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选修3 几种典型晶体的晶胞和结构特点--学案--辽油一高

袁琳

学习重点：认识常见的晶体类型的晶胞，包括原子晶体，分子晶体，离子晶体，金属晶体，混合型晶体，掌握它们的结构特征。

考纲要求：熟练掌握均摊法的运用，能通过晶胞的结构找出晶胞的配位数，计算简单晶胞的空间利用率以及晶体密度和晶胞边长与质量的表达关系式。

【复习回顾】请同学们思考以下问题：

（1）到现在为止我们学习过几种类型的晶体，分别是？

（2）晶胞的概念？晶胞通常是什么形状？

（3）晶胞上的原子常见的位置有哪些？在这些位置上的微粒是否都属于此晶胞？研究晶胞所含粒子数时用到的方法是？

（4）微观的晶胞是如何排列形成宏观的晶体的？

（5）如何确定晶体的化学式？

（6）“均摊法”的原理，或者说你对“均摊法”的理解？

【知识梳理】一．离子晶体：(1)氯化钠晶体

①1个NaCl晶胞中含Na＋ 个和Cl－ 个，

②化学式NaCl表示： ③每个Na＋周围最近且等距离的Cl－有 个，

每个Cl－周围最近且等距离的Na＋有 个

＋－④与Na最近且等距的Cl围成的空间构型为 , ⑤每个Na＋周围与其最近且距离相等的Na＋有 个 。

(2)CsCl晶体

①1个CsCl晶胞中含 个Cs+和 个Cl-

②Cs+的配位数是 ，Cl-的配位数是 ，

③在每个Cs周围最近且等距离的Cs有 个，

在每个Cl-周围最近等距离的Cl-有 个。

二.原子晶体：(1).金刚石晶体

①微观构型：每个碳原子与 个碳原子成键，构成 形，每个碳原子上的任意两个C—C键的夹角都是 。

②最小的环： ③每个C原子被 个六元环所共用

④12ɡ金刚石中含有 molC-C共价键

⑤一个金刚石的晶胞中含有 个C (2)二氧化硅晶体

①晶体中最小环为元

环( 个Si， 个O)，

②每个Si原子周围有 个氧原子，同时每个氧原子结合 个硅原子，一个Si原子可形成_____个Si—O键，1 mol Si原子可形成 mol Si—O键，

③最简整数比Si ∶

O＝ ，所以化学式用 表示。

三.分子晶体：1.干冰晶体

(1)干冰晶体中分子之间通过

相结合，当熔化时，分子内的

键并不断裂，

(2)每个CO2周围最近且等距的CO2有

个，

(3)每个晶胞中含二氧化碳分子数为

，

(4)晶胞

种取向的CO2分子。

2.冰晶体

(1)冰晶体中水分子之间通过

相结合，当熔化时，分子内的

键并不断裂。

(2)每个水分子被

个水分子包围形成变形的

形

(3)1 mol冰中有___mol氢键。

(4)

一个晶胞中有

个水分子。

++

四．金属晶体（常见的堆积模型）

堆积模型

简单立方堆积

体心立方堆积

六方最密堆积

面心立方最密堆积

常见金属

配位数

空间利用率

晶胞

考考你：铜采取面心立方紧密堆积，在晶体结构中可以画出一个立方体的结构单元，铜原子处于立方体的八个顶点和六个侧面上，试计算铜原子的空间利用率和铜的密度。（假设铜的原子半径为rnm，只列式即可）

五、石墨——混合型晶体

(1)

晶体结构：平面层状结构

(2)

最小的环：

元环，键角为

，

(3)

每个六元环拥有的碳原子数为

，碳碳键数为

，

(4)作用力：

，

，

，

(5)该晶体介于原子晶体、分子晶体、金属晶体之间，因而具有各种晶体的部分特点。如熔点

，硬度

，

导电

(6)每个C原子被

个棱柱共用，每个棱柱实际占有的C原子为

个。

【课堂练习】

练习题1. 最近科学家发现一种由钛原子和碳原子构成的气态团簇分子，如图所示，顶角和面心的原子是钛，棱的中心和体心的原子是碳，则它的化学式是（

）

A．TiC

B．Ti6C7

C．Ti14C13

D．

Ti13C14

练习题2. CaC2晶体的晶胞结构与NaCl晶体的相似(如右上图所示)，但CaC2晶体中含有的中哑铃形C22－的存在，使晶胞沿一个方向拉长。CaC2晶体中1个Ca2＋周围距离最近的C22－数目为________。

练习题3.在1个Cu2O晶胞中(结构如图所示)，所包含的Cu原子数目为________，氧离子的配位数为________。

练习题4.下图是超导化合物—钙钛矿晶体的晶胞请回答：

(1)

该化合物的化学式为________。

(2)

与某个钛离子距离最近且相等的其他钛离子共有________个。

(3)设该化合物的式量为M，密度为a g·cm－3，阿伏加德罗常数为NA，则晶体中钙离子与钛离子之间的最短距离为________________________。

练习题5.金属铁的晶体在不同温度下有两种堆积方式,晶胞分别如图所示。面心立方晶胞和体心立方晶胞中实际含有的铁原子个数之比为

。两种堆积方式也会导致密度不同，求密度之比为