《2021-2022年高考化学《晶体的计算》》由会员分享，可在线阅读，更多相关《2021-2022年高考化学《晶体的计算》（39页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、有关晶体的计算,1、晶体中的微粒数、化学式 2、配位数 3、边长（晶胞参数）和半径关系 4、晶胞密度 5、微粒的空间坐标 6、微粒间的距离 7、空间利用率 8、夹角求算 9、综合考察,晶胞中微粒个数的计算,均摊法,对于立方晶胞 处于顶点的微粒，同时为 个晶胞共有； 处于棱上的微粒，同时为 个晶胞共有； 处于面上的微粒，同时为 个晶胞共有； 处于体心的微粒，同时为 个晶胞共有。,8,4,2,1,1、晶体中的微粒数、化学式,各类型离子晶体晶胞的比较,Na+：,6,Cl-：,6,Cs+：,Cl-：,8,8,Zn2+：,S2-：,4,4,Ca2+：,F-：,4,8,Na+：,Cl-：,Cs+：,Cl-
2、：,Zn2+：,S2-：,Ca2+：,F-：,Na+：,Cl-：,Cs+：,Cl-：,Zn2+：,S2-：,Ca2+：,F-：,6,6,8,8,4,4,4,8,4,4,1,1,4,4,8,4,KBr AgCl、MgO、CaS、BaSe,ZnS、AgI、 BeO,CsCl、CsBr、CsI、TlCl,碱土金属卤化物、碱金属氧化物。,（1）简单立方晶胞参数：边长a,球半径r 与晶胞边长 a 的关系：,a,a,a,a a = 2 r,3、边长（晶胞参数）和半径关系,（2）体心立方晶胞参数：边长a,a,a,球半径r 与晶胞边长 a 的关系： a,a,b3a,b4r,3、边长（晶胞参数）和半径关系,（3
3、）六方最密堆积,3、边长（晶胞参数）和半径关系,（4）面心立方晶胞参数：边长a,面心立方密堆积中金属原子的半径r与正方体的边 长a的关系：,a,a,a,a,a,4r2a,3、边长（晶胞参数）和半径关系,（5）石墨晶胞,A层,A层 B层,3、边长（晶胞参数）和半径关系,石墨的密度：设碳原子半径为r，底面边长为a pm，高为h，层间距为d，则h=2d。 均摊法算出石墨晶胞中有4个C原子（8顶点，2面，4棱，1内）。,看底面,a 2r,2,a2rsin60,（6）金刚石型,在面心立方基础上，再插入4个球，分别占据8个小立 方体中4个互不相邻的体心，,1,2,3,4,5,6,87,若1号小体心有球，
4、则3、6、8号小体心 也有球,每个新插入的球，与它所在 小立方体的顶点4个球相切,3、边长（晶胞参数）和半径关系,（7）氯化钠型晶胞参数a与离子半径的关系：,相切,3、边长（晶胞参数）和半径关系,（8）氟化钙型晶胞参数a与离子半径的关系： 实际上与金刚石型相同,3a4(rr),3、边长（晶胞参数）和半径关系,（9）CsCl的晶体结构及晶胞构示意图,Cs+的配位数为：,Cl-的配位数为：,8,8,3、边长（晶胞参数）和半径关系,练习：2017全国三卷（5）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-)
5、为_nm。MnO也属于NaCl型结构，晶胞参数为a =0.448 nm，则r(Mn2+)为_nm。,答案 0.148 0.076,晶体密度计算公式,4、晶胞密度的计算,小组讨论,例1、铝单质为面心立方晶体，其晶胞参数a0405nm，列式表示铝单质的密度 gcm3(不必计算出结果),例2、已知金刚石的晶胞如图，金刚石中C-C键长为155pm，求金刚石的晶体密度（g.cm-3）?,例3、（2016年新课标全国卷II）37（4）某镍白铜合金的立方晶胞结构（镍的原子量：59）如图所示。 晶胞中铜原子与镍原子的数量比为_。 若合金的密度为d g/cm3，晶胞参数a=_nm。,4、晶胞密度的计算,4、晶胞
6、密度的计算,4、晶胞密度的计算,石墨的密度：设碳原子半径为r，底面边长为a pm，高为h，层间距为d，则h=2d。 均摊法算出石墨晶胞中有4个C原子（8顶点，2面，4棱，1内）。,看底面,a 2r,2,a2rsin60,5、微粒的空间坐标,（1）球数：81/8 + 61/2 = 4 （2）分数坐标：（0,0,0）-顶点 （1/2,1/2,0） （1/2,0,1/2） （0,1/2,1/2）-体心,（3）配位数：12,同层6 上下各3,面心立方最密堆积小球坐标,（1）球数：81/8 + 1 = 2 *（2）分数坐标：（0,0,0）-顶点 （1/3,2/3,1/2）-体心 （3）配位数：,12,同
7、层6 上下各3,六方最密堆积小球坐标,4.(2016全国高考37)(6)晶胞有两个基本要素: 原子坐标参数,表示晶胞内部各原子的相对位置,下图为Ge单晶的晶胞,其中原子坐标参数,则D原子的坐标参数为。,晶胞参数,描述晶胞的大小和形状,已知Ge单晶的晶胞参数a=565.76 pm,其密度为gcm-3(列出计算式即可)。,5、微粒的空间坐标,6、微粒间的距离,6、微粒间的距离,6、微粒间的距离,空间利用率：球体积占晶胞体积的百分比,密度：球质量与晶胞体积的比值,通用公式：,球数 4r3,空间利用率 3 100%,晶胞体积,NA,晶胞体积 球数 球的摩尔质量,密度 ,其中，密度公式中共有四个未知量：
8、密度，微粒摩尔质量，晶 胞体积，NA，知道3个可求另一个，因此可能围绕密度出现4种题型。 在晶胞体积中，还可以考察晶胞边长与微粒半径的关系。,7、空间利用率,（1）体心立方空间利用率：球体积占晶胞体积的百分比,8,a 3,3 100%68.02%,r 3,3,4,2 4r 3,3 3,2 4r 3,7、空间利用率,（2）六方最密堆积空间利用率：球体积占晶胞体积的百分比,2,S a a sin 603 a2,26,23,3,V晶胞 aa 2,3,2a3 82r3 (晶胞中有2个球),球,V 2 4 r3,100% 74.05%,晶胞,球,V,V,（4）金刚石空间利用率：球体积占晶胞体积的百分比,a 33,r 3,8,3 3 100%34%,8 4r 38 4r 3,7、空间利用率,8、夹角求算,例： 在一定温度下，NiO晶体可以自发地分散并形成 “单分子层”（如下图），可以认为氧离子作密致单 层排列，镍离子填充其中，列式计算每平方米面积上 分散的该晶体的质量。（已知NiO的摩尔质量约为74.7 g/mol，氧离子半径为140 pm）,9、综合考察,9、综合考察,9、综合考察,
