新授课
第三章 晶体结构与性质
课时2 晶胞
【学习目标】
1.了解晶胞的概念，能根据晶胞确定晶体组成。 2.知道晶体结构的测定方法，能根据晶胞进行相关计算。
【学习活动】
学习任务
目标一：了解晶胞的概念，能根据晶胞确定晶体组成。 任务1：阅读教材p73内容，完成下列问题。 1.晶胞是晶体结构的基本单元，晶胞是否全是平行六面体？由晶胞构成的晶体，其化学式是否表示一个分子中原子的数目？ 2.平行六面体晶胞中有几套平行棱，几套平行面？晶体与晶胞有什么关系？ 3.任何晶胞中，位于顶点上的粒子，一定被8个晶胞共有吗？ 任务2：1.如何计算每个晶胞中所含有的原子数目？在NaCl的晶胞中，Cl—和Na+位于晶胞平行六面体的什么位置，每个晶胞中分别含多少个Cl—和Na+？ 2.由晶胞构成的晶体，其化学式是否表示一个分子中原子的数目？ 3.以下是四种晶体的晶胞示意图 ①依据图Ⅰ分析，铜晶胞平均含有的铜原子数是多少？ ②依据图Ⅱ分析，干冰晶胞平均含有CO2的分子数是多少？ ③依据图Ⅲ分析，碘晶体中碘分子的排列有几种不同的方向？ ④依据图Ⅳ分析，晶体M的化学式是什么？ 4.计算晶胞中的微粒数目为什么采用均摊法？ 5.思考如图所示，六方晶胞中所含微粒数目为多少？写出计算过程。 【方法小结】 均摊法确定晶胞中粒子的个数 均摊法：若某个粒子为n个晶胞所共有，则该粒子的属于这个晶胞。 (1)长方体形(正方体形)晶胞中不同位置的粒子数的计算： (2)六棱柱晶胞中不同位置的粒子数的计算： ―→ ―→ ―→ ―→
目标二：知道晶体结构的测定方法，能根据晶胞进行相关计算。 任务1：阅读教材p75内容，完成下列问题。 1.测定晶体结构最常用的仪器是X射线衍射仪，X射线衍射实验原理是什么？通过晶体X射线衍射图可获知哪些信息，有哪些应用？ 2.某晶体结构模型如图所示，试写出该晶体的化学式，在晶体中1个Ti原子、1个Co原子周围距离最近的O原子数目分别为多少？ 任务2： 1.现有甲、乙、丙(如图所示)三种晶体的晶胞(甲中X处于晶胞的中心，乙中A处于晶胞的中心)。 (1)甲晶体中X与Y的个数比是多少？ (2)乙晶体中A与B的个数比是多少？ (3)丙晶体中每个晶胞包含有C离子、D离子各为多少？ 2.如图是CsCl晶体的一个晶胞，相邻的两个Cs＋的核间距为a cm，NA为阿伏加德罗常数，CsCl的摩尔质量用M g·mol－1表示，那么CsCl晶体的密度是多少？ 【方法小结】 晶体密度的计算 ρ＝(n0：晶胞包含的物质组成个数，M：该物质组成的摩尔质量，a：晶胞边长，NA：阿伏加德罗常数。
【学习总结】
回顾本课所学，画出思维导图
2新授课
第三章 晶体结构与性质
第2课时 晶胞
【学习目标】
1.了解晶胞的概念,能根据晶胞确定晶体组成。 2.能根据晶胞结构确定化学式,知道计算晶体密度的方法。
【学习活动】
学习任务
目标一：了解晶胞的概念,能根据晶胞确定晶体组成。 任务1：阅读教材p73内容，完成下列问题。 1.晶胞是晶体结构的基本单元，晶胞是否全是平行六面体？由晶胞构成的晶体，其化学式是否表示一个分子中原子的数目？ 参考答案：不一定，如有的晶胞呈六棱柱形。由晶胞构成的晶体，其化学式不表示一个分子中原子的数目，只表示每个晶胞中各类原子的最简整数比。 2.平行六面体晶胞中有几套平行棱,几套平行面 晶体与晶胞有什么关系 参考答案：平行六面体晶胞中，它有8个顶角，三套各4根平行棱，三套各2个平行面。晶胞是晶体结构的基本单元,将一个个晶胞上、下、前、后、左、右无隙并置排列起来,就构成整个晶体结构。 3.任何晶胞中，位于顶点上的粒子，一定被8个晶胞共有吗？ 参考答案：不一定。长方体(包括立方体)晶胞中位于顶点上的粒子同为8个晶胞共有。 任务2：1.如何计算每个晶胞中所含有的原子数目 在NaCl的晶胞中，Cl—和Na+位于晶胞平行六面体的什么位置，每个晶胞中分别含多少个Cl—和Na+？ 参考答案： 用均摊法计算。 Cl-位于顶点和面心,共有 4个。Na+位于棱上和体心,共有 4个。 2.由晶胞构成的晶体,其化学式是否表示一个分子中原子的数目 参考答案：不表示,只表示每个晶胞中各类原子的最简整数比。 3.以下是四种晶体的晶胞示意图 ①依据图Ⅰ分析，铜晶胞平均含有的铜原子数是多少？ 参考答案：铜晶胞中铜原子数是8×＋6×＝4。 ②依据图Ⅱ分析，干冰晶胞平均含有CO2的分子数是多少？ 参考答案：干冰晶胞平均含有CO2的分子数是8×＋6×＝4。 ③依据图Ⅲ分析，碘晶体中碘分子的排列有几种不同的方向？ 参考答案：根据碘晶体中碘分子的排列方向可知，碘晶体中碘分子的排列有2种不同的方向，分别位于顶点和面心。 ④依据图Ⅳ分析，晶体M的化学式是什么？ 参考答案：晶体M的晶胞中：N(A)∶N(B)＝8×∶1＝1∶1，故M的化学式为AB或BA。 4.计算晶胞中的微粒数目为什么采用均摊法 参考答案：整块晶体可以看作是数量巨大的晶胞无隙并置而成。所谓无隙是指相邻晶胞之间没有任何间隙;所谓并置是指所有晶胞都是平行排列的,取向相同。位于晶胞顶点、棱上、面上的微粒不完全属于晶胞,只占该微粒的,因此,需采用均摊法。 5.思考如图所示,六方晶胞中所含微粒数目为多少 写出计算过程。 参考答案：12×+3+2×=6。 【方法小结】 均摊法确定晶胞中粒子的个数 均摊法：若某个粒子为n个晶胞所共有，则该粒子的属于这个晶胞。 (1)长方体形(正方体形)晶胞中不同位置的粒子数的计算： (2)六棱柱晶胞中不同位置的粒子数的计算： ―→ ―→ ―→ ―→
目标二：能根据晶胞结构确定化学式,知道计算晶体密度的方法。 任务1：阅读教材p75内容，完成下列问题。 1.测定晶体结构最常用的仪器是X射线衍射仪，X射线衍射实验原理是什么？通过晶体X射线衍射图可获知哪些信息，有哪些应用？ 参考答案：当单一波长的X射线通过晶体时,X射线和晶体中的电子相互作用在记录仪上产生分立的斑点或者明锐的衍射峰,而非晶体没有该现象。 通过晶体X射线衍射图可获知的信息有晶胞形状和大小、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。 X射线衍射可以用于:鉴别晶体与非晶体;测定晶体中分子的空间结构。 2.某晶体结构模型如图所示，试写出该晶体的化学式，在晶体中1个Ti原子、1个Co原子周围距离最近的O原子数目分别为多少？ 参考答案：晶胞中含有O：6×＝3个，含Co：8×＝1个，含Ti：1个，故化学式为CoTiO3。Ti原子位于晶胞的中心，其周围距离最近的O原子位于6个面的中心，所以周围距离最近的O原子数目为6个；Co原子位于晶胞的顶点，O原子位于晶胞的面心，所以Co原子周围距离最近的O原子数目为12个。 任务2： 1.现有甲、乙、丙(如图所示)三种晶体的晶胞(甲中X处于晶胞的中心，乙中A处于晶胞的中心)。 (1)甲晶体中X与Y的个数比是多少？ 参考答案：甲晶体中，体心X为1，顶角Y为6×，所以N(X)∶N(Y)＝1∶＝4∶3。 (2)乙晶体中A与B的个数比是多少？ 参考答案：乙晶体中，体心A为1，顶角B为8×＝1，所以N(A)∶N(B)＝1∶1。 (3)丙晶体中每个晶胞包含有C离子、D离子各为多少？ 参考答案：丙晶体中，C离子个数为12×＋1＝4，D离子个数为8×＋6×＝4。 2.①如图是CsCl晶体的一个晶胞，相邻的两个Cs＋的核间距为a cm，NA为阿伏加德罗常数，CsCl的摩尔质量用M g·mol－1表示，那么CsCl晶体的密度是多少？ 参考答案：ρ＝g·cm－3。 【方法小结】 晶体密度的计算 ρ＝(n0：晶胞包含的物质组成个数，M：该物质组成的摩尔质量，a：晶胞边长，NA：阿伏加德罗常数。
【学习总结】
回顾本课所学，画出思维导图
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