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(共19張PPT)
第一節(jié)　物質(zhì)的聚集狀態(tài)與晶體的常識(shí)
第2課時(shí)　晶胞與晶體結(jié)構(gòu)的測(cè)定
第三章　晶體結(jié)構(gòu)與性質(zhì)
[學(xué)習(xí)目標(biāo)]
1.認(rèn)識(shí)簡(jiǎn)單晶胞的結(jié)構(gòu)特征。
2.會(huì)進(jìn)行各種典型的晶胞中粒子數(shù)目的計(jì)算和晶體化學(xué)式的確
定(重、難點(diǎn))。
3.了解晶體結(jié)構(gòu)的測(cè)定方法。
引入新課
如何描述晶體在微觀空間里原子的排列？
在晶體微觀空間里取出一個(gè)基本單元——晶胞
一、晶胞
1.概念：描述晶體結(jié)構(gòu)的基本單元。
2.晶胞與晶體的關(guān)系
金剛石晶體結(jié)構(gòu)
金剛石晶胞
常規(guī)的晶胞都是平行六面體，整塊晶體是數(shù)量巨大的晶胞“無(wú)隙并置”而成的。
(1)“無(wú)隙”：相鄰晶胞之間沒(méi)有任何間隙。
(2)“并置”：所有晶胞都是平行排列的，取向相同。
(3)所有晶胞的形狀及其內(nèi)部的原子種類、個(gè)數(shù)及幾何排列(包括取向)是完全相同的。
3.晶胞中粒子數(shù)目的計(jì)算(均攤法)
(1)銅晶胞
①位于頂角的銅原子
完全屬于某一晶胞的銅原子數(shù)：
1
2
4
3
7
6
8
5
8個(gè)晶胞共用
②位于面心的銅原子
1
2
2個(gè)晶胞共用
8× + 6×＝4
一、晶胞
3.晶胞中粒子數(shù)目的計(jì)算(均攤法)
(2) NaCl晶胞
①Cl－位于頂角和面心，共有4個(gè)
②Na＋位于棱上和體心，共有4個(gè)
4.晶胞的判斷
晶胞是8個(gè)頂角相同，三套各4根平行棱分別相同、
三套各兩個(gè)平行面分別相同的最小平行六面體。
Cl－
Na＋
Cl－
8× + 6×＝4
12× + 1＝4
一、晶胞
應(yīng)用體驗(yàn)
1.正誤判斷
(1)晶胞是晶體中最小的平行六面體
(2)不同晶體中晶胞的大小和形狀都相同
(3)晶胞中的任何一個(gè)粒子都只屬于該晶胞
(4)已知晶胞的組成也無(wú)法推知晶體的組成
×
×
×
×
2.(2023·廣州期末)下列結(jié)構(gòu)示意圖中，不能表示晶胞的是
√
一、晶胞
應(yīng)用體驗(yàn)
3.下列各項(xiàng)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(duì)應(yīng)的化學(xué)式不正確的是
√
4.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(tuán)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
√
一、晶胞
應(yīng)用體驗(yàn)
5.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。
平均含有的原子數(shù)為鈉____個(gè)；鋅___個(gè)；碘___個(gè)；金剛石___個(gè)。
2
2
8
8
一、晶胞
均攤法確定晶胞中粒子的個(gè)數(shù)
若晶胞中某個(gè)粒子為n個(gè)晶胞所共用，則該粒子有 屬于這個(gè)晶胞。
長(zhǎng)方體形(正方體形)晶胞中不同位置的粒子對(duì)晶胞的貢獻(xiàn)：
方法點(diǎn)撥
頂角： 棱上： 面上： 內(nèi)部：1
一、晶胞
二、晶體結(jié)構(gòu)的測(cè)定
1.常用儀器：
X射線衍射儀
2.測(cè)定過(guò)程：
單一波長(zhǎng)的X射線通過(guò)晶體時(shí)，X射線和晶體中的電子相互作用，在記錄儀
上產(chǎn)生分立的斑點(diǎn)或者明銳的衍射峰。
3.作用：
根據(jù)衍射圖，經(jīng)過(guò)計(jì)算可得晶胞形狀和大小、分子或原子在微觀空間有序排列
呈現(xiàn)的對(duì)稱類型、原子在晶胞里的數(shù)目和位置等，以及原子間相互關(guān)系。
晶體
非晶體
1.下列有關(guān)說(shuō)法正確的是
A.測(cè)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(guò)乙酸晶體的X射線衍射實(shí)驗(yàn)，只能測(cè)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(shí)驗(yàn)不能判斷晶體中存在哪些化學(xué)鍵，也不能確定鍵長(zhǎng)
和鍵角
√
應(yīng)用體驗(yàn)
二、晶體結(jié)構(gòu)的測(cè)定
應(yīng)用體驗(yàn)
2.因生產(chǎn)金屬鐵的工藝和溫度等因素不同，產(chǎn)生的鐵單質(zhì)的晶體結(jié)構(gòu)、密度和性質(zhì)均不同，對(duì)鐵晶體用X射線衍射進(jìn)行測(cè)定，測(cè)得A、B兩種晶胞，其晶胞結(jié)構(gòu)示意如圖：
則A、B兩種晶胞中含有的鐵原子數(shù)分別是_____、_____。
2
4
二、晶體結(jié)構(gòu)的測(cè)定
自我測(cè)試
1.如圖是某化合物的晶胞，下列有關(guān)說(shuō)法不正確的是
A.X原子對(duì)該晶胞組成的貢獻(xiàn)率為
B.Y原子對(duì)該晶胞組成的貢獻(xiàn)率有和1兩種
C.晶胞中含有的Z原子最少
D.該化合物的化學(xué)式為XY2Z
√
自我測(cè)試
2.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.BaTi4O6
C.BaTi2O4 D.BaTiO3
√
自我測(cè)試
3.如圖為高溫超導(dǎo)領(lǐng)域里的一種化合物——鈣鈦礦晶胞結(jié)構(gòu)。
(1)在該晶體中每個(gè)鈦離子周圍與它最接近且等距離的鈦離子有____個(gè)。
6
(2)該晶胞中元素氧、鈦、鈣的粒子個(gè)數(shù)比是________。
3∶1∶1
自我測(cè)試
4.通過(guò)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(shí)驗(yàn)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(guò)濾，得到浸出液和浸出渣，其浸出渣的X射線衍射圖譜如右：
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_(kāi)_____。
BaSO4
自我測(cè)試
4.通過(guò)X射線衍射儀得到的圖譜能獲得下列物質(zhì)晶胞的形狀。
(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(gè)晶胞中含有B原子的個(gè)數(shù)為_(kāi)___，該功能陶瓷的化學(xué)式為_(kāi)___。
BN
2
本節(jié)內(nèi)容結(jié)束

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