选修3 晶胞计算
学习内容 一、学习目标 1、会求算晶胞中的粒子数（重点） 2、掌握晶胞中各线段的关系，结合数学思想解决化学问题（难点） 二、自主学习（时间13分钟） 知识点1：均摊法---计算晶胞中的粒子数 位于晶胞顶点的微粒,实际提供给晶胞的只有1/8; 位于晶胞棱边的微粒,实际提供给晶胞的只有1/4; 位于晶胞面心的微粒,实际提供给晶胞的只有1/2; 位于晶胞中心的微粒,实际提供给晶胞的只有1. 知识点2：:晶胞的有关计算 1） 利用晶胞参数可计算晶胞体积(V)，根据相对分子质量(M)、晶胞中粒子数(Z)和阿伏伽德罗NA，可计算晶体的密度? ： 2）已知棱长，求某线段。晶胞中各线段间的关系如下： 自我感悟 MZ??NAV 3 ）空间利用率：指构成晶体的微粒在整个晶体空间中所占有的体积百分比。 球体积 空间利用率 = ? 100% 晶胞体积 晶体中原子空间利用率的计算步骤： （1）计算晶胞中的微粒数 （2）计算晶胞的体积 ① 简单立方： 微粒数为：8×1/8 = 1 4πr3/3 空间利用率：－－－－－ (2r)3 ② 体心立方： 1个晶胞所含微粒数： 8×1/8 + 1 = 2 1晶胞中所含原子（离子）数量，并换算成n(物质的量) 2 根据公式m=n×M 求算其质量 3 根据：密度与质量的有关公式列出各物理量间的关系。 典例分析： 三 合作探究 探究1：单质晶体中原子的堆积方式如下图所示，其晶胞特征如下图乙所示，原子之间相互位置关系的平面图如下图丙所示。 若已知i的原子半径为d，NA代表阿伏加德罗常数，i的相对原子质量为M，请回答： ①晶胞中i原子的配位数为___ ___ _ ，一个晶胞中i原子的数目为_ _； ②该晶体的密度为______ _ （用字母表示）。 探究:2：中学教材上图示的NaCl晶体结构，它向三维空间沿伸得到完美晶体。NiO晶体结构与NaCl相同，Ni2与邻近的O2-核间距为a×10-8 ㎝，计算NiO晶体密度（已知NiO摩尔质量为＋ 甲 乙 丙 74.7g·mol-1) 探究3：已知铜晶胞是面心立方晶胞，该晶胞的边长为3.62?10-10m，每一个铜原子的质量为1.055?10-25kg ，试回答下列问题： （1）一个晶胞中“实际”拥有的铜原子数是多少？ （2）该晶胞的体积是多大？ （3）利用以上结果计算金属铜的密度。 （4）计算空间利用率。 解：（1）8 ? 1/8+6 ? 1/2=4 （2）V=a3=(3.62?10-10m)3=4.74 ?10-29m3 (3)ρ=8.9 ?103 Kg/m3 探究4图3－21是金属钨晶体中的一个晶胞的结构示意图，它是一种体心立方结构。实验测得金属钨的密度为19.30 g·cm-3，钨的相对原子质量是183.9。假设金属钨原子为等径刚性球，试完成下列问题： （1）每一个晶胞中分摊到__________个钨原子。? （2）计算晶胞的边长a。? （3）计算钨的原子半径r（提示：只有体对角线上的各个球才是彼此接触的）。 ? 解析：（1）正确应用分摊法确定一个晶胞中包含的各粒子的数目。? （2）应用基本关系式：，先求出晶胞的体积，然后根据V=a3计算晶胞边长。 答案：（1）2 （2）3.16×10-8 cm?（3）1.37×10-8 cm 四 教师点评 五 检