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晶体结构的计算一学习目标 1.学会晶体结构计算相关问题的解决方法和策略。 2.晶胞的两个基本要素: 原子坐标参数,表示晶胞内部各原子的相对位置; 晶胞参数,描述晶胞的大小和形状。 3.均摊法判断晶胞中微粒个数。二化学课程标准(2017版)要求 1.认识简单的晶胞。 2.借

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复习题优秀教案板书设计

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晶体结构的计算

一

学习目标

1.学会晶体结构计算相关问题的解决方法和策略。

2.晶胞的两个基本要素:

原子坐标参数,表示晶胞内部各原子的相对位置;

晶胞参数,描述晶胞的大小和形状。

3.均摊法判断晶胞中微粒个数。

二

化学课程标准(2017版)要求

1.认识简单的晶胞。

2.借助分子晶体,共价晶体,离子晶体,金属晶体的模型认识晶体的结构特点。

三

晶体结构计算的考查

有关晶体结构的计算是每年全国卷理综化学选考题中“物质结构与性质”中的必考考点之一,它体现了高考考试说明中提出的“将化学问题抽象为数学问题,利用数学工具,通过计算推理解决化学问题的能力”的要求。

四

晶体结构计算类型

1.化学式的确定

●分子簇结构中化学式的确定

【例1】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( )

2.二维平面形结构化学式求算

【例2】已知下图所示晶体的硬度很可能比金刚石大,且原子间以单键结合,试根据下图确定该晶体的化学式()

【例3】硼化镁晶体在39K时呈超导性。在硼化镁晶体中,镁原子和硼原子是分层排布的,右图是该晶体微观结构的透视图,图中的硼原子和镁原子投影在同一平面上。则硼化镁的化学式为( )

3.晶胞密度的计算

●高考中的常规计算

【例4】某镍白铜合金的立方晶胞结构如图所示。

①晶胞中铜原子与镍原子的数量比为_____。

②若合金的密度为dg/cm3,晶胞参数a=________nm

●省略晶胞图的计算

【例5】用晶体的x射线衍射法可以测得阿伏加德罗常数。对金属铜的测定得到以下结果:晶胞为面心立方最密堆积,边长为361 pm。又知铜的密度为9.00g·cm -3

,则铜晶胞的体积是 cm 3

、晶胞的质量是 g,阿伏加德罗常数为 (列式计算,己知Ar(Cu)=63.6)

●空间利用率的计算

【例6】GaAs的熔点为1238℃,密度为ρg·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,阿伏伽德罗常数值为NA,则GaAs晶胞中原子的体积占晶胞体积的百分率为____________________。

【例7】金刚石晶胞含有____个碳原子。若碳原子半径为r,金刚石晶胞的边长为a,根据硬球接触模型,则r= ______a,列式表示碳原子在晶胞中的空间占有率____ (不要求计算结果)。

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