基础课时13 晶胞 晶体结构的测定 学习目标 1.了解晶胞，知道晶体是由晶胞“无隙并置”而成，能在三维空间角度认识微观晶胞与宏观晶体之间的联系。2.能够根据晶胞计算所含粒子数。3.知道晶体结构的测定方法。 一、晶胞 (一)知识梳理 1.概念 描述晶体结构的基本单元。 2.结构 晶胞一般都是平行六面体，晶体是由无数晶胞无隙并置而成。 3.晶胞中粒子数目的计算 (1)平行六面体(立方体形)晶胞中粒子数目的计算。 ①晶胞的顶角原子是8个晶胞共用的； ②晶胞棱上的原子是4个晶胞共用的； ③晶胞面上的原子是2个晶胞共用的。 (2)铜晶胞(如图所示)中的原子数为8×＋6×＝4。 (3)几种晶胞中原子数目的确定 结合下图，钠、锌、碘、金刚石晶胞中含有原子的数目分别为2、2、8、8。 (二)问题探究 探究1 超导体，又称为超导材料，指在某一温度下，电阻为零的导体。研究发现，只含镁、镍和碳三种元素的晶体具有超导性。该新型超导晶体的晶胞如图1所示。 问题1 该晶体的晶胞中镁原子主要位于什么位置？ 提示 该晶体的晶胞中镁原子主要位于平行六面体的顶角上。 问题2 该晶体的化学式是什么？ 提示 MgNi3C。Mg处于晶胞的顶角上，故有8×＝1个；Ni处于晶胞的面心，故有6×＝3个；C处于晶胞的体心，完全属于该晶胞，故该晶体的化学式为MgNi3C。 探究2 能储存氢的金属和合金，统称为储氢合金。图2是一种镍基合金储氢后的晶胞结构图： 问题3 试求上述镍基合金(不含氢气)的化学式。若晶体棱长为a cm，则晶体的密度为多少？ 提示 LaNi5。该晶胞中La位于顶角，个数为8×＝1，Ni位于面心和体心，个数为8×＋1＝5。晶体的密度为 g·cm－3。 问题4 镍基合金储氢后，含1 mol La的合金可吸附H2的数目为多少？ 提示 3NA。该晶胞中La位于顶角，个数为8×＝1，H2有8个位于棱上，2个位于面心，个数为8×＋2×＝3，故含1 mol La的合金可吸附H2的数目为3NA。 问题5 由晶胞构成的晶体，其化学式是否表示构成该晶体实际的粒子数目？ 提示 否，只表示每个晶胞或晶体中各类粒子的最简整数比。 问题6 判断下列六面体是否是晶胞。 提示 A图中的晶体结构满足晶胞的特点，是晶胞。B图中的晶体结构，不满足晶胞“8个顶角相同”的要求，无法进行“无隙并置”，不是晶胞。C图中的晶体结构，不满足晶胞“三套各4根平行棱分别相同”的要求，无法进行“无隙并置”，不是晶胞。D图中的晶体结构，不满足“三套各两个平行面分别相同”的要求，无法进行“无隙并置”，不是晶胞。 问题7 NiO与NaCl的晶胞结构相似，如图所示，阴离子采取面心立方堆积，阳离子填充在位于阴离子构成的空隙中。 氧化镍晶胞中原子坐标参数：A(0，0，0)、B(1，1，0)，则C点对应的原子坐标参数为_____。 提示 氧化镍晶胞中原子坐标参数：A(0，0，0)、B(1，1，0)，则C点对应的原子坐标参数为(，1，1)。 【探究归纳】 1.关于晶胞的理解 晶胞一般都是平行六面体，也可以是六棱柱体，但是为了研究的方便，一般从该六棱柱中切除出一个平行六面体进行研究。 2.晶胞的判断 晶胞是8个顶角相同，三套各4根平行棱分别相同，三套各两个平行面分别相同的最小平行六面体。 3.晶胞中微粒数目的计算方法———均摊法 均摊是指每个晶胞中平均拥有的微粒数目。若每个微粒为n个晶胞所共有，则该微粒就有个微粒属于该晶胞。立方晶胞中粒子数的计算方法如下： 该立方晶胞中所含A微粒的数目为8×＋6×＝4，B微粒的数目为12×＋1＝4，其化学式(按A、B顺序)为AB。 4.晶体的相关计算 (1)计算晶胞棱长 晶胞模型 晶胞棱长(a)与粒子半径(r)关系 a＝2r a＝4r a＝4r a＝2r a＝8r (2)计算晶体密度 以一个晶胞为研究对象，根据晶胞质量m＝ρ×V，由公式×n＝ρ×a3进行计算，其中M为晶体的摩尔质量，n为晶胞所占有的粒子数 ... ...
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