高中化學(xué)人教版 (2019)選擇性必修2第三章 晶體結(jié)構(gòu)與性質(zhì)第一節(jié) 物質(zhì)的聚集狀態(tài)與晶體的常識教課ppt課件

這是一份高中化學(xué)人教版 (2019)選擇性必修2第三章 晶體結(jié)構(gòu)與性質(zhì)第一節(jié) 物質(zhì)的聚集狀態(tài)與晶體的常識教課ppt課件，共53頁。PPT課件主要包含了正六棱柱，答案B，二有關(guān)晶胞的計(jì)算，答案A，答案D，答案C等內(nèi)容，歡迎下載使用。
一、晶胞1.定義:晶胞是描述晶體結(jié)構(gòu)的　基本單元　。?2.結(jié)構(gòu):常規(guī)的晶胞都是　平行六面　體,整塊晶體可以看作是數(shù)量巨大的晶胞“無隙并置”而成。?(1)“無隙”:相鄰晶胞之間沒有任何　間隙　。?(2)“并置”:所有晶胞都是　平行　排列的,取向　相同　。?(3)晶胞有 3 套平行棱,有 3 套平行面。
3.晶胞中粒子數(shù)目的計(jì)算。(1)平行六面體晶胞中粒子數(shù)目的計(jì)算。
①晶胞頂角上的原子是　8　個晶胞共用;?②晶胞棱上的原子是　4　個晶胞共用;?③晶胞面上的原子是　2　個晶胞共用。?
如金屬銅的一個晶胞(如圖所示)均攤到的原子數(shù)為______。
(2)幾種晶胞中原子數(shù)目的確定。結(jié)合下圖,鈉、鋅、碘、金剛石晶胞中含有原子的數(shù)目分別為　2　、　2　、　8　、　8　。?
微思考若某晶體的晶胞為正六棱柱形,如圖所示。如何確定晶胞中的粒子數(shù)?
提示:正六棱柱形晶胞中,頂角的原子為6個晶胞共用,上下底面的棱上的原子為4個晶胞共用,垂直于底面的棱上的原子為3個晶胞共用,面上的原子為2個晶胞共用,體內(nèi)的原子為該晶胞單獨(dú)占有。
微判斷(1)晶胞是晶體的最小重復(fù)單元。(　　)(2)不同的晶體中晶胞的大小和形狀都相同。(　　)(3)晶胞中的任何一個粒子都只屬于該晶胞。(　　)
微訓(xùn)練 1.下列各項(xiàng)是晶體結(jié)構(gòu)中具有代表性的最小重復(fù)單元的排列方式,圖中:○—X,·—Y,?—Z。其中對應(yīng)的化學(xué)式不正確的是(　　)。
2.最近發(fā)現(xiàn)一種由R、Q、T三種原子構(gòu)成的氣態(tài)團(tuán)簇分子,其分子模型如圖所示,則該分子的化學(xué)式為(　　)。?A.RQTD.R8Q6T答案:D
二、晶體結(jié)構(gòu)的測定1.測定晶體結(jié)構(gòu)最常用的儀器是　X射線衍射儀　。當(dāng)單一波長X射線通過晶體時,X射線和晶體中的電子相互作用,會在記錄儀上產(chǎn)生　分立的斑點(diǎn)　或　明銳的衍射峰　。?2.由衍射圖形獲得晶體結(jié)構(gòu)的信息包括晶胞形狀和大小、分子或原子在微觀空間有序排列呈現(xiàn)的　對稱　類型、原子在晶胞里的　數(shù)目　和位置等。?
一 均攤法確定晶胞中粒子的個數(shù)
問題探究20世紀(jì)60年代,“材料家庭”里出現(xiàn)了能吸收和釋放氫的金屬和合金,統(tǒng)稱為儲氫合金。這些金屬或合金具有很強(qiáng)的捕捉氫的能力,在一定的溫度和壓力條件下,氫分子在合金(或金屬)中先分解成單個的原子,這些氫原子“見縫插針”般地進(jìn)入合金原子之間的縫隙中,并與合金進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)生成金屬氫化物,外在表現(xiàn)為大量“吸收”氫氣,同時放出大量熱。如圖是一種鎳基合金儲氫后的晶胞結(jié)構(gòu)圖。
(1)寫出該儲氫合金的化學(xué)式。寫出推斷過程。
(2)NA表示阿伏加德羅常數(shù)的值。該合金儲氫后,含1 ml La的合金可吸附H2分子的數(shù)目是多少?
2.平行六面體晶胞中不同位置的粒子數(shù)的計(jì)算。
3.正六棱柱晶胞中不同位置的粒子數(shù)的計(jì)算。
如上圖所示,該正六棱柱晶胞中所含粒子數(shù)目為
典例剖析【例1】 釔鋇銅氧是一種節(jié)能高溫超導(dǎo)體,其晶胞結(jié)構(gòu)如圖所示。研究發(fā)現(xiàn),此高溫超導(dǎo)體中的Cu元素有兩種價態(tài),分別為+2價和+3價,Y元素的化合價為+3價,Ba元素的化合價為+2價。
(1)根據(jù)晶胞結(jié)構(gòu)分析釔鋇銅氧的化學(xué)式為　　。?(2)釔鋇銅氧中Cu2+與Cu3+的個數(shù)比為　　　　　。?答案:(1)YBa2Cu3O7　(2)2∶1
(2)根據(jù)題中各元素的化合價,以及化合物中各元素的正負(fù)化合價的代數(shù)和為零可知,+2價銅與+3價銅的化合價之和為7,故N(Cu2+)∶N(Cu3+)=2∶1。
(2)對于獨(dú)立原子構(gòu)成的分子,其分子式的確定則不能用均攤法。如由金屬原子M和非金屬原子N構(gòu)成的氣態(tài)團(tuán)簇分子,如下所示,頂角和面上的原子是M原子,棱中心和體心的原子是N原子,M、N原子并不存在共用關(guān)系,所以由氣態(tài)團(tuán)簇分子結(jié)構(gòu)圖可知,M原子共14個,N原子共13個,即分子式為M14N13。
學(xué)以致用1.如圖a、b、c分別代表三種晶胞的結(jié)構(gòu),其晶胞內(nèi)原子個數(shù)比為(　　)。
A.3∶2∶1B.11∶8∶4C.9∶8∶4D.21∶14∶9答案:A
2.如圖為甲、乙、丙三種晶體的空間結(jié)構(gòu)示意圖:
請回答下列問題。(1)甲晶體的化學(xué)式(X為陽離子)為　　　　。?(2)乙晶體中A、B、C三種粒子的個數(shù)比是　　　　。?(3)丙晶體中每個D周圍結(jié)合E的個數(shù)是　　　　。?答案:(1)X2Y (2)1∶3∶1 (3)8
問題探究金屬銅的晶胞結(jié)構(gòu)如圖所示,此晶胞立方體的邊長為a pm,Cu的相對原子質(zhì)量為64,金屬銅的密度為d g·cm-3,試寫出用a、d表示的阿伏加德羅常數(shù)的代數(shù)式。
歸納總結(jié)1.立方晶胞中各物理量的關(guān)系如下:a3×ρ×NA=n×Ma:表示晶胞的棱長;ρ:表示晶體的密度;NA:表示阿伏加德羅常數(shù);n:表示1 ml晶胞中晶體的物質(zhì)的量;M:表示晶體的摩爾質(zhì)量;a3×ρ×NA表示1 ml晶胞的質(zhì)量。
2.計(jì)算晶體密度的思路。計(jì)算晶胞質(zhì)量—由粒子數(shù)計(jì)算晶胞質(zhì)量↓計(jì)算晶胞體積—由晶胞棱長計(jì)算晶胞體積↓計(jì)算晶體密度—由晶胞質(zhì)量、晶胞體積計(jì)算密度
(1)計(jì)算晶胞所含粒子數(shù)。
典例剖析【例2】 一種銅金合金晶胞如圖所示(Au原子位于頂角,Cu原子位于面心),則該合金中Au原子與Cu原子的個數(shù)之比為　　　　;若該晶胞的棱長為a pm,則合金的密度為_______ g·cm-3(只列出算式即可,設(shè)阿伏加德羅常數(shù)的值為NA)。?
學(xué)以致用3. 已知CsCl晶體的密度為d g·cm-3,設(shè)NA為阿伏加德羅常數(shù)的值,相鄰的兩個Cs+的核間距為a cm,如圖所示,則CsCl的摩爾質(zhì)量可以表示為(　　)。
4.砷化鎵是一種半導(dǎo)體材料,其晶胞結(jié)構(gòu)如圖所示,其晶胞參數(shù)為a nm,晶胞密度為ρ g·cm-3。下列說法正確的是(　　)。
A.As位于元素周期表d區(qū)B.砷化鎵化學(xué)式為GaAs2
1.下列有關(guān)晶胞的敘述不正確的是(　　)。A.晶胞是晶體結(jié)構(gòu)中的基本結(jié)構(gòu)單元B.晶胞在晶體中無隙并置形成整塊晶體C.常規(guī)的晶胞是平行六面體D.晶胞都是正八面體答案:D解析:常規(guī)的晶胞是平行六面體,晶胞還有其他形狀。
2.某物質(zhì)的晶體中,含X、Y、Z三種元素的原子,排列方式如圖所示(其中前后兩面面心上的Y原子沒有畫出),晶體中X、Y、Z的原子個數(shù)比為(　　)。?　　　　　　　　　　　　　　　　A.1∶2∶1B.1∶3∶1C.2∶2∶1D.1∶3∶3答案:B
3.鈦酸鈣是典型的鈣鈦礦型化合物,該類化合物具有特殊的理化性質(zhì),比如吸光性、電催化性等,其晶胞結(jié)構(gòu)如圖所示。下列說法不正確的是(　　)。?A.鈦酸鈣的化學(xué)式為CaTiO3B.鈦與鈣是同一周期元素C.基態(tài)鈦原子價層電子排布式是3d24s2D.在晶體中與每個Ca2+距離最近且相等的O2-有6個答案:D
4.科研團(tuán)隊(duì)通過皮秒激光照射懸浮在甲醇溶液中的多臂碳納米管合成T-碳,T-碳的晶體結(jié)構(gòu)可以看成金剛石晶體中每個碳原子被一個由四個碳原子組成的正四面體結(jié)構(gòu)單元取代,T-碳的密度約為金剛石的一半,金剛石的晶胞、T-碳晶體的晶胞如圖所示。下列說法正確的是(　　)。A.T-碳與金剛石互為同位素B.一個T-碳晶胞中含有16個碳原子C.T-碳晶胞和金剛石晶胞的棱長之比為2∶1D.T-碳晶體的硬度小
解析:T-碳與金剛石均為碳的單質(zhì),二者互為同素異形體,故A項(xiàng)錯誤;每個金剛石晶胞中有8個碳原子,則每個T-碳晶胞中含有的碳原子個數(shù)為8×4=32,故B項(xiàng)錯誤;由分析可知,T-碳晶胞的棱長和金剛石晶胞的棱長之比為2∶1,故C項(xiàng)正確;類比金剛石,T-碳晶體也有很高的硬度,故D項(xiàng)錯誤。
6.(1)Li2O具有反螢石結(jié)構(gòu),晶胞如圖1所示。已知晶胞邊長為0.466 5 nm,阿伏加德羅常數(shù)的值為NA,則晶體的密度為　　　　　　　　 g·cm-3(列出計(jì)算式)。?(2)FeS2晶體的晶胞如圖2所示。晶胞邊長為a nm,FeS2相對分子質(zhì)量為M,阿伏加德羅常數(shù)的值為NA,其晶體密度的計(jì)算表達(dá)式為　　　　　　　　　　　 g·cm-3。?