晶胞計算專題均攤法課件

1、(最新整理)晶胞計算專題均攤法2021/7/261常見晶體模型及晶胞均攤計算晶胞一般是平行六面體，整塊晶體可看作是數(shù)量巨大的晶胞“無隙并置”而成。晶胞描述晶體結(jié)構(gòu)的基本單元典型晶體結(jié)構(gòu) 2019年4月2021/7/262平行六面體無隙并置2021/7/2631243768522134請看:1體心：1面心：1/2頂點：1/8棱邊：1/412021/7/264一、晶胞中粒子個數(shù)計算規(guī)律1.立方晶胞晶胞頂角 棱上 面上 中心立方體 1/8 1/4 1/2 1頂角棱上面上中心2021/7/265在每個CO2周圍等距離且相距最近的CO2共有 個。在每個小立方體中平均分?jǐn)偟降腃O2 分子數(shù)為： 個干冰晶體

2、結(jié)構(gòu)12(81/8 + 61/2) = 48個CO2分子位于立方體頂點6個CO2分子位于立方體面心分子晶體晶胞為面心立方體2021/7/266冰的結(jié)構(gòu)模型中，每個水分子與相鄰的 個水分子以氫鍵相連接，含1 mol H2O的冰中，最多可形 mol“氫鍵”。冰422021/7/267(1)每個Na+( Cl-)周圍等距且緊鄰的Cl- (Na+)有 個，構(gòu)成 ，Na+( Cl-)的配位數(shù)為 。6正八面體1244ClNa+NaCl的晶體結(jié)構(gòu)簡單立方體61 1NaCl(2)每個Na+周圍等距且緊鄰的Na+有 個。(3)每個晶胞中平均有 個Na+， 個Cl-，故每個晶胞中含有 個“NaCl”結(jié)構(gòu)單元；N(

3、Na+) N( Cl-) = ,化學(xué)為 。離子晶體4 2021/7/268CaF2的晶體結(jié)構(gòu)（1）每個Ca2+周圍等距且緊鄰的F-有 個， Ca2+配位數(shù)為 。F-Ca2+（2）每個F-周圍等距且緊鄰的Ca2+有 個， F-配位數(shù)為 。（3）每個晶胞中含 個Ca2、含 個F, Ca2和F的個數(shù)比是 。884484122021/7/269 金剛石原子晶體該晶胞實際分?jǐn)偟降奶荚訑?shù)為 (4 + 6 1/2 + 8 1/8) = 8個。2021/7/2610 81/8 + 61/2 + 4 = 8金剛石晶胞（1）C原子位于晶胞的哪些位置，分別有幾個？（2）實際含有原子個數(shù)應(yīng)為？思考2021/7/26

4、11 金剛石晶體中含有共價鍵形成的C原子環(huán)，其中最小的C環(huán)上有_個C原子。62021/7/261282126用腦 思考：1.一個金剛石晶胞里有_ _個碳原子? 2.平均每個碳原子有_個C-C鍵?3.每個碳原子為_個六元環(huán)共用？4.每個C-C鍵為_個六元環(huán)共用？2021/7/2613用心 思考：1.金剛石晶胞中，每個C原子均可與相鄰的_ 個C構(gòu)成實心的正四面體? 2.在一個小正四面體中平均含有_個碳原子? 3.在金剛石中最小的環(huán)是_元環(huán)? 1個環(huán)中平均含有_個C原子? 含C-C鍵數(shù)為_個？ 4.一個晶胞中含有C-C鍵數(shù)為_ _個？4261/218*2=162021/7/2614晶胞是構(gòu)成晶體的基

5、本重復(fù)單元在二氧化硅晶胞中有8個硅原子位于立方晶胞的8個頂角，有6個硅原子位于晶胞的6個面心，還有4個硅原子與16個氧原子在晶胞內(nèi)構(gòu)成4個硅氧四面體，它們均勻錯開排列于晶胞內(nèi)根據(jù)圖示二氧化硅晶胞結(jié)構(gòu)，每個晶胞內(nèi)所含“SiO2”基元數(shù)為( )A.4個B.6個C.8個D.18個C2021/7/2615冰晶胞中水分子的空間排列方式與金剛石晶胞類似，如下圖： （1）一個水分子含_個孤電子對，水分子能與很多金屬離子形成配合物，請寫出它與銅離子形成的一種藍(lán)色的配合物離子的化學(xué)式為_。（2）每個冰晶胞平均占有_個水分子，冰的熔點遠(yuǎn)低于金剛石熔點的原因是_。（3）實驗測得冰中氫鍵的作用力為18.5 kJ/mo

6、l，而冰的熔化熱為5.0 kJ/mol，這說明冰熔化成水，氫鍵_（填全部或部分）被破壞。 2Cu(H2O)42+8部分破壞的作用力不同，金剛石融化需要破壞共價鍵，而冰融化需要破壞氫鍵 2021/7/2616 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），試回答下列問題：（1）圖中平均每個正六邊形占有C原子數(shù)為_個、占有的碳碳鍵數(shù)為_個。（2）層內(nèi)7個六元環(huán)完全占有的C原子數(shù)為_個，碳原子數(shù)目與碳碳化學(xué)鍵數(shù)目之比為_.鞏固練習(xí)一：142:3232021/7/2617鞏固練習(xí)二： 已知晶體硼的基本結(jié)構(gòu)單元是由硼原子組成的正二十面體，如圖所示：其中有二十個等邊三角形的面和一定數(shù)目的頂點，每個頂

7、點為一個硼原子，試通過觀察分析右圖回答：此基本結(jié)構(gòu)單元是由_個硼原子構(gòu)成，有_個B-B化學(xué)鍵，相鄰B-B鍵的鍵角為_.12306002021/7/2618鞏固練習(xí)三： 已知晶體的基本單元是由12個硼原子構(gòu)成的（如右圖），每個頂點上有一個硼原子，每個硼原子形成的化學(xué)鍵完全相同，通過觀察圖形和推算，可知此基本結(jié)構(gòu)單元是一個正_面體。202021/7/2619鞏固練習(xí)五：(1) 平均每個正六邊形擁有_個鍺原子, _個氧原子.(2) 化學(xué)式為:_23(GeCH2CH2COOH)2O3 或Ge2C6H10O32021/7/2620 某晶胞結(jié)構(gòu)如圖所示，晶胞中各微粒個數(shù)分別為： 銅_個 鋇_個 釔_個 氧

8、_個拓展練習(xí)1：23172021/7/2621課堂檢測：1.鈦酸鋇的熱穩(wěn)定性好, 介電常數(shù)高,在小型變 壓器、話筒和擴音器 中都有應(yīng)用。其晶體 的結(jié)構(gòu)示意圖如右圖 所示。則它的化學(xué)式 為（ ） A.BaTi8O12 B. BaTi4O6 C. BaTi2O4 D. BaTiO3BaTiOD2021/7/26222.正六棱柱晶胞1/21/41/6面心：（上、下）棱：頂點： 中棱：1/32021/7/2623 例2.氫氣是重要而潔凈的能源，要利用氫氣作能源，必須安全有效地儲存氫氣。某種合金材料有較大的儲氫容量，其晶胞如圖所示。則這種合金的化學(xué)式為（ ）ALaNi6 B LaNi3 CLaNi4 D

9、 LaNi5D2021/7/26243.正三棱柱面心：1/2（上、下）棱：1/4頂點：1/12 中棱：1/62021/7/2625例3.某晶體的一部分如右圖所示，這種晶體中A、B、C三種粒子數(shù)之比是() A.394 B.142 C.294 D.384BABC2021/7/26264.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，如右圖所示： 頂點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（ ）Ti14C13練 習(xí)-Ti -C2021/7/2627 課外閱讀 碳60介紹對碳60的結(jié)構(gòu)的初步認(rèn)識：碳60是由60個碳原子形成20個正六邊形和12個正五邊形的32面體的球形

10、網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)形似足球，又有雙鍵，故稱足球烯，又叫富勒烯2，健的形成：處于頂點的碳原子與相鄰頂點的碳原子各用sp2雜化軌道重疊形成鍵，每個碳原子的三個鍵分別為一個正五邊形的邊和兩個正六邊形的邊。碳原子的三個鍵不是共平面的，鍵角約為108或120，因此整個分子為球狀。每個碳原子還剩下的一個p軌道互相重疊形成一個含60個電子的閉殼層電子結(jié)構(gòu)，因此在近似球形的籠內(nèi)和籠外都圍繞著電子云；3，一摩碳60中含有碳碳單鍵和雙鍵的計算：假設(shè)1mol C60有x mol碳碳雙鍵（C=C），y mol碳碳單鍵（C-C），從每個頂點來看，y=2x從邊的數(shù)量來看，x+y=90解得x=30,y=60因此1mol C60有60

11、mol碳碳單鍵（C-C） ,30mol碳碳雙鍵（C=C）2021/7/26281996年諾貝化學(xué)獎授予對發(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分子中每個碳原子只跟相鄰的3個碳原子形成化學(xué)鍵;C60分子只含有五邊形和六邊形;多面體的頂點數(shù)、面數(shù)和棱邊數(shù)的關(guān)系,遵循歐拉定理: 頂點數(shù)+面數(shù)-棱邊數(shù)=2據(jù)上所述,可推知C60分子有12個五邊形和20個六邊形,C60分子所含的雙鍵數(shù)為30.請回答下列問題:(1)固體C60與金剛石相比較,熔點較高者應(yīng)是_,理由是:_.(2)試估計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”)_,并簡述其理由：_.(3)通過計算,確定C60分子所含單鍵數(shù).C60分子所含單鍵數(shù)為_.(4)C70分子也已制得,它的分子結(jié)構(gòu)模型可以與C60同樣考慮而推知.通過計算確定C70分子中五邊形和六邊形的數(shù)目. C70分子中所含五邊形數(shù)為_,六邊形數(shù)為_.金剛石屬原子晶體,而固體C60不是,故金剛石