高中化学第3章物质的聚集状态与物质性质第1节认识晶体第2课时学案鲁科版

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1、第2课时　晶体结构的最小重复单元——晶胞[学习目标定位]　知道晶胞的概念及其与晶体的关系，会用“切割法”(或“均摊法”)确定晶胞中微粒的数目和晶体的化学式。一、晶胞及其所含微粒数的计算方法1．晶胞(1)晶体结构中最小的重复单元叫晶胞。(2)一般来说，晶胞都是平行六面体。(3)晶胞只是晶体微粒空间里的一个基本单元，在它的上下左右前后无隙并置地排列着无数晶胞，而且所有晶胞的形状及其内部含有的微粒种类、个数及几何排列都是完全相同的。2．金属铜的晶胞为面心立方晶胞，如图所示铜晶体面心立方晶胞及其切割示意图观察分析上图，回答下列问题：(1)位于

2、顶角上的铜原子为8个晶胞共有。(2)位于面心上的铜原子为2个晶胞共有。(3)晶体铜中完全属于某一晶胞的铜原子数是4。3．晶胞中微粒数的计算计算一个晶胞中实际拥有的微粒数，常用“切割法”(或“均摊法”)。即某个微粒为n个晶胞所共有，那么切割后的每个晶胞对这个微粒分得的份额是。(1)平行六面体形(正方体)晶胞中不同位置的微粒数的计算①处于顶点上的微粒，同时为8个晶胞所共有，每个微粒有属于该晶胞。②处于棱边上的微粒，同时为4个晶胞所共有，每个微粒有属于该晶胞。③处于晶面上的微粒，同时为2个晶胞所共有，每个微粒有属于该晶胞。④处于晶胞内部的微

3、粒，则完全属于该晶胞。(2)非平行六面体形晶胞中微粒数的计算非平行六面体形晶胞中微粒数的计算方法要根据具体情况而定。如计算六方晶胞中的微粒数：①处于顶点的微粒，为6个晶胞共用，每个微粒有属于该晶胞。②处于面心的微粒，为2个晶胞共用，每个微粒有属于该晶胞。③处于体内的微粒，完全属于该晶胞。如下图，六方晶胞中所含的微粒数为12×＋3＋2×＝6。(1)晶体是由无数个晶胞堆积得到的。知道晶胞的大小和形状以及晶胞中粒子的种类、数目和粒子所处的空间位置，就可以认识整个晶体的结构。(2)晶胞中微粒个数的计算，其关键是正确分析晶胞中任意位置上的一个微

4、粒被几个晶胞所共用。不同形状的晶胞，情况不同。(3)A1型最密堆积为面心立方晶胞如Cu，A3型最密堆积为六方晶胞如Mg。例1　下列有关晶胞的叙述，正确的是(　　)A．晶胞的结构就是晶体的结构B．不同的晶体中晶胞的大小和形状都相同C．晶胞中的任何一个粒子都只属于该晶胞D．已知晶胞的组成就可推知晶体的组成答案　D解析　由晶胞的定义可知A不正确；相同晶体中晶胞的大小和形状完全相同，不同晶体中晶胞的大小和形状不一定相同，B不正确；晶体中的大部分粒子被若干个晶胞所共有，不专属于某个晶胞，C不正确；知道晶胞的组成，利用“均摊法”即可推知晶体的组成

5、，D正确。规律总结(1)晶胞上、下、左、右、前、后并置起来就构成整个晶体结构。(2)晶胞顶点、面和棱上的微粒为若干晶胞共有。例2　现有甲、乙、丙(如下图)三种晶体的晶胞(甲中x处于晶胞的中心，乙中a处于晶胞的中心)，可推知：甲晶胞中x与y的个数比是__________，乙晶胞中a与b的个数比是________________，丙晶胞中有________个c离子，有______个d离子。答案　4∶3　1∶1　4　4解析　处于晶胞中心的x或a为该晶胞单独占有，位于立方体顶点的微粒为8个立方体共有，位于立方体棱边上的微粒为4个立方体共有，位

6、于立方体面上的微粒为2个立方体共有，所以x∶y＝1∶(6×)＝4∶3；a∶b＝1∶(8×)＝1∶1；丙晶胞中c离子为12×＋1＝4个，d离子为8×＋6×＝4个。方法规律——立方晶胞中微粒数目的确定方法体心微粒完全属于晶胞；面心微粒的属于晶胞；棱上微粒的属于晶胞；顶点微粒的属于晶胞。二、晶体化学式的确定1．如图所示为某晶体的一个晶胞，该晶体由A、B、C三种基本粒子组成。试根据图示判断，该晶体的化学式是________。答案　A3BC解析　用均摊法计算，晶胞中有A粒子：6×＝3个，B粒子：8×＝1个，C粒子：1个，故化学式为A3BC。2.

7、如图为高温超导领域里的一种化合物——钙钛矿晶体结构，该结构是具有代表性的最小重复单元。(1)在该物质的晶体中，每个钛原子周围与它最接近且距离相等的氧离子、钙离子、钛离子各有________个、________个、________个。(2)该晶体结构中，元素氧、钛、钙的离子个数比是________，该物质的化学式可表示为________。(3)若钙、钛、氧三元素的相对原子质量分别为a、b、c，晶体结构图中正方体边长(钛原子之间的距离)为dnm(1nm＝10－9m)，则该晶体的密度为________g·cm－3。答案　(1)6　8　6　(

8、2)3∶1∶1　CaTiO3　(3)解析　(1)以钛离子为顶点，应有8个立方晶胞紧靠在一起，这样钛离子成为空间直角坐标系的中心，它的三维方向前后左右上下最近且相邻各有1个氧离子和钛离子，共6个，它周围的8个立方晶胞内各含