化学人教版（2019）选择性必修2 3.1.2晶胞（共17张ppt）
文档属性
| 名称 | 化学人教版（2019）选择性必修2 3.1.2晶胞（共17张ppt） |  | |
| 格式 | zip | ||
| 文件大小 | 2.5MB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（2019） | ||
| 科目 | 化学 | ||
| 更新时间 | 2022-07-24 22:57:02 | ||
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文档简介
(共17张PPT)
3.1.2 晶胞
第三章 晶体的结构与性质
1.定义
描述晶体结构的基本单元叫做晶胞，是晶体中最小的结构重复单元。
铜晶体
铜晶胞
x
y
z
2.晶胞的特点
（1）常规晶胞都是平行六面体，晶胞有3套各4根平行棱，有3套各两个平行面，三条边长度不一定相等，也不一定互相垂直，晶胞的形状和大小由具体晶体的结构所决定。
（2）整块晶体是数量巨大的晶胞“无隙并置”而成。
“无隙”：相邻晶胞之间没有任何 。
“并置”：所有晶胞都是 排列的，取向 。
间隙
平行
相同
所有晶胞的 及内部的 、 及 完全相同。
形状
原子种类
个数
几何排列
3.晶胞中粒子个数的计算——均摊法
“均摊法”是计算每个晶胞平均拥有的粒子数目的常用方法，其基本理念是每个粒子被n个晶胞所共用，则该粒子有 属于这个晶胞。
①长方体(含正方体)晶胞中不同位置的粒子数的计算
1
2
4
3
7
6
8
5
顶点：1/8
2
1
3
4
棱边：1/4
1
2
面心：1/2
1
体心：1
体心：1
面心：1/2
顶点：1/8
棱边：1/4
【易错提醒】(1)晶胞中粒子个数的计算，要正确分析晶胞中任意位置上的一个粒子被几个晶胞所共用。
(2)根据均摊法计算出1个晶胞中各原子个数的最简整数比可确定该物质的化学式。
练习：金属铜晶胞中原子个数的计算
金属铜的一个晶胞中，位于晶胞顶点的铜原子有 个，位于面心的铜原子有 个，金属铜晶胞中所含的铜原子数平均为 。
8
6
下图所示是NaCl的晶胞，其中体积较小的为 (填“Na+”或“Cl-”,下同)，体积较大的为 ，则晶胞中含 个Na+和 个Cl-，晶胞中Na+和Cl-的个数比 。
Na+
Cl-
体心位置：1×1＝1
棱上位置：12× ＝3
4
1
氯化钠的一个晶胞的钠离子数＝12× ＋1×1＝4
4
1
氯化钠的一个晶胞的氯离子数=8× ＋6× ＝4
2
1
8
1
4
4
1：1
金属钠（Na） 金属锌（Zn） 碘（I2） 金刚石（C）
下图依次是金属钠(Na)、锌(Zn)、碘(12)、金刚石(C)晶胞的示意图，数一数，它们分别平均含几个原子
常见的晶胞
简单立方
体心立方
面心立方
类型 简单立方 体心立方 面心立方
结构特点 在平面六面体的8个顶角上有粒子 除8个顶角上有粒子外，平行六面体的体心上还有1个粒子 除8个顶角上有粒子外，平行六面体的6个面的面心上均有1个粒子
一个晶胞的原子数
1
2
4
②非长方体晶胞中的粒子视具体情况而定
顶角：1/6
上、下棱：1/4
侧棱：1/3
面上：1/2
内部：1
晶胞类型 顶角贡献 棱上贡献 面上贡献 内部贡献
正六棱柱
正三棱柱
1/6
侧棱1/3，上下棱1/4
1/2
1
1/12
侧棱1/6，上下棱1/4
1/2
1
现有甲、乙、丙(如图所示)三种晶体的晶胞(甲中X和乙中A均处于晶胞的体心)。
(1)甲晶胞中X与Y的个数比是多少
(2)乙晶胞中A与B的个数比是多少
(3)丙晶体中每个晶胞包含的C离子、D离子各为多少
体心的A为1，顶角的B为8× = 1，所以N(A)∶N(B)=1∶1。
含C离子个数为12× +1 = 4，含D离子个数为8× +6× =4。
体心的X为1，顶角的Y为4× = ，所以N(X)∶N(Y)=1∶=2:1。
例如：在较高温度时，钾、氧两种元素形成的一种晶体结构，每个晶胞中属于该晶胞的K+的个数= ，O2-的个数= ，故其比值为 ，则该化合物的化学式是 。
1：1
4.晶体结构的测定
测定晶体结构最常用的仪器是X射线衍射仪。
通过晶体的X射线衍射实验获得行射图后，经过计算可以从衍射图形获得晶体结构的有关信息，包括晶胞形状和大小、分子或原子在微观空间有序排列呈现的对称类型、原子在晶胞里的数目和位置等，以及结合晶体化学组成的信息推出原子之间的相互关系。
4.晶体结构的测定
1.X射线衍射原理：单一波长的X射线通过晶体时，X射线和晶体中的电子相互作用，会在记录仪上产生分立的斑点或明锐的衍射峰。
2.X射线衍射实验获得晶胞信息：晶胞形状和大小、分子或原子在微观空间有序排列呈现的对称类型、原子在晶胞里的数目和位置等，以及结合晶体化学组成的信息推出原子之间的相互关系。
3.X射线衍射实验获得分子信息：测定晶胞中各个原子的位置(坐标)，根据原子坐标，可以计算原子间的距离，判断哪些原子之间存在化学键，确定键长和键角，得出分子的空间结构。
话筒是声电转换的换能器，在话筒中有一种材料的结构如图所示，它的主要成分是钛酸钡，根据晶胞的结构示意图，可知它的化学式是( )
A.BaTi8O12 B.BaTi4O6 C.BaTi2O4 D.BaTiO3
仔细观察钛酸钡晶胞的结构示意图可知：
Ba在立方体的体心，完全属于该晶胞；
Ti处于立方体的8个顶点，
O处于立方体的12条棱的中点，故晶胞
中Ba、Ti、O三种原子的个数比为
D
谢谢聆听
3.1.2 晶胞
第三章 晶体的结构与性质
1.定义
描述晶体结构的基本单元叫做晶胞，是晶体中最小的结构重复单元。
铜晶体
铜晶胞
x
y
z
2.晶胞的特点
（1）常规晶胞都是平行六面体，晶胞有3套各4根平行棱，有3套各两个平行面，三条边长度不一定相等，也不一定互相垂直，晶胞的形状和大小由具体晶体的结构所决定。
（2）整块晶体是数量巨大的晶胞“无隙并置”而成。
“无隙”：相邻晶胞之间没有任何 。
“并置”：所有晶胞都是 排列的，取向 。
间隙
平行
相同
所有晶胞的 及内部的 、 及 完全相同。
形状
原子种类
个数
几何排列
3.晶胞中粒子个数的计算——均摊法
“均摊法”是计算每个晶胞平均拥有的粒子数目的常用方法，其基本理念是每个粒子被n个晶胞所共用，则该粒子有 属于这个晶胞。
①长方体(含正方体)晶胞中不同位置的粒子数的计算
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顶点：1/8
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棱边：1/4
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面心：1/2
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体心：1
体心：1
面心：1/2
顶点：1/8
棱边：1/4
【易错提醒】(1)晶胞中粒子个数的计算，要正确分析晶胞中任意位置上的一个粒子被几个晶胞所共用。
(2)根据均摊法计算出1个晶胞中各原子个数的最简整数比可确定该物质的化学式。
练习：金属铜晶胞中原子个数的计算
金属铜的一个晶胞中，位于晶胞顶点的铜原子有 个，位于面心的铜原子有 个，金属铜晶胞中所含的铜原子数平均为 。
8
6
下图所示是NaCl的晶胞，其中体积较小的为 (填“Na+”或“Cl-”,下同)，体积较大的为 ，则晶胞中含 个Na+和 个Cl-，晶胞中Na+和Cl-的个数比 。
Na+
Cl-
体心位置：1×1＝1
棱上位置：12× ＝3
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1
氯化钠的一个晶胞的钠离子数＝12× ＋1×1＝4
4
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氯化钠的一个晶胞的氯离子数=8× ＋6× ＝4
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1：1
金属钠（Na） 金属锌（Zn） 碘（I2） 金刚石（C）
下图依次是金属钠(Na)、锌(Zn)、碘(12)、金刚石(C)晶胞的示意图，数一数，它们分别平均含几个原子
常见的晶胞
简单立方
体心立方
面心立方
类型 简单立方 体心立方 面心立方
结构特点 在平面六面体的8个顶角上有粒子 除8个顶角上有粒子外，平行六面体的体心上还有1个粒子 除8个顶角上有粒子外，平行六面体的6个面的面心上均有1个粒子
一个晶胞的原子数
1
2
4
②非长方体晶胞中的粒子视具体情况而定
顶角：1/6
上、下棱：1/4
侧棱：1/3
面上：1/2
内部：1
晶胞类型 顶角贡献 棱上贡献 面上贡献 内部贡献
正六棱柱
正三棱柱
1/6
侧棱1/3，上下棱1/4
1/2
1
1/12
侧棱1/6，上下棱1/4
1/2
1
现有甲、乙、丙(如图所示)三种晶体的晶胞(甲中X和乙中A均处于晶胞的体心)。
(1)甲晶胞中X与Y的个数比是多少
(2)乙晶胞中A与B的个数比是多少
(3)丙晶体中每个晶胞包含的C离子、D离子各为多少
体心的A为1，顶角的B为8× = 1，所以N(A)∶N(B)=1∶1。
含C离子个数为12× +1 = 4，含D离子个数为8× +6× =4。
体心的X为1，顶角的Y为4× = ，所以N(X)∶N(Y)=1∶=2:1。
例如：在较高温度时，钾、氧两种元素形成的一种晶体结构，每个晶胞中属于该晶胞的K+的个数= ，O2-的个数= ，故其比值为 ，则该化合物的化学式是 。
1：1
4.晶体结构的测定
测定晶体结构最常用的仪器是X射线衍射仪。
通过晶体的X射线衍射实验获得行射图后，经过计算可以从衍射图形获得晶体结构的有关信息，包括晶胞形状和大小、分子或原子在微观空间有序排列呈现的对称类型、原子在晶胞里的数目和位置等，以及结合晶体化学组成的信息推出原子之间的相互关系。
4.晶体结构的测定
1.X射线衍射原理：单一波长的X射线通过晶体时，X射线和晶体中的电子相互作用，会在记录仪上产生分立的斑点或明锐的衍射峰。
2.X射线衍射实验获得晶胞信息：晶胞形状和大小、分子或原子在微观空间有序排列呈现的对称类型、原子在晶胞里的数目和位置等，以及结合晶体化学组成的信息推出原子之间的相互关系。
3.X射线衍射实验获得分子信息：测定晶胞中各个原子的位置(坐标)，根据原子坐标，可以计算原子间的距离，判断哪些原子之间存在化学键，确定键长和键角，得出分子的空间结构。
话筒是声电转换的换能器，在话筒中有一种材料的结构如图所示，它的主要成分是钛酸钡，根据晶胞的结构示意图，可知它的化学式是( )
A.BaTi8O12 B.BaTi4O6 C.BaTi2O4 D.BaTiO3
仔细观察钛酸钡晶胞的结构示意图可知：
Ba在立方体的体心，完全属于该晶胞；
Ti处于立方体的8个顶点，
O处于立方体的12条棱的中点，故晶胞
中Ba、Ti、O三种原子的个数比为
D
谢谢聆听