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第一节　物质的聚集状态与晶体的常识
第2课时　晶胞与晶体结构的测定
第三章　晶体结构与性质
[学习目标]
1.认识简单晶胞的结构特征。
2.会进行各种典型的晶胞中粒子数目的计算和晶体化学式的确
定(重、难点)。
3.了解晶体结构的测定方法。
引入新课
如何描述晶体在微观空间里原子的排列？
在晶体微观空间里取出一个基本单元——晶胞
一、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
金刚石晶体结构
金刚石晶胞
常规的晶胞都是平行六面体，整块晶体是数量巨大的晶胞“无隙并置”而成的。
(1)“无隙”：相邻晶胞之间没有任何间隙。
(2)“并置”：所有晶胞都是平行排列的，取向相同。
(3)所有晶胞的形状及其内部的原子种类、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(均摊法)
(1)铜晶胞
①位于顶角的铜原子
完全属于某一晶胞的铜原子数：
1
2
4
3
7
6
8
5
8个晶胞共用
②位于面心的铜原子
1
2
2个晶胞共用
8× + 6×＝4
一、晶胞
3.晶胞中粒子数目的计算(均摊法)
(2) NaCl晶胞
①Cl－位于顶角和面心，共有4个
②Na＋位于棱上和体心，共有4个
4.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。
Cl－
Na＋
Cl－
8× + 6×＝4
12× + 1＝4
一、晶胞
应用体验
1.正误判断
(1)晶胞是晶体中最小的平行六面体
(2)不同晶体中晶胞的大小和形状都相同
(3)晶胞中的任何一个粒子都只属于该晶胞
(4)已知晶胞的组成也无法推知晶体的组成
×
×
×
×
2.(2023·广州期末)下列结构示意图中，不能表示晶胞的是
√
一、晶胞
应用体验
3.下列各项是晶体结构中具有代表性的最小重复单元的排列方式，图中：
—X， —Y， —Z。其中对应的化学式不正确的是
√
4.科学家发现一种由钛原子和碳原子构成的气态团簇分子，如图所示。顶角和面心的原子是钛原子，棱的中心和体心的原子是碳原子，则它的化学式是
A.TiC B.Ti6C7 C.Ti14C13 D.Ti13C14
√
一、晶胞
应用体验
5.如图依次是金属钠(Na)、金属锌(Zn)、碘(I2)、金刚石(C)晶胞的示意图。
平均含有的原子数为钠____个；锌___个；碘___个；金刚石___个。
2
2
8
8
一、晶胞
均摊法确定晶胞中粒子的个数
若晶胞中某个粒子为n个晶胞所共用，则该粒子有 属于这个晶胞。
长方体形(正方体形)晶胞中不同位置的粒子对晶胞的贡献：
方法点拨
顶角： 棱上： 面上： 内部：1
一、晶胞
二、晶体结构的测定
1.常用仪器：
X射线衍射仪
2.测定过程：
单一波长的X射线通过晶体时，X射线和晶体中的电子相互作用，在记录仪
上产生分立的斑点或者明锐的衍射峰。
3.作用：
根据衍射图，经过计算可得晶胞形状和大小、分子或原子在微观空间有序排列
呈现的对称类型、原子在晶胞里的数目和位置等，以及原子间相互关系。
晶体
非晶体
1.下列有关说法正确的是
A.测定晶体结构最常用的仪器是X射线衍射仪
B.石英玻璃和水晶的衍射图谱相同
C.通过乙酸晶体的X射线衍射实验，只能测定晶胞中含有的乙酸分子数，
不能推出乙酸分子的空间结构
D.晶体的X射线衍射实验不能判断晶体中存在哪些化学键，也不能确定键长
和键角
√
应用体验
二、晶体结构的测定
应用体验
2.因生产金属铁的工艺和温度等因素不同，产生的铁单质的晶体结构、密度和性质均不同，对铁晶体用X射线衍射进行测定，测得A、B两种晶胞，其晶胞结构示意如图：
则A、B两种晶胞中含有的铁原子数分别是_____、_____。
2
4
二、晶体结构的测定
自我测试
1.如图是某化合物的晶胞，下列有关说法不正确的是
A.X原子对该晶胞组成的贡献率为
B.Y原子对该晶胞组成的贡献率有和1两种
C.晶胞中含有的Z原子最少
D.该化合物的化学式为XY2Z
√
自我测试
2.话筒是声电转换的换能器，在话筒中有一种材料的结构如图所示，它的主要成分是钛酸钡，根据晶胞的结构示意图，可知它的化学式是
A.BaTi8O12 B.BaTi4O6
C.BaTi2O4 D.BaTiO3
√
自我测试
3.如图为高温超导领域里的一种化合物——钙钛矿晶胞结构。
(1)在该晶体中每个钛离子周围与它最接近且等距离的钛离子有____个。
6
(2)该晶胞中元素氧、钛、钙的粒子个数比是________。
3∶1∶1
自我测试
4.通过X射线衍射仪得到的图谱能获得下列物质晶胞的形状。
(1)元素铜的一种氯化物晶体的晶胞结构如图所示，该氯化物的化学式是_____。
CuCl
(2)实验室模拟回收某废旧含镍催化剂(主要成分为NiO，另含Fe2O3、CaO、CuO、BaO等)生产Ni2O3。加入稀硫酸充分酸浸后过滤，得到浸出液和浸出渣，其浸出渣的X射线衍射图谱如右：
根据右图所示的X射线衍射图谱，可知浸出渣含有三种主要成分，其中“物质X”为______。
BaSO4
自我测试
4.通过X射线衍射仪得到的图谱能获得下列物质晶胞的形状。
(3)利用“卤化硼法”可合成含B和N两种元素的功能陶瓷，如图为其晶胞结构示意图，则每个晶胞中含有B原子的个数为____，该功能陶瓷的化学式为____。
BN
2
本节内容结束

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