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新授課
第三章 晶體結(jié)構(gòu)與性質(zhì)
課時2 晶胞
【學(xué)習(xí)目標(biāo)】
1.了解晶胞的概念，能根據(jù)晶胞確定晶體組成。 2.知道晶體結(jié)構(gòu)的測定方法，能根據(jù)晶胞進(jìn)行相關(guān)計算。
【學(xué)習(xí)活動】
學(xué)習(xí)任務(wù)
目標(biāo)一：了解晶胞的概念，能根據(jù)晶胞確定晶體組成。 任務(wù)1：閱讀教材p73內(nèi)容，完成下列問題。 1.晶胞是晶體結(jié)構(gòu)的基本單元，晶胞是否全是平行六面體？由晶胞構(gòu)成的晶體，其化學(xué)式是否表示一個分子中原子的數(shù)目？ 2.平行六面體晶胞中有幾套平行棱，幾套平行面？晶體與晶胞有什么關(guān)系？ 3.任何晶胞中，位于頂點上的粒子，一定被8個晶胞共有嗎？ 任務(wù)2：1.如何計算每個晶胞中所含有的原子數(shù)目？在NaCl的晶胞中，Cl—和Na+位于晶胞平行六面體的什么位置，每個晶胞中分別含多少個Cl—和Na+？ 2.由晶胞構(gòu)成的晶體，其化學(xué)式是否表示一個分子中原子的數(shù)目？ 3.以下是四種晶體的晶胞示意圖 ①依據(jù)圖Ⅰ分析，銅晶胞平均含有的銅原子數(shù)是多少？ ②依據(jù)圖Ⅱ分析，干冰晶胞平均含有CO2的分子數(shù)是多少？ ③依據(jù)圖Ⅲ分析，碘晶體中碘分子的排列有幾種不同的方向？ ④依據(jù)圖Ⅳ分析，晶體M的化學(xué)式是什么？ 4.計算晶胞中的微粒數(shù)目為什么采用均攤法？ 5.思考如圖所示，六方晶胞中所含微粒數(shù)目為多少？寫出計算過程。 【方法小結(jié)】 均攤法確定晶胞中粒子的個數(shù) 均攤法：若某個粒子為n個晶胞所共有，則該粒子的屬于這個晶胞。 (1)長方體形(正方體形)晶胞中不同位置的粒子數(shù)的計算： (2)六棱柱晶胞中不同位置的粒子數(shù)的計算： ―→ ―→ ―→ ―→
目標(biāo)二：知道晶體結(jié)構(gòu)的測定方法，能根據(jù)晶胞進(jìn)行相關(guān)計算。 任務(wù)1：閱讀教材p75內(nèi)容，完成下列問題。 1.測定晶體結(jié)構(gòu)最常用的儀器是X射線衍射儀，X射線衍射實驗原理是什么？通過晶體X射線衍射圖可獲知哪些信息，有哪些應(yīng)用？ 2.某晶體結(jié)構(gòu)模型如圖所示，試寫出該晶體的化學(xué)式，在晶體中1個Ti原子、1個Co原子周圍距離最近的O原子數(shù)目分別為多少？ 任務(wù)2： 1.現(xiàn)有甲、乙、丙(如圖所示)三種晶體的晶胞(甲中X處于晶胞的中心，乙中A處于晶胞的中心)。 (1)甲晶體中X與Y的個數(shù)比是多少？ (2)乙晶體中A與B的個數(shù)比是多少？ (3)丙晶體中每個晶胞包含有C離子、D離子各為多少？ 2.如圖是CsCl晶體的一個晶胞，相鄰的兩個Cs＋的核間距為a cm，NA為阿伏加德羅常數(shù)，CsCl的摩爾質(zhì)量用M g·mol－1表示，那么CsCl晶體的密度是多少？ 【方法小結(jié)】 晶體密度的計算 ρ＝(n0：晶胞包含的物質(zhì)組成個數(shù)，M：該物質(zhì)組成的摩爾質(zhì)量，a：晶胞邊長，NA：阿伏加德羅常數(shù)。
【學(xué)習(xí)總結(jié)】
回顧本課所學(xué)，畫出思維導(dǎo)圖
2新授課
第三章 晶體結(jié)構(gòu)與性質(zhì)
第2課時 晶胞
【學(xué)習(xí)目標(biāo)】
1.了解晶胞的概念,能根據(jù)晶胞確定晶體組成。 2.能根據(jù)晶胞結(jié)構(gòu)確定化學(xué)式,知道計算晶體密度的方法。
【學(xué)習(xí)活動】
學(xué)習(xí)任務(wù)
目標(biāo)一：了解晶胞的概念,能根據(jù)晶胞確定晶體組成。 任務(wù)1：閱讀教材p73內(nèi)容，完成下列問題。 1.晶胞是晶體結(jié)構(gòu)的基本單元，晶胞是否全是平行六面體？由晶胞構(gòu)成的晶體，其化學(xué)式是否表示一個分子中原子的數(shù)目？ 參考答案：不一定，如有的晶胞呈六棱柱形。由晶胞構(gòu)成的晶體，其化學(xué)式不表示一個分子中原子的數(shù)目，只表示每個晶胞中各類原子的最簡整數(shù)比。 2.平行六面體晶胞中有幾套平行棱,幾套平行面 晶體與晶胞有什么關(guān)系 參考答案：平行六面體晶胞中，它有8個頂角，三套各4根平行棱，三套各2個平行面。晶胞是晶體結(jié)構(gòu)的基本單元,將一個個晶胞上、下、前、后、左、右無隙并置排列起來,就構(gòu)成整個晶體結(jié)構(gòu)。 3.任何晶胞中，位于頂點上的粒子，一定被8個晶胞共有嗎？ 參考答案：不一定。長方體(包括立方體)晶胞中位于頂點上的粒子同為8個晶胞共有。 任務(wù)2：1.如何計算每個晶胞中所含有的原子數(shù)目 在NaCl的晶胞中，Cl—和Na+位于晶胞平行六面體的什么位置，每個晶胞中分別含多少個Cl—和Na+？ 參考答案： 用均攤法計算。 Cl-位于頂點和面心,共有 4個。Na+位于棱上和體心,共有 4個。 2.由晶胞構(gòu)成的晶體,其化學(xué)式是否表示一個分子中原子的數(shù)目 參考答案：不表示,只表示每個晶胞中各類原子的最簡整數(shù)比。 3.以下是四種晶體的晶胞示意圖 ①依據(jù)圖Ⅰ分析，銅晶胞平均含有的銅原子數(shù)是多少？ 參考答案：銅晶胞中銅原子數(shù)是8×＋6×＝4。 ②依據(jù)圖Ⅱ分析，干冰晶胞平均含有CO2的分子數(shù)是多少？ 參考答案：干冰晶胞平均含有CO2的分子數(shù)是8×＋6×＝4。 ③依據(jù)圖Ⅲ分析，碘晶體中碘分子的排列有幾種不同的方向？ 參考答案：根據(jù)碘晶體中碘分子的排列方向可知，碘晶體中碘分子的排列有2種不同的方向，分別位于頂點和面心。 ④依據(jù)圖Ⅳ分析，晶體M的化學(xué)式是什么？ 參考答案：晶體M的晶胞中：N(A)∶N(B)＝8×∶1＝1∶1，故M的化學(xué)式為AB或BA。 4.計算晶胞中的微粒數(shù)目為什么采用均攤法 參考答案：整塊晶體可以看作是數(shù)量巨大的晶胞無隙并置而成。所謂無隙是指相鄰晶胞之間沒有任何間隙;所謂并置是指所有晶胞都是平行排列的,取向相同。位于晶胞頂點、棱上、面上的微粒不完全屬于晶胞,只占該微粒的,因此,需采用均攤法。 5.思考如圖所示,六方晶胞中所含微粒數(shù)目為多少 寫出計算過程。 參考答案：12×+3+2×=6。 【方法小結(jié)】 均攤法確定晶胞中粒子的個數(shù) 均攤法：若某個粒子為n個晶胞所共有，則該粒子的屬于這個晶胞。 (1)長方體形(正方體形)晶胞中不同位置的粒子數(shù)的計算： (2)六棱柱晶胞中不同位置的粒子數(shù)的計算： ―→ ―→ ―→ ―→
目標(biāo)二：能根據(jù)晶胞結(jié)構(gòu)確定化學(xué)式,知道計算晶體密度的方法。 任務(wù)1：閱讀教材p75內(nèi)容，完成下列問題。 1.測定晶體結(jié)構(gòu)最常用的儀器是X射線衍射儀，X射線衍射實驗原理是什么？通過晶體X射線衍射圖可獲知哪些信息，有哪些應(yīng)用？ 參考答案：當(dāng)單一波長的X射線通過晶體時,X射線和晶體中的電子相互作用在記錄儀上產(chǎn)生分立的斑點或者明銳的衍射峰,而非晶體沒有該現(xiàn)象。 通過晶體X射線衍射圖可獲知的信息有晶胞形狀和大小、分子或原子在微觀空間有序排列呈現(xiàn)的對稱類型、原子在晶胞里的數(shù)目和位置等。 X射線衍射可以用于:鑒別晶體與非晶體;測定晶體中分子的空間結(jié)構(gòu)。 2.某晶體結(jié)構(gòu)模型如圖所示，試寫出該晶體的化學(xué)式，在晶體中1個Ti原子、1個Co原子周圍距離最近的O原子數(shù)目分別為多少？ 參考答案：晶胞中含有O：6×＝3個，含Co：8×＝1個，含Ti：1個，故化學(xué)式為CoTiO3。Ti原子位于晶胞的中心，其周圍距離最近的O原子位于6個面的中心，所以周圍距離最近的O原子數(shù)目為6個；Co原子位于晶胞的頂點，O原子位于晶胞的面心，所以Co原子周圍距離最近的O原子數(shù)目為12個。 任務(wù)2： 1.現(xiàn)有甲、乙、丙(如圖所示)三種晶體的晶胞(甲中X處于晶胞的中心，乙中A處于晶胞的中心)。 (1)甲晶體中X與Y的個數(shù)比是多少？ 參考答案：甲晶體中，體心X為1，頂角Y為6×，所以N(X)∶N(Y)＝1∶＝4∶3。 (2)乙晶體中A與B的個數(shù)比是多少？ 參考答案：乙晶體中，體心A為1，頂角B為8×＝1，所以N(A)∶N(B)＝1∶1。 (3)丙晶體中每個晶胞包含有C離子、D離子各為多少？ 參考答案：丙晶體中，C離子個數(shù)為12×＋1＝4，D離子個數(shù)為8×＋6×＝4。 2.①如圖是CsCl晶體的一個晶胞，相鄰的兩個Cs＋的核間距為a cm，NA為阿伏加德羅常數(shù)，CsCl的摩爾質(zhì)量用M g·mol－1表示，那么CsCl晶體的密度是多少？ 參考答案：ρ＝g·cm－3。 【方法小結(jié)】 晶體密度的計算 ρ＝(n0：晶胞包含的物質(zhì)組成個數(shù)，M：該物質(zhì)組成的摩爾質(zhì)量，a：晶胞邊長，NA：阿伏加德羅常數(shù)。
【學(xué)習(xí)總結(jié)】
回顧本課所學(xué)，畫出思維導(dǎo)圖
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