解題策略晶胞的計(jì)算-高二化學(xué)課件（人教版2019選擇性必修2）

人教版選擇性必修2網(wǎng)科學(xué)

解題策略

晶胞的計(jì)算第三章晶體結(jié)構(gòu)與性質(zhì)1.會(huì)計(jì)算晶胞中的粒子數(shù)，確定化學(xué)式2.會(huì)計(jì)算晶胞中各微粒的配位數(shù)。3.掌握晶胞中各線段的關(guān)系，結(jié)合數(shù)學(xué)思想解決密度和空間占有率計(jì)算的問(wèn)題學(xué)習(xí)目標(biāo)晶胞中粒子數(shù)的計(jì)算124376851221341體心：1面心：1/2頂點(diǎn)：1/8棱邊：1/4(1)立方體

體心1面心1/2棱邊1/4頂點(diǎn)1/8三棱柱體心1面心1/2棱邊水平1/4豎1/6頂點(diǎn)1/12晶胞中粒子數(shù)的計(jì)算六棱柱體心1面心1/2棱邊水平1/4豎1/3頂點(diǎn)1/6晶胞中粒子數(shù)的計(jì)算練習(xí)1．某晶體的部分結(jié)構(gòu)為正三棱柱(如圖所示)，這種晶體中A、B、C三種粒子數(shù)之比是A．3∶9∶4

B．1∶4∶2C．2∶9∶4D．3∶8∶4解析：由圖可知該晶體部分結(jié)構(gòu)的上下兩面為正三角形，因此處于頂點(diǎn)的粒子為12個(gè)該結(jié)構(gòu)共用，故該結(jié)構(gòu)中A的數(shù)目為6×1/12＝1/2；處于水平棱上的粒子為4個(gè)該結(jié)構(gòu)共用，處于垂直棱上的粒子為6個(gè)該結(jié)構(gòu)共用，故該結(jié)構(gòu)單元中包含B粒子的數(shù)目為6×1/4＋3×1/6＝2；該結(jié)構(gòu)中包含C粒子的數(shù)目為1，由此可見(jiàn)A、B、C三種粒子的數(shù)目之比為∶2∶1＝1∶4∶2。B計(jì)算1:根據(jù)晶胞的結(jié)構(gòu)確定晶體的化學(xué)式。[規(guī)律方法]

根據(jù)均攤法計(jì)算出1個(gè)晶胞中，各種原子個(gè)數(shù)的最簡(jiǎn)整數(shù)比可確定該物質(zhì)的化學(xué)式。

晶體的化學(xué)式表示的是晶體（也可以說(shuō)是晶胞）中各類原子或離子數(shù)目的最簡(jiǎn)整數(shù)比

團(tuán)簇分子或納米顆粒與晶胞不同，這兩類物質(zhì)是獨(dú)立的分子，所有原子均為該分子所有。與晶體中多個(gè)晶胞共用原子不相同練習(xí)2．(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________。(2)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)_______。[解析](1)晶胞中灰球代表的粒子數(shù)4個(gè)，白球代表的粒子數(shù)的6×1/2＋8×1/8＝4個(gè)，所以化學(xué)式為CuCl。[解析]每個(gè)氮化硼晶胞中含有白球表示的原子個(gè)數(shù)為8×1/8＋1＝2，灰球表示的原子個(gè)數(shù)為1＋4×1/4＝2，所以每個(gè)晶胞中含有N原子和B原子各2個(gè)；N的電負(fù)性大于B，所以該陶瓷的化學(xué)式為BN。2BNCuCl

(3)某晶體結(jié)構(gòu)模型如圖所示。該晶體的化學(xué)式是____________，在晶體中1個(gè)Ti原子、1個(gè)Co原子周圍距離最近的O原子數(shù)目分別為_(kāi)_______個(gè)、________個(gè)。[解析]晶胞中含有O：6×1/2＝3個(gè)，含Co：8×1/8＝1個(gè)，含Ti：1個(gè)，故化學(xué)式為CoTiO3。Ti原子位于晶胞的中心，其周圍距離最近的O原子位于6個(gè)面的中心，所以周圍距離最近的O原子數(shù)目為6個(gè)；Co原子位于晶胞的頂點(diǎn)，O原子位于晶胞的面心，所以Co原子周圍距離最近的O原子數(shù)目為12個(gè)。CoTiO36

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(4)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，如下圖所示，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，它的化學(xué)式是

。Ti14C13對(duì)于獨(dú)立原子構(gòu)成的分子，其分子式的確定則不能用均攤法。幾種常見(jiàn)的晶胞結(jié)構(gòu)及晶胞含有的粒子數(shù)目A.NaCl(含4個(gè)Na+,4個(gè)Cl-)B.干冰(含4個(gè)CO2)C.CaF2(含4個(gè)Ca2+,8個(gè)F-)D.金剛石(含8個(gè)C)E.體心立方(含2個(gè)原子)F.面心立方(含4個(gè)原子)常見(jiàn)晶胞所含微粒的數(shù)目（n），晶胞邊長(zhǎng)（a）與粒子半徑（r）的關(guān)系晶胞模型粒子數(shù)（n）a與r的關(guān)系簡(jiǎn)單立方體心立方面心立方1個(gè)2個(gè)4個(gè)a=2ra=4ra=4r計(jì)算2:晶體密度、晶胞邊長(zhǎng)等之間計(jì)算87654321金剛石晶胞abdcebdcae晶胞邊長(zhǎng)為a，原子半徑為r，d=2r=

a=8ra，b原子的核間距為d(1)晶胞質(zhì)量=晶胞占有的微粒的質(zhì)量=晶胞占有的微粒數(shù)×。(2)金屬晶體中體心立方堆積、面心立方堆積中的幾組公式(設(shè)棱長(zhǎng)為a)①面對(duì)角線長(zhǎng)=a。②體對(duì)角線長(zhǎng)=a。③體心立方堆積4r=a(r為原子半徑)。④面心立方堆積4r=a(r為原子半徑)。解題策略ABc根據(jù)晶胞結(jié)構(gòu)確定各種粒子的數(shù)目求晶胞質(zhì)量根據(jù)晶胞的邊長(zhǎng)或微粒間的距離晶胞體積求ρ=m/V1、某鎳白銅合金的立方晶胞結(jié)構(gòu)如圖所示。①晶胞中銅原子與鎳原子的數(shù)量比為_(kāi)_______。

②若合金的密度為dg·cm–3，晶胞參數(shù)a=______nm。33:1（相對(duì)原子質(zhì)量Cu-64；Ni-59；1、確定晶胞中的粒子數(shù)求晶胞質(zhì)量2、確定晶胞體積V3、代入公式進(jìn)行計(jì)算解得：典例剖析2、立方ZnS晶體結(jié)構(gòu)如圖所示，其晶胞邊長(zhǎng)為540pm，密度為_(kāi)____g·cm－3(列式并計(jì)算)，a位置S2－離子與b位置Zn2＋離子之間的距離為_(kāi)_______pm(列式表示)。（相對(duì)原子質(zhì)量Zn-65；S-32）1、確定晶胞中的粒子數(shù)求晶胞質(zhì)量Zn2+S2-N(S2-)N(Zn2+)=42、晶胞體積V3、代入公式進(jìn)行計(jì)算V=(ax10-10cm)3=（540x10-10)3cm34、a位置S2－離子與b位置Zn2＋離子之間的距離（類似金剛石）1.已知金屬釙是簡(jiǎn)單立方堆積，釙原子半徑為rcm，計(jì)算：釙晶胞棱長(zhǎng)；釙的密度。①棱長(zhǎng)a=2r②密度2.已知金屬鉀是體心立方緊密堆積,鉀原子半徑為rcm,請(qǐng)計(jì)算：鉀晶胞棱長(zhǎng)；鉀的密度。①立方體對(duì)角線=4r棱長(zhǎng)a=4r/3②密度3、已知金屬金是面心立方緊密堆積，金原子半徑為rcm，

計(jì)算：金晶胞棱長(zhǎng)；金的密度。①面對(duì)角線=4r2棱長(zhǎng)a=2r②密度4.已知：晶體中Na+和Cl-間最小距離為acm,計(jì)算NaCl晶體的密度。計(jì)算3:晶胞中空間利用率的計(jì)算空間利用率=微粒數(shù)×1個(gè)微粒體積晶胞體積1.簡(jiǎn)單立方堆積立方體的棱長(zhǎng)為2r，球的半徑為r2r過(guò)程：1個(gè)晶胞中平均含有1個(gè)原子V球=V晶胞=（2r）3=8r3空間利用率==52%（2）體心立方：空間利用率=微粒數(shù)*1個(gè)微粒體積晶胞體積a：晶胞單位長(zhǎng)度R

：原子半徑一個(gè)晶胞含原子數(shù)n

=2bcc(3）面心立方：微粒數(shù)：8×1/8+6×1/2=4

空間利用率：空間利用率=微粒數(shù)*1個(gè)微粒體積晶胞體積4Xπ43d23(d)3=74%空間利用率=每個(gè)晶胞中含4個(gè)原子a=d×100%2da4、六方最密堆積s2rh2r2r=74%空間利用率=sl堆積模型采納這種堆積的典型代表空間利用率配位數(shù)晶胞簡(jiǎn)單立方Po（釙）52%6體心立方（鉀型）K、Na、F