高三復(fù)習(xí)課件晶體結(jié)構(gòu)的計(jì)算

1、 有關(guān)晶體結(jié)構(gòu)的計(jì)算有關(guān)晶體結(jié)構(gòu)的計(jì)算湖南省臨武一中湖南省臨武一中 陳濤陳濤 晶體的類型與性質(zhì)晶體的類型與性質(zhì)一四種晶體類型與性質(zhì)的比較一四種晶體類型與性質(zhì)的比較晶體類型晶體類型原子晶體原子晶體離子晶體離子晶體分子晶體分子晶體金屬晶體金屬晶體概念概念相鄰原子之間相鄰原子之間以共價(jià)鍵相結(jié)以共價(jià)鍵相結(jié)合而成具有空合而成具有空間網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的間網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的晶體晶體離子之間通過離子之間通過離子鍵結(jié)合而離子鍵結(jié)合而成的晶體成的晶體分子間以范德分子間以范德華力相結(jié)合而華力相結(jié)合而成的晶體成的晶體通過金屬鍵形成通過金屬鍵形成的晶體的晶體作用力作用力共價(jià)鍵共價(jià)鍵離子鍵離子鍵范德華力范德華力金屬鍵金屬鍵構(gòu)成微粒構(gòu)成微

2、粒原子原子陰、陽離子陰、陽離子分子分子金屬陽離子和自金屬陽離子和自由電子由電子物物理理性性質(zhì)質(zhì)熔沸點(diǎn)熔沸點(diǎn)很高很高較高較高很低很低大多數(shù)較高大多數(shù)較高硬度硬度很大很大較大較大很小很小大多數(shù)較硬大多數(shù)較硬導(dǎo)電性導(dǎo)電性為半導(dǎo)體，其為半導(dǎo)體，其它為非導(dǎo)體它為非導(dǎo)體水溶液或熔融水溶液或熔融狀態(tài)可導(dǎo)電狀態(tài)可導(dǎo)電導(dǎo)體導(dǎo)體實(shí)例實(shí)例金剛石、二氧金剛石、二氧化硅、晶體硅、化硅、晶體硅、碳化硅碳化硅鹽、強(qiáng)堿等鹽、強(qiáng)堿等 Ar、S等等Au、Fe、Cu、鋼鐵等鋼鐵等二幾種晶體的微觀結(jié)構(gòu)分析幾種晶體的微觀結(jié)構(gòu)分析三三.有關(guān)晶體的計(jì)算有關(guān)晶體的計(jì)算（1）微粒個(gè)數(shù)比：）微粒個(gè)數(shù)比：均攤均攤是指每個(gè)圖形平均擁有的粒子數(shù)是指每

3、個(gè)圖形平均擁有的粒子數(shù)目，均攤法是解決晶體的化學(xué)式、晶體中離子間距離的常目，均攤法是解決晶體的化學(xué)式、晶體中離子間距離的常用方法，應(yīng)用均攤法解題，首先要搞清楚題給的圖形是一用方法，應(yīng)用均攤法解題，首先要搞清楚題給的圖形是一個(gè)獨(dú)立的結(jié)構(gòu)單元，還是一個(gè)可以延伸的重復(fù)結(jié)構(gòu)單元。個(gè)獨(dú)立的結(jié)構(gòu)單元，還是一個(gè)可以延伸的重復(fù)結(jié)構(gòu)單元。若是一個(gè)獨(dú)立的結(jié)構(gòu)單元，那么圖形上的所有粒子，都被若是一個(gè)獨(dú)立的結(jié)構(gòu)單元，那么圖形上的所有粒子，都被該圖形所擁有，不能與其他圖形分?jǐn)偂Ｈ绻且粋€(gè)可以延該圖形所擁有，不能與其他圖形分?jǐn)?。如果是一個(gè)可以延伸的重復(fù)結(jié)構(gòu)單元，則處于圖形邊緣上的粒子不能歸該圖伸的重復(fù)結(jié)構(gòu)單元，則處于圖形

4、邊緣上的粒子不能歸該圖形獨(dú)自擁有，應(yīng)該與其相鄰圖形均攤。形獨(dú)自擁有，應(yīng)該與其相鄰圖形均攤。一個(gè)一個(gè)NaCl晶胞晶胞Na+ +Cl- -頂點(diǎn)：頂點(diǎn)：8 =1 面點(diǎn)：面點(diǎn)：6 =3線點(diǎn)：線點(diǎn)： 12 =3心點(diǎn)：心點(diǎn)：1 1=1 814121Na+Cl-一個(gè)一個(gè)NaCl晶胞包含晶胞包含4個(gè)個(gè)NaCl分子分子一、均攤法一、均攤法確定晶體的化學(xué)式。確定晶體的化學(xué)式。二、切割法：確定一個(gè)微粒周圍等距離的微粒數(shù)二、切割法：確定一個(gè)微粒周圍等距離的微粒數(shù)居于立方體中心的居于立方體中心的Na，實(shí)，實(shí)際上共有際上共有3個(gè)平面通過。這個(gè)平面通過。這樣，我們可對該圖形沿樣，我們可對該圖形沿x平面、平面、y平面、平面、

5、z平面平面分別進(jìn)行切割，得到如下分別進(jìn)行切割，得到如下三個(gè)平面：三個(gè)平面：距距Na+周圍等距離的周圍等距離的Cl-的個(gè)數(shù)：的個(gè)數(shù)： 12根據(jù)圖根據(jù)圖211推測，推測，CsCl晶體中：晶體中：圖圖211(1)每個(gè)每個(gè)Cs周圍距離相等且最近的周圍距離相等且最近的Cs數(shù)目為數(shù)目為_(2)每個(gè)每個(gè)Cs周圍距離相等且最近的周圍距離相等且最近的Cl-數(shù)目為數(shù)目為_(3)每個(gè)每個(gè)Cs周圍距離相等且次近的周圍距離相等且次近的Cs數(shù)目為數(shù)目為_(4)每個(gè)每個(gè)Cs周圍相鄰的周圍相鄰的Cs數(shù)目為數(shù)目為_681218例例3. 可以想象，干冰晶體中，圖示圖形的可以想象，干冰晶體中，圖示圖形的周圍緊密堆著許多正方體周圍緊

6、密堆著許多正方體每個(gè)面和棱每個(gè)面和棱上都連著上都連著1個(gè)，共計(jì)個(gè)數(shù)：個(gè)，共計(jì)個(gè)數(shù)：612=18。選取某個(gè)頂點(diǎn)上的選取某個(gè)頂點(diǎn)上的CO2分子為研究對象，分子為研究對象，則離它最近的則離它最近的CO2是與它相連的每個(gè)側(cè)面是與它相連的每個(gè)側(cè)面中的中的CO2分子。以該分子。以該CO2分子為中心沿分子為中心沿x、y、z平面分別進(jìn)行切割得如下三個(gè)平面：平面分別進(jìn)行切割得如下三個(gè)平面：每個(gè)每個(gè)CO2分子周圍距離相分子周圍距離相等且最近的等且最近的CO2分子數(shù)目分子數(shù)目為為( 12 )例例4：如圖：如圖216，是鉀、氧兩元素形成的一種晶體，是鉀、氧兩元素形成的一種晶體在高溫時(shí)的立體結(jié)構(gòu)。該結(jié)構(gòu)是具有代表性的最

7、小重在高溫時(shí)的立體結(jié)構(gòu)。該結(jié)構(gòu)是具有代表性的最小重復(fù)單元。試問：每個(gè)鉀離子周圍最近且距離相等的鉀復(fù)單元。試問：每個(gè)鉀離子周圍最近且距離相等的鉀離子、氧離子數(shù)目分別是離子、氧離子數(shù)目分別是_和和_。選定一個(gè)鉀離子為研究對象，通過該鉀選定一個(gè)鉀離子為研究對象，通過該鉀離子沿離子沿x、y、z三軸對晶體進(jìn)行切割三軸對晶體進(jìn)行切割(想想象出未畫出部分象出未畫出部分)，得下圖：，得下圖：1212例例1. 某離子晶體的結(jié)構(gòu)（局部如圖），某離子晶體的結(jié)構(gòu)（局部如圖），X位于立方體的位于立方體的頂點(diǎn)，頂點(diǎn)，Y位于立方體的中心，請回答：（位于立方體的中心，請回答：（1）該晶體的）該晶體的化學(xué)式為（化學(xué)式為（ ）

8、A.X4Y B.X2YC.XY2D. XY （2）晶體中，每個(gè)）晶體中，每個(gè)X的周圍與它最接近且距離相等的的周圍與它最接近且距離相等的X的數(shù)目為（的數(shù)目為（ ）A. 4個(gè)個(gè)B. 6個(gè)個(gè)C. 8個(gè)個(gè)D. 12個(gè)個(gè) X OYCD m M(1mol)= = = v v(1mol） 12g6.0210231 (1.4210-8cm)2sin60063.4010-8cm22=2.24g/cm3例例5：例例5（2） m M 183.9 gP= = = V NAV(晶胞）晶胞） 6.231023a3cm3 2 2=19.3g/cm3a=3.16310-8cm(3)體對角線體對角線= a =4rr = a =

9、1.3710-8cm3342.在離子晶體中，陰、陽離子按一定規(guī)律在空間排列，下在離子晶體中，陰、陽離子按一定規(guī)律在空間排列，下圖（圖（1）是）是NaCl的晶體結(jié)構(gòu)，在離子晶體中，陰、陽離的晶體結(jié)構(gòu)，在離子晶體中，陰、陽離子具有或近似具有球形對稱結(jié)構(gòu)，它們可以被看作是不子具有或近似具有球形對稱結(jié)構(gòu)，它們可以被看作是不等徑的剛性圓球，并彼此相切如等徑的剛性圓球，并彼此相切如NaCl的晶體結(jié)構(gòu)（的晶體結(jié)構(gòu)（2），），已知已知a為常數(shù)。為常數(shù)。（1）Na+半徑和半徑和Cl-半徑之比半徑之比 （已知（已知=1.414）NaCl晶體中不存在分子，但在晶體中不存在分子，但在1.01105Pa1413時(shí)，時(shí)，

10、NaCl晶體形成氣體，并以分子形式存在?，F(xiàn)有晶體形成氣體，并以分子形式存在。現(xiàn)有29.25克克NaCl晶體，在晶體，在1.01105Pa1413時(shí)強(qiáng)熱使溫度達(dá)到時(shí)強(qiáng)熱使溫度達(dá)到1501.5，測得氣體體積為，測得氣體體積為36.4L，試用有關(guān)物理、化，試用有關(guān)物理、化學(xué)知識計(jì)算此時(shí)氯化鈉氣體的分子式（化學(xué)式）為學(xué)知識計(jì)算此時(shí)氯化鈉氣體的分子式（化學(xué)式）為 （不寫計(jì)算過程）（不寫計(jì)算過程）（2）若）若a=5.610-8cm，求，求NaCl晶體的密度（已知晶體的密度（已知5.63=175.6）解：由圖（解：由圖（2），因），因r(Cl-)r(Na+),則則r(Cl-)= a/4 2 r(Na+)=a-