晶胞計(jì)算專(zhuān)題均攤法教學(xué)課件

常見(jiàn)晶體模型及晶胞均攤計(jì)算晶胞一般是平行六面體，整塊晶體可看作是數(shù)量巨大的晶胞“無(wú)隙并置”而成。晶胞描述晶體結(jié)構(gòu)的基本單元典型晶體結(jié)構(gòu)

2019年4月0.01平行六面體無(wú)隙并置0.021243768522134請(qǐng)看:1體心：1面心：1/2頂點(diǎn)：1/8棱邊：1/410.03一、晶胞中粒子個(gè)數(shù)計(jì)算規(guī)律1.立方晶胞晶胞頂角棱上面上中心立方體

1/8

1/4

1/2

1頂角棱上面上中心0.04在每個(gè)CO2周?chē)染嚯x且相距最近的CO2共有

個(gè)。在每個(gè)小立方體中平均分?jǐn)偟降腃O2

分子數(shù)為：

個(gè)干冰晶體結(jié)構(gòu)12(8×1/8+6×1/2)=48個(gè)CO2分子位于立方體頂點(diǎn)6個(gè)CO2分子位于立方體面心分子晶體——晶胞為面心立方體0.05冰的結(jié)構(gòu)模型中，每個(gè)水分子與相鄰的

個(gè)水分子以氫鍵相連接，含1molH2O的冰中，最多可形

mol“氫鍵”。冰420.06(1)每個(gè)Na+(

Cl-)周?chē)染嗲揖o鄰的Cl-(Na+)有

個(gè)，構(gòu)成

，Na+(Cl-)的配位數(shù)為

。6正八面體1244Cl－Na+NaCl的晶體結(jié)構(gòu)——簡(jiǎn)單立方體61︰1NaCl(2)每個(gè)Na+周?chē)染嗲揖o鄰的Na+有

個(gè)。(3)每個(gè)晶胞中平均有

個(gè)Na+，

個(gè)Cl-，故每個(gè)晶胞中含有

個(gè)“NaCl”結(jié)構(gòu)單元；N(Na+)︰

N(Cl-)

=

,化學(xué)為

。離子晶體4

0.07CaF2的晶體結(jié)構(gòu)（1）每個(gè)Ca2+周?chē)染嗲揖o鄰的F-有

個(gè)，Ca2+配位數(shù)為

。F-Ca2+（2）每個(gè)F-周?chē)染嗲揖o鄰的Ca2+有

個(gè)，F(xiàn)-配位數(shù)為

。（3）每個(gè)晶胞中含

個(gè)Ca2＋、含

個(gè)F－,Ca2＋和F－的個(gè)數(shù)比是

。8844841︰20.08

金剛石原子晶體該晶胞實(shí)際分?jǐn)偟降奶荚訑?shù)為(4+6×1/2+8×1/8)=8個(gè)。0.09

8×1/8+6×1/2+4=8金剛石晶胞（1）C原子位于晶胞的哪些位置，分別有幾個(gè)？（2）實(shí)際含有原子個(gè)數(shù)應(yīng)為？思考0.010

金剛石晶體中含有共價(jià)鍵形成的C原子環(huán)，其中最小的C環(huán)上有_____個(gè)C原子。60.01182126用腦思考：1.一個(gè)金剛石晶胞里有__個(gè)碳原子?

2.平均每個(gè)碳原子有___個(gè)C--C鍵?

3.每個(gè)碳原子為_(kāi)___個(gè)六元環(huán)共用？

4.每個(gè)C-C鍵為_(kāi)___個(gè)六元環(huán)共用？0.012用心思考：1.金剛石晶胞中，每個(gè)C原子均可與相鄰的___個(gè)C構(gòu)成實(shí)心的正四面體?2.在一個(gè)小正四面體中平均含有___個(gè)碳原子?3.

在金剛石中最小的環(huán)是____元環(huán)?1個(gè)環(huán)中平均含有____個(gè)C原子?

含C-C鍵數(shù)為_(kāi)___個(gè)？

4.一個(gè)晶胞中含有C-C鍵數(shù)為_(kāi)___個(gè)？4261/218*2=160.013晶胞是構(gòu)成晶體的基本重復(fù)單元．在二氧化硅晶胞中有8個(gè)硅原子位

于立方晶胞的8個(gè)頂角，有6個(gè)硅原子位于晶胞的6個(gè)面心，還有4個(gè)硅原子與16個(gè)氧原子在晶胞內(nèi)構(gòu)成4個(gè)硅氧四面體，它們均勻錯(cuò)開(kāi)排列于晶胞內(nèi)．根據(jù)圖示二氧化硅晶胞結(jié)構(gòu)，每個(gè)晶胞內(nèi)所含“SiO2”基元數(shù)為()

A.4個(gè)B.6個(gè)C.8個(gè)D.18個(gè)C0.014冰晶胞中水分子的空間排列方式與金剛石晶胞類(lèi)似，如下圖：

（1）一個(gè)水分子含_____個(gè)孤電子對(duì)，水分子能與很多金屬離子形成配合物，請(qǐng)寫(xiě)出它與銅離子形成的一種藍(lán)色的配合物離子的化學(xué)式為_(kāi)_________。

（2）每個(gè)冰晶胞平均占有____個(gè)水分子，冰的熔點(diǎn)遠(yuǎn)低于金剛石熔點(diǎn)的原因是_________________。

（3）實(shí)驗(yàn)測(cè)得冰中氫鍵的作用力為18.5kJ/mol，而冰的熔化熱為5.0kJ/mol，這說(shuō)明冰熔化成水，氫鍵_________（填全部或部分）被破壞。

2Cu(H2O)42+8部分破壞的作用力不同，金剛石融化需要破壞共價(jià)鍵，而冰融化需要破壞氫鍵

0.015

石墨晶體的層狀結(jié)構(gòu)，層內(nèi)為平面正六邊形結(jié)構(gòu)（如圖），試回答下列問(wèn)題：（1）圖中平均每個(gè)正六邊形占有C原子數(shù)為_(kāi)___個(gè)、占有的碳碳鍵數(shù)為_(kāi)___個(gè)。（2）層內(nèi)7個(gè)六元環(huán)完全占有的C原子數(shù)為_(kāi)____個(gè)，碳原子數(shù)目與碳碳化學(xué)鍵數(shù)目之比為_(kāi)______.鞏固練習(xí)一：142:3230.016鞏固練習(xí)二：

已知晶體硼的基本結(jié)構(gòu)單元是由硼原子組成的正二十面體，如圖所示：其中有二十個(gè)等邊三角形的面和一定數(shù)目的頂點(diǎn)，每個(gè)頂點(diǎn)為一個(gè)硼原子，試通過(guò)觀察分析右圖回答：此基本結(jié)構(gòu)單元是由___個(gè)硼原子構(gòu)成，有___個(gè)B-B化學(xué)鍵，相鄰B-B鍵的鍵角為_(kāi)___.12306000.017鞏固練習(xí)三：

已知晶體的基本單元是由12個(gè)硼原子構(gòu)成的（如右圖），每個(gè)頂點(diǎn)上有一個(gè)硼原子，每個(gè)硼原子形成的化學(xué)鍵完全相同，通過(guò)觀察圖形和推算，可知此基本結(jié)構(gòu)單元是一個(gè)正____面體。200.018鞏固練習(xí)五：(1)平均每個(gè)正六邊形擁有_____個(gè)鍺原子,_____個(gè)氧原子.(2)化學(xué)式為:____________________23(GeCH2CH2COOH)2O3

或Ge2C6H10O30.019某晶胞結(jié)構(gòu)如圖所示，晶胞中各微粒個(gè)數(shù)分別為：銅________個(gè)鋇________個(gè)釔________個(gè)氧________個(gè)拓展練習(xí)1：23170.020課堂檢測(cè)：1.鈦酸鋇的熱穩(wěn)定性好,

介電常數(shù)高,在小型變壓器、話(huà)筒和擴(kuò)音器中都有應(yīng)用。其晶體的結(jié)構(gòu)示意圖如右圖所示。則它的化學(xué)式為（）

A.BaTi8O12B.BaTi4O6

C.BaTi2O4D.BaTiO3BaTiOD0.0212.正六棱柱晶胞1/21/41/6面心：（上、下）棱：頂點(diǎn)：中棱：1/30.022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(chǔ)存氫氣。某種合金材料有較大的儲(chǔ)氫容量，其晶胞如圖所示。則這種合金的化學(xué)式為（

）A．LaNi6B．

LaNi3C．LaNi4

D．

LaNi5D0.0233.正三棱柱面心：1/2（上、下）棱：1/4頂點(diǎn)：1/12中棱：1/60.024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∶4B.1∶4∶2C.2∶9∶4D.3∶8∶4BABC0.0254.最近發(fā)現(xiàn)一種由鈦原子和碳原子構(gòu)成的氣態(tài)團(tuán)簇分子，如右圖所示：頂點(diǎn)和面心的原子是鈦原子，棱的中心和體心的原子是碳原子，它的化學(xué)式是（）Ti14C13練習(xí)--Ti--C0.026課外閱讀碳60介紹對(duì)碳60的結(jié)構(gòu)的初步認(rèn)識(shí)：碳60是由60個(gè)碳原子形成20個(gè)正六邊形和12個(gè)正五邊形的32面體的球形網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)形似足球，又有雙鍵，故稱(chēng)足球烯，又叫富勒烯2，健的形成：處于頂點(diǎn)的碳原子與相鄰頂點(diǎn)的碳原子各用sp2雜化軌道重疊形成σ鍵，每個(gè)碳原子的三個(gè)σ鍵分別為一個(gè)正五邊形的邊和兩個(gè)正六邊形的邊。碳原子的三個(gè)σ鍵不是共平面的，鍵角約為108°或120°，因此整個(gè)分子為球狀。每個(gè)碳原子還剩下的一個(gè)p軌道互相重疊形成一個(gè)含60個(gè)π電子的閉殼層電子結(jié)構(gòu)，因此在近似球形的籠內(nèi)和籠外都圍繞著π電子云

；3，一摩碳－60中含有碳碳單鍵和雙鍵的計(jì)算：假設(shè)1molC60有xmol碳碳雙鍵（C=C），ymol碳碳單鍵（C-C），從每個(gè)頂點(diǎn)來(lái)看，y=2x從邊的數(shù)量來(lái)看，x+y=90解得x=30,y=60因此1molC60有60mol碳碳單鍵（C-C）,30mol碳碳雙鍵（C=C）0.0271996年諾貝化學(xué)獎(jiǎng)授予對(duì)發(fā)現(xiàn)C60有重大貢獻(xiàn)的三位科學(xué)家.C60分子是形如球狀的多面體(如圖),該結(jié)構(gòu)的建立基于以下考慮:①C60分子中每個(gè)碳原子只跟相鄰的3個(gè)碳原子形成化學(xué)鍵;②C60分子只含有五邊形和六邊形;③多面體的頂點(diǎn)數(shù)、面數(shù)和棱邊數(shù)的關(guān)系,遵循歐拉定理:

頂點(diǎn)數(shù)+面數(shù)-棱邊數(shù)=2據(jù)上所述,可推知C60分子有12個(gè)五邊形和20個(gè)六邊形,C60分子所含的雙鍵數(shù)為30.請(qǐng)回答下列問(wèn)題:(1)固體C60與金剛石相比較,熔點(diǎn)較高者應(yīng)是____________,理由是:_________________________________________________________.(2)試估計(jì)C60跟F2在一定條件下,能否發(fā)生反應(yīng)生成C60F60(填“可能”或“不可能”)_______________,并簡(jiǎn)述其理由：

________________________________________________________.(3)通過(guò)計(jì)算,確定C60分子所含單鍵數(shù).C60分子所含單鍵數(shù)為_(kāi)__________.(4)C70分子也已制得,它的分子結(jié)構(gòu)模型可以與C60同樣考慮而推知.通過(guò)計(jì)算確定C70分子中五邊形和六邊形的數(shù)目.C70分子中所含五邊形數(shù)為_(kāi)___________,六邊形數(shù)為_(kāi)________.金剛石屬原子晶