2025年春高二化学选择性必修2人教版导学案 3.1.2晶胞（导学案）人教版2019选择性必修2（解析版）.docx

3.1.2晶胞

1.认识简单的晶胞，能运用多种晶体模型和晶胞结构确定微粒个数和化学式，促进“证据推理与模型认知”化学核心素养的发展。

2.了解晶体结构的测定方法。

重点：晶胞的形状、堆积方式以及结构特点；均摊法计算晶胞的化学组成。

难点：晶胞的无隙并置堆积方式及其结构特点。

1．晶胞

(1)概念：描述晶体结构的基本单元。

(2)晶胞与晶体的关系

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。

①“无隙”是指相邻晶胞之间没有任何间隙。

②“并置”是指所有晶胞都是平行排列的，取向相同。

③所有晶胞的形状及内部的原子种类、个数及几何排列(包括取向)是完全相同的。

(3)晶胞中粒子数目的计算(以铜的晶胞为例)

①位于顶角上的铜原子为8个晶胞共用。

②位于面心上的铜原子为2个晶胞共用。

③晶体铜中完全属于某一晶胞的铜原子数是4。

2．晶体结构的测定

测定晶体结构最常用的仪器是X射线衍射仪。当单一波长的X射线通过晶体时，会在记录仪上产生分立的斑点或者明锐的衍射峰，而非晶体图谱中没有。

1．下列有关晶胞的叙述正确的是()

A．晶胞的形状可以任意指定

B．不同的晶体中，晶胞的大小和形状都相同

C．晶胞中的任何一个粒子都完全属于该晶胞

D．已知晶胞的组成就可推知晶体的组成

【答案】D

2．整块晶体可以看作是数量巨大的晶胞“无隙并置”而成。对这句话的理解错误的是()

A．晶胞是描述晶体结构的基本单元

B．晶体是晶胞简单、随意堆积而成

C．晶胞排列时，取向相同

D．相邻晶胞之间没有任何间隙

【答案】B

3．下列六面体可作为晶胞的是（）

【答案】A

考点1晶胞中粒子数目的求算及化学式的确定

1．晶体的化学式的含义

晶体的化学式表示的是晶体(也可以说是晶胞)中各类原子或离子的最简整数比。

2．均摊法确定晶胞中粒子的个数

如晶胞中某个粒子为n个晶胞所共用，则该粒子有eq\f(1,n)属于这个晶胞。

(1)长方体形(正方体形)晶胞中不同位置的粒子对晶胞的贡献

(2)六方晶胞中不同位置粒子对晶胞的贡献

3．求化学式

根据均摊法计算出一个晶胞中所含微粒数目，求出晶胞所含微粒个数的最简整数比，从而写出晶体的化学式。

某种只含镁、镍和碳三种元素的晶体也具有超导性。该新型超导材料的一个晶胞(碳原子用“”表示，镍原子用“”表示，镁原子用“”表示)如图所示。则该晶体的化学式是()

A．Mg2CNi3 B．MgC2Ni

C．MgCNi2 D．MgCNi3

【答案】D

【解析】该晶体的结构单元中含镁原子个数为8×eq\f(1,8)＝1；含镍原子个数为6×eq\f(1,2)＝3；含碳原子个数为1，则该晶体的化学式为MgCNi3。

钙是构成人体骨骼和牙齿的主要元素之一，下列说法不正确的是()

A．工业上通过电解法制备Ca

B．CaCO3可用于海水提镁，其阴离子空间结构为平面三角形

C．钙钛矿晶体中钛离子周围与它最近且距离相等的钛离子个数为8

D．钙钛矿晶胞中氧、钙、钛的粒子个数比为3∶1∶1

【答案】C

【解析】金属钙化学性质非常活泼，用电解熔融氯化钙的方法制备，A正确；CaCO3高温分解得到氧化钙，CaO溶于水生成Ca(OH)2，Ca(OH)2可用于海水提镁，COeq\o\al(2－,3)空间结构是平面三角形，B正确；钙钛矿晶体中钛离子处于顶角位置，周围与它最近且距离相等的钛离子个数为6，C错误；晶胞中氧原子位于棱上，钙原子位于体心，钛原子位于顶角，根据均摊法知，钙钛矿晶胞中氧、钙、钛的粒子个数分别为12×eq\f(1,4)、1、8×eq\f(1,8)，D正确。

一、选择题(每小题只有1个选项符合题意)

1.已知CsCl晶体的密度为ρg/cm3，NA为阿伏加德罗常数的值，相邻的两个Cs＋的核间距为acm，如图所示，则CsCl的相对分子质量可以表示为()

A．NAa3ρ B.eq\f(NAa3ρ,6)

C.eq\f(NAa3ρ,4) D.eq\f(NAa3ρ,8)

【答案】A

【解析】由题图可知，相邻的两个Cs＋的核间距为acm，即晶胞棱长为acm，体积为a3cm3，顶点在空间被8个晶胞共用，体心为1个晶胞拥有，可知含1个氯离子，Cs＋个数为8×eq\f(1,8)＝1，则由ρV＝eq\f(N·M,NA)可知，M＝eq\f(ρVNA,1)＝NAa3ρ(g/mol)，摩尔质量在以g/mol为单位时在数值上等于其相对分子质量，所以其相对分子质量是NAa3ρ。

2.CaC2晶体的晶胞结构(如图所示)与NaCl晶体的相似，但因为CaC2晶体中含有的哑铃形Ceq\o\al(2－,2)的存在，使晶胞沿一个方向拉长。下列关于CaC2晶体的说法中正确的是()