第三章第一節(jié)晶胞與晶體結(jié)構(gòu)的測定第2課時1.認(rèn)識簡單晶胞的結(jié)構(gòu)特征。2.會進(jìn)行各種典型的晶胞中粒子數(shù)目的計算和晶體化學(xué)式的確定。3.了解晶體結(jié)構(gòu)的測定方法。核心素養(yǎng)

發(fā)展目標(biāo)課時對點練內(nèi)容索引一、晶胞二、晶體結(jié)構(gòu)的分析及相關(guān)計算三、晶體結(jié)構(gòu)的測定<一>晶胞1.概念描述晶體結(jié)構(gòu)的_________。2.晶胞與晶體的關(guān)系常規(guī)的晶胞都是____________，整塊晶體可以看作是數(shù)量巨大的晶胞“__________”而成。(1)“無隙”是指相鄰晶胞之間_____________。(2)“并置”是指所有晶胞都是_____排列的，取向_____。(3)所有晶胞的_____及其內(nèi)部的原子_____、_____及幾何排列(包括取向)是完全相同的?；締卧叫辛骟w無隙并置沒有任何間隙平行相同形狀種類個數(shù)3.晶胞中粒子數(shù)目的計算(均攤法)(1)銅晶胞

82(2)NaCl晶胞①Cl-位于_____和_____，共有___個。②Na+位于_____和_____，共有___個。4.晶胞的判斷晶胞是___個頂角相同、___套各___根平行棱分別相同、___套各___個平行面分別相同的最小平行六面體。頂角面心4棱上體心48三4三兩1.由晶胞構(gòu)成的晶體，其化學(xué)式是否表示構(gòu)成該晶體實際的粒子數(shù)目？提示

否，只表示每個晶胞或晶體中各類粒子的最簡整數(shù)比。2.如圖依次是金屬鈉(Na)、金屬鋅(Zn)、碘(I2)、金剛石(C)晶胞的示意圖。

數(shù)一數(shù)，它們分別平均含幾個原子？1.下列各項是晶體結(jié)構(gòu)中具有代表性的最小重復(fù)單元的排列方式，圖中：—X，—Y，—Z。其中對應(yīng)的化學(xué)式不正確的是√

2.科學(xué)家發(fā)現(xiàn)一種由鈦原子和碳原子構(gòu)成的氣態(tài)團簇分子，如圖所示。頂角和面心的原子是鈦原子，棱的中心和體心的原子是碳原子，則它的化學(xué)式是A.TiC B.Ti6C7

C.Ti14C13 D.Ti13C14氣態(tài)團簇分子，所含微粒為其本身所有，應(yīng)直接數(shù)出原子數(shù)?！谭祷?lt;二>晶體結(jié)構(gòu)的分析及相關(guān)計算1.原子分?jǐn)?shù)坐標(biāo)(1)概念原子分?jǐn)?shù)坐標(biāo)，表示晶胞內(nèi)部各原子的相對位置。(2)原子分?jǐn)?shù)坐標(biāo)的確定方法①依據(jù)已知原子的坐標(biāo)確定坐標(biāo)系取向。②在坐標(biāo)軸中一般以正方體的棱長為1個單位。③從原子所在位置分別向x、y、z軸作垂線，所得坐標(biāo)軸上的截距即為該原子的分?jǐn)?shù)坐標(biāo)。(3)原子分?jǐn)?shù)坐標(biāo)的意義通過原子分?jǐn)?shù)坐標(biāo)既能確定晶胞中原子的相對位置，又可以計算各原子間的距離，進(jìn)而可以計算晶胞的體積及晶體的密度。

例2

CaF2是工業(yè)生產(chǎn)的重要物質(zhì)，其晶胞結(jié)構(gòu)如圖所示：

2.晶體密度的計算注意

①晶胞棱長單位一般為nm或pm，密度單位為g·cm-3。②1nm=10-9m=10-7cm，1pm=10-12m=10-10cm。例3一種超導(dǎo)材料(僅由Cs、Ag、F三種元素組成)的長方體晶胞結(jié)構(gòu)如圖所示(已知MP=QR)，M、N之間的距離為

pm。

例4

CoO的面心立方晶胞如圖所示。設(shè)阿伏加德羅常數(shù)的值為NA，則CoO晶體的密度為

g·cm-3。

3.通過俯視圖對晶體分析從晶胞正上方向下看可得晶胞的俯視圖如：(1)的俯視圖為

。(2)的俯視圖為

。例5

(1)AgN5的晶體結(jié)構(gòu)與AgI相似。AgI的結(jié)構(gòu)分為α?AgI和γ?AgI，γ?AgI立方晶體的示意圖見圖1，圖2是晶胞正上方的俯視投影圖，圖中黑球(實心球)表示I-，請在圖2中用白球(空心球)表示出Ag+的位置。答案

根據(jù)γ?AgI立方晶胞的示意圖，可以理解為有八個小立方體，銀離子在其中四個小立方體體心位置，根據(jù)從上方的俯視圖得出銀離子在每個小正方形的中心位置。

返回<三>晶體結(jié)構(gòu)的測定1.常用儀器：_____________。2.測定過程：當(dāng)單一波長的X射線通過晶體時，X射線和晶體中的_____相互作用，會在記錄儀上產(chǎn)生___________或者_(dá)____________。3.作用：根據(jù)衍射圖，經(jīng)過計算可以獲得晶體結(jié)構(gòu)的有關(guān)信息，包括晶胞_____和_____、_____或_____在微觀空間_________呈現(xiàn)的對稱類型、原子在晶胞里的_____和_____等，以及結(jié)合晶體化學(xué)組成的信息推出原子之間的相互關(guān)系。X射線衍射儀電子分立的斑點明銳的衍射峰形狀大小分子原子有序排列數(shù)目位置1.下列有關(guān)說法正確的是A.測定晶體結(jié)構(gòu)最常用的儀器是X射線衍射儀B.石英玻璃和水晶的衍射圖譜相同C.通過乙酸晶體的X射線衍射實驗，只能測定晶胞中含有的乙酸分子數(shù)，

不能推出乙酸分子的空間結(jié)構(gòu)D.晶體的X射線衍射實驗不能判斷晶體中存在哪些化學(xué)鍵，也不能確定

鍵長和鍵角√石英玻璃是非晶態(tài)二氧化硅，水晶是晶態(tài)二氧化硅，則水晶的衍射圖譜中會出現(xiàn)分立的斑點或明銳的衍射峰，而石英玻璃的衍射圖譜中不會出現(xiàn)分立的斑點或明銳的衍射峰，二者的衍射圖譜不同，B項錯誤；通過晶體的X射線衍射實驗，可以判斷出晶體中哪些原子間存在化學(xué)鍵，確定鍵長和鍵角，從而得出物質(zhì)的空間結(jié)構(gòu)，C、D項錯誤。

2.通過X射線衍射儀得到的圖譜能獲得下列物質(zhì)晶胞的形狀。(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(2)實驗室模擬回收某廢舊含鎳催化劑(主要成分為NiO，另含F(xiàn)e2O3、CaO、CuO、BaO等)生產(chǎn)Ni2O3。加入稀硫酸充分酸浸后過濾，得到浸出液和浸出渣，其浸出渣的X射線衍射圖譜如下：根據(jù)右圖所示的X射線衍射圖譜，可知浸出渣含有三種主要成分，其中“物質(zhì)X”為

。

BaSO4硫酸與氧化鎳、氧化鐵、氧化鈣、氧化銅、氧化鋇分別生成硫酸鎳、硫酸鐵、硫酸鈣、硫酸銅和硫酸鋇，硫酸鈣微溶、硫酸鋇難溶，物質(zhì)X為硫酸鋇。

(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

。

2BN返回課時對點練對一對答案1234567891011121314題號12345678答案DBACCDCC題號9101112答案DDCD

13.答案1234567891011121314

14.答案1234567891011121314

題組一晶胞的概念及晶體結(jié)構(gòu)1.(2025·黑龍江綏化綏棱一中期末)下列有關(guān)晶胞的敘述，正確的是A.晶胞的結(jié)構(gòu)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.晶胞中位于頂角上的原子被4個晶胞共有D.晶胞是晶體結(jié)構(gòu)中最小的重復(fù)單元對點訓(xùn)練答案1234567891011121314√構(gòu)成晶體的最基本的幾何單元稱為晶胞，晶胞的結(jié)構(gòu)并不是晶體的結(jié)構(gòu)，A錯誤；相同晶體中晶胞的大小和形狀完全相同，不同晶體的晶胞大小和形狀不一定相同，B錯誤。答案12345678910111213142.整塊晶體可以看作是數(shù)量巨大的晶胞“無隙并置”而成。對這句話的理解錯誤的是A.相鄰晶胞之間沒有任何間隙B.晶體是晶胞簡單、隨意堆積而成C.晶胞排列時，取向相同D.“并置”是指所有晶胞都是平行排列的答案1234567891011121314√晶體并不是晶胞簡單、隨意堆積而成，而是晶胞平行排列而成的，且相鄰晶胞之間沒有任何間隙。題組二晶體結(jié)構(gòu)的綜合考查及相關(guān)計算3.一種Al?Fe合金的晶胞如圖所示。則該合金的化學(xué)式可表示為A.Fe2AlB.FeAlC.Fe3Al2D.Fe2Al3答案1234567891011121314√

4.Na和Cl2在50GPa~300GPa的高壓下反應(yīng)生成晶體的一種晶胞如圖(大球是氯原子，小球是鈉原子)，該晶體的化學(xué)式為A.NaCl B.Na6Cl4C.Na3Cl D.NaCl3答案1234567891011121314√5.石墨烯可轉(zhuǎn)化為富勒烯(C60)，科學(xué)家把C60和K摻雜在一起制造了一種富勒烯化合物，其立方晶胞結(jié)構(gòu)如圖所示，晶胞邊長為apm。下列說法正確的是A.C60和石墨烯互為同分異構(gòu)體B.該富勒烯化合物的化學(xué)式為K2C60C.C60周圍等距且距離最近的C60的數(shù)目為8D.該晶胞中含K和C60個數(shù)比為3∶4答案1234567891011121314√

答案1234567891011121314

答案1234567891011121314√

答案1234567891011121314

√答案1234567891011121314答案1234567891011121314

8.立方氮化硼晶體的晶胞如圖1所示，圖2是該晶胞的俯視投影圖，則該圖中表示硼原子相對位置的是A.1 B.2 C.3 D.4√答案1234567891011121314

√答案1234567891011121314答案1234567891011121314

答案1234567891011121314

√答案1234567891011121314綜合強化答案1234567891011121314

答案1234567891011121314

√答案1234567891011121314答案1234567891011121314

答案1234567891011121314甲晶胞中，陰離子數(shù)目為3，陽離子數(shù)目為2，乙晶胞中，陰、陽離子數(shù)目都為4，則甲、乙晶胞中含有的陰、陽離子數(shù)目之和不相等，故D正確。

√答案1234567891011121314答案1234567891011121314

答案1234567891011121314

13.[2021·廣東，20(6)]理論計算預(yù)測，由汞(Hg)、鍺(Ge)、銻(Sb)形成的一種新物質(zhì)X為潛在的拓?fù)浣^緣體材料。X的晶體可視為Ge晶體(晶胞如圖a所示)中部分Ge原子被Hg和Sb取代后形成。答案1234567891011121314①圖b為Ge晶胞中部分Ge原子被Hg和Sb取代后形成的一種單元結(jié)構(gòu)，它不是晶胞單元，理由是_______________________________________。

不能無隙并置成晶體，不是最小重復(fù)單元②圖c為X的晶胞，X的晶體中與Hg距離最近的Sb的數(shù)目為____；該晶胞中粒子個數(shù)比Hg∶Ge∶Sb=________。

答案123456789101112131441∶1∶2答案1234567891011121314

③設(shè)X的最簡式的式量為Mr，則X晶體的密度為___________g·cm-3(列出算式)。

答案1234567891011121314

14.(2024·北京四中期末)黃銅礦(主要成分為CuFeS2)可用于冶煉Cu2O，主要物質(zhì)轉(zhuǎn)化過程如下：答案1234567891011121314(1)Cu2S與O2共熱制備Cu2O的反應(yīng)中，化合價升高的元素是

。

S根據(jù)轉(zhuǎn)化過程知，Cu2S與O2共熱反應(yīng)生成Cu2O和SO2，反應(yīng)中O元素的化合價由0價降至-2價，S元素的化合價由-2價升至+4價，Cu元素的化合價不變，故化合價升高的元素是S。(2)SO2中心原子的雜化方式是____，用價層電子對互斥理論解釋SO2的空間結(jié)構(gòu)：

______________________________________________________________________________________________________________________________________。

答案12345678