人教版高中化学选修三课件:第三章 专题课 晶体堆积模型及晶胞相关计算ppt

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人教版高二化学选修3课件:3.3 金属晶体(共28张PPT)

人教版高二化学选修3课件:3.3 金属晶体(共28张PPT)
借助实物模型、计算机软件模拟、视频等多种直观手段,
充分发挥学生搭建分子结构、晶体结构模型等活动的作用, 降低教学内容的抽象性,促进学生对相关内容的理解和认识。
选用学生熟悉的生活现象、实验事实,以及科学研究和
工业生产中的相关案例作为素材,激发学生的学习兴趣,帮 助学生建立结构与性质之间的联系,发展“宏观辨识与微观探 析”的化学学科核心素养。
第三节 金属晶体
海南侨中
第三章 【教学提示】 ——新课标44页
2.学习活动建议
(1)实验及探究活动:模拟利用X射线衍射研
究物质微观结构的方法;
(2)调查与交流讨论:交流讨论模型在探索物
质结构中的作用;收集20世纪科学家在物质结
构探索方面的有关资料:走访科研机构,了解
物质结构研究的现代技术和先进成果。
第三节 金属晶体
海南侨中
第三章 【教学提示】 ——新课标43页
1.教学策略 有效利用化学史的素材,帮助学生认识科学
理论会随着技术手段的进步和实验证据的丰富而 发展,通过设计角色扮演等活动引导学生理解科 学理论发展过程中的争论,从而增进对科学本质 的理解。
选取与现实生活与科学前沿密切相关的案例, 促使学生认识研究物质结构的价值。通过查阅文 献、听专家讲座、观看化学影视资料等多种途径 开展教学,开阔学生的视野,激发学生探索物质 结构奥秘的热情。
第三节 金属晶体
海南侨中
3-3 金属晶体
第三节 金属晶体
海南侨中
3-3 【内容要求】
2.1 微粒间的相互作用——新课标39页 知道金属键的特点与金属某些性质的关系。
2.4 晶体和聚集状态——新课标40页 借助金属晶体模型认识晶体的结构特点。
知道介于典型晶体之间的过渡晶体及混合型晶 体是普遍存在的。

人教化学选修3第三章第一节 晶体的常识----均摊法(共17张PPT)

人教化学选修3第三章第一节 晶体的常识----均摊法(共17张PPT)
1、原子的位置可以在立方晶胞的顶点、棱、面、内 部的任意位置,且材料可以有剩余。
2、组内做好分工,把做好的模型画在白纸上,并计 算出晶胞中平均含有几个原子。(简要步骤)
3、由最快的四个小组上黑板展示,但不能雷同,并 由代表讲述计算过程。 限时5 min
由晶胞计算物质化学式的方法
31
42
84
73
棱上:1/4
3. 下列是NaCl晶胞示意图,晶胞中Na+和
Cl¯的个数分别是多少?
4
Cl-
Na+
晶体结构 顶角 侧棱 水平棱 面上 体内
六棱柱 1/6 1/3 1/4
1/2
1
如图所示的是该化合物的晶体结构单元:镁原子在六 棱柱的顶点和上下两个底面的面心,6个硼原子位于棱 柱内。则该化合物的化学式可表示为( B )
51
62
1
1
2
顶点:1/8 体心:1 面上:1/2
顶 角
棱 上
面 上
内部
三种典型立方晶胞结构
简单立方 体心立方 面心立方
5
1 、CO2的晶胞的示意图,数一数,它们分别平均 含有几个分子?
CO2
4个分子12个原子
2、根据离子晶体的晶胞结构,判断下列离 子晶体的化学式:
A B
C
化学式: ABC3
A、MgB C、Mg2B
B、 M身边的相关材料,自制NaCl、 CsCl、CaF2、金刚石晶胞,并比较 他们有什么异同点?
高二化学(选修3)第三章
请各组同学们用涂有不同颜色的小立方体作为晶 胞,将其构建成为晶体。
限时3min
要求:将立方体摆在化学书上,便于向 同学展示。
整块晶体可看作无数个晶胞“无隙 并置”而成(晶胞间无间隙,平行 排列)

人教化学选修3第三章第3节 金属晶体(共25张PPT)

人教化学选修3第三章第3节 金属晶体(共25张PPT)

=
2
②配位数:8
③空间利用率:
(二)三维空间密置层的堆积方式
第二层 对第一层来讲最紧密的堆积方式 是将球对准1,3,5 位。( 或对准 2,4,6 位,其情形是一样的 )
12
6
3
54
12
6
3
54
关键是第三层,对第一、二层来说,第三层 可以有两种最紧密的堆积方式。
配位数 空间利用率
12 74%
(2) 第二层小球的球心
正对着 第一层小球形成的空穴
1、简单立方堆积 Po
晶 胞
①平均占有的原子数目:
1 8
×8
=
1
② 配位数:6
③空间利用率:
a = 2r 金属原子体积=4/3πr3
%
2、体心立方堆积
碱金属(K、Na 等)Fe
体 心 立 方 晶 胞
①晶胞平均占有的原子数目:
1 8
×8
+
1
金属晶体
金属晶体的原子堆积模型
二、金属晶体的原子堆积模型
紧密堆积原理:
因为金属键没有方向性和饱和性,且晶体中 的原子可看成是直径相等的球体。金属晶体可 看成金属原子在三维空间中堆积而成。因此都 趋向于使金属原子吸引更多的其他原子分布于 周围,并以紧密堆积方式降低体系的能量,使 晶体变得比较稳定。
配位数:
②空间利用率 2a=4r
小结:
堆积模型 采纳这种堆 积的典型代 表
简单堆积 Po (钋)
空间 利用

52%
配位数 6
晶胞
体心立方 K、Na、Fe 68% 8 堆积
六方最密 Mg、Zn、Ti 74% 12 堆积
面心立方 Cu, Ag, 原子数目。

人教版高中化学选修3物质结构与性质课件 金属晶体的原子堆积模型

人教版高中化学选修3物质结构与性质课件 金属晶体的原子堆积模型
A.是密置层的一种堆积方式 B.晶胞是六棱柱 C.每个晶胞内含2个原子 D.每个晶胞内含6个原子
练习2
练习3
• Au晶体的最小重复单元(也称晶胞) 是面心立方体。Au原子的直径为d cm。
• (1)在下图立方体上标明Au原子的位置。 • (2)每个Au晶胞中含有几个Au原子。 • (3)求Au晶胞的体积。
• 2.1、简单立方堆积。 观察教材3-23图,求简单立方堆积的
• 配位数 • 空间利用率
2、非紧密堆积
• 2.2、体心立方堆积。 观察教材3-24图,求体心立方堆积的
• 配位数 • 空间利用率
小调查
• 你认为,体心立方堆积时,金属原子在 哪个方向相切?
• 选项1:立方体棱边 • 选项2:立方体的面对角线 • 选项3:立方体的体对角线 • 选项4:立方体的其它位置
• 堆积过程演示:
3、最密堆积
• 堆积过程演示:
3、最密堆积
•积
• 任务:跟随教师亲手组合出一种晶胞, 完成问题:
• ①这种晶胞对应哪种堆积? • ②作图,并求该堆积的空间利用率,并 拍照上传。
3、最密堆积
• 3.1、面心立方最密堆积
别名 ccp
代表物 Cu、Ag、Au 配位数 12 空间利 74% 用率
2、非紧密堆积
• 2.2、体心立方堆积。 观察教材3-24图,求体心立方堆积的
• 配位数 • 空间利用率
3、最密堆积
• 小组活动:
• 利用盒中现有的密置层组块或散放小球, 随意堆积3层,形成作品。 • 拍下俯视图。 • 上传本组觉得有特色的俯视图。 • 拍完照请保留本组作品供后续观察。
3、最密堆积
3、最密堆积
3、最密堆积
• 3.2、六方最密堆积

人教版高中化学选修三课件:第三章 第一节 晶体的常识(26张PPT)

人教版高中化学选修三课件:第三章 第一节 晶体的常识(26张PPT)
谢谢观赏
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我们,还在路上……
解析:甲中X位于立方体体心,有1个,Y位于立方体的
顶点,实际有
1 8
×4=
1 2
个,N(X)∶N(Y)=1∶
1 2
=2∶1,
故甲的化学式为X2Y;乙中A有
1 8
×8=1个,B有
1 2
×6
=3个,C在体心,有1个,故N(A)∶N(B)∶N(C)=
1∶3∶1;丙中D点被8个同样的晶胞共用,故结合E的个
解析
解析:晶胞中的粒子分为4种:①体心上的粒
子完全属于该晶胞;②面心上的粒子
1 2
属于该
晶胞;③棱上的粒子
1 4
属于该晶胞;④顶点上
的粒子
1 8
属于该晶胞。本题粒子Y位于体心,粒子X位于顶
点,所以该晶体的化学式为Y2X(或XY2)。观察图,4个X和1
个Y构成了一个正四面体,故∠XYX=109°28′。
D.粉末状固体一定不是晶体 解析:晶体的特点有:内部粒子排列得高度有序性、
有自范性和各向异性。当晶体的晶粒较小时,即为粉
末状,故D不正确。
答案:D
3.某物质的晶体内部一截面上原子的排布情况
如右图所示,则该晶体的化学式可表示为
()
A.A2B
B.AB
C.AB2
D.A3B
解析:由该晶体一截面上原子的排布情况可知,每一个A
数是8个。
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•不习惯读书进修的人,常会自满于现状,觉得没有什么事情需要学习,于是他们不进则退2022年4月13日星期三2022/4/132022/4/132022/4/13 •读书,永远不恨其晚。晚比永远不读强。2022年4月2022/4/132022/4/132022/4/134/13/2022 •正确的略读可使人用很少的时间接触大量的文献,并挑选出有意义的部分。2022/4/132022/4/13April 13, 2022 •书籍是屹立在时间的汪洋大海中的灯塔。

人教版高中化学选修3课件 第三章 归纳和整理(共11张PPT)

人教版高中化学选修3课件  第三章  归纳和整理(共11张PPT)

NaCl晶胞
堆积-填隙模式——四面体填隙
在面心立方堆积中共有四面体空隙的中心处在8个 小立方体的体心
四面体填隙举例
ZnS晶胞
CaF2晶胞
练习:对照氟化钙晶胞,思考在金刚石晶胞中 距离最近的两个碳原子在什么位置? 碳原子半径与金刚石晶胞的棱长有什么关系? 你能计算出金刚石的空间占有率吗?(设棱长 是a,原子的半径是r)
基于ccp的典型 晶胞模型
若把干冰分子看作一个质点则干冰的晶胞与金属
铜的晶胞有什么共同特点?为什么会有这样的共同 特点?(试从两者晶胞中的粒子间的作用力思考)
干冰晶胞
铜晶胞
均为面心立方最密堆积
氯化钠晶胞和硫化锌晶胞中阴离子的堆积模式有什 么共同特点?但两者阳离子的填充模式是否相同? 为什么?Βιβλιοθήκη NaCl晶胞金刚石晶胞
金刚石晶胞 体对角线切面
在金刚石晶胞中假想体心有一个球,沿着体对角线有 5个球,则体对角线距离为 d =8r = √3a,在边长为a的立 方体中,有8个碳原子,也可算出为空间占有率为0.34
ZnS晶胞
阴离子均为面心立方最密堆积
面心立方(简称ccp) 的空隙 八面体空隙 四面体空隙
堆积-填隙模式——八面体填隙 大球堆积小球填隙,填隙相切。
八面体填隙举例
在氯化钠晶胞中棱长a=2(rNa++rCl-)
氯离子采用的面心立方堆积,
钠离子填其八面体空隙,其所 在的位置为12条棱心,1个体 内,当钠离子填隙后各离子是 相切的关系。

人教版高中化学选修3课件 3.3金属晶体(共28张PPT)

人教版高中化学选修3课件 3.3金属晶体(共28张PPT)

【解析】选C。金刚石中1 mol 碳原子实际占有2 mol共价键, 二氧化硅中1 mol硅原子实际占有4 mol共价键,而石墨中, 1 mol 碳原子实际占有1.5个共价键,所以个数比为4∶8∶3。
1.影响金属键强弱的因素 (1)金属阳离子所带电荷越多、 离子半径越小,金属键越强。 (2)一般情况下,金属晶体熔点由金属键强弱决定,金属阳离 子半径越小,所带电荷越多, 金属键越强,熔点就相应越 高,硬度也越大。
2.金属固体的导电原理不同于电解质溶液的导电原理
导电 粒子
导电 实质
影响 因素
金属导电
(2)石墨是原子晶体吗? 提示:石墨晶体不是原子晶体,而是原子晶体与分子晶体之间 的一种过渡型晶体。 2.石墨晶体的性质 (1)为什么石墨质地较软,可作润滑剂、铅笔芯? 提示:石墨晶体是层状结构,层间没有化学键相连,是靠范德 华力维系的,而范德华力很弱,使石墨具有质软滑腻的性质。 因此石墨又具有分子晶体的一些性质。
石墨与金刚石的比较
晶体类型 构成微粒 微粒间的作用力
碳原子的杂化方式 碳原子成键数
金刚石 _原__子__晶__体__
碳原子 _C_—__C_共__价__键___
_s_p_3杂化 _4_
石墨
_混__合__晶__体__
碳原子 _C_—__C_共__价__键__和 _分__子__间__作__用_力___
六元环、不共面
熔点比金刚_还__高__ , 质_软__、滑腻、_易__导 电
六元环、共面
【典题训练】 1 mol的金刚石、二氧化硅、石墨三种物质含有的共价键数之 比是( ) A.1∶3∶1 B.1∶1∶5 C.4∶8∶3 D.4∶4∶3 【解题指南】解答本题注意两个方面: (1)明确三种物质中原子的成键情况; (2)转化为求物质中1 mol中心原子的成键情况。

人教版高中化学选修三课件:第三章 第三节 金属晶体(25张PPT)

人教版高中化学选修三课件:第三章 第三节 金属晶体(25张PPT)
第三节 金属晶体
[课标要求] 1.知道金属键的涵义,能用金属键理论解释金属的一些物 理性质。 2.能列举金属晶体的基本堆积模型。 3.知道金属晶体的结构微粒、微粒间作用力以及与其他晶 体的区别。
1.金属键是指金属原子脱落下来的价电子形成遍布整块晶体的“电 子气”,被所有原子所共用,从而把所有的金属原子维系在一起。 2.金属晶体中,原子之间以金属键相结合,金属键的强弱决定金属 晶体的熔点和硬度。 3.金属原子在二维空间里有两种放置方式:密置层和非密置层。 4.金属原子在三维空间里有四种堆积方式:①简单立方堆积, ②体心立方堆积,③六方最密堆积,④面心立方最密堆积。
2.金属的下列性质中和金属晶体的结构无关的是 A.良好的导电性 C.良好的延展性 B.反应中易失电子 D.良好的导热性
(
)
解析:金属的物理性物理性质,这些性质都是由金属 晶体所决定的。B项,金属易失电子是由金属原子的结构 决定的,和晶体结构无关。 答案:B
解析
解析:金属原子在二维空间里有两种排列方式,一种是密置 层排列,另一种是非密置层排列。密置层排列的空间利用率 高,原子的配位数为6,非密置层的配位数较密置层小,原子 的配位数为4。由此可知,图中(a)为密置层,(b)为非密置 层。密置层在三维空间堆积可得到六方最密堆积和面心立方 最密堆积模型,非密置层在三维空间堆积可得简单立方堆积 和体心立方两种堆积模型。所以,只有C选项正确。 答案:C
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石墨——混合晶体
1.石墨的结构特点
2 sp (1)同层内,碳原子采用 杂化,以共价键 相结合形成
正六边形 平面网状结构。所有碳原子的 p 轨道平行且相互重 _________
叠,p 电子可在整个平面中运动。 (2)层与层之间以 范德华力 相结合。 2.石墨的晶体类型
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例5 右图为NaCl晶胞结构,已知FexO晶体晶胞结构为 NaCl型,由于晶体缺陷,x值小于1。测知FexO晶体的
密度为ρ=5.71g/cm3,晶胞边长为4.28×10-10m。
探究1:已知铜晶胞是面心立方晶胞,其晶胞特征如右图所示。 若已知该晶体的密度为a g/cm3,NA代表阿伏加德罗常数,相对原子质量为64 , 请回答:
[来源:学科网]
①晶胞中铜原子的配位数为________ ,一个晶胞中原子的数目为________; ②该晶体的边长为_______________,铜原子半径为________(用字母表示)。 列式并计算Cu空间利用率________________
D.YBa2Cu4O7
题型4、 晶体密度、粒子间距离的计算
例4右图为NaCl晶胞结构示意图。 (1)用X射线衍射法测得晶胞的边长为a cm,求该温度下NaCl晶体的密度。
ρ=m/V=
(2)晶体的密度为ρg/cm3,则晶体中Na +与Na+之间的最短距离是多少?
[练习3]. 已知 NaCl 的摩尔质量为 M g·mol-1, 食盐晶体的密度为ρg·cm-3,若下图中Na+与最邻 近的Cl- 的核间距离为 a cm,那么阿伏加德罗常 数的值可表示为 D
【巩固练习】 1.Al2O3在一定条件下可制得AlN,其晶体结构如图2所示,该 晶体中Al的配位数是_________ .
2.六方氮化硼在高温高压下,可以转化为立方氮化硼,其结构与金刚石相似, 硬度与金刚石相当,晶胞边长为361.5pm,立方氮化硼晶胞中含有______个 氮原子、_______个硼原子,立方氮化硼的密度是____________g·cm-3(只 要求列算式,不必计算出数值,阿伏加德罗常数为NA)
4.如图所示为二维平面晶体示意图,表示化学式为AX3的________。
知识点2:晶胞参数的有关计算 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(N) 和阿伏伽德罗常数为NA,可计算晶体的密度r :
2)已知棱长为a,求某线段。晶胞中各线段间的关系如下:
三 、合作探究
分析:
O: 棱心:12×1/4 =3
Ca: 体心:1
Ti
Ti: 顶点:8 ×1/8 =1
O
Ca
[练习2] 、钇钡铜氧化合物
在90K温度下具有超导性
。若该化合物晶体的晶胞
结构如图所示,则该化合
Ba
物的化学式是 C 。
O
A.YBa2Cu3O3.75
B.YBa2Cu2O7
Y
C.YBa2Cu3O5.5
Cu
选修3 晶体堆积模型及晶胞相 关计算
一、学习目标 1、会求算晶胞中的粒子数(重点) 2、熟知常见晶胞模型,能结合数学思想解决化学问题(难点)[来 二、自主学习 知识点1:均摊法---计算晶胞中的粒子数 1.均摊原则:晶胞中任意位置上的一个粒子如果是被n个晶胞共有, 那么,每个晶胞对这个粒子分得的份额就是 2.常见晶胞:
顶点: 棱上: 面上: 体内:
理解运用:
1.正误判断
(1)金刚石的晶胞中含有6个碳原子
(2)12g石墨中六元环的数目为0.5NA (3)1个干冰晶胞的质量为176/NA g (4)六方最密堆积形成的晶胞(四棱柱)含有4个金属原子
2.某物质的晶体由A、B、C三种元素组成,其晶体中粒子排列方式
如图所示,则该晶体的化学式为( )
3.在离子晶体中,阴阳离子具有或接近具有球对称的电子云,它们可以被看成是 不等径的钢性圆球,并彼此相切(如下图中)。离子键的键长是相邻阴、阳离子的 半径之和(如下图右)。已知Na+半径为m pm,Cl-的半径为n pm,NaCl的理论密度 是r g•cm﹣3,求NaCl的摩尔质量。(只列算式,不必计算出数值,阿伏加德罗 常数为NA)
即晶体中每个小正方体中平均含有1/2 个NiO其质量为:
而此小正方体体积为:(a×10-8㎝)3
故NiO晶体密度为:
[练习5]金是面心立方晶胞(如图), 金原子的直径为d,用NA表示阿伏加 德罗常数,M表示金的摩尔质量。
(1)金晶体中每个晶胞中含有
4 个金原子;
(2) 一个晶胞的体积是多少?
(3)金晶体的密度是多少?
2.GaAs的熔点为1238℃,密度为ρg•cm-3,其晶胞结构如图所示.该晶体 的类型为原子晶体 ,Ga与As以共价 键键合.Ga和As的摩尔质量分别为 70g•mocm,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____________
A. AB3C3 B. AB3C C. A2B3C D. A2B2C 3.在硅酸盐中,SiO44-四面体(如下图(a))通过共用顶角氧离子 可形成岛状、链状、层状、骨架网状四大类结构型式。图(b)为
一种无限长单链结构的多硅酸根,其中Si原子的杂化形式为 ,
Si与O的原子数之比为
,化学式为_______
探究2:已知金刚石晶胞边长为a cm, ①求晶胞密度r ②试计算C—C键长 (提示:体内原子与顶点原子相切)
理解运用: 1.钠和氧能够形成化合物F,其晶胞结构如图,晶胞边长a=0.566 nm,F的化学式为_______; 晶胞中氧原子的配位数为______,列式计算晶体F的密度________________ (g·cm-3)
3.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)。
[练习1].下图为高温超导领域中的一种化合物:钙-钛 矿 (氧化物)晶体结构中具有代表性的最小重复单元:
该晶体中氧钙钛的微粒个数比为___3_:1_:_1_ 该晶体的化 学式为__C_a_T_i_O_ 3
A. 2Ma3ρ B. M/a3ρ C. 2M/a3ρ D.M/2a3ρ
[练习4]、 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 (NiO摩尔质量:74.7g·mol-1)
解:在该晶体中最小正方体中所含的 Ni2+、O2-个数均为:4×1/8=1/2(个)
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