晶体结构、晶胞教案

第一篇：晶体结构、晶胞教案

一、选择题 1．下列关于晶体的判断，正确的是()A．不具有规则外形的固体，如固体粉末，一定不是晶体 B．玻璃块有规则的几何形状，所以它是晶体 C．实验室得到的沉淀如CaCO3、AgCl、BaSO4等都是晶体 D．自然界的水晶和玛瑙都属于晶体 答案：D 点拨：晶体与非晶体的本质区别是内部粒子的周期性有序排列，有规则的多面体外形是内部结构的体现。但外形不能判定是否是晶体，如粉末状物质可能是晶体。2．下列途径不能得到晶体的是()A．熔融态物质快速冷却 B．熔融态物质凝固 C．气态物质凝华 D．溶质从溶液中析出 答案：A 点拨：得到晶体的三个途径是：①溶质从溶液中析出，②气态物质凝华，③熔融态物质凝固。所以B、C、D选项中的措施可以得到晶体。晶体表现自范性是需要一定条件的，即晶体生成的速率要适当，因此熔融态物质快速冷却时不能得到晶体，所以选择A项。3．(2013·黄石质检)(双选)晶体是一类非常重要的材料，在很多领域都有广泛的应用。我国现已能够拉制出直径为300毫米、重量达81公斤的大直径硅单晶，晶体硅大量用于电子产业。下列对晶体硅的叙述正确的是()A．形成晶体硅的速率越快越好 B．晶体硅有固定的熔、沸点 C．可用X－射线衍射实验来鉴别晶体硅和玻璃 D．晶体硅的形成与晶体的自范性有关，而与各向异性无关 答案：BC 点拨：A选项，晶体的形成都要有一定的形成条件，如温度、压强、结晶速率等，但并不是说结晶速率越快越好，速率太快可能导致晶体质量下降。B选项，晶体有固定熔点，正确。C选项，X－射线衍射实验能够测出物质的内部结构，根据微粒是否有规则的排列就能区分出晶体与非晶体。D选项，晶体的形成与晶体的自范性和各向异性都有密切关系。4．下列物质有固定熔沸点的是()A．CuSO4溶液 C．玻璃 答案：D 点拨：A是混合物，B和C都是非晶体，均没有固定的熔沸点。5．下列现象表现为晶体的自范性的是()A．NaCl溶于水 B．KMnO4受热分解 C．不规则的晶体能生长成规则的 D．碘升华 答案：C 点拨：晶体的自范性指的是能自发地呈现多面体外形的性质。6．下列物质中前者为晶体，后者为非晶体的是()A．白磷、蓝矾 C．碘、橡胶 B．陶瓷、塑料 D．食盐、蔗糖 B．石蜡 D．白磷 答案：C 点拨：A中白磷和蓝矾都是晶体；B中二者均为非晶体，C中碘为晶体，橡胶为非晶体；D中二者均为晶体。7．水的状态除了气态、液态和固态外，还有玻璃态。它是由气态水急速冷却到165 K时形成的，玻璃态水无固定形态，不存在晶体结构，且密度与普通液态水的密度相同。下列有关玻璃态水的说法中正确的是()A．水由液态变为玻璃态，体积缩小 B．水由液态变为玻璃态，体积膨胀 C．玻璃态是水的一种特殊状态 D．玻璃态水属于晶体 答案：C 点拨：题干中已经非常明确地说明“玻璃态水无固定形态，不存在晶体结构”，故不属于晶体，故D项不对。玻璃态水的密度与普通液态水的密度相同，根据ρ＝m/V，可知水由液态变为玻璃态体积没有发生变化，所以A、B选项不符合题意。8．(2013·东莞高二检测)白磷分子如图所示：则31 g白磷分子中存在的共价键数目为()A．4NA C．1.5NA 答案：C B．NA D．0.25NA 点拨：31 g白磷(P4)为0.25 mol，每个白磷分子中含有6 mol P－P键，故31 g白磷中所含P－P键的物质的量为0.25 mol×6＝1.5 mol。9．(2013·经典习题选萃)某晶体的一部分为正三棱锥，如右图所示，该晶体的化学式可能是()A．A2B9C4 B．A3B9C4 C．AB4C2 D．A3B8C4 答案：C 点拨：由晶体结构可以看出，以某一A粒子为中心可以形成12个相同的正三棱柱，故一个A为12个正三棱柱所共用，即一个正三棱柱中拥有A11的数目为6×＝。同理，正三角形边上的一个B为4个三棱柱所共用，122而竖棱上的一个B为6个三棱柱所共用，故一个正三棱柱中拥有B的数目11为6×＋3×＝2。C位于正三棱柱的内部，故一个正三棱柱中拥有1个C。46因此，该晶体中A、B、C三种粒子数之比为。10．(2013·黄冈调研)纳米材料的表面微粒占总微粒数的比例极大，这是它有许多特殊性质的原因。假设某氯化钠纳米颗粒的大小和开头恰好与氯化钠晶胞的大小和形状相同(如右图所示)，则这种纳米颗粒的表面微粒数与总微粒数的比值为()A．7:8 C．24:25 答案：D 点拨：表面微粒数＝8＋6＋12＝26，总微粒数＝表面微粒数＋中心粒子数＝26＋1＝27。易出现的错误是用均摊法求各粒子数。11.B．13:14 D．26:27 如图是CsCl晶体的一个晶胞，相邻的两个Cs＋的核间距为a cm，NA为阿伏加德罗常数，CsCl的相对分子质量用M表示，则CsCl晶体的密度为()8MA.NA·a36MB.NA·a34MC.NA·a3答案：D MD.NA·a3点拨：由均摊法求得CsCl晶胞含有1个CsCl微粒，其质量是M/NA，再由相邻的两个Cs＋的核间距为a cm，求出该晶胞的体积是a3，所以晶胞M的密度是，晶体的密度和晶胞的密度是一样的。NA·a3 12．石墨与熔融的钾相互作用，形成某种青铜色的物质(其中的钾原子用·表示)，原子分布如图所示，该化合物的化学式为()A．KC2 B．KC6 C．KC8 D．KC12 答案：C 点拨：K原子周围有6个C原子属于K原子所有，再向外的6个C原子为3个K原子共用，每个K原子占2个，所以1个K结合8个C，化学式为KC8。

二、非选择题 13．在一个小烧杯里加入少量碘，用一个表面皿盖在小烧杯上，并在表面皿上加少量冷水。把小烧杯放在石棉网上加热，观察实验现象。(1)在表面皿上加少量冷水的作用是________________________。(2)观察到的实验现象是_______________________________________ ________________________________________________________________。(3)在表面皿上碘是________。(填“晶体”或“非晶体”)(4)这种方法是________，制取晶体的方法还有________、________。答案：(1)冷却碘蒸气(2)烧杯中充满紫色的蒸气，在表面皿上有紫黑色的晶体(3)晶体(4)凝华 熔融态物质的凝固 结晶 点拨：获得晶体有3个途径：熔融态物质凝固；气态物质冷却不经液态直接凝固(物理上称为凝华)；溶质从溶液中析出。14.石墨晶体结构如图所示，每一层由许多个正六边形构成，则：(1)平均每一个正六边形占有碳原子数为________；(2)每一层内碳原子数目与C－C化学键数目的比是________。答案：(1)2(2)2:3 点拨：(1)在同一层上，每个碳原子为3个正六边形共有，平均每个正六边形占有该碳原子的1/3。一个正六边形有这样的碳原子6个，则一个正六边形共占有6×1/3＝2(个)碳原子。(2)因为一个C－C键为两个正六边形共有，所以每个正六边形占有C－C键的1/2，一个正六边形共占有C－C键6×1/2＝3(个)。因此，每一层上碳原子数与C－C键数目之比为2:3。还可以根据每条C－C键为2个碳原子共有，每个碳原子分占C－C键的1/2，因此，碳原子数目与C－C键数目之比为1:3×1/2＝2:3。15．(2013·经典习题选萃)某离子晶体的晶胞结构如下图所示。试回答下列问题：(1)晶体中每个Y同时吸引着__________个X，每个X同时吸引着__________个Y，该晶体的化学式是__________。(2)晶体中在每个X周围与它最近且距离相等的X共有__________个。(3)设该晶体的摩尔质量为M g·mol－1，晶胞的密度为ρ g·cm－3，阿伏加德罗常数为NA，则晶体中两个最近的X间的距离为__________cm。3答案：(1)4 8 XY2(或Y2X)(2)12(3)2M NAρ点拨：此晶胞初看比较复杂，若将X、Y分开来看，X在晶胞中的位臵类似NaCl中的Na＋或Cl－，如下图(a)。体内8个Y分别位于每个小立方体的中心，如下图(b)。(1)从上图(b)知，每个Y同时吸引着4个X，为方便观察，根据晶胞与晶体的关系，不难想象出图(a)与图(c)是等效的，所以由图(c)中心的X与图(b)中Y的关系知，每个X同时吸引着8个Y。所以此离子化合物的化学式为XY2(或Y2X)；(2)从图(c)中心的X来看，与它最近且距离相等的X处于11平面四边形的对角线上，共有12个；(3)因晶胞内X占8×＋6×＝4个，8244MY占8个，即有4个XY2(或Y2X)。故其物质的量为 mol，质量为 g。NANA1设晶胞长为a cm，晶体中最近的两个X间的距离为l cm；由m＝ρa和l＝233m134M32M1×2a得：l＝×2×ρ＝×2×＝(cm)。22NAρNAρ16．在高温超导领域中，有一种化合物叫钙钛矿，其晶体结构中有代表性的最小单位结构如图所示。试回答：(1)在该晶体中每个钛离子周围与它最近且相等距离的钛离子有多少个？(2)在该晶体中氧、钙、钛的粒子个数比是多少？ 答案：(1)6(2)3:1:1 点拨：由图看出，在每个钛离子的同层、左右与前后、上下各层中都紧密排列着完全相同的钛离子，共有晶胞边长的6个钛离子。至于同一晶胞中独占三元素粒子个数比，则从每种元素粒子在晶胞中的位臵考虑。Ca2＋位于立方体的中央为一个晶胞所独占；钛离子位于晶胞的顶点上，为相邻两层8个晶胞所共有(左右、前后、上中下、左右前后4个而上下中相同重复共8个)，而每个晶胞独占有8×1/8＝1个。氧离子位于棱上，在同一晶胞中，每个氧离子为同层的4个晶胞所共有，一个晶胞独占12×1/4＝3个。故氧、钙、钛的粒子数之比为3:1:1。对晶体结构的认识 人们最初对晶体的认识完全是理性思考的结果。可以说，结晶化学开始于丹麦科学家斯丹诺(N.Steno)的晶体构造理论。斯丹诺通过研究石英晶体断面，于1669年提出晶面交角守恒定律，即晶体在生长过程中各晶面大小虽然都在变化，但晶面的交角恒定不变(图1)。由此，人们可以从外形上鉴别不同的矿物和晶体。法国的结晶学家阿羽衣(R.J.Haüy)依据晶体具有沿一定晶面碎裂的性质，对晶体的微观结构做了合理而大胆的设想，于1784年提出晶体是由具有多面体形状的晶胞平行而无间隙地堆积而成的。阿羽衣的思想被法国科学家布拉维(A.Bravais)发展为空间点阵学说，即构成晶体的粒子按一定规则排列为空间点阵结构(图2)。俄国的费多罗夫、德国的熊富利斯(A.M.Schönflies)和英国的巴洛(W.Barlow)三位科学家分别于1890年、1891年和1894年以晶体结构周期重复单位为基础，推导出描述晶体空间排列的对称性——230个空间群。这些思考完全是在不能探测晶体内部结构的情况下产生的，科学和技术的发展后来完全证实了上述理性思考的正确性。今天，230个空间群仍然是晶体结构的最完备的理论。

第二篇：晶体结构复习指南

复习提纲

一、解释下列概念

晶系、晶胞、晶胞参数、空间点阵、米勒指数（晶面指数）、离子晶体的晶格能、原子半径与离子半径、配位数、离子极化、同质多晶与类质同晶、正尖晶石与反正尖晶石、反萤石结构、铁电效应、压电效应、二、问题

1、晶体中的键合类型是依据什么进行分类的，分为哪几类，各自的含义及特点是什么？

2、等径球最紧密堆积的方式（两种，六方最紧密堆积和面心最紧密堆积），各自的堆积形式是ABA和ABCA堆积，分别存在六方晶胞和面心立方晶胞，密排面分别是{0001}面和{111}面。

3、等径球最紧密堆积的空隙有哪两种；一个球的周围有多少个四面体空隙、多少个八面体空隙；n个等径球作最紧密堆积时可形成多少个四面体空隙、多少个八面体空隙；不等径球是如何进行堆积的；

4、关于典型无机化合物晶体结构从以下几个方面进行分析：何种离子作何种密堆积，何种离子添何种空隙；配位数与配位多面体、配位多面体之间的连接方式；晶胞分子数；空隙添充情况；氧离子的电价是否饱和（根据鲍林规则判断结构的稳定性）；结构对性能的影响；能够根据立体图画出投影图或根据投影图画出立体图。

5、掌握硅酸盐晶体化学式的两种写法；硅酸盐晶体结构有何特点；硅酸盐晶体的分类原则是什么，共分为为拿几大类，每类的结构特点是什么。

关于硅酸盐晶体结构从以下几个方面进行分析：何种离子作何种密堆积，何种离子添何种空隙；配位数与配位多面体、配位多面体之间的连接方式；晶胞分子数；空隙添充情况；氧离子的电价是否饱和（根据鲍林规则判断结构的稳定性）；结构对性能的影响；对于链状的硅酸盐晶体还要分析链的构成、链间的连接方式；对于层状的硅酸盐晶体还要分析层的类型、层的构成、层间结合力，层的堆积方向，解理情况。

三、作业

1、石墨、滑石、高岭石、蒙脱土都具有层状结构，说明它们结构的区别以及由此引起的性质上的差异。

2、试述硅酸盐结构的基本特点和类型

第三篇：化学教学素材：晶体结构与性质教案(四)

晶体结构与性质教案(四)【晶体模拟试题】

1、下列的晶体中，化学键种类相同，晶体类型也相同的是（）A.SO2与SiO2 B.CO2与H2O C.C与HCl D.CCl4与SiC

2、碳化硅SiC的一种晶体具有类似金刚石的结构，其中C原子和S原子的位置是交替的。在下列三种晶体①金刚石 ②晶体硅 ③碳化硅中，它们的熔点从高到低的顺序是（）

A.①③② B.②③① C.③①② D.②①③ 3、1999年美国《科学》杂志报道：在40GPa高压下，用激光器加热到1800K，人们成功制得了原子晶体干冰，下列推断中不正确的是（）

A.原子晶体干冰有很高的熔点、沸点，有很大的硬度 B.原子晶体干冰易气化，可用作制冷材料 C.原子晶体干冰的硬度大，可用作耐磨材料 D.每摩尔原子晶体干冰中含4molC—O键 4.下列晶体中不属于原子晶体的是（）A.干冰 B.金刚砂 C.金刚石 D.水晶

5.在金刚石的网状结构中，含有共价键形成的碳原子环，其中最小的环上，碳原子数是（）

A.2个 B.3个 C.4个 D.6个 6.下列各物质中，按熔点由低到高排列正确的是（）

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A.O2、I2、Hg B.CO2、K、SiO2 C.Na、K、Rb D.SiC、NaCl、SO2 7.下列各晶体中任意一个原子都被相邻的4个原子所包围，以共价键结合成正四面体结构，并向空间伸展成网状结构的是（）

A.甲烷 B.石墨 C.晶体硅 D.水晶 8.在x mol石英晶体中，含有的Si—O键数是（）A.x mol B.2x mol C.3 x mol D.4x mol 9.固体熔化时，必须破坏非极性共价键的是（）A.冰 B.晶体硅 C.溴 D.二氧化硅

10.石墨晶体是层状结构，在每一层内；每一个碳原子都跟其他3个碳原子相结合，如下图是其晶体结构的俯视图，则图中7个六元环完全占有的碳原子数是（）

A.10个 B.18个 C.24个 D.14个

11.下图所示是晶体结构中具有代表性的最小重复单元（晶胞）的排列方式，其对应的化学式正确的是（图中：○—X，●—Y，×—Z）（）

12.最近发现一种由钛（Ti）原子和碳原子构成的气态团簇分子，分子模型如图所示，其中圆圈表示钛原子，黑点表示碳原子，则它的化学式为（）

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A.TiC

B.C.D.13.美国《科学》杂志评选的2001年世界科技十大成就中，名列第五的日本青山学院大学教授秋光纯发现的金属间化合物硼化镁超导转变温度高达39K，该金属间化合物的晶体结构如下图，则它的化学式为（）

A.MgB B.Mg2B C.MgB2 D.Mg2B3 14.碘元素有多种价态，可以形成多种含氧阴离子IχOyn-。由2个IO62-正八面体共用一个面形成的IχOyn-的化学式为（）

A.I2O94-B.I2O106-C.I2O118-D.I2O1210-15.石墨是层状晶体，每一层内碳原子排列成正六边形，一个个正六边形排列成平面的网状结构。如果将每对相邻的原子间的化学键看成是一个化学键，则石墨晶体每一层内碳原子数与碳碳化学键数之比是（）

A.1∶1 B.1∶2 C.1∶3 D.2∶3 16.在金刚石的网状结构中，含有由共价键形成的碳原子环，其中最小的环上有___（填数字）个碳原子，每个碳原子上的任意两个C—C键的夹角都是_____（填角度）。

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17.二氧化硅晶体是立体的网状结构。其晶体模型如下图所示。认真观察晶体模型并回答下列问题：

（1）二氧化硅晶体中最小的环为 元环。

（2）每个硅原子为 个最小环共有。

（3）每个最小环平均拥有 个氧原子。

18.下图为高温超导领域里的一种化合物——钙钛矿的晶体结构，该结构是具有代表性的最小重复单位。

（1）在该物质的晶体结构中，每个钛离子周围与它最接近且距离相等的钛离子、钙离子各有、个。

（2）该晶体结构中，元素氧、钛、钙的离子个数比是。该物质的化学式可表示为。

（3）若钙、钛、氧三元素的相对质量分别为a，b，c，晶体结构图中正方体边长（钛原子之间的距离）为dnm（1nm=10-9m），则该晶体的密度为 g/cm3。

19.有A、B、C、D四种元素，A元素的气态氢化物分子式为RH4，其中R的质量分数为75%，该元素核内有6个中子，能与B形成AB2型化合物，B在它的氢化物中含量为88.9％，核内质子数和中子数相等，C、D为同周期元素，D的最高价氧化物的水化物为酸性最强的酸，版权所有：中华资源库 www.xiexiebang.com

C的氧化物为两性氧化物。

（1）A元素的一种无色透明的单质，名称叫______，其晶体类型是______。

（2）B的氢化物的电子式为______，属______分子。（极性或非极性）

（3）A和B形成化合物的分子空间构型为____，属___分子，其晶体类型是_，俗名______。

（4）C元素位于周期表中第______周期______族，A、C、D三元素的最高价氧化物的水化物按酸性由强到弱的顺序排列（用分子式表示）______。

（5）C和D的化合物溶于水后滴入过量KOH，现象是______，离子方程式______。20.1996年诺贝尔化学奖授予对发现C60有重大贡献的三位科学家。C60分子是形如球状的多面体（如图），该结构的建立基于以下考虑：（1）C60分子中每个碳原子只跟相邻的3个碳原子形成化学键；（2）C60分子只含有五边形；（3）多面体的顶点数、面数和棱边数的关系，遵循欧拉定理：顶点数＋面数－棱边数 ＝ 2。据上所述，可推知C60分子有12个五边形和20个六边形，C60分子所含的双键数为30。请回答下列问题：

（1）固体C60与金刚石相比较，熔点较高者应是_____，理由是：________。

（2）试估计C60跟F2在一定条件下，能否发生反应生成C60F60（填“可能”或“不可能”）___________，并简述其理由：_______________________________。

（3）通过计算，确定C60分子所含单键数。

（4）C70分子也制得，它的分子结构模型可以与C60同样考虑而推知。通过计算确定

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C70分子中五边形和六边形的数目。

【试题答案】

1.B 2.A 3.B D 4.A 5.D 6.B 7.C 8.B 9.B 10.D 11.BC 12.D 13.C 14.A 15.D 16.6 109°28′（或109.5°）17.（1）12（2）12（3）1 18.（1）6 8（2）3:1:1 19.（1）金刚石；原子晶体

（3）

（2）极性

（3）直线型分子；非极性；分子晶体；干冰

（4）3；ⅢA；HClO4＞H2CO3＞H3AlO3（5）先有白色沉淀，滴入过量KOH时白色沉淀消失。

Al3++3OH－=Al（OH）3↓ Al（OH）3+OH－=AlO2—+2H2O 20.（1）金刚石 金刚石属原子晶体，而固体C60不是，故金刚石熔点较高。（答出“金刚石属原子晶体”即给分）

（2）可能 因C60分子中含30个双键，与极活泼的F2发生加成反应即可生成C60F60

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（只要指出“C60含30个双键”即给分，但答“因C60含有双键”不给分）

（3）通过计算，确定C60分子所含单键数。依题意，C60分子形成的化学键为：，也可以由欧拉定理计算键数（即棱边数）：60＋（12＋20）－2 ＝ 90，C60分子所含单键数为：90－30＝60。（答“2×30（双键数）＝60”即给分）

（4）设C70分子中五边形数为x，六边形数为y。依题意可得方程组：

解得：C70分子中所含五边形数为五边形数x＝12，六边形数为：六边形数y＝25。

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第四篇：晶体的常识(晶胞)教学设计

教学设计]第三章 第一节 晶体的常识（晶胞）

江苏省如东高级中学 张 霞

教学设想

从教材看，本章首先从人们熟悉的固体出发，把固体分为晶体和非晶体两大类，引出了晶体的特征和晶胞的概念。晶胞是描述晶体结构的基本单元，是研究晶体结构的最基本概念，教科书利用图片、比喻等方式介绍了晶体与晶胞的关系，并通过例子介绍了如何计算晶胞中所含的原子数。

本教案选择《晶胞》作为学生自主学习的课题，试图利用多媒体课件和形象比喻等教学方式，使学生建构起晶胞的概念，通过动手制作晶胞模型并把自己制作的晶胞模型拼凑成晶体模型，体会晶胞与晶体之间的关系；再以课本上的问题设置矛盾，通过学生自学讨论，教师的适当点拨，总结归纳出一个晶胞中平均所含粒子个数的计算方法，在此过程中，提升学生的空间想象能力。

一、教学目标分析

知识与技能

1．了解晶体与晶胞的关系，体会由晶胞“无隙并置”构成晶体的过程。2．通过自学讨论，掌握不同晶胞中平均所含粒子个数的计算方法。

过程与方法

1．运用多种教学媒体，借助形象的比喻，帮助学生建构抽象的空间结构。2．知道研究晶体结构的一般方法。

情感态度和价值观

1、进一步形成求真务实、勤于思考的科学态度；形成敢于质疑、勇于创新的科学精神。

二、教学内容分析

对本节教学内容的处理方法：利用多媒体演示若干晶体和晶胞，组织学生讨论晶体与晶胞的关系，动手制作晶胞模型，引导学生建立以晶胞为基本结构研究晶体的思想，结合课本图3-7铜晶胞，展示实物模型，提出问题：为什么说一个晶胞里只含4个铜原子？学生自学、讨论并归纳出立方晶胞中平均所含粒子个数的计算方法，然后设置问题：如果为三棱柱晶胞或者六棱柱晶胞，又该如何计算？举一反三，巩固了学生对空间结构的理解和计算。最后利用课本学与问与课后习题3，进行训练反思。

三、教学过程设计

[多媒体演示]（1）不同类型的晶体图片：玛瑙、水晶、碘等；（2）同一晶体，不同大小的图片。

[学生活动] 回忆前面所学的晶体的知识，观察图片，并讨论：同一类型的晶体，大小不同，外观是否相同？

[设置问题情境]如果我们把一块金刚石敲碎，就会得到小金刚石，如果小金刚石继续不停的敲碎，最后得到的是什么呢？

[学生讨论、教师点拨]最后可以得到晶体的最基本结构单元。大的晶体可以看成是许多这样的重复单位重叠起来的，或看成是数量巨大的这些最基本单元紧密的堆积起来的。

[多媒体演示]大大小小的金刚石图片。金刚石的外观、空间结构以及晶胞结构图片。

[师生总结]我们把这种描述晶体结构的基本单元叫做晶胞。它是保持晶体规则多面体外形的最小单位。晶体就是由无数个晶胞经过“无隙并置”而成的。

[学生活动]利用提供的纸、小木棍等工具，制作小的立方晶胞（按教师给定的尺寸），并将每8个同学所做的晶胞进行组合，要求尽可能结合紧密。讨论晶胞与晶体的关系，体会晶胞无隙并置构成晶体的过程。

[设置问题情境]图中所示金属铜的一个晶胞，它是一个立方体，含4个铜原子，但是从图中我们看到有14个铜原子，这是怎么回事？为什么说一个晶胞里只含4个铜原子呢？请同学们结合课本内容，先自己寻找出晶胞中所含原子个数的计算方法，然后以前后桌4个人一小组，讨论你们的结论是否正确。

[学生活动]自学、结论、交流。

[学生活动]以一个小组为代表，汇报讨论的结果，其他小组同学来判断是否正确，对不完整的地方进行补充，并归纳出最简洁的计算方法。

[师生总结]（1）所有晶胞都是平行六面体，晶体可以看作是晶胞在三维空间里共面堆积而成。每个晶胞的上、下、左、右、前、后共有六个与之共面的晶胞。（2）处于晶胞顶点的粒子，同时为8个晶胞所共有，每个粒子只有1/8属于晶胞；处于棱上的粒子，同时为4个晶胞所共有，每个粒子只有1/4属于晶胞；处于面上的粒子，同时为两个晶胞所共有，每个粒子只有1/2属于晶胞；处于晶胞内部的粒子，完全属于该晶胞。

[思维拓展]在计算晶胞中所含平均原子数时，我们已经知道如果为立方结构，则有1/8,1/4,1/2和1,若换为六棱柱状呢？三棱柱又如何呢？

[学生活动]结合图片提供的结构，讨论交流得出六棱柱和三棱柱中所含平均原子个数的计算。六棱柱为1/6，1/3，1/2和1，而三棱柱为1/12，1/6，1/2和1。

[训练反思]教材P66学与问：图3-9依次是金属钠、金属锌、碘、金刚石晶胞的示意图，数一数它们分别平均含几个原子。

[巩固练习]教材P67习题3.下图的晶胞中各含有几个原子？

教后反思：

晶胞，是连接宏观晶体与微观原子之间的桥梁。晶胞是晶体微观结构的最基本单元，要研究晶体，必须先了解晶胞。虽然本教学案例侧重自主讨论的学习方式，但在教学过程中，基于教学内容的基础性和抽象性，我还是充分利用了多种教育、教学资源，比如多媒体演示了多幅晶体和晶胞的图片，比如让学生自己动手制作晶胞模型并拼制成晶体模型，以使学生对晶胞有一个比较形象和具体的认识，然后再进行问题情境的创设（即晶胞中显示的原子是否全部为此晶胞所包含？），使学生比较顺利的完成了自主学习的任务，在此基础上，又进行了一定的变化，把立方晶胞拓展到棱柱晶胞，使学生对问题的认识得到深化，同时也完成了化学知识和技能方面的自我建构。

第五篇：高考化学复习专题-晶体结构与性质

晶体结构与性质

【解题技巧】

(1)一般情况下，不同类型晶体的熔沸点高低规律：原子晶体>离子晶体>分子晶体，如：金刚石>NaCl>Cl2；金属晶体>分子晶体，如：Na>Cl2(金属晶体熔沸点有的很高，如钨、铂等，有的则很低，如汞等)。

(2)形成原子晶体的原子半径越小、键长越短，则键能越大，其熔沸点就越高，如：金刚石>石英>碳化硅>晶体硅。

(3)形成离子晶体的阴阳离子的电荷数越多，离子半径越小，则离子键越强，熔沸点就越高，如：MgO>MgCl2，NaCl>CsCl。

(4)金属晶体中金属离子半径越小，离子所带电荷数越多，其形成的金属键越强，金属单质的熔沸点就越高，如Al>Mg>Na。

(5)分子晶体的熔沸点比较规律

①组成和结构相似的分子，相对分子质量越大，其熔沸点就越高，如：HI>HBr>HCl。

②组成和结构不相似的分子，分子极性越大，其熔沸点就越高，如：CO>N2。

③同分异构体分子中，支链越少，其熔沸点就越高，如：正戊烷>异戊烷>新戊烷。

④同分异构体中的芳香烃及其衍生物，邻位取代物>间位取代物>对位取代物，如：邻二甲苯>间二甲苯>对二甲苯。

2．晶胞中微粒数目的计算方法——均摊法

熟记几种常见的晶胞结构及晶胞含有的粒子数目。

A．NaCl(含4个Na＋，4个Cl－)

B．干冰(含4个CO2)

C．CaF2(含4个Ca2＋，8个F－)

D．金刚石(含8个C)

E．体心立方(含2个原子)

F．面心立方(含4个原子)

3．晶胞求算

(1)晶体密度的计算

(2)晶体微粒与M、ρ之间的关系

若1个晶胞中含有x个微粒，则1

mol晶胞中含有x mol微粒，其质量为xM g(M为微粒的相对原子质量)；又1个晶胞的质量为ρa3 g(a3为晶胞的体积，a为晶胞边长或微粒间距离)，则1

mol晶胞的质量为ρa3NA g，因此有xM＝ρa3NA。

【训练】

1．(1)我国科学家最近成功合成了世界上首个五氮阴离子盐(N5)6(H3O)3(NH4)4Cl(用R代表)晶体局部结构如图所示。回答下列问题：

R的晶体密度为d g·cm－3，其立方晶胞参数为a nm，晶胞中含有y个[(N5)6(H3O)3(NH4)4Cl]单元，该单元的相对质量为M，则y的计算表达式为________________。

(2)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(O2－)为________

nm。MnO也属于NaCl型结构，晶胞参数为a′＝0.448

nm，则r(Mn2＋)为________

nm。

(3)①GaF3的熔点高于1

000

℃，GaCl3的熔点为77.9

℃，其原因是______________________________________。

②GaAs的熔点为1

238

℃，密度为ρ g·cm－3，其晶胞结构如图所示。该晶体的类型为________，Ga与As以________键键合。Ga和As的摩尔质量分别为MGa g·mol－1和MAs g·mol－1，原子半径分别为rGa pm和rAs pm，阿伏加德罗常数值为NA，则GaAs晶胞中原子的体积占晶胞体积的百分率为____________________。

(4)单质O有两种同素异形体，其中沸点高的是________(填分子式)，原因是__________________________________；O和Na的氢化物所属的晶体类型分别为________和________。

(5)①

Cu2O为半导体材料，在其立方晶胞内部有4个氧原子，其余氧原子位于面心和顶点，则该晶胞中有________个铜原子。

②Al单质为面心立方晶体，其晶胞参数a＝0.405

nm，晶胞中铝原子的配位数为________。列式表示Al单质的密度________________g·cm－3(不必计算出结果)。