2024-2025学年高二化学人教版（2019）选修2——以数形结合之法，解晶体结构之惑（课件）.pptxVIP

以数形结合之法，解晶体结构之惑第三章晶体结构与性质微专题人教版选择性必修2

学习目标1.会计算晶胞中的粒子数，确定化学式2.会计算晶胞中各微粒的配位数3.掌握晶胞中各线段的关系，结合数学思想解决密度、空间利用率和微粒在晶胞中的空间位置关系等计算的问题

124376851221341体心：1面心：1/2顶点：1/8棱边：1/4立方体体心1面心1/2棱边1/4顶点1/8晶胞中粒子数的计算方法——均摊法

三棱柱体心1面心1/2棱边水平1/4竖1/6顶点1/12晶胞中粒子数的计算方法——均摊法

六棱柱体心1面心1/2棱边水平1/4竖1/3顶点1/6晶胞中粒子数的计算方法——均摊法

【实战演练】1.(2022·湖北卷,9)某立方卤化物可用于制作光电材料,其晶胞结构如图所示。下列说法错误的是()A.Ca2+的配位数为6B.与F-距离最近的是K+C.该物质的化学式为KCaF3D.若F-换为Cl-,则晶胞棱长将改变B

【解析】Ca2+配位数为与其距离最近且等距离的F-的个数,如图所示,Ca2+位于体心,F-位于面心,所以Ca2+配位数为6,A项说法正确;F-与K+的最近距离为棱长的,F-与Ca2+的最近距离为棱长的,所以与F-距离最近的是Ca2+,B项说法错误;K+位于顶点,晶胞均摊K+个数=8×1/8=1,F-位于面心,晶胞均摊F-个数=6×1/2=3,Ca2+位于体心,晶胞均摊Ca2+个数=1,故该物质的化学式为KCaF3,C项说法正确;F-与Cl-半径不同,替换后晶胞棱长将改变,D项说法正确。【方法点拨】计算晶体化学式的方法

计算一:根据晶胞的结构确定晶体的化学式晶体的化学式表示的是晶体(也可以说是晶胞)中各类原子或离子数目的最简整数比。【思维建模】根据均摊法计算出1个晶胞中，各种原子个数的最简整数比可确定该物质的化学式。注意：团簇分子或纳米颗粒与晶胞不同，这两类物质是独立的分子，所有原子均为该分子所有。与晶体中多个晶胞共用原子不相同

2.(2022·全国甲卷,35)萤石(CaF2)是自然界中常见的含氟矿物,其晶胞结构如图所示,X代表的离子是;若该立方晶胞参数为apm,正负离子的核间距最小为pm。【实战演练】Ca2+a

【解析】每个晶胞中的X离子位于晶胞的顶点和面心,每个晶胞中分摊4个X离子,Y离子位于晶胞内,共8个,X与Y的离子个数比为1∶2,故X是Ca2+,Y是F-。根据晶胞结构,可将晶胞分成8个相等的小正方体,仔细观察CaF2的晶胞结构,不难发现F-位于晶胞中小立方体的体心,小立方体边长为1/2a,体对角线为a,Ca2+与F-之间的距离就是小晶胞体对角线的一半,因此晶体中正负离子核间距的最小的距离为apm。

几种常见的晶胞结构及晶胞含有的粒子数目A.NaCl(含4个Na+,4个Cl-)B.干冰(含4个CO2)C.CaF2(含4个Ca2+,8个F-)D.金刚石(含8个C)E.体心立方(含2个原子)F.面心立方(含4个原子)

1.已知金属钋是简单立方堆积，钋原子半径为rcm，计算：钋晶胞棱长；钋的密度。①边长a=2r②密度计算二:晶体密度、晶胞边长、空间利用率等之间计算

③空间利用率=微粒数×1个微粒体积晶胞体积简单立方堆积已知：立方体的棱长为2r，球的半径为r2r1个晶胞中平均含有1个原子V球=V晶胞=（2r）3=8r3空间利用率==52%计算二:晶体密度、晶胞边长、空间利用率等之间计算×100%

计算二:晶体密度、晶胞边长、空间利用率等之间计算2.已知金属金是面心立方紧密堆积，金原子半径为rcm，计算：金晶胞边长、密度、空间利用率。2边长a=2r

计算二:晶体密度、晶胞边长、空间利用率等之间计算2.已知金属金是面心立方紧密堆积，金原子半径为rcm，计算：金晶胞边长、密度、空间利用率。空间利用率=微粒数×1个微粒体积晶胞体积×100%2da微粒数：8×1/8+6×1/2=41个晶胞中含4个原子4Xπ43d23(d)3=74%空间利用率=×100%

3.面心立方最密堆积：a=4ra4r面心立方体：

计算二:晶体密度、晶胞边长、空间利用率等之间计算3.已知金属钾是体心立方紧密堆积，钾原子半径为rcm，请计算：钾晶胞边长、密度、空间利用率。边长a=4r/3

计算二:晶体密度、晶胞边长、空间利用率等之间计算3.已知金属钾是体心立方紧密堆积，钾原子半径为rcm，请计算：钾晶胞边长、密度、空间利用率。空间利用率=微粒数×1个微粒体积晶胞体积×100%1个晶胞含2个原子

bcc2.体心立方堆积体心立方体：

常见晶胞所含微粒的数目(n)，晶胞边长(a