的O的個(gè)數(shù)為12個(gè)；三、問(wèn)題解決例3【2016全國(guó)新課標(biāo)1卷】（節(jié)選）【重點(diǎn)解決晶胞中原子位置問(wèn)題，對(duì)應(yīng)鞏固提高2、3、5】（6）晶胞有兩個(gè)基本要素：①原子坐標(biāo)參數(shù)，表示晶胞內(nèi)部各原子的相對(duì)位置，下圖為Ge單晶的晶胞，其中原子坐標(biāo)參數(shù)A為（0,0,0）；B為（1/2，0，1/2）；C為（1/2，1/2，0）。則D原子的坐標(biāo)參數(shù)為_(kāi)_____。②晶胞參數(shù)，描述晶胞的大小和形狀，已知Ge單晶的晶胞參數(shù)a=565.76pm，其密度為_(kāi)_________g·cm-3（列出計(jì)算式即可）。三、問(wèn)題解決注：重點(diǎn)解決晶體中原子位置感空間感不強(qiáng)的問(wèn)題，通過(guò)拆解金剛石的結(jié)構(gòu)來(lái)解決類金剛