有关晶体的计算课件

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,A,*,1,、晶体中的微粒数、化学式,2,、配位数,3,、边长（晶胞参数）和半径关系,4,、晶胞密度,5,、微粒的空间坐标,6,、微粒间的距离,7,、空间利用率,8,、夹角求算,9,、综合考察,有关晶体的计算,1,A,1、晶体中的微粒数、化学式有关晶体的计算1A,晶胞中微粒个数的计算,均摊法,对于立方晶胞,处于顶点的微粒，同时为,个晶胞共有；,处于棱上的微粒，同时为,个晶胞共有；,处于面上的微粒，同时为,个晶胞共有；,处于体心的微粒，同时为,个晶胞共有。,8,4,2,1,1,、,晶体中的微粒数、化学式,2,A,晶胞中微粒个数的计算 均摊法对于立方晶胞84211、晶体中的,1,、,晶体中的微粒数、化学式,B,3,A,1、晶体中的微粒数、化学式B3A,B,1,、,晶体中的微粒数、化学式,4,A,B1、晶体中的微粒数、化学式4A,晶胞类型,代表,原子的位置,完全占有的原子数,配位数,边长的半径的关系,空间占有率,简单立方,Po,顶点,1,6,a=2r,A2,体心立方,Li Na,K,Fe,顶点、体心,2,8,A1,面心立方,Cu,Ag Au Pt,顶点、面心,4,12,A3,六方晶胞,Be,Mg,Zn Cd,顶点、,内部,2,12,2,、配位数,5,A,晶胞类型代表原子的位置完全占有的原子数配位数边长的半径的关系,各类型离子晶体晶胞的比较,晶体类型,晶胞类型,晶胞结构示意图,配位数,距离最近且相等的相反离子,每个晶胞含有离子数,实例,NaCl,型,AB,CsCl,型,ZnS,型,AB,2,CaF,2,型,Na,+,：,6,Cl,-,：,6,Cs,+,：,Cl,-,：,8,8,Zn,2+,：,S,2-,：,4,4,Ca,2+,：,F,-,：,4,8,Na,+,：,Cl,-,：,Cs,+,：,Cl,-,：,Zn,2+,：,S,2-,：,Ca,2+,：,F,-,：,Na,+,：,Cl,-,：,Cs,+,：,Cl,-,：,Zn,2+,：,S,2-,：,Ca,2+,：,F,-,：,6,6,8,8,4,4,4,8,4,4,1,1,4,4,8,4,KBr AgCl,、,MgO,、,CaS,、,BaSe,ZnS,、,AgI,、,BeO,CsCl,、,CsBr,、,CsI,、,TlCl,碱土金属卤化物、碱金属氧化物。,6,A,各类型离子晶体晶胞的比较晶体类型晶胞类型晶胞结构示意图距离最,（,1,）简单立方晶胞参数：边长,a,球半径,r,与晶胞边长,a,的关系：,a,a,a,a,a=2 r,3,、,边长（晶胞参数）和半径关系,7,A,（1）简单立方晶胞参数：边长a球半径r 与晶胞边长 a 的关,（,2,）体心立方晶胞参数：边长,a,a,a,球半径,r,与晶胞边长,a,的关系：,a,a,b,3,a,b,4r,3,、,边长（晶胞参数）和半径关系,8,A,（2）体心立方晶胞参数：边长aaa球半径r 与晶胞边长 a,（3）六方最密堆积,3,、,边长（晶胞参数）和半径关系,9,A,（3）六方最密堆积3、边长（晶胞参数）和半径关系9A,（,4,）面心立方晶胞参数：边长,a,面心立方密堆积中金属原子的半径,r,与正方体的边 长,a,的关系：,a,a,a,a,a,4r,2,a,3,、,边长（晶胞参数）和半径关系,10,A,（4）面心立方晶胞参数：边长a面心立方密堆积中金属原子的半径,（,5）石墨晶胞,A,层,A,层,B,层,3,、,边长（晶胞参数）和半径关系,11,A,（5）石墨晶胞A层A层3、边长（晶胞参数）和半径关系11A,石墨的密度：,设碳原子半径为,r,，底面边长为,a,pm,，高为,h,，层间距为,d,，则,h=2d,。均摊法算出石墨晶胞中有,4,个,C,原子（,8,顶点，,2,面，,4,棱，,1,内）。,看底面,a,2r,2,a,2rsin60,12,A,石墨的密度：设碳原子半径为r，底面边长为a pm，高为h，层,（,6）金刚石型,在面心立方基础上，再插入,4,个球，分别占据,8,个小立 方体中,4,个互不相邻的体心,，,1,2,3,4,5,6,87,若,1,号小体心有球，则,3,、,6,、,8,号小体心 也有球,每个新插入的球，与它所在 小立方体的顶点,4,个球相切,3,、,边长（晶胞参数）和半径关系,13,A,（6）金刚石型在面心立方基础上，再插入4个球，分别占据8个小,（,7,）,氯化钠型晶胞参数,a,与离子半径的关系：,相切,3,、,边长（晶胞参数）和半径关系,14,A,（7）氯化钠型晶胞参数a与离子半径的关系：相切3、边长（晶胞,（,8,）氟化钙型晶胞参数,a,与离子半径的关系：实际上与金刚石型相同,3a,4(r,r,),3,、,边长（晶胞参数）和半径关系,15,A,（8）氟化钙型晶胞参数a与离子半径的关系：实际上与金刚石,-Cs,+,-Cl,-,（,9）CsCl,的晶体结构及晶胞构示意图,Cs,+,的配位数为：,Cl,-,的配位数为：,8,8,3,、,边长（晶胞参数）和半径关系,16,A,-Cs+-Cl-（9）CsCl的晶体结构及晶胞构示意,练习：,2017,全国三卷,（,5,）,MgO,具有,NaCl,型结构（如图），其中阴离子采用面心立方最密堆积方式，,X,射线衍射实验测得,MgO,的晶胞参数为,a,=0.420 nm,，则,r,(O,2-,),为,_nm,。,MnO,也属于,NaCl,型结构，晶胞参数为,a,=0.448,nm,，则,r,(Mn,2+,),为,_nm,。,答案,0.148 0.076,17,A,练习：2017全国三卷（5）MgO具有NaCl型结构（如图）,晶体密度计算公式,4,、晶胞密度的计算,18,A,晶体密度计算公式4、晶胞密度的计算18A,小组讨论,例,1,、铝单质为面心立方晶体，其晶胞参数,a,0,405nm,，列式表示铝单质的密度,gcm,3,(,不必计算出结果,),例,2,、已知金刚石的晶胞如图，金刚石中,C-C,键长为,155pm,，求金刚石的晶体密度（,g.cm,-3,）,?,例,3,、（,2016,年新课标全国卷,II,）,37,（,4,）某镍白铜合金的立方晶胞结构（镍的原子量：,59,）如图所示。,晶胞中铜原子与镍原子的数量比为,_,。,若合金的密度为,d,g/cm,3,，晶胞参数,a,=_nm,。,4,、晶胞密度的计算,19,A,小组讨论例1、铝单质为面心立方晶体，其晶胞参数a0405,4,、晶胞密度的计算,20,A,4、晶胞密度的计算20A,4,、晶胞密度的计算,21,A,4、晶胞密度的计算21A,石墨的密度：,设碳原子半径为,r,，底面边长为,a,pm,，高为,h,，层间距为,d,，则,h=2d,。均摊法算出石墨晶胞中有,4,个,C,原子（,8,顶点，,2,面，,4,棱，,1,内）。,看底面,a,2r,2,a,2rsin60,22,A,石墨的密度：设碳原子半径为r，底面边长为a pm，高为h，层,5,、,微粒的空间坐标,23,A,5、微粒的空间坐标23A,（,1,）球数：,8,1/8+6,1/2=4,（,2,）分数坐标：（,0,0,0,）,-,顶点,（,1/2,1/2,0,）,（,1/2,0,1/2,）,（,0,1/2,1/2,）,-,体心,（,3,）配位数：,12,同层,6,上下各,3,面心立方最密堆积小球坐标,24,A,（1）球数：81/8+61/2=4（3）配位数：,（,1,）球数：,8,1/8+1=2,*,（,2,）分数坐标：（,0,0,0,）,-,顶点,（,1/3,2/3,1/2,）,-,体心,（,3,）配位数：,12,同层,6,上下各,3,六方最密堆积小球坐标,25,A,（1）球数：81/8+1=212同层6 上下各3六,4.(2016,全国高考,37)(6),晶胞有两个基本要素,:,原子坐标参数,表示晶胞内部各原子的相对位置,下图为,Ge,单晶的晶胞,其中原子坐标参数,则,D,原子的坐标参数为,。,晶胞参数,描述晶胞的大小和形状,已知,Ge,单晶的晶胞参数,a=565.76 pm,其密度为,gcm,-3,(,列出计算式即可,),。,5,、,微粒的空间坐标,26,A,4.(2016全国高考37)(6)晶胞有两个基本要素:,27,A,27A,6,、,微粒间的距离,28,A,6、微粒间的距离28A,6,、,微粒间的距离,29,A,6、微粒间的距离29A,6,、,微粒间的距离,30,A,6、微粒间的距离30A,31,A,31A,空间利用率：球体积占晶胞体积的百分比,密度：球质量与晶胞体积的比值,通用公式：,球数,4,r,3,空间利用率,3,100%,晶胞体积,N,A,晶胞体积,球数,球的摩尔质量,密度,其中，密度公式中共有四个未知量：,密度，微粒摩尔质量，晶 胞体积，,N,A,，知道,3,个可求另一个，因此可能围绕密度出现,4,种题型。在晶胞体积中，还可以考察晶胞边长与微粒半径的关系。,7,、空间利用率,32,A,空间利用率：球体积占晶胞体积的百分比密度：球质量与晶胞体积的,（,1,）体心立方空间利用率：球体积占晶胞体积的百分比,8,a,3,3,100%,68.02%,r,3,3,4,2,4,r,3,3,3,2,4,r,3,7,、空间利用率,33,A,（1）体心立方空间利用率：球体积占晶胞体积的百分比8a 33,（,2,）,六方最密堆积空间利用率：球体积占晶胞体积的百分比,2,S,a,a,sin 60,3,a,2,26,23,3,V,晶胞,a,a,2,3,2,a,3,82,r,3,(,晶胞中有,2,个球,),球,V,2,4,r,3,100%,74.05%,晶胞,球,V,V,34,A,（2）六方最密堆积空间利用率：球体积占晶胞体积的百分比2S,35,A,35A,（,4,）金刚石空间利用率：球体积占晶胞体积的百分比,a,3,3,r,3,8,3,3,100%,34%,8,4,r,3,8,4,r,3,7,、空间利用率,36,A,（4）金刚石空间利用率：球体积占晶胞体积的百分比a 3,8,、夹角求算,37,A,8、夹角求算37A,例,：,在一定温度下，,NiO,晶体可以自发地分散并形成,“单分子层”（如下图），可以认为氧离子作密致单 层排列，镍离子填充其中，列式计算每平方米面积上 分散的该晶体的质量。（已知,NiO,的摩尔质量约为,74.7 g/mol,，氧离子半径为,140 pm,）,9,、综合考察,38,A,例：在一定温度下，NiO晶体可以自发地分散并形成9、综合考,9,、综合考察,39,A,9、综合考察39A,9,、综合考察,40,A,9、综合考察40A,41,A,41A,42,A,42A,43,A,43A,