晶胞及晶胞中微粒個(gè)數(shù)的確定

1、精選ppt,1,新課標(biāo)人教版課件系列,高中化學(xué) 選修3,精選ppt,2,3.1晶體的常識(shí) 3.1.2晶胞及晶胞中微粒個(gè)數(shù)的確定,精選ppt,3,二、晶胞,精選ppt,4,二、晶胞,定義：晶體中重復(fù)出現(xiàn)的最基本的結(jié)構(gòu)單元,體心立方,簡(jiǎn)單立方,面心立方,三種典型立方晶體結(jié)構(gòu),精選ppt,5,1、簡(jiǎn)單立方：又稱簡(jiǎn)立方，自然界中簡(jiǎn)單立方晶體比較少見VI A族元素晶體釙 Po在室溫時(shí)是簡(jiǎn)單立方結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)立方的配位數(shù)為 6。 2、體心立方：堿金屬 Li、Na、K等是體心立方結(jié)構(gòu)體心立方的配位數(shù)是 8。 3、面心立方：Cu、Ag、Au 等金屬晶體的結(jié)構(gòu)是面心立方面心立方的配位數(shù)為 12， 這是簡(jiǎn)單晶體可能具有的

2、最高配位數(shù)，面心立方是自然界最密集的堆積方式之一，稱為面心 立方密堆積，簡(jiǎn)稱立方密堆積或立方密積,精選ppt,6,晶胞中粒子數(shù)的計(jì)算方法： 晶體結(jié)構(gòu)類習(xí)題最常見的題型就是已知晶胞的結(jié)構(gòu)而求晶體的化學(xué)式。解答這類習(xí)題首先要明確一個(gè)概念：由晶胞構(gòu)成的晶體，其化學(xué)式不一定是表示一個(gè)分子中含有多少個(gè)原子，而是表示每個(gè)晶胞中平均含有各類原子的個(gè)數(shù)，即各類原子的最簡(jiǎn)個(gè)數(shù)比。解答這類習(xí)題，通常采用分?jǐn)偡ā?精選ppt,7,在一個(gè)晶胞結(jié)構(gòu)中出現(xiàn)的多個(gè)原子，這些原子并不是只為這個(gè)晶胞所獨(dú)立占有，而是為多個(gè)晶胞所共有，那么，在一個(gè)晶胞結(jié)構(gòu)中出現(xiàn)的每個(gè)原子，這個(gè)晶體能分?jǐn)偟蕉嗌俦壤?。這就是分?jǐn)偡?。分?jǐn)偡ǖ母灸康?/p>

3、就是算出一個(gè)晶胞單獨(dú)占有的各類原子的個(gè)數(shù)。 分?jǐn)偡ǖ母驹瓌t是：晶胞任意位置上的一個(gè)原子如果是被x個(gè)晶胞所共有，那么，每個(gè)晶胞對(duì)這個(gè)原子分得的份額就是1/x。,精選ppt,8,在立體晶胞中，原子可以位于它的頂點(diǎn)，也可以位于它的棱上，還可以在它的面上（不含棱），當(dāng)然，它的體內(nèi)也可以有原子； 每個(gè)頂點(diǎn)被8個(gè)晶胞共有，所以晶胞對(duì)自己頂點(diǎn)上的每個(gè)原子只占1/8份額； 每條棱被4個(gè)晶胞共有，所以晶胞對(duì)自己棱上的每個(gè)原子只占1/4份額； 每個(gè)面被2個(gè)晶胞共有，所以晶胞對(duì)自己面上（不含棱）的每個(gè)原子只占1/2份額； 晶胞體內(nèi)的原子不與其他晶胞分享，完全屬于該晶胞。,精選ppt,9,體心：1,面心：1/2,頂

4、點(diǎn)：1/8,棱邊：1/4,精選ppt,10,晶胞中原子個(gè)數(shù)的計(jì)算,精選ppt,11,1.每個(gè)晶胞涉及同類A數(shù)目m個(gè)，每個(gè)A為n個(gè)晶胞共有，則每個(gè)晶胞占有A：m1/n。 2計(jì)算方法,精選ppt,12,【例1】水的狀態(tài)除了氣、液和固態(tài)外，還有玻璃態(tài)。它是由液態(tài)水急速冷卻到165k時(shí)形成的，玻璃態(tài)的水無(wú)固態(tài)形狀，不存在晶體結(jié)構(gòu)，且密度與普通液態(tài)水的密度相同，有關(guān)玻璃態(tài)水的敘述正確的是 ( ) A.水由液態(tài)變?yōu)椴ＡB(tài)，體積縮小 B.水由液態(tài)變?yōu)椴ＡB(tài)，體積膨脹 C. 玻璃態(tài)是水的一種特殊狀態(tài) D. 玻璃態(tài)水是分子晶體,C,精選ppt,13,【例2】最近發(fā)現(xiàn)一種由鈦原子和碳原子構(gòu)成的氣態(tài)團(tuán)簇分子，如下圖

5、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，它的化學(xué)式是 。,解析：由于本題團(tuán)簇分子指的是一個(gè)分子的具體結(jié)構(gòu)，并不是晶體中的最小的一個(gè)重復(fù)單位，不能采用均攤法分析，所以只需數(shù)出該結(jié)構(gòu)內(nèi)兩種原子的數(shù)目就可以了。答案為：Ti14C13,精選ppt,14,【例3】鈦酸鋇的熱穩(wěn)定性好，介電常數(shù)高，在小型變壓器、話筒和擴(kuò)音器中都有應(yīng)用。鈦酸鋇晶體的結(jié)構(gòu)示意圖為下圖，它的化學(xué)式是 （ ） A.BaTi8O12 B.BaTi4O6 C.BaTi2O4 D.BaTiO3,D,精選ppt,15,解題關(guān)鍵： Ba在立方體的中心，完全屬于該晶胞；Ti處于立方體的8個(gè)頂點(diǎn)，每個(gè)Ti為與之相連的8個(gè)立

6、方體所共用，即只有1/8屬于該晶胞; O處于立方體的12條棱的中點(diǎn)，每條棱為四個(gè)立方體共用，故每個(gè)O只有1/4屬于該晶胞; 即晶體中：Ba:Ti:O=1:(81/8):(121/4)=1:1:3 易錯(cuò)剖析：如果以為鈦酸鋇晶體就是一個(gè)個(gè)孤立的如題圖所示的結(jié)構(gòu)，就會(huì)錯(cuò)選C,精選ppt,16,石墨晶體的層狀結(jié)構(gòu)，層內(nèi)為平面正六邊形結(jié)構(gòu)（如圖），試回答下列問(wèn)題： （1）圖中平均每個(gè)正六邊形占有C原子數(shù)為_個(gè)、占有的碳碳鍵數(shù)為_個(gè)。 碳原子數(shù)目與碳碳化學(xué)鍵數(shù)目之比為_。,練習(xí)一：,2:3,2,3,精選ppt,17,學(xué)與問(wèn)（P66）,精選ppt,18,精選ppt,19,精選ppt,20,精選ppt,21,

7、二氧化碳及其晶胞,P67 習(xí)題 第三題,精選ppt,22,干冰晶體結(jié)構(gòu)示意,結(jié)束,回分子晶體,由此可見，每個(gè)二氧化碳分子周圍有12個(gè)二氧化碳分子。,精選ppt,23,1.晶體與非晶體的嚴(yán)格判別可采用 ( ) A. 有否自范性 B.有否各向異性 C.有否固定熔點(diǎn) D.有否周期性結(jié)構(gòu),2.某物質(zhì)的晶體中含A、B、C三種元素，其排列方式如圖所示(其中前后兩面心上的B原子未能畫出)，晶體中A、B、C的中原子個(gè)數(shù)之比依次為 ( ) A. 1:3:1 B. 2:3:1 C. 2:2:1 D. 1:3:3,【課后鞏固練習(xí)】,D,A,精選ppt,24,3. 1987年2月，未經(jīng)武（Paul Chu）教授等發(fā)現(xiàn)

8、鈦鋇銅氧化合物在90K溫度下即具有超導(dǎo)性。若該化合物的結(jié)構(gòu)如右圖所示，則該化合物的化學(xué)式可能是 （ ） A. YBa2CuO7x B. YBa2Cu2O7x C. YBa2Cu3O7x D. YBa2Cu4O7x,C,精選ppt,25,4.白磷分子如圖所示：則31 g白磷分子中存在的共價(jià)鍵數(shù)目為（ ）,A4 NA BNA C1.5 NA D0.25 NA,C,精選ppt,26,5某離子化合物的晶胞如右圖所示立體結(jié)構(gòu)，晶胞是整個(gè)晶體中最基本的重復(fù)單位。陽(yáng)離子位于此晶胞的中心，陰離子位于8個(gè)頂點(diǎn)，該離子化合物中，陰、陽(yáng)離子個(gè)數(shù)比是 （ ） A、18 B、14 C、12 D、11,D,精選ppt,2

9、7,6.如右圖石墨晶體結(jié)構(gòu)的每一層里平均每個(gè)最小的正六邊形占有碳原子數(shù)目為（ ） A、2 B、3 C、4 D、6,A,精選ppt,28,7. 許多物質(zhì)在通常條件下是以晶體的形式存在，而一種晶體又可視作若干相同的基本結(jié)構(gòu)單元構(gòu)成，這些基本結(jié)構(gòu)單元在結(jié)構(gòu)化學(xué)中被稱作晶胞。已知某化合物是由鈣、鈦、氧三種元素組成的晶體，其晶胞結(jié)構(gòu)如圖所示，則該物質(zhì)的化學(xué)式為 （ ） ACa4TiO3 BCa4TiO6 CCaTiO3 DCa8TiO120,C,精選ppt,29,8.下列有關(guān)晶體的特征及結(jié)構(gòu)的陳述中不正確的是 （ ） A 單晶一般都有各向異性 B 晶體有固定的熔點(diǎn) C 所有晶體都有一定的規(guī)整外形 D 多

10、晶一般不表現(xiàn)各向異性,D,多晶指的是多種晶形共存，單晶指只有一種晶形。單晶體- 晶體內(nèi)部的晶格方位完全一致. 多晶體許多晶粒組成,精選ppt,30,9. 晶體中最小的重復(fù)單元晶胞，凡處于立方體頂點(diǎn)的微粒，同時(shí)為 個(gè)晶胞共有；凡處于立方體棱上的微粒，同時(shí)為 個(gè)晶胞共有；凡處于立方體面上的微粒，同時(shí)為 個(gè)晶胞共有；凡處于立方體體心的微粒，同時(shí)為 個(gè)晶胞共有。,8,4,2,1,精選ppt,31,10. 現(xiàn)有甲、乙、丙(如下圖三種晶體的晶胞：(甲中x處于晶胞的中心，乙中a處于晶胞的中心)，可推知：甲晶體中x與y的個(gè)數(shù)比是_，乙中a與b的個(gè)數(shù)比是_，丙晶胞中有_個(gè)c離子，有_個(gè)d離子。,4 : 3,1

11、: 1,4,4,精選ppt,32,10.解析：x:y4:3 a：b1：1 4個(gè)c 4個(gè)d 處于晶胞中心的x或a為該晶胞單獨(dú)占有，位于立方體頂點(diǎn)的微粒為8個(gè)立方體共有，位于立方體棱邊的微粒為四個(gè)立方體共有，位于立方體面的微粒為兩個(gè)立方體共有，所以 x:yl:6184:3； a:b=1:8181:1； 丙晶胞中c離子為1214+14(個(gè))； d離子為818 + 6124(個(gè)),精選ppt,33,11.右圖是超導(dǎo)化合物鈣鈦礦晶體的晶胞結(jié)構(gòu)。請(qǐng)回答： (1)該化合物的化學(xué)式為 。 (2)在該化合物晶體中，與某個(gè)鈦離子距離最近且相等的其他鈦離子共有 個(gè),CaTiO3,6,精選ppt,34,11.解析：這

12、個(gè)晶胞對(duì)位于頂點(diǎn)上的每個(gè)鈦原子占有的份額為1/8，所以，它單獨(dú)占有的鈦原子個(gè)數(shù)為81/8=1個(gè)；它對(duì)位于棱上的每個(gè)氧原子占有的份額為1/4，所以，它單獨(dú)占有的氧原子個(gè)數(shù)為121/4=3個(gè)；它全部擁有體內(nèi)的那一個(gè)鈣原子，所以，該晶胞中單獨(dú)占有的鈦原子、氧原子和鈣原子的個(gè)數(shù)分別為：1、3、1.鈦位于立方體的頂點(diǎn)上，與一個(gè)鈦離子距離最近的鈦離子是與它共棱的,與它共棱的離子都是二個(gè)，所以，共6個(gè)。,精選ppt,35,12右圖是石英晶體平面示意圖，它實(shí)際上是立體的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)， 其中硅、氧原子數(shù)之比為 。 原硅酸根離子SiO44的結(jié)構(gòu)可表示為_ 二聚硅酸根離子Si2O76中，只有硅氧鍵，它的結(jié)構(gòu)可表示為 。

13、,1:2,精選ppt,36,干冰晶體結(jié)構(gòu)分析圖,CO2 分子,精選ppt,37,干冰晶體結(jié)構(gòu)分析圖,CO2 分子,精選ppt,38,13. 在干冰晶體中每個(gè)CO2分子周圍緊鄰的 CO2分子有_個(gè) 在晶體中截取一個(gè)最小的正方形；使正方形的四個(gè)頂點(diǎn)部落到CO2分子的中心，則在這個(gè)正方形的平面上有_個(gè)CO2分子。,12,4,精選ppt,39,14.如圖為NaCl晶體結(jié)構(gòu)圖，圖中直線交點(diǎn)處為NaCl晶體中Na+與Cl-所處的位置(不考慮體積的大小)。 (1)請(qǐng)將其代表Na+的用筆涂黑圓點(diǎn)，以完成 NaCl晶體結(jié)構(gòu)示意圖。 (2)確定晶體的晶胞，分析其構(gòu)成。 (3)從晶胞中分Na+周圍與它最近時(shí)且距離相

14、等的 Na+共有多少個(gè)?,精選ppt,40,14. (1) 含8個(gè)小立方體的NaCl晶體示意 圖為一個(gè)晶胞,(2) 在晶胞中Na+與Cl-個(gè)數(shù)比為1:1.,(3) 12個(gè),精選ppt,41,拓展提高 1996年諾貝化學(xué)獎(jiǎng)授予對(duì)發(fā)現(xiàn)C60有重大貢獻(xiàn)的三位科學(xué)家。C60分子是形如球狀的多面體(如圖)，該結(jié)構(gòu)的建立基于以下考慮： C60分子中每個(gè)碳原子只跟相鄰的3個(gè)碳原子形成化學(xué)鍵； C60分子只含有五邊形和六邊形； 多面體的頂點(diǎn)數(shù)、面數(shù)和棱邊數(shù)的關(guān)系，遵循歐拉定理： 頂點(diǎn)數(shù)面數(shù)棱邊數(shù)2,精選ppt,42,據(jù)上所述，可推知C60分子有12個(gè)五邊形和20個(gè)六邊形，C60分子所含的雙鍵數(shù)為30。 請(qǐng)回答下列問(wèn)題： 15.固體C60與金剛石相比較，熔點(diǎn)較高者應(yīng)是_，理由是：_ _. 16.試估計(jì)C60跟F2在一定條件下，能否發(fā)生反應(yīng)生成C60F60(填“可能”或“不可能”) _，并簡(jiǎn)述其理由：_ _。,金剛石屬原子晶體,而固體C60不是,故金剛石熔點(diǎn)較高.,金剛石,因C60分子含30個(gè)雙鍵,與極活潑的F2發(fā)生加成反應(yīng)即可生成C60F60,可能,精選ppt,43,17.通過(guò)計(jì)算，確定C60分子所含單鍵數(shù)。C60分子所含