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2018-2019版高中化學(xué) 第3章 物質(zhì)的聚集狀態(tài)與物質(zhì)性質(zhì) 第1節(jié) 認(rèn)識晶體 第2課時課件 魯科版選修3.ppt

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1、第2課時 晶體結(jié)構(gòu)的最小重復(fù)單元——晶胞,第3章 第1節(jié) 認(rèn)識晶體,[學(xué)習(xí)目標(biāo)定位],知道晶胞的概念及其與晶體的關(guān)系,會用“切割法”(或“均攤法”)確定晶胞中微粒的數(shù)目和晶體的化學(xué)式。,,,新知導(dǎo)學(xué),達(dá)標(biāo)檢測,內(nèi)容索引,新知導(dǎo)學(xué),1.晶胞 (1)晶體結(jié)構(gòu)中 叫晶胞。 (2)一般來說,晶胞都是 。 (3)晶胞只是晶體微??臻g里的一個基本單元,在它的上下左右前后無隙并置地排列著無數(shù)晶胞,而且所有晶胞的形狀及其內(nèi)部含有的微粒種類、個數(shù)及幾何排列都是完全 的。,一、晶胞及其所含微粒數(shù)的計算方法,最小的重復(fù)單元,平行六面體,相同,相關(guān)視頻,2.金屬銅的晶胞為面心立方晶胞,如圖所示

2、觀察分析右圖,回答下列 問題: (1)位于頂角上的銅原子為 個晶胞共有。 (2)位于面心上的銅原子為 個晶胞共有。 (3)晶體銅中完全屬于某一晶胞的銅原子數(shù)是 。,銅晶體面心立方晶胞及其切割示意圖,8,2,4,相關(guān)視頻,3.晶胞中微粒數(shù)的計算 計算一個晶胞中實際擁有的微粒數(shù),常用“切割法”(或“均攤法”)。即某個微粒為n個晶胞所共有,那么切割后的每個晶胞對這個微粒分得的份 額是 。 (1)平行六面體形(正方體)晶胞中不同位置的微粒數(shù)的計算 ①處于頂點(diǎn)上的微粒,同時為 個晶胞所共有,每個微粒有 屬于該晶胞。 ②處于棱邊上的微粒,同時為 個晶胞所共有,每個微粒有 屬于該晶胞。 ③處于晶面上

3、的微粒,同時為 個晶胞所共有,每個微粒有 屬于該晶胞。 ④處于晶胞內(nèi)部的微粒,則 屬于該晶胞。,8,4,2,完全,(2)非平行六面體形晶胞中微粒數(shù)的計算 非平行六面體形晶胞中微粒數(shù)的計算方法要根據(jù)具體情況而定。如計算六方晶胞中的微粒數(shù): ①處于頂點(diǎn)的微粒,為 個晶胞共用,每個微粒有 屬于該晶胞。 ②處于面心的微粒,為 個晶胞共用,每個微粒有 屬于該晶胞。 ③處于體內(nèi)的微粒, 屬于該晶胞。如下圖,六方晶胞中所含的微粒 數(shù)為 。,6,2,完全,相關(guān)視頻,(1)晶體是由無數(shù)個晶胞堆積得到的。知道晶胞的大小和形狀以及晶胞中粒子的種類、數(shù)目和粒子所處的空間位置,就可以認(rèn)識整個晶體的結(jié)構(gòu)。

4、(2)晶胞中微粒個數(shù)的計算,其關(guān)鍵是正確分析晶胞中任意位置上的一個微粒被幾個晶胞所共用。不同形狀的晶胞,情況不同。 (3)A1型最密堆積為面心立方晶胞如Cu,A3型最密堆積為六方晶胞如Mg。,例1 下列有關(guān)晶胞的敘述,正確的是 A.晶胞的結(jié)構(gòu)就是晶體的結(jié)構(gòu) B.不同的晶體中晶胞的大小和形狀都相同 C.晶胞中的任何一個粒子都只屬于該晶胞 D.已知晶胞的組成就可推知晶體的組成,解析 由晶胞的定義可知A不正確; 相同晶體中晶胞的大小和形狀完全相同,不同晶體中晶胞的大小和形狀不一定相同,B不正確; 晶體中的大部分粒子被若干個晶胞所共有,不專屬于某個晶胞,C不正確; 知道晶胞的組成,利用“均攤法”即可推

5、知晶體的組成,D正確。,√,答案,解析,(1)晶胞上、下、左、右、前、后并置起來就構(gòu)成整個晶體結(jié)構(gòu)。 (2)晶胞頂點(diǎn)、面和棱上的微粒為若干晶胞共有。,規(guī)律總結(jié),例2 現(xiàn)有甲、乙、丙(如下圖)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的個數(shù)比是______,乙晶胞中a與b的個數(shù)比是_______,丙晶胞中有____個c離子,有____個d離子。,答案,解析,4∶3,1∶1,4,4,——立方晶胞中微粒數(shù)目的確定方法,方法規(guī)律,1.如圖所示為某晶體的一個晶胞,該晶體由A、B、C三種基本粒子組成。試根據(jù)圖示判斷,該晶體的化學(xué)式是________。,二、晶體化學(xué)

6、式的確定,A3BC,答案,解析,2.如圖為高溫超導(dǎo)領(lǐng)域里的一種化合物——鈣鈦礦晶體結(jié)構(gòu),該結(jié)構(gòu)是具有代表性的最小重復(fù)單元。 (1)在該物質(zhì)的晶體中,每個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、___個、___個。,6 8 6,答案,解析,解析 以鈦離子為頂點(diǎn),應(yīng)有8個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,它的三維方向前后左右上下最近且相鄰各有1個氧離子和鈦離子,共6個,它周圍的8個立方晶胞內(nèi)各含1個鈣離子。,(2)該晶體結(jié)構(gòu)中,元素氧、鈦、鈣的離子個數(shù)比是________,該物質(zhì)的化學(xué)式可表示為________。,答案,解析,3∶1∶

7、1,CaTiO3,(3)若鈣、鈦、氧三元素的相對原子質(zhì)量分別為a、b、c,晶體結(jié)構(gòu)圖中正方體邊長(鈦原子之間的距離)為d nm(1 nm=10-9m),則該 晶體的密度為_________ gcm-3。,解析 1 mol晶體的質(zhì)量等于(a+b+3c)g, 1 mol晶體的體積為d310-216.021023 cm3,,答案,解析,(1)晶胞是晶體中的最小重復(fù)單元,每個晶胞中平均擁有的各類微粒的最簡個數(shù)比即為晶體的化學(xué)式。 (2)立方晶胞中各物理量的關(guān)系,m:表示一個晶胞質(zhì)量(g) ρ:表示晶胞密度(gcm-3) V:表示一個晶胞體積(cm3) a:表示晶胞邊長(cm) M:表示晶胞摩爾質(zhì)量(g

8、mol-1) NA:表示阿伏加德羅常數(shù)(mol-1) N:表示一個晶胞中微粒數(shù)目,,例3 (1)元素銅的一種氯化物晶體的晶胞結(jié)構(gòu)如圖所示,該氯化物的化學(xué)式是_____。,CuCl,答案,解析,(2)Cu2O為半導(dǎo)體材料,在其立方晶胞內(nèi)部有4個氧原子,其余氧原子位于面心和頂點(diǎn),則該晶胞中有____個銅原子。,16,答案,解析,(3)利用“鹵化硼法”可合成含B和N兩種元素的功能陶瓷,如圖為其晶胞結(jié)構(gòu)示意圖,則每個晶胞中含有B原子的個數(shù)為____,該功能陶瓷的化學(xué)式為_____。,2,答案,解析,BN,(4)某晶體結(jié)構(gòu)模型如圖所示。該晶體的化學(xué)式是__________,在晶體中1個Ti原子、1個Co

9、原子周圍距離最近的O原子數(shù)目分別為_____個、_____個。,CoTiO3,6,12,答案,解析,(1)晶胞中原子個數(shù)的計算 關(guān)鍵是正確分析晶胞中任意位置上的一個原子被幾個晶胞所共用。不同形狀的晶胞情況不同。如六棱柱晶胞中,頂點(diǎn)、側(cè)棱、底面、側(cè)面的原子,依次被6、3、2、2個晶胞共用。 (2)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→用均攤法求各微粒的數(shù)目→求各微粒的最簡個數(shù)比→確定化學(xué)式。,方法規(guī)律,例4 如圖為NaCl晶體的1個晶胞,測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 gcm-3,則阿伏加德羅常數(shù)可表示為,答案,解析,√,一個NaCl晶胞

10、的體積為V=8a3 cm3,由d gcm-3VNA=458.5 gmol-1,,解答晶胞中各量關(guān)系計算題的關(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個晶胞的質(zhì)量。特別注意給出的晶胞是不是一個完整的晶胞。,方法規(guī)律,學(xué)習(xí)小結(jié),達(dá)標(biāo)檢測,1.有關(guān)晶胞的敘述正確的是 ①晶胞是晶體結(jié)構(gòu)中的基本結(jié)構(gòu)單元 ②根據(jù)晶體的不同,晶胞可以是多種形狀 ③習(xí)慣采用的晶胞是平行六面體 ④晶胞都是正八面體 A.①③ B.②④ C.①④ D.②③,1,2,3,4,5,答案,√,2.下列能夠表示出每個晶胞中所含實際微粒個數(shù)的面心立方晶胞的是,答案,解析,1,2,3,4,5,√,解析 A項和B項是面心立方

11、晶胞,其中B項是經(jīng)過切割了的面心立方晶胞,它能表示出此晶胞中所含微粒的實際數(shù)目; C項和D項是體心立方晶胞。,3.有下列離子晶體的空間結(jié)構(gòu)示意圖:●以M代表陽離子,○以N代表陰離子,代表陽離子,代表陰離子,化學(xué)式為MN2的晶體結(jié)構(gòu)為,答案,解析,1,2,3,4,5,√,1,2,3,4,5,4.下圖是某活潑金屬A與活潑非金屬B形成的晶體化合物的一個晶胞,則下列說法中正確的是 A.該晶胞是二維空間粒子非密置層的一層層堆積 B.該晶體的化學(xué)式是AB2 C.該晶胞中與A粒子最近且等距的A粒子有8個 D.該晶胞中A粒子、B粒子的個數(shù)都是4,答案,√,1,2,3,4,5,解析,解析 該圖是立體結(jié)構(gòu),所以是三維空間圖,故A錯誤;,1,2,3,4,5,與A粒子最近且等距的A粒子數(shù)為12個,故C錯誤。,5.分析下圖所示的甲、乙、丙三種晶體并回答有關(guān)問題:,(1)甲晶體化學(xué)式(X為陽離子)為______。,X2Y,1,2,3,4,5,答案,解析,(2)乙晶體中A、B、C三種微粒的個數(shù)比是________。,1∶3∶1,(3)丙晶體中每個D周圍結(jié)合E的個數(shù)是___個。,8,解析 丙中D周圍的E的個數(shù)與E周圍D的個數(shù)相同,E周圍有8個D,所以D周圍有8個E。,1,2,3,4,5,答案,解析,

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