第三章

晶體結構與性質第一節

物質的聚集狀態與晶體常識第2課時

晶胞【思考】晶體為什么具有如此漂亮完美的外形？內部微粒在三維空間里呈周期性有序排列【思考】自然界中，有很多不同的晶體，如何描述晶體中的微粒在空間的排列規律呢？在晶體微觀空間里取出一個基本單元——晶胞金剛石晶體銅晶體氯化鈉晶體三、晶胞描述晶體結構的

。1、定義：基本單元晶胞是晶體中最小的結構重復單元。2、結構一般來說，晶胞都是____________體，整塊晶體可以看作是數量巨大的晶胞“無隙并置”而成。平行六面（1）“無隙”是指相鄰晶胞之間___________。無任何間隙（2）“并置”是指所有晶胞都是______排列的，取向_____。平行相同無隙并置晶體晶胞晶胞【思考】觀察晶體中晶胞的結構關系，你能總結出什么規律？晶體晶體中所有晶胞的______及其內部的_________、_____及_________是完全相同的。形狀原子種類個數幾何排列（包括取向）三套各四根平行棱三套各兩個平行面8個頂角相同A【思考】判斷下列六面體哪個是晶胞？B不符合8個頂角相同C不符合三套各4根平行棱D不符合三套各兩個平行面有幾個頂角？【思考】1個銅晶胞含有幾個銅原子呢？4個戰均攤法3、晶胞的相關計算頂角、棱、面上以及晶胞內時，一個晶胞平均占有的原子數(均攤法)位置頂角棱上面上內部一個晶胞平均占有的原子1/81/41/21（1）計算原子個數818×216×常見的晶胞類型簡單立方體心立方面心立方結構特點在平面六面體的8個頂角上有粒子除8個頂角上有粒子外，平行六面體的體心上還有1個粒子除8個頂角上有粒子外，平行六面體的6個面的面心上均有1個粒子一個晶胞的原子數124224×2=88體心立方體心立方面心立方金剛石型【思考】氯化鈉的晶胞，它含有幾個Na+？幾個Cl—？Na+數目＝12×+1＝441Cl—數目＝6×21+8×=481（2）求化學式化學式為NaCl一個晶胞含4個Na+和4個Cl-一般地，晶體的化學式表示的是晶體(也可以說是每個晶胞)中各類原子或離子數目的最簡整數比。球棍模型該晶胞中各原子的數目為，已知該晶體的化學式為XnYmZq：X＝____，Y＝____，Z＝____，D的化學式為

。131XY3ZX，Y，Z晶胞不一定都取平行六面體晶胞不一定都取平行六面體以下晶胞如何利用均攤法計算原子數？位置頂角豎直棱面上內部份額1/61/31/21以下晶胞如何利用均攤法計算原子數？位置頂角水平棱豎直棱內部份額1/121/411/6【思考】①科學家是如何用證實晶體是周期重復排列的結構呢？②怎么知道晶胞的大小、形狀、取向和各個原子的位置呢？OFeI2

當單一波長的X射線通過晶體時，X射線和晶體中的電子相互作用，在記錄儀上形成衍射圖譜。人們對衍射圖的數據進行處理，即可獲得晶體結構的有關信息。X射線管鉛板晶體樣品記錄儀二、晶體結構的測定——X射線衍射實驗2θ/°非晶態SiO2晶態SiO2明銳的衍射峰分立的斑點衍射圖計算獲得晶胞形狀和大小分子或原子在微觀空間有序排列呈現的對稱類型⒉、X射線衍射圖譜的應用①X射線衍射實驗獲得晶胞信息晶體的周期性結構衍射圖計算獲得晶胞形狀和大小分子或原子在微觀空間有序排列呈現的對稱類型原子在晶胞里的數目和位置結合晶體化學組成的信息推出原子之間的相互關系②X射線衍射實驗獲得分子信息根據原子坐標，可以計算原子間的距離，判斷哪些原子之間存在化學鍵,確定鍵長和鍵角，得出分子的空間結構。乙酸晶胞（3）求晶胞密度：先用均攤法計算晶胞中各粒子的數目，再代入公式設晶胞的邊長為acmVmρ＝m＝n·MNANn＝ρ＝N·MNA·V單個/1mol晶胞所含粒子的質量單個/1mol晶胞的體積ρ＝N·MNA·a3單位換算:

1cm=107nm=1010pm（注意密度和邊長的單位要統一）立方體晶胞中常用關系:面對角線與邊長關系：邊長a

ld體對角線與邊長關系：

laa勾股定理：l2=a2+a2=2a2

d2=a2+l

2=3a2

已知金屬釙是簡單立方堆積，釙原子半徑為rcm，計算：釙晶胞棱長a；釙的密度ρ。①棱長a=2r②密度簡單立方堆積①體對角線=4r②密度體心立方緊密堆積已知金屬鉀是體心立方緊密堆積,鉀原子半徑為rcm,請計算：用r表示鉀晶胞棱長a；晶體的密度ρ。已知金屬金是面心立方緊密堆積，金原子半徑為rcm，計算：金晶胞棱長a；金晶體的密度ρ。①面對角線=4r②密度面心立方緊密堆積（4）求配位數在晶體中，與某個原子（或離子）距離最近且相等的其他原子（或離子）的個數，叫做這種原子（或離子）的配位數。AlF3結構屬于立方晶系，晶胞中F—和Al3+位置如圖所示，F—的配位數為

。2在左側晶體中每個Ti周圍與它距離最近且相等的Ti的個數為____。在右側晶體中1個Co原子周圍距離最近的O原子數目為___個。612（5）晶胞中原子的分數坐標例1.Zn與S形成某種化合物的晶胞如圖所示。(1)以晶胞參數為單位長度建立的坐標系可以表示晶胞中各原子的位置，稱作原子分數坐標。例如圖中原子1的坐標為(0,0,0)，則原子2的坐標為

。例2：鈣鈦礦晶體的晶胞結構如圖所示，則該晶體的化學式為

；晶胞中的原子可用x、y、z組成的三數組來表示它在晶胞中的位置,稱為原子分數坐標。已知A的坐標為(0,0,0),B的坐標為(0，1/2,0)，則Ca的原子坐標為

。CaTiO3謝謝觀看（6）晶體空間利用率的計算晶體空間利用率=晶胞（立方體）體積晶胞粒子(球體)總體積

×100%先用均攤法計算出晶胞中的粒子數目空間利用率是指構成晶體的原子、離子或分子在整個晶體空間中所占的體積百分比，也叫空間占有率。已知金屬釙是簡單立方堆積，釙原子半徑為rcm，晶胞中有

個釙原子①棱長a=2r②利用率=簡單立方堆積=52%1棱長①