【問題課程】高三化學 第21講 晶胞中兩個原子間的距離到底怎么來計算

問題課程-高三化學晶胞中兩個原子間的距離到底怎么來計算？課程介紹問題描述相關(guān)知識點問題解決一、問題描述1、體現(xiàn)：不能準確判斷晶體類型；看不出所指定的原子在晶胞中的位置；無法進行微粒間距離等的求算。2、原因：（1）對典型晶體的構(gòu)型特征理解不到位，沒有掌握好晶胞內(nèi)微粒間的位置關(guān)系；（2）立體感不好，計算能力差，不能夠正確引出輔助線，構(gòu)建三角形進行計算。二、相關(guān)知識點

1、常見金屬堆積方式堆積類型及典型物質(zhì)二、相關(guān)知識點

二、相關(guān)知識點

(3)A3型（面心立方）最密堆積：如Al、Cu等注：第一層：每個球與6個球相切，有6個空隙，如編號為1,2,3,4,5,6。第二層：占據(jù)1，3，5空位中心。第三層：占據(jù)2，4，6空位中心，按ABCABCABC··方式排列，形成面心立方結(jié)構(gòu)二、相關(guān)知識點

(4)Al型（六方）最密堆積：如Mg、Be、Zn等；注：第一層：每個球與6個球相切，有6個空隙，如編號1,2,3,4,5,6。第二層：占據(jù)1,3,5空位中心（藍色或者綠色位置）。第三層：在第一層球的正上方形成ABABAB······排列方式二、相關(guān)知識點

2.其他晶體晶胞類型及典型物質(zhì)二、相關(guān)知識點

二、相關(guān)知識點

2、常見離子晶體類型二、相關(guān)知識點

3、典型晶胞類型的重要數(shù)據(jù)1、問題解決方案：首先，理解各種典型晶體晶胞的立體構(gòu)型及特點，理解微粒在晶體中的位置關(guān)系；其次，掌握各種典型晶體晶胞中晶胞參數(shù)與微粒半徑、直徑等的關(guān)系；第三，學會類比法，能夠?qū)⒌湫偷木О闹R運用到新出現(xiàn)的晶胞中，也可以結(jié)合均攤法和圖像進行分析計算；另外有條件的可以進行晶胞模型的組裝，更加直觀的消除學生立體感不強，以及無法確定晶胞位置的問題，同時有針對性的進行四面體、三角形的邊長及高的求解練習，提高數(shù)學運算能力，加強其在晶胞計算方面的綜合解題能力。三、問題解決2、典型例題三、問題解決【疑難點】對晶體中原子位置類型判斷不準確，無法判斷空間位置?！究疾槟芰Α拷邮?、吸收、整合化學信息的能力；【答案】（1）a為簡單立方堆積，b為體心立方堆積，c為立方最密堆積，d為面心立方最密堆積。（2）見分析例1、如圖所示有采用四種不同堆積方式的金屬晶體的晶胞如圖所示。問題思考：(1)a、b、c、d、分別以怎樣的堆積方式形成晶體的？(2)四種晶體晶胞中原子之間最近距離分別是多少？【主要解決常見晶體類型中空間立體感不強的問題，對應鞏固提高、智能提升1、2、3、4、5、6、7】【解題思路】(1)a為簡單立方晶胞：如圖所示兩等徑圓球通過棱長接觸，其最近距離等于兩球的半徑之和d=a=2r。三、問題解決（2）b為體心立方晶胞：如圖所示每個圓球均和8個處在立方體頂點上的配位圓球接觸。在立方體晶胞中包含2個圓球，一個位于立方體中心，另一個為處在立方體8個頂點上的球各貢獻1/8所形成，反應這種結(jié)構(gòu)堆積可按照下面方法計算原子之間最短距離如：三、問題解決（3）c為六方最密堆積，如圖此晶胞不再為立方體晶胞，底面為菱形，該晶胞中包含2個圓球，一個位于中心，另一個為于8個頂點上，小球在底面上以棱長接觸，其最近距離等于兩球的半徑之和d=a=2r。三、問題解決三、問題解決例2【2017全國新課標1卷】（節(jié)選）【重點解決晶胞類型的判斷以及性質(zhì)運用，對應鞏固提高1、3、6】（4）KIO3晶體是一種性能良好的非線性光學材料，具有鈣鈦礦型的立方結(jié)構(gòu)，邊長為a=0.446nm，晶胞中K、I、O分別處于頂角、體心、面心位置，如圖所示。K與O間的最短距離為______nm，與K緊鄰的O個數(shù)為__________。三、問題解決例題針對部分學生立體感不強，看不出所指定的原子在晶胞中的位置；通過圖形法和類比法解決晶胞中求原子間距離的問題?！疽呻y點】晶體類型及晶胞結(jié)構(gòu)的確定?！究疾槟芰Α糠治龊徒鉀Q（解答）化學問題的能力；【答案】0.315 12三、問題解決【解題思路】首先根據(jù)題意可知其與鈣鈦礦的結(jié)構(gòu)類似，我們可先先判斷為離子晶體的面心立方晶胞，根據(jù)晶胞結(jié)構(gòu)先判斷其原子在空間的位置以及接觸情況，K原子占據(jù)頂點，O原子位于面心，二者面心接觸，即K與O間的最短距離是面對角線接觸即；如圖所示，其中a為邊長，r1+r2為兩原子間的最短距離。故其最短距離為即為nm＝0.315nm，根據(jù)晶胞的結(jié)構(gòu)，距離K最近的O的個數(shù)為12個；三、問題解決例3【2016全國新課標1卷】（節(jié)選）【重點解決晶胞中原子位置問題，對應鞏固提高2、3、5】（6）晶胞有兩個基本要素：①原子坐標參數(shù)，表示晶胞內(nèi)部各原子的相對位置，下圖為Ge單晶的晶胞，其中原子坐標參數(shù)A為（0,0,0）；B為（1/2，0，1/2）；C為（1/2，1/2，0）。則D原子的坐標參數(shù)為______。②晶胞參數(shù)，描述晶胞的大小和形狀，已知Ge單晶的晶胞參數(shù)a=565.76pm，其密度為__________g·cm-3（列出計算式即可）。三、問題解決注：重點解決晶體中原子位置感空間感不強的問題，通過拆解金剛石的結(jié)構(gòu)來解決類金剛