第一節(jié)物質(zhì)的聚集狀態(tài)和晶體的常識第2課時

晶胞

晶體結(jié)構(gòu)測定

第三章晶體結(jié)構(gòu)與性質(zhì)1.認識簡單晶胞的結(jié)構(gòu)特征。2.會進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。4.計算晶體的密度、化學(xué)式等問題。學(xué)習(xí)目標

一、晶胞整塊晶體是由大量微粒在空間周期性重復(fù)排列聚集而成的，因此，在描述晶體結(jié)構(gòu)時，無需畫出結(jié)構(gòu)中的每個原子，只需在晶體微觀結(jié)構(gòu)里取出一個基本單元即可。這種描述晶體結(jié)構(gòu)的基本單元叫做晶胞。1.晶胞的概念點撥精講無隙并置2.晶胞和晶體的關(guān)系：晶體可以看作是數(shù)量巨大的晶胞“無隙并置”而成。①“無隙”指相鄰晶胞之間無任何間隙。晶胞晶體平行排列，取向相同②“并置”指所有晶胞平行排列的，取向相同。③所有晶胞的形狀及內(nèi)部的原子種類、個數(shù)及幾何排列完全相同。

將任意晶胞沿著晶胞的周期性排列方向移動到相鄰或其他晶胞時，能夠完全重合，過程中無須轉(zhuǎn)動或改變方向，如果需要轉(zhuǎn)動等，則一定不是晶胞，只能叫一個結(jié)構(gòu)單元。結(jié)論：無數(shù)的晶胞無隙并置堆積成整塊晶體。研究一個晶胞，就可以獲知整塊晶體的信息。晶胞是8個頂角相同、三套各4根平行棱分別相同、三套各兩個平行面分別相同的最小平行六面體。8個頂角相同xzy

有12條相同平行棱（三套

：4橫、4豎、4垂直）xzy有6個相同的面（三套

：前后、左右、上下）3.晶胞的特點（課本P74）1.判斷下列4個圖中結(jié)構(gòu)，屬于晶胞的是（

）A對點訓(xùn)練8個頂角不相同3套各4根平行棱不相同3套各2個平行面不相同判斷是否是晶胞的方法一：頂點/平行面/平行棱是否完全相同8個頂角不相同3套各4根平行棱不相同思考：怎樣判斷某種結(jié)構(gòu)單元能否視為晶胞？判斷是否是晶胞的方法二：能否平移復(fù)原2.下圖中的晶胞是指實線小立方體呢？還是虛線大立方體？為什么？晶胞指的是：虛線大立方體，小立方體不具有平移性，因為它與相鄰的小立方體并非等同。相反，大立方體具有平移性。晶胞不一定都取平行六面體中學(xué)要求掌握平行六面體晶胞原來，我們在觀察晶胞圖時，千萬不能忘記，晶胞只是晶體微觀空間結(jié)構(gòu)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。因此晶胞中不同位置的原子是被一個或幾個相鄰晶胞所共用，因此一個晶胞所包含的實際內(nèi)容是“均攤”以后的部分。如圖，是金屬銅的一個晶胞，他是一個立方體，含4個銅原子。這張圖里不是有14個銅原子嗎？怎么說一個晶胞只含4個銅原子呢？銅晶胞（2）同一晶體中的成千上萬個晶胞的組成與結(jié)構(gòu)完全等同。怎樣判斷一個晶胞的化學(xué)組成呢？晶胞中粒子數(shù)目的計算——均攤法某個粒子為n個晶胞所共用，則該粒子的

屬于這個晶胞211體心：1面心：1/2晶胞表面的原子為相鄰晶胞所共用。晶胞內(nèi)原子為自己所用，對每個晶胞的貢獻為1。晶胞面上的原子為2個晶胞共用，對每個晶胞的貢獻為1/2。213424376185晶胞表面的原子為相鄰晶胞所共用。頂點：1/8棱邊：1/4晶胞棱上的原子為4個晶胞共用，對每個晶胞的貢獻為1/4。晶胞的頂角原子為8個晶胞共用，對每個晶胞的貢獻為1/8。頂角：1/6上、下棱：1/4側(cè)棱：1/3面上：1/2內(nèi)部1非長方體晶體結(jié)構(gòu)單位中粒子數(shù)目計算視具體情況而定。1、六方晶胞中粒子的計算方法夾角120′度，頂點處原子被晶胞包圍，則同一平面上，該原子被360/120=3個晶胞共用，若上面還有一層晶胞，則該原子被6個晶胞共用位置頂角水平棱豎直棱面上內(nèi)部份額1/121/41/61/21注意：正三棱柱不具有平移性，不能無隙并置，所以正三棱柱不是晶胞，但仍然可以用均攤法計算粒子數(shù)2、正三棱柱晶胞中粒子的計算方法銅晶胞頂角位置：818×＝1面上位置：6×＝321因此一個銅晶胞中的銅原子數(shù)=8×+816×＝421晶胞的原子總數(shù)=頂點數(shù)×1/8+棱上數(shù)目×1/4+面上數(shù)目×1/2

+體心數(shù)目×1金屬鈉(Na)

金屬鋅（Zn）碘（I2）

金剛石（C）【例1】數(shù)一數(shù)，它們分別平均含有幾個原子？【思考與討論】確定晶胞中微粒數(shù)目(8×+6×)×3=12【例2】下圖是CO2分子晶體的晶胞結(jié)構(gòu)示意圖，其中有多少個原子？常見的晶胞類型圖示粒子數(shù)結(jié)構(gòu)特點簡單立方體體心立方體面心立方體124僅在平行六面體的8個頂角上有粒子除8個頂角上有粒子外，平行六面體的體心上還有1個粒子除8個頂角上有粒子外，平行六面體的6個面的面心上均有1個粒子根據(jù)晶胞結(jié)構(gòu)，判斷下列離子晶體的化學(xué)式（A表示陽離子）AB化學(xué)式：ABC化學(xué)式：ABC3——粒子最簡整數(shù)比1.晶胞分子式的確定二、晶胞的計算1.晶體化學(xué)式的確定NaCl晶胞Na+Cl-Cl-數(shù)=8×＋6×=42181Na+數(shù)=12×＋1=441一個晶胞含4個NaClNa+數(shù)

:Cl-數(shù)=1:1氯化鈉的化學(xué)式為NaCl離子晶體化學(xué)式只表示每個晶胞或晶體中各類粒子的最簡整數(shù)比【答案】D

2.研究發(fā)現(xiàn)，只含鎂、鎳和碳三種元素的晶體竟然也具有超導(dǎo)性。鑒于這三種元素都是常見元素，從而引起廣泛關(guān)注。該新型超導(dǎo)晶體的一個晶胞如圖所示，則該晶體的化學(xué)式為(

)A．Mg2CNi3

B．MgC2NiC．MgCNi2

D．MgCNi33.下圖為高溫超導(dǎo)領(lǐng)域的一種化合物——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，每個鈦離子周圍與它最接近且距離相等的鈦離子共有

個（2）該晶體結(jié)構(gòu)單元中，氧、鈦、鈣離子的個數(shù)比是

。

63∶1∶1TiOCaO：12×1/4＝3Ti:8×1/8＝1Ca：1晶胞概念計算原子個數(shù)—均攤法特點晶胞是晶體中最小的結(jié)構(gòu)重復(fù)單元。整塊晶體可以看作是數(shù)量巨大的晶胞“無隙并置”而成。8個頂角相同、3套各4根平行棱分別相同、3套各2個平行面分別相同的最小平行六面體課堂小結(jié)1.話筒是聲電轉(zhuǎn)換的換能器，在話筒中有一種材料的結(jié)構(gòu)如圖所示，它的主要成分是鈦酸鋇，根據(jù)晶胞的結(jié)構(gòu)示意圖，可知它的化學(xué)式是(

)A.BaTi8O12 B.BaTi4O6C.BaTi2O4 D.BaTiO3D當堂檢測2.某晶體的晶胞如圖所示，這種晶體中A、B、C三種粒子數(shù)目之比是()A．3∶9∶4 B．1∶4∶2 C．2∶9∶4 D．3∶8∶4