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◆人教版(2019)选择性必修二 物质结构与性质 第三章
第一节 物质的聚集状态和晶体常识
第二课时：晶胞
1.认识晶胞并理解晶体中粒子的空间排布存在周期性。
2.学会计算晶胞中粒子的数目，学会计算晶体的化学式。
3.学会计算晶体的密度。
【学习目标】
【重、难点】晶胞中粒子数目以及晶体密度的计算
目录
晶体和晶胞的概念
晶体和晶胞的关系
晶胞中粒子个数的计算
晶体密度的计算
课堂小结
01
02
03
04
05
一、晶体和晶胞的概念
氯化钠晶体结构
铜晶体结构
金刚石结构
晶体：内部微粒(原子、离子或分子)在三维空间里呈周期性排列而构成的具有规则几何外形的固体。
一、晶体和晶胞的概念
描述晶体结构的基本单元叫晶胞。
铜晶胞
铜晶体结构
晶胞是晶体中最小的结构重复单元。
一般来说,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”是相邻晶胞之间没有任何间隙。
(2)“并置”是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、个数及几何排列是完全相同的。
平行六面体
无隙并置
二、晶体和晶胞的关系
金刚石晶胞
CO2晶胞
NaCl晶胞
铜晶胞
Na＋
Cl－
讨论：分析以下晶胞中有几套相互平行的棱？晶胞中有几套相互平行的面？总结晶胞满足哪些条件。
晶胞
平行六面体
8个顶角相同
3套各2个平行面分别相同
3套各4根平行棱分别相同
课堂练习1：判断下列六面体是否是晶胞？
A：图中的晶体结构满足晶胞的特点，是晶胞。
B：图中的晶体结构，不满足晶胞“8个顶角相同”的要求，无法进行“无隙并置”，不是晶胞。
C：图中的晶体结构，不满足晶胞“三套各4根平行棱分别相同”的要求，无法进行“无隙并置”，不是晶胞。
D：图中的晶体结构，不满足“三套各两个平行面分别相同”的要求，无法进行“无隙并置”，不是晶胞。
问题1：请计算出这个铜晶胞中含有的铜原子数目？
每个顶点:1/8
每个面心:1/2
金属铜一个晶胞中铜原子数：
8×1/8+6×1/2=4
铜晶胞中含有8个顶点、6个面心
三、晶胞中粒子个数的计算——均摊法
平行六面体晶胞中不同位置的粒子数的计算
体心：1
8个晶胞共用一个顶点：每个分摊1/8
4个晶胞共用一条棱边：每个分摊1/4
2个晶胞共用一个面 心：每个分摊1/2
面心：1/2
体心：1
棱边：1/4
顶点：1/8
Na+数＝12× +1 ＝4
1
4
1
8
Cl-数＝8× +6 × ＝4
1
2
Na+数: Cl-数=1:1
氯化钠的化学式为NaCl
一个晶胞含4个NaCl
应用：可以根据晶胞结构确定物质的化学式。
课堂练习2：请计算出NaCl晶胞Na+和Cl-的个数？
金属钠（Na） 金属锌（Zn） 碘（I2） 金刚石（C）
课堂练习3：下列晶胞中分别平均含有几个原子？
A
B
化学式：
AB
化学式：
AB2
C
化学式：
ABC3
课堂练习4：请写出下列晶胞表示的离子晶体的化学式？
(A表示阳离子)
六方晶胞中粒子的计算方法
顶角：1/6
上、下棱：1/4
侧棱：1/3
面上：1/2
内部：1
“均摊法”是计算每个晶胞平均拥有的粒子数目的常用方法。其基本理念是每个粒子被n个晶胞所共用，则该粒子有1/n属于这个晶胞。
正三棱柱晶胞中粒子的计算方法
顶点：1/12
侧棱：1/6
内部：1
上下棱：1/4
晶胞1
晶胞2
X：6/12=1/2
Y：6/4+3/6=2
Z：1
Mg：12/6+2/2=3
B:(晶胞内) 6
化学式为：XZ2Y4
化学式为：MgB2
课堂练习5：计算下列晶胞中原子数目，确定化学式。
Na+
Cl－
(1)每个晶胞中有____个Na＋，____个Cl－；
(2)在NaCl晶胞中，每个Na＋周围距离最近
的Cl－有___个；每个Cl－周围最近距离的Na＋有___个。
(3)在NaCl晶体中，每个Na＋周围最近距离的Na＋有____个。
(4)该晶胞中，若两个距离最近的Na＋核间距为a cm，
则该晶体的密度ρ = _______ g·cm-3。
4
4
6
6
12
课堂练习6：右图为氯化钠的晶胞，
请回答下列问题：
1、晶体密度计算公式：
m:晶胞质量(g)
V：晶胞体积(cm3)
2、计算步骤
(1)晶胞质量m的计算
①选取一个晶胞。
②用均摊法确定晶胞或所截取结构单元中所含的原子、分子或离
子数目，确定组成单质或化合物“粒子”的数目，设为N。
③计算晶胞中所含“粒子”的物质的量：
NA为阿伏伽德罗常数
④计算晶胞的质量： M为该微粒的摩尔质量。
五、晶体密度的计算
(3)由
计算晶胞的密度，即晶体密度。
(2)计算晶胞的体积V。
注意单位换算:1m=102cm=109nm=1010 =1012pm
练习6：(4)该晶胞中，若两个距离最近的Na＋核间距为a cm，则晶体的密度ρ = ______ g·cm-3。
Na+
Cl－
晶胞的边长:
b=√2 a cm
晶胞分摊4个NaCl
ρ = =
N · M
b3 · NA
4×58·5
(√2 a)3 ×NA
=
58·5√2
a3 · NA
g·cm－3
2、计算步骤
晶胞
概念：
用均摊法算原子个数
特点:
晶体
晶胞是晶体中最小的结构重复单元。
整块晶体可以看作是数量巨大的晶胞无隙并置而成。
8个顶角相同、3套各4根平行棱分别相同、
3套各2个平行面分别相同的最小平行六面体
六、课堂小结
THANKS
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