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第三章 晶体结构与性质
第一节 物质的聚集状态与晶体的常识
第2课时 晶胞
流
交
与
考
思
金刚石晶体
铜晶体
氯化钠晶体
这么多不同的晶体，如何描述其中微粒的排列呢？
一、晶胞
1、概念：
描述晶体结构的基本单元。
晶胞是晶体中最小的结构重复单元。
蜂巢与蜂室
铜晶体
铜晶胞
堆积图
能展示粒子的相对大小，晶胞对粒子的占有率，粒子与粒子的堆积接触和空隙。
点阵图
能清晰展示粒子在晶胞中的相对位置，有利于分析点、线、面、角的关系。
两种晶胞图
一、晶胞
2、特点：
常规的晶胞都是平行六面体。
金刚石晶胞
CO2晶胞
铜晶胞
NaCl晶胞
Cl－
Na＋
八个顶角相同，
三套各四根平行棱分别相同，
三套各两个平行面分别相同。
整块晶体可以看作是数量巨大的晶胞“无隙并置”而成。
无隙：指相邻的晶胞之间没有任何间隙。
相邻的晶胞之间完全共顶点、共棱、共面！
并置：指所有晶胞都是平行排列的，取向相同。
一个晶胞到另一个晶胞只需平移，不需转动。
同一个晶体中，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。
判断下列六面体是否是晶胞？

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。
一个铜晶胞含有几个铜原子？
流
交
与
考
思
铜晶体
铜晶胞
2
7
8
4
3
2
1
顶角:
6
5
均摊法：
若某个粒子为x个晶胞所共有，则该粒子有 属于一个晶胞。
1
x
1
8
1
棱边:
3
4
1
2
面心:
1
体心:
1
4
1
2
1
铜晶胞
一个铜晶胞含有几个铜原子？
流
交
与
考
思
铜晶胞的原子数=4
顶角位置：8× ＝1
8
1
面上位置：6× ＝3
2
1
流
交
与
考
思
NaCl晶胞如图所示，其中体积较小的为 ，体积较大的为 ，请计算出NaCl晶胞中所含Na+和Cl-的个数。
Na+
Cl-
Na+个数=12× + 1 = 4
1
4
Cl-个数= 8× + 6× = 4
1
8
1
2
晶胞中Na+和Cl-的个数比为____
1:1
由晶胞构成的晶体，其化学式只表示每个晶胞或晶体中各类粒子的最简整数比。
下图依次是金属钠(Na)、金属锌(Zn)、碘(I2)、金刚石(C)晶胞的示意图，数一数，它们分别平均含几个原子？
1、晶胞中Na原子数=
2、晶胞中Zn原子数=
4、晶胞中C原子数=
I2晶胞
8个顶角
6个面心
3、晶胞中I原子数=
(8× ＋6× )×2＝8
8
1
2
1
金刚石晶胞
8个顶角
6个面心
4个体心
8× ＋6× ＋4＝8
8
1
2
1
常见的晶胞
简单立方
体心立方
面心立方
类型
结构特点 在平形六面体的8个顶角上有粒子 除8个顶角上有粒子外，平行六面体的体心上还有1个粒子 除8个顶角上有粒子外，平行六面体的6个面的面心上均有1个粒子
一个晶胞的原子数 1 2 4
1、如图为甲、乙两种晶体的晶胞示意图，试写出：
(1)甲晶体的化学式(X为阳离子)为______。
(2)乙晶体中A、B、C三种粒子的个数比是________。
X3Y
1∶3∶1
2、下图为高温超导领域的一种化合物——钙钛矿晶体结构，该结构是具有代表性的最小重复单元。
(1)在该物质的晶体中，每个钛离子周围与它最接近且距离相等的钛离子共有 个
(2)该晶体结构单元中，氧、钛、钙离子的个数比是 。
6
2、下图为高温超导领域的一种化合物——钙钛矿晶体结构，该结构是具有代表性的最小重复单元。
(1)在该物质的晶体中，每个钛离子周围与它最接近且距离相等的钛离子共有 个
(2)该晶体结构单元中，氧、钛、钙离子的个数比是 。
6
3:1:1
O：12×1/4＝3
Ti: 8×1/8＝1
Ca：1
3、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
C
若该图是一个晶胞，则这种计算正确，但它是一个气态团簇分
子，其化学式就是其分子式，应直接数出原子数。
小结：团簇分子或纳米颗粒中，所含微粒为其本身所有，不与其他分子或颗粒共用。
拓展：
1、正三棱柱晶胞中粒子的计算方法
顶角:
1
12
侧棱:
面心:
体心:
1
6
1
2
1
上下棱:
1
4
2、六棱柱晶胞中粒子的计算方法
顶角:
1
6
侧棱:
1
3
上下棱:
1
4
面心:
体心:
1
2
1
3、晶胞中粒子数目的计算(均摊法)
晶胞 顶点 棱边 面心 体心
立方体
三棱柱
六棱柱
1
8
1
4
1
2
1
1
12
1
6
侧棱
1
4
上下
1
2
1
1
6
1
3
侧棱
1
4
上下
1
2
1
X：6×1/12=1/2
Y：6×1/4+3×1/6=2
Z：1
Mg：12×1/6+2×1/2=3
B: 6
1.计算下列晶胞中原子数目
晶胞1
晶胞2
(在体内)
2.石墨晶体的层状结构，层内为平面正六边形结构(如图),
试回答下列问题：
（1）图中平均每个正六边形占有C原子
数为____个、占有的碳碳键数为____个。
（2）碳原子数目与碳碳化学键数目之比
为_______。
2：3
2
3

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