高中化学人教版 (2019)选择性必修2第三章 晶体结构与性质第一节 物质的聚集状态与晶体的常识教课ppt课件

这是一份高中化学人教版 (2019)选择性必修2第三章 晶体结构与性质第一节 物质的聚集状态与晶体的常识教课ppt课件，共53页。PPT课件主要包含了正六棱柱，答案B，二有关晶胞的计算，答案A，答案D，答案C等内容，欢迎下载使用。

一、晶胞1.定义:晶胞是描述晶体结构的　基本单元　。 2.结构:常规的晶胞都是　平行六面　体,整块晶体可以看作是数量巨大的晶胞“无隙并置”而成。 (1)“无隙”:相邻晶胞之间没有任何　间隙　。 (2)“并置”:所有晶胞都是　平行　排列的,取向　相同　。 (3)晶胞有 3 套平行棱,有 3 套平行面。
3.晶胞中粒子数目的计算。(1)平行六面体晶胞中粒子数目的计算。
①晶胞顶角上的原子是　8　个晶胞共用; ②晶胞棱上的原子是　4　个晶胞共用; ③晶胞面上的原子是　2　个晶胞共用。 
如金属铜的一个晶胞(如图所示)均摊到的原子数为______。
(2)几种晶胞中原子数目的确定。结合下图,钠、锌、碘、金刚石晶胞中含有原子的数目分别为　2　、　2　、　8　、　8　。 
微思考若某晶体的晶胞为正六棱柱形,如图所示。如何确定晶胞中的粒子数?
提示:正六棱柱形晶胞中,顶角的原子为6个晶胞共用,上下底面的棱上的原子为4个晶胞共用,垂直于底面的棱上的原子为3个晶胞共用,面上的原子为2个晶胞共用,体内的原子为该晶胞单独占有。
微判断(1)晶胞是晶体的最小重复单元。(　　)(2)不同的晶体中晶胞的大小和形状都相同。(　　)(3)晶胞中的任何一个粒子都只属于该晶胞。(　　)
微训练 1.下列各项是晶体结构中具有代表性的最小重复单元的排列方式,图中:○—X,·—Y,⊗—Z。其中对应的化学式不正确的是(　　)。
2.最近发现一种由R、Q、T三种原子构成的气态团簇分子,其分子模型如图所示,则该分子的化学式为(　　)。 A.RQTD.R8Q6T答案:D
二、晶体结构的测定1.测定晶体结构最常用的仪器是　X射线衍射仪　。当单一波长X射线通过晶体时,X射线和晶体中的电子相互作用,会在记录仪上产生　分立的斑点　或　明锐的衍射峰　。 2.由衍射图形获得晶体结构的信息包括晶胞形状和大小、分子或原子在微观空间有序排列呈现的　对称　类型、原子在晶胞里的　数目　和位置等。 
一 均摊法确定晶胞中粒子的个数
问题探究20世纪60年代,“材料家庭”里出现了能吸收和释放氢的金属和合金,统称为储氢合金。这些金属或合金具有很强的捕捉氢的能力,在一定的温度和压力条件下,氢分子在合金(或金属)中先分解成单个的原子,这些氢原子“见缝插针”般地进入合金原子之间的缝隙中,并与合金进行化学反应生成金属氢化物,外在表现为大量“吸收”氢气,同时放出大量热。如图是一种镍基合金储氢后的晶胞结构图。
(1)写出该储氢合金的化学式。写出推断过程。
(2)NA表示阿伏加德罗常数的值。该合金储氢后,含1 ml La的合金可吸附H2分子的数目是多少?
2.平行六面体晶胞中不同位置的粒子数的计算。
3.正六棱柱晶胞中不同位置的粒子数的计算。
如上图所示,该正六棱柱晶胞中所含粒子数目为
典例剖析【例1】 钇钡铜氧是一种节能高温超导体,其晶胞结构如图所示。研究发现,此高温超导体中的Cu元素有两种价态,分别为+2价和+3价,Y元素的化合价为+3价,Ba元素的化合价为+2价。
(1)根据晶胞结构分析钇钡铜氧的化学式为　　。 (2)钇钡铜氧中Cu2+与Cu3+的个数比为　　　　　。 答案:(1)YBa2Cu3O7　(2)2∶1
(2)根据题中各元素的化合价,以及化合物中各元素的正负化合价的代数和为零可知,+2价铜与+3价铜的化合价之和为7,故N(Cu2+)∶N(Cu3+)=2∶1。
(2)对于独立原子构成的分子,其分子式的确定则不能用均摊法。如由金属原子M和非金属原子N构成的气态团簇分子,如下所示,顶角和面上的原子是M原子,棱中心和体心的原子是N原子,M、N原子并不存在共用关系,所以由气态团簇分子结构图可知,M原子共14个,N原子共13个,即分子式为M14N13。
学以致用1.如图a、b、c分别代表三种晶胞的结构,其晶胞内原子个数比为(　　)。
A.3∶2∶1B.11∶8∶4C.9∶8∶4D.21∶14∶9答案:A
2.如图为甲、乙、丙三种晶体的空间结构示意图:
请回答下列问题。(1)甲晶体的化学式(X为阳离子)为　　　　。 (2)乙晶体中A、B、C三种粒子的个数比是　　　　。 (3)丙晶体中每个D周围结合E的个数是　　　　。 答案:(1)X2Y (2)1∶3∶1 (3)8
问题探究金属铜的晶胞结构如图所示,此晶胞立方体的边长为a pm,Cu的相对原子质量为64,金属铜的密度为d g·cm-3,试写出用a、d表示的阿伏加德罗常数的代数式。
归纳总结1.立方晶胞中各物理量的关系如下:a3×ρ×NA=n×Ma:表示晶胞的棱长;ρ:表示晶体的密度;NA:表示阿伏加德罗常数;n:表示1 ml晶胞中晶体的物质的量;M:表示晶体的摩尔质量;a3×ρ×NA表示1 ml晶胞的质量。
2.计算晶体密度的思路。计算晶胞质量—由粒子数计算晶胞质量↓计算晶胞体积—由晶胞棱长计算晶胞体积↓计算晶体密度—由晶胞质量、晶胞体积计算密度
(1)计算晶胞所含粒子数。
典例剖析【例2】 一种铜金合金晶胞如图所示(Au原子位于顶角,Cu原子位于面心),则该合金中Au原子与Cu原子的个数之比为　　　　;若该晶胞的棱长为a pm,则合金的密度为_______ g·cm-3(只列出算式即可,设阿伏加德罗常数的值为NA)。 
学以致用3. 已知CsCl晶体的密度为d g·cm-3,设NA为阿伏加德罗常数的值,相邻的两个Cs+的核间距为a cm,如图所示,则CsCl的摩尔质量可以表示为(　　)。
4.砷化镓是一种半导体材料,其晶胞结构如图所示,其晶胞参数为a nm,晶胞密度为ρ g·cm-3。下列说法正确的是(　　)。
A.As位于元素周期表d区B.砷化镓化学式为GaAs2
1.下列有关晶胞的叙述不正确的是(　　)。A.晶胞是晶体结构中的基本结构单元B.晶胞在晶体中无隙并置形成整块晶体C.常规的晶胞是平行六面体D.晶胞都是正八面体答案:D解析:常规的晶胞是平行六面体,晶胞还有其他形状。
2.某物质的晶体中,含X、Y、Z三种元素的原子,排列方式如图所示(其中前后两面面心上的Y原子没有画出),晶体中X、Y、Z的原子个数比为(　　)。 　　　　　　　　　　　　　　　　A.1∶2∶1B.1∶3∶1C.2∶2∶1D.1∶3∶3答案:B
3.钛酸钙是典型的钙钛矿型化合物,该类化合物具有特殊的理化性质,比如吸光性、电催化性等,其晶胞结构如图所示。下列说法不正确的是(　　)。 A.钛酸钙的化学式为CaTiO3B.钛与钙是同一周期元素C.基态钛原子价层电子排布式是3d24s2D.在晶体中与每个Ca2+距离最近且相等的O2-有6个答案:D
4.科研团队通过皮秒激光照射悬浮在甲醇溶液中的多臂碳纳米管合成T-碳,T-碳的晶体结构可以看成金刚石晶体中每个碳原子被一个由四个碳原子组成的正四面体结构单元取代,T-碳的密度约为金刚石的一半,金刚石的晶胞、T-碳晶体的晶胞如图所示。下列说法正确的是(　　)。A.T-碳与金刚石互为同位素B.一个T-碳晶胞中含有16个碳原子C.T-碳晶胞和金刚石晶胞的棱长之比为2∶1D.T-碳晶体的硬度小
解析:T-碳与金刚石均为碳的单质,二者互为同素异形体,故A项错误;每个金刚石晶胞中有8个碳原子,则每个T-碳晶胞中含有的碳原子个数为8×4=32,故B项错误;由分析可知,T-碳晶胞的棱长和金刚石晶胞的棱长之比为2∶1,故C项正确;类比金刚石,T-碳晶体也有很高的硬度,故D项错误。
6.(1)Li2O具有反萤石结构,晶胞如图1所示。已知晶胞边长为0.466 5 nm,阿伏加德罗常数的值为NA,则晶体的密度为　　　　　　　　 g·cm-3(列出计算式)。 (2)FeS2晶体的晶胞如图2所示。晶胞边长为a nm,FeS2相对分子质量为M,阿伏加德罗常数的值为NA,其晶体密度的计算表达式为　　　　　　　　　　　 g·cm-3。