3.(1)晶體結(jié)構(gòu)與性質(zhì)（第2課時(shí)晶胞）【核心素養(yǎng)目標(biāo)】高二化學(xué)課件（人教版20(1)9選擇性必修2）

第一節(jié)晶體的結(jié)構(gòu)與性質(zhì)

第2課時(shí)

晶胞晶體結(jié)構(gòu)測(cè)定人教版選擇性必修2榆次一中

李金虎學(xué)習(xí)目標(biāo)1.認(rèn)識(shí)簡(jiǎn)單的晶胞。2.掌握晶體與晶胞的關(guān)系、會(huì)通過(guò)晶胞確定晶體的化學(xué)式。3.了解晶體的測(cè)定方法。學(xué)習(xí)目標(biāo)1．通過(guò)認(rèn)識(shí)晶胞的結(jié)構(gòu)，培養(yǎng)學(xué)生“宏觀辨識(shí)與微觀探析”的學(xué)科素養(yǎng)。2．通過(guò)對(duì)不同晶體晶胞中所含粒子的計(jì)算。培養(yǎng)學(xué)生“證據(jù)推理與模型認(rèn)知”的學(xué)科素養(yǎng)。素養(yǎng)目標(biāo)情境引入為了描述晶體在微觀空間里原子的排列，無(wú)須畫出千千萬(wàn)萬(wàn)個(gè)原子，只需在晶體微觀空間里取出一個(gè)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。銅晶體銅晶胞教學(xué)過(guò)程一、晶胞2.晶體中晶胞的排列——“無(wú)隙并置”一般來(lái)說(shuō)，晶胞都是平行六面體，整塊晶體可以看作是數(shù)量巨大的晶胞“無(wú)隙并置”而成。（1）“無(wú)隙”：相鄰晶胞之間沒(méi)有任何間隙。（2）“并置”：所有晶胞平行排列，取向相同。1.概念：描述晶體結(jié)構(gòu)的基本單元。所有晶胞的形狀及其內(nèi)部的原子種類、個(gè)數(shù)及幾何排列均完全相同的。教學(xué)過(guò)程一、晶胞3.判斷晶胞的方法：（1）8個(gè)頂角相同（2）三套各4根平行棱分別相同（3）三套各兩個(gè)平行面分別相同最小平行六面體。教學(xué)過(guò)程思考1：結(jié)合所學(xué)內(nèi)容并判斷下列圖中哪個(gè)結(jié)構(gòu)屬于晶胞？A圖中晶體結(jié)構(gòu)滿足晶胞的特點(diǎn)，是晶胞。B圖中的晶體結(jié)構(gòu)，不滿足晶胞“8個(gè)頂角相同”的要求，無(wú)法進(jìn)行“無(wú)隙并置”，不是晶胞。C圖中的晶體結(jié)構(gòu)，不滿足晶胞“三套各4根平行棱分別相同”的要求，無(wú)法進(jìn)行“無(wú)隙并置”，不是晶胞。D圖中的晶體結(jié)構(gòu)，不滿足“三套各兩個(gè)平行面分別相同”的要求，無(wú)法進(jìn)行無(wú)隙并置”，不是晶胞。教學(xué)過(guò)程一、晶胞4.晶胞中所含粒子數(shù)的計(jì)算提示：晶胞只是晶體微觀空間里的一個(gè)基本單元，在它的上下左右前后無(wú)隙并置地排列著無(wú)數(shù)晶胞，而且所有晶胞的形狀及其內(nèi)部的原子種類、個(gè)數(shù)及幾何排列均完全相同的。思考：金屬銅晶胞中平均含有幾個(gè)銅原子？銅晶胞教學(xué)過(guò)程計(jì)算方法：(1)原則：晶胞任意位置上的一個(gè)原子如果是被n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/n。(2)方法——均攤法

長(zhǎng)方體(包括立方體)晶胞中不同位置的粒子數(shù)的計(jì)算教學(xué)過(guò)程(2)方法——均攤法教學(xué)過(guò)程銅晶胞818×＝1面上位置：216×＝3金屬銅的一個(gè)晶胞的原子數(shù)2181＝8×＋6×＝4頂角位置：教學(xué)過(guò)程思考2：下圖所示是NaCl的晶胞，它含有幾個(gè)鈉離子和氯離子？晶胞中鈉離子和氯離子的個(gè)數(shù)比是多少？Cl－位于頂點(diǎn)和面心頂點(diǎn)位置：8×＝181面心位置：6×＝321Na+位于頂點(diǎn)和面心頂點(diǎn)位置：8×＝181面心位置：6×＝32144教學(xué)過(guò)程思考3.下圖依次是金屬鈉(Na)、金屬鋅(Zn)、碘(I2)、金剛石(C)晶胞的示意圖，數(shù)一數(shù)，它們分別平均含幾個(gè)原子？2288教學(xué)過(guò)程二、晶體密度的計(jì)算方法若1個(gè)晶胞中含有n個(gè)微粒，則1mol該晶胞中含有nmol微粒，其質(zhì)量為nMg(M為微粒的相對(duì)分子質(zhì)量)；又1個(gè)晶胞的質(zhì)量為ρa(bǔ)3g(a3為晶胞的體積)，則1mol晶胞的質(zhì)量為ρa(bǔ)3NAg，因此有nM＝ρa(bǔ)3NA。教學(xué)過(guò)程思考4：已知氟化鈣晶體的晶胞如圖所示。則1個(gè)晶胞中含有___個(gè)Ca2+、___個(gè)F?。若晶體的密度為ag·cm?3，則晶胞的體積是_______(只要求列出計(jì)算式)。教學(xué)過(guò)程三、晶體結(jié)構(gòu)的測(cè)定測(cè)定晶體結(jié)構(gòu)最常用的儀器是X射線衍射儀。

在晶體的X射線衍射實(shí)驗(yàn)中，當(dāng)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，會(huì)在記錄儀上產(chǎn)生分立的斑點(diǎn)或者明銳的衍射峰。而在同一條件下攝取的非晶體圖譜中卻看不到分立的斑點(diǎn)或明銳的衍射峰。教學(xué)過(guò)程例如，石英玻璃（非晶態(tài)二氧化硅）和水晶（晶態(tài)二氧化硅）研成粉末攝取的X射線衍射圖譜是不同的。教學(xué)過(guò)程通過(guò)晶體的X射線衍射實(shí)驗(yàn)獲得衍射圖后，經(jīng)過(guò)計(jì)算可以從衍射圖形獲得晶體結(jié)構(gòu)的有關(guān)信息，包括晶胞形狀和大小、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，以及結(jié)合晶體化學(xué)組成的信息推出原子之間的相互關(guān)系。教學(xué)過(guò)程例如，通過(guò)晶體X射線衍射實(shí)驗(yàn)，對(duì)乙酸晶體進(jìn)行測(cè)定，可以得出乙酸晶胞，晶胞中含有4個(gè)乙酸分子。并且，測(cè)定晶胞中各個(gè)原子的位置（坐標(biāo)），根據(jù)原子坐標(biāo)，可以計(jì)算原子間的距離，判斷出晶體中哪些原子之間存在化學(xué)鍵，確定鍵長(zhǎng)和鍵角，從而，得出分子的空間結(jié)構(gòu)。根據(jù)下列晶體的晶胞結(jié)構(gòu)，判斷化學(xué)式正確的是(

)

典例1．【答案】C

課堂練習(xí)典例2．【答案】D

課堂練習(xí)

最近發(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(gè)晶胞如圖所示，則該晶體的化學(xué)式為(

)A．Mg2CNi3B．MgC2NiC．MgCNi2D．MgCNi3已知CsCl晶體的密度為ρg/