3.1 物质的聚集状态与晶体常识 第2课时 课件（23张PPT)-2022-2023学年高二化学人教版（2019）选择性必修2

(课件网) 第2课时 物质的聚集状态与晶体的常识 第三章 晶体结构与性质 第一节 物质的聚集状态与晶体的常识 温故知新 1. 通过上节课的学习，晶体最本质的特征是什么？ 晶体最本质的特征是微观结上原子在三维空间里呈周期性有序排列。 2. 对于有周期性变化研究对象，我们一般怎样去简化模型，方便进一步研究它？提示：回忆数学中研究sin x和cos x的方法。 对于周期性变化的研究对象，我们可以先找到它的最小重复单位，研究它在一个周期内性质，再结合周期性将这个性质拓展到全空间。 三、晶胞 为了描述晶体在微观空间里原子的排列，无须画出千千万万个原子，只需在晶体微观空间里取出一个基本单元即可。 这种描述晶体结构的基本单元叫做晶胞。 铜晶体与铜晶胞（左）和镁晶体与镁晶胞（右） 三、晶胞 常规的晶胞都是平行六面体。整块晶体可以看作是数量巨大的晶胞“无隙并置”而成； 所谓“无隙”，是指相邻晶胞之间没有任何间隙； 所谓“并置”，是指所有晶胞都是平行排列的，取向相同的。 三、晶胞 （1）依照晶胞的定义和其“无隙并置”的特征，你认为晶胞有几套平行的棱？有几套平行面？顶点应满足怎样的条件？ 【思考讨论】 晶胞有三套平行棱，三套平行面，八个顶角必须完全相同。 右侧示意图中，红、黄、蓝分别表示的为三套平行的棱，每套4条棱； 上面下面、左面右面、前面后面分别为三套平行的面。 三、晶胞 例1. 下面四个平行六面体，哪些是晶胞，哪些不是晶胞？说明判断的理由。 【典型例题】 A是晶胞，A在空间平移时，可以得到无隙并置后的整块晶体； B不是晶胞，因为B无论是向前后、左右、上下平移时，顶点做不到重合，不满足晶胞“8个顶角相同”的要求； A. B. 三、晶胞 例1. 下面四个平行六面体，哪些是晶胞，哪些不是晶胞？说明判断的理由。 【典型例题】 C不是晶胞，它不满足晶胞“三套各4条平行棱分别相同”的要求； D不是晶胞，它不满足晶胞“三套各2个平行面分别相同”的要求。 C. D. 三、晶胞 下图是铜的晶胞，一个铜的晶胞中包含多少个铜原子？怎样去计算？ 这里容易直接把顶点的8个铜原子和在面上的6个铜原子直接相加得到14。但事实并非如此！分析晶胞时，时刻不能忘记晶胞只是晶体微观空间结构里的一个基本单元，在它的上下左右前后无隙并置地排列着无数晶胞。所有晶胞的形状、原子的组成种类数量、几何排列、取向都是完全相同的。 三、晶胞 通过对“无隙并置”模型的分析，可知晶胞的顶点是8个晶胞共用的，晶胞棱上的原子是4个晶胞共用的，晶胞面上的原子是两个晶胞共用的，晶胞内的原子是独自享有的。 因此一个晶胞在顶点、棱、面上平均占有的原子数分别是1/8，1/4，1/2。 【思维启迪】 三、晶胞 综合上述分析，一个铜晶胞实际包含的原子如下图所示： 因此一个铜晶胞包含的原子数 = 8×1/8 + 6 × 1/2 = 4 三、晶胞 例2. 下图是NaCl的晶胞，它含有几个钠原子和氯离子？顶点和面心是氯原子，棱心和体心是钠原子。 【典型例题】 Na的个数 = 12 × 1/4 + 1 = 4 个； Cl 的个数 = 8×1/8 + 6 × 1/2 = 4个。 三、晶胞 （2）下面依次是金属钠，金属锌，碘，金刚石晶胞的示意图，每个晶胞中平均含几个原子？ 【思考讨论】 Na的原子数 = 8 × 1/8 + 1 = 2 个； Zn的原子数 = 8 × 1/8 + 1 = 2 个； I 的原子数 = （8×1/8 + 6 × 1/2）× 2 = 8个。 C的原子数 = 8×1/8 + 6 × 1/2 + 4 = 8个。 四、晶体结构的测定 晶体结构是如何测定的呢？ 测定晶体结构最常用的仪器是X射线衍射仪。 四、晶体结构的测定 在晶体的X射线衍射实验中，当单一波长的X射线通过晶体时，X射线和晶体中的电子相互作用，会在记录仪上产生分立的斑点或明锐的衍射峰。 单晶衍射图 ... ...