3.2《几种简单晶体结构模型》教学课件（25张）-2025-2026学年鲁科版高中化学（2019）选择性必修二

(共25张PPT)
原子之舞：晶胞推演的几何协奏曲
第三章 晶体结构与性质
晶体结构与性质---几种简单晶体结构模型
学习目标
1.能根据晶胞确定晶体的组成并进行相关的计算。
2.了解常见的堆积类型，知道金属的面心立方最密堆积与几种常见晶体模型之间的联系，理解晶胞推演的过程。
3.建立常见晶体的晶胞模型，认识金属晶体、金刚石晶体、常见离子晶体的结构特点，发展“证据推理与模型认知”的化学学科核心素养。
氨的转化与生成
复习回顾
晶体结构与性质
堆积方式 简单立方堆积 体心立方密堆积(A2) 面心立方最密堆积(A1) 六方最密堆积(A3 )
结构示意图
晶胞
配位数
每个晶胞完整拥有微粒数
R与a的关系
6 8 12 12
1 2 4 2
一、金属晶体
2R=a
2R=a
氨的转化与生成
复习回顾
晶体结构与性质
堆积方式 简单立方堆积 体心立方密堆积(A2) 面心立方最密堆积(A1) 六方最密堆积(A3 )
结构示意图
晶胞
每个晶胞完整拥有微粒数
R与a的关系
空间利用率
1 2 4 2
一、金属晶体
2R=a
2R=a=b
氨的转化与生成
知识建构
晶体结构与性质
填充在体心
填充在面心
氨的转化与生成
知识建构
晶体结构与性质
正八面体空隙
正四面体空隙
氨的转化与生成
知识建构
晶体结构与性质
4个正八面体空隙
8个正四面体空隙
氨的转化与生成
知识建构
晶体结构与性质
正八面体空隙
氨的转化与生成
知识建构
晶体结构与性质
正四面体空隙
氨的转化与生成
知识建构
晶体结构与性质
二、离子晶体
1.氯化钠
非等径圆球填入全部八面体空隙
钠离子填入全部的八面体空隙
氨的转化与生成
知识建构
晶体结构与性质
知识建构
晶体结构与性质
非等径圆球
填入所有的四面体空隙
非等径圆球
填入半数的四面体空隙
氨的转化与生成
知识建构
晶体结构与性质
常见模型 NaCl型 CsCl型 ZnS型 CaF2型
晶胞
F- Ca2+
配位数
每个晶胞完整拥有微粒数
符合物质
二、离子晶体
Zn2+:4 S2-:4
Cs+:8 Cl-:8
Na+:6 Cl-:6
Ca2+:8 F-:4
Na+:4 Cl-:4
Cs+:1 Cl-:1
Zn2+:4 S2-:4
Ca2+:4 F-:8
BaF2、PbF2、CeO2等
思考：1.NaCl晶胞中，距离最近且相等的Cl-的数目是多少？ZnS中的S2-？CaF2中的Ca2+？
思考：2. CsCl晶胞中，距离最近且相等的Cl-的数目是多少？Cs+？ CaF2中的F-？
12
6
氨的转化与生成
走进高考
晶体结构与性质
模型认知——迁移应用
1.（2024·全国甲卷）（5）结晶型PbS可作为放射性探测器元件材料，其立方晶胞如图所示。其中Pb的配位数为 。设NA为阿伏加德罗常数的值，则该晶体密度
为 g﹒cm 3 (列出计算式) （已知相对原子质量为：Pb207 S32）
6
知识建构
晶体结构与性质
非等径圆球
填入半数的四面体空隙
等径圆球
填入半数的四面体空隙
ZnS
金刚石
思考与讨论
晶体结构与性质
金刚石晶胞
思考与讨论
晶体结构与性质
1.在金刚石晶体中每个碳原子周围紧邻的碳原子有多少？
2.在金刚石晶体中每个碳原子连接有几个共价键？金刚石晶体中C的杂化方式？每个C-C键之间的夹角是多少度？
3.1mol金刚石中含有的C-C键数目是多少？C原子个数与C-C键数目的比值是？
4.金刚石晶体中，最小的碳环是几元环？
每个C原子参与几个六元环的形成？
4
4，sp3 ,109°28′
6，12
2NA ,1：2
2min
思考与讨论
晶体结构与性质
5.每个金刚石晶胞中有几类碳原子？分别占据什么位置？
每个金刚石晶胞中平均含有的碳原子数目为？
6.金刚石晶胞中，原子在晶胞的体对角线方向上相切，假设晶胞的边长为a nm，则金刚石中与每个C原子等距紧邻的C原子之间的距离为？
7.假设每个C半径为R nm，求金刚石晶胞的空间利用率（列出计算式）
8.设金刚石的晶胞参数为a nm，求金刚石的密度
（列出计算式）
3，顶点、面心、小立方体体心 ,8
3min
知识建构
晶体结构与性质
①碳原子采用 杂化，以共价键形成空间网状结构。每个碳原子和它紧邻的 个碳原子构成 ，键角为 。
sp3
4
正四面体
109°28′
③晶体中最小的碳环由 个碳原子组成，每个碳原子为12个六元环共用
④在金刚石晶胞中：C原子占据立方晶胞的顶点、面心和互不相邻的四个小立方体的中心，每个晶胞中含有 个碳原子，与每个C原子等距紧邻的C原子有4个，它们之间的距离为 ，空间利用率为 。
6
②1mol金刚石中含有2NA C-C键，碳原子数与C-C键数之比为 。
1:2
8
34.01%
三、共价晶体
1.金刚石
知识建构
晶体结构与性质
三、共价晶体
1.金刚石
SiC
金刚石
立方BN
SiO2
氨的转化与生成
走进高考
晶体结构与性质
模型认知——迁移应用
3min
知识建构
晶体结构与性质
晶体结构与性质
堆积方式 简单立方堆积 体心立方密堆积(A2) 面心立方最密堆积(A1) 六方最密堆积(A3 )
结构 示意图
晶胞
每个晶胞拥有的微粒数
R与a的关系
空间 利用率
1 2 4 2
a= 2R
4a= R
4a= R
a=b=2R
8
金刚石型堆积(A4 )
氨的转化与生成
知识建构
晶体结构与性质
堆积的类型
六方最密堆积 A3型
体心立方密堆积 A2型
金刚石型堆积（A4）
面心立方最密堆积A1型
密堆积
非密堆积
简单立方堆积
堆积类型小结
空间
利用率
34.01%
52.36%
68.02%
74.05%
74.05%
配位数
4
6
8
12
12
氨的转化与生成
课堂小结
晶体结构与性质
几种堆积模型和常见离子晶体之间的联系
面心立方最密堆积A1
体心立方密堆积A2
金刚石型A4
NaCl
CaF2
ZnS
CsCl
简单立方堆积
氨的转化与生成
走进高考
晶体结构与性质
模型认知——迁移应用
2min
3.（2022广东卷）（6）我国科学家发展了一种理论计算方法，可利用材料的晶体结构数据预测其热电性能，该方法有助于加速新型热电材料的研发进程。化合物X是通过该方法筛选出的潜在热电材料之一，其晶胞结构如图1，沿x、y、z轴方向的投影均为图2。
①X的化学式为_______。