《离子键 离子晶体-晶体结构》学案2（苏教版选修3）

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1、选修3物质结构与性质复习晶体结构学案【大纲要求】1、知道晶胞的涵义。2、能例举金属晶体的基本堆积模型。3、知道金属晶体的基本堆积模型对应的晶胞中金属原子的数目。4、比较氯化钠、氯化铯等离子晶体的结构特征。5、能描述金刚石、二氧化硅等原子晶体的结构与性质的关系。6、金刚石晶体与石墨晶体的结构特点及性质的差异。【基础知识整理】一、晶胞1、概念：为了描述晶体的结构，我们把构成晶体的原子当成一个点，再用假想的线段将这些代表原子的各点连接起来，就绘成了像图中所表示的格架式空间结构。这种用来描述原子在晶体中排列的几何空间格架，称为晶格。由于晶体中原子的排列是有规律的，可以从晶格

2、中拿出一个完全能够表达晶格结构的最小单元，这个最小单元就叫作晶胞。晶胞是描述晶体微观结构的基本单位。晶胞都是平行六面体。2、晶胞中粒子数的计算方法：分摊法在一个晶胞结构中出现的多个原子，这些原子并不是只为这个晶胞所独立占有，而是为多个晶胞所共有，那么，在一个晶胞结构中出现的每个原子，这个晶体能分摊到多少比例呢。这就是分摊法。分摊法的根本目的就是算出一个晶胞单独占有的各类原子的个数。分摊法的根本原则是：晶胞任意位置上的一个原子如果是被x个晶胞所共有，那么，每个晶胞对这个原子分得的份额就是1/x。1．每个晶胞涉及同类A数目m个，每个A为n个晶胞共有，则每个晶胞占有A：m

3、×1/n。2．计算方法（立方体）位置顶点棱边面心体心（晶胞内）贡献1/81/41/21二、金属晶体的基本堆积模型1、金属原子在二维平面里有两种方式为非密置层和密置层，如下图：（配位数：与一个原子紧密接触的原子数）高考学习网－中国最大高考学习网站Gkxx.com

4、我们负责传递知识！非密置层，配位数____密置层，配位数____2、非密置层排列的金属原子，在空间内可能的排列。汇总各类情况逐一讨论。（一）简单立方体堆积这种堆积方式形成的晶胞是一个立方体，每个晶胞含1个原子，被称为简单立方堆积。这种堆积方式的空间利用率太低，只有金属钋采取这种堆积方式。（二）钾型（体心立方堆

5、积）如果是非密置层上层金属原子填入下层的金属原子形成的凹穴中，每层均照此堆积，如下图：这种堆积方式的空间利用率显然比简单立方堆积的高多了，许多金属是这种堆积方式，如碱金属，简称为钾型。3、密置层的原子按钾型堆积方式堆积，会得到两种基本堆积方式，镁型（六方堆积）和铜型（面心立方堆积）。镁型如下图左侧，按ABABABAB……的方式堆积；铜型如图右侧,按ABCABCABC……的方式堆积。金属晶体的四种堆积模型对比：堆积模型典型代表空间利用率配位数高考学习网－中国最大高考学习网站Gkxx.com

6、我们负责传递知识！简单立方Po52℅6钾型（体心立方）NaKFe68℅8镁型（

7、六方）MgZnTi74℅12铜型（面心立方）CuAgAu74℅12三、离子晶体的晶体结构1、离子晶体中离子的配位数（C.N.）（1）定义：是指一个离子周围邻近的异电性离子的数目（2）NaCl和CsCl晶体中阴、阳离子的配位数离子晶体阴离子的配位数阳离子的配位数NaClCsCl（3）决定离子晶体结构的主要因素：正、负离子的半径比离子Na+Cs+Cl-离子半径/pm951691812、晶体密度与晶胞体积的关系：四、原子晶体的结构特点1、原子晶体化学式的确定2、金刚石、二氧化硅、石墨的结构差异（1）在金刚石晶体中,每个C与个C成键，碳原子的杂化形式是，形成的空间结构，最小

8、碳环由个碳原子组成，C原子个数与C—C键数之比为。（2）在SiO2晶体中，每个Si原子与个O原子结合，构成结构，Si位于___________，O位于_____________。最小的环为个Si和个O组成的元环。Si原子与O原子个数比为。Si原子个数与Si—O键数之比为。（3）石墨的片层结构如右图所示，层内碳原子以杂化，碳原子间以结合，层与层间以结合。片层中平均每个六元环含碳原子数为个。碳原子数、C—C键数、六元环数之比为。五、分子晶体的晶胞在干冰晶体中每个CO2分子周围紧邻的CO2分子有___________个。【典例解析】例1：如下图所示，是一种晶体的晶胞，该离

9、子晶体的化学式为（）高考学习网－中国最大高考学习网站Gkxx.com

10、我们负责传递知识！A．ABCB．ABC3C．AB2C3D．AB3C3例2：晶胞是晶体中最小的重复单元．已知铁为面心立方晶体，其结构如下图甲所示，面心立方的结构特征如下图乙所示．若铁原子的半径为，试求铁金属晶体中的晶胞长度，即下图丙中AB的长度为______________m．例3：食盐晶体如右图所示。在晶体中，·表示Na+，o表示Cl-。已知食盐的密度为rg/cm3，NaCl摩尔质量Mg/mol，阿伏加德罗常数为N，则在食盐晶体里Na+和Cl-的间距大约是()A．cmB．cmC．cmD．cm例