苏教版高中化学选择性必修2物质结构与性质精品课件 专题3 微粒间作用力与物质性质 第一单元 第2课时 金属晶体.pptVIP

重难探究?能力素养全提升探究一晶胞结构和晶胞中微粒数的计算情境探究人们最初对晶体的认识完全是理性思考的结果。法国的结晶学家阿羽衣依据晶体具有沿一定晶面碎裂的性质,对晶体的微观结构做了合理而大胆的设想,于1784年提出晶体是由具有多面体形状的晶胞平行而无间隙地堆积而成的。阿羽衣的思想被法国物理学家布拉维发展为空间点阵学说,即构成晶体的粒子按一定规则排列为空间点阵结构。俄国的费多罗夫、德国的熊富利斯和英国的巴洛三位科学家分别于1890年、1891年和1894年以晶体结构周期性重复单位为基础,推导出描述晶体空间排列的对称性理论——230种空间群。这些思考完全是在不能测定晶体内部结构的情况下产生的,科学和技术的发展后来完全证实了上述理性思考的正确性。空间点阵1.在平行六面体晶胞中顶点上的原子是否都只属于该晶胞?提示不是。构成晶体的微粒是“无隙并置”的,顶点上的原子都是被几个晶胞共用的。2.晶体与晶胞的关系是怎样的?如何理解晶体结构中“周期性重复单位”?提示将一个个晶胞及其包含的微粒上、下、前、后、左、右并置,就构成了整个晶体结构。因此,知道了晶胞的大小和形状以及晶胞中包含的微粒的种类、数目和空间位置,就可以了解整个晶体的结构。晶体与晶胞的关系好比蜂巢与蜂室的关系。“周期性重复单位”是指晶体中最小的结构单元可以无限重复(答案合理即可)。3.计算晶胞中的微粒数目为什么采用切割法?提示整块晶体可以看作是数量巨大的晶胞堆积而成。位于晶胞顶点、棱上、面上的微粒并不为一个晶胞所独占,因此,需采用切割法。方法突破1.晶体和晶胞结构2.常见晶胞含有微粒数目的计算方法——切割法(1)长方体形(正方体形)晶胞中不同位置的粒子数的计算:某个微粒为n个晶胞所共有,则该微粒有属于这个晶胞。(2)六棱柱晶胞中不同位置的粒子数的计算:(3)切割法在计算其他结构晶胞中微粒数的应用:其他结构晶胞中微粒数目的计算同样可以用切割法,其关键是根据立体结构特点分析某处微粒被几个晶胞共用。如:某晶体的晶胞结构如图所示,该晶胞中,1个A微粒被12个晶胞共用,1个C微粒被1个晶胞所有,而B微粒分两种情况:位于上底面和下底面棱上的B微粒被4个晶胞共用、位于侧面棱上的B微粒被6个晶胞共用,则一个晶胞中包含的A、B、C三种微粒的数目分别是、2、1,则该晶体的化学式(按A、B、C顺序)为AB4C2。应用体验【例1】已知某晶体晶胞如图所示,则该晶体的化学式为(C)A.XYZ B.X2Y4ZC.XY4ZD.X4Y2Z解析该晶体的晶胞是立方体形晶胞。该晶胞拥有的X原子数为8×=1;Y原子位于该晶胞内,共有4个,因此该晶胞中拥有的Y原子数为4;Z只有1个,位于晶胞的体心上,故该晶体的化学式为XY4Z。归纳总结晶胞中含有微粒数目计算的一般步骤(1)明确微粒在晶胞中的位置关系。(2)按照位置关系的平均占有数及同一位置的微粒数目进行计算。变式训练1现有甲、乙、丙(如图)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),如图所示。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,有个d。?答案4∶31∶144解析处于晶胞中心的x或a为晶胞单独占有,位于立方体顶点的微粒为8个立方体共有,位于立方体棱上的微粒为4个立方体共有,位于立方体面上的探究二与晶胞有关的计算情境探究铜晶体为面心立方晶胞,其晶胞结构与切割示意图如下。若铜的相对原子质量为M,铜原子的半径为rm,用NA表示阿伏加德罗常数的值。1.如何确定铜晶胞中铜原子的个数?2.如何计算铜金属晶体中的晶胞长度和晶胞的体积?3.铜晶胞的质量是多少?铜的密度是多少g·cm-3?方法突破1.晶胞密度的有关计算假设某晶体的晶胞如图:以M表示该晶体的摩尔质量,NA表示阿伏加德罗常数,N表示一个晶胞中所含的微粒数,a表示晶胞的棱长,ρ表示晶体的密度,计算如下:应用体验【例2】用X射线研究某金属晶体,测得其立方晶胞的边长为360pm,此时金属的密度为9.0g·cm-3。试回答:(1)此晶胞中含金属原子个。?(2)每个晶胞的质量是g。?(3)此金属的相对原子质量为。?答案(1)4(2)4.2×10-22(3)63(2)根据晶胞的边长为360pm,可得晶胞的体积为(3.6×10-8)3cm3。根据m=ρV,可得晶胞的质量=9.0g·cm-3×(3.6×10-8)3cm3≈4.2×10-22g。考题点睛归纳总结根据晶胞结构计算晶体密度的方法(1