晶胞计算PPT课件
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离子晶体、分子晶体 和原子晶体
——-晶胞中微粒的计算及化学式推导
晶胞中微粒的计算
TO总结 TO目录
思考：处于晶胞顶 点上、棱上、面上 的离子分别被多少 个晶胞共用？
处于晶胞面上粒子 被2个晶胞共用 处于晶胞棱上粒子 被４个晶胞共用
处于晶胞顶点上 粒子被８个晶胞 共用
一、典型的各种晶体结构特点
源自文库
氯化钠晶体模型—面心立方体
3 7
1 10
12
TO目录 TO模型
8 4 a
6
思考：
与一个钠离 子相邻最近 且距离相等 的钠离子有 多少个？
１２个
距离是多少？ （图示距离 为a）
2a
氯化铯晶体 （体心立方体）
铯离子：
氯离子：
氯化铯的小晶胞
观察：氯化铯 晶体中氯离子 和铯离子分别 处于晶胞的什
么位置？
对每个小立方体而言，若铯离子 位于顶点，则氯离子位于体心， 反之依然
有，每个离子有1/2属于晶胞。
4、在棱上 处于棱上的离子，同时为4 个晶胞共
有，每个离子有1/4属于晶胞。
返回 TO模型
三、晶体化学式推导 1、氯化钠化学式推导
Cl Na+
继续
一个 NaCl 晶胞
Na+
1
顶点：8× 8 =1 Na+
1 面点：6 × 2 =3
1 Cl- 线点： 12 × 4 =3
课堂练习题
• 中学教材上图示的NaCl晶体结构，它向三维空 间沿伸得到完美晶体。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（已知NiO摩尔质量为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 = 1 （个）
二氧化碳晶体—面心立方体
观察后回答题：
1、二氧化碳分 子处于立方体 的什么位置？
顶点和面心
2、一个立方体 中含有多少个 二氧化碳分子？
8×１／8+6×1/2 = 4
代表一个 二氧化碳分子
同一平面内二氧化碳分子的位置
观察：
在同一 平面上与一个二氧化 碳分子距离最近的二氧化碳 分子有多少个？
４个
TO CO2晶体 TO 三维位置
82
即晶体中每个小正方体中平均含有 1 个
2
3
4
NiO.其质量为:
74.7g × 1
6.02×1023 2
8
8
7
而此小正方体体积为 (a×10-8㎝)3
1
2
5
6
，故NiO晶体密度为：
74.7g 6.02×1023
×1
2
(a×10-8㎝)3
=
62. 0 a3
g. ㎝-3
氯化钠晶胞有关综合计算
随着科学技术的发展，阿伏加德罗常数的测定手段越来越多，测 定精确度也越来越高，现有一种简单可行的测定方法，具体步骤 为：（1）将固体NaCl研细、干燥后，准确称取mg NaCl固体并转 移到定容仪器A中（2） 用一个能计量所加液体体积多少的仪器， 向A仪器中滴加苯，不断振荡，继续加苯至A仪器的刻度线，计算 出 NaCl 固 体 的 体 积 Vcm3① 测 步 骤 （ 1 ） 中 A 仪 器 最 好 用 _____容__量__瓶______（填仪器名称） ② 能否用水代替苯?，理由 ___不__能__，__N__a_C_l_溶__于__水__，__分_子间有间隙，测得体积偏小
距离最近的分子的位置 TO目录
2
思考：三维 立体中，与
一个二氧化
碳分子距离
1
最近的二氧
化碳有几个？
１２个
3
返回
金刚石晶体
基本单元： 六元环
观察，一个碳原子与多 少个碳原子相连，多少 个碳原子形成一个环？ 一个碳被几个环共有？ 碳原子与键数比是 ？
与4个碳相连，呈空间正四面体形
６个碳原子形成一个环 一个碳被１２个环共有 碳原子与键数比是（ 1：2 ）
③ 用X射线测得NaCl晶体中靠得最近的Na+与Cl-间的平均距离为a cm，用上述测定方法测得的阿伏加德罗常数NA的表达式为NA=
8a3m/v=58.5/NA×4 NA=58.5V/2ma3
顶点 棱上
钠离子 氯离子
体心
观察：氯化钠晶体中钠离子和氯 离子分别处于晶胞的什么位置？
顶点和面心是氯离子 棱上和体心是钠离子 面心
氯化钠晶体结构
6
4 1
3
5
TO目录 TO模型
思考：
与一个钠离
子相邻最近
且距离相等
的氯离子有
多少个？
2 a
６个
距离是多少？ （图示距离 为a）
a
氯化钠晶体结构
11 5
9 2
心点：1 × 1=1
Na+：Cl-==1：1
Cl-- 一个大NaCl晶胞包含4个NaCl
一个小NaCl晶胞包含4个NaCl
21、氯化铯化学式推导
氯化铯
每个CSCl晶胞中有 1 个CS+，有 1 个Cl -。 一个CSCl l晶胞包含１个CSCl
返回
３、二氧化硅化学式推导
金刚石的结构
白球表示硅原子
TO目录
二氧化硅晶体
每个硅连４个氧原子， 每个氧原子连２个硅原子， 最小环为１２元环
一个硅原子被１２个环共有 一个氧原子被6个环共有
石墨晶体结构
TO层移动 石墨晶体 TO目录 可移动的电子：
石墨的晶体结构俯视图
层状结构的基本单元
石墨的层状结构
碳原子与键数比是（ 2：3 ）
石墨的层间移动
TO结构 石墨晶体
可自由移动的电子：
石墨晶体
TO结构 TO目录
用隧道扫描显微镜放 石墨的六方晶胞 大后的石墨层状结构
二、晶胞中含微粒个数比的计算方法：
1、在内部：处按于 1计内入部晶的胞离。子，完全属于该晶胞，该离子 2、在顶点： 处于顶点的离子，同时为8 个晶胞共
有，每个离子有1/8属于晶胞。
3、在面上： 处于面上的离子，同时为2 个晶胞共
1molSiO2拥有＿４＿＿mol Si-O键.
C ４、练习推导化学式
B A
A:B:C=1:1:3 ABC3
A:B:C=1:1:3 ABC3
确定化学式
A2B
AB
A2BC2
ABC
防止类推中的失误
题目：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，如右图所示。顶角和面心的原于是钛 原子，棱的中心和体心的原子是碳原子，则它的分子 式是 ( D ) A．TiC B．Ti4C4， C．Ti14C13 D．Ti13C14
SiO2平面结构
SiO2最小的环为十＿二＿元＿环，其中有＿＿６＿个Si原子＿６＿个O原子
每个环实际占有＿6×＿1＿/1＿2=＿1/＿2 个Si原子＿＿6×＿1＿/6=＿1＿个O原子
每个 Si原子被＿１＿２个环所占有，一个环占有一个Si原子的＿1/＿2
每个 O原子i被＿６＿个环所占有，一个环占有一个O原子的＿1/＿6
——-晶胞中微粒的计算及化学式推导
晶胞中微粒的计算
TO总结 TO目录
思考：处于晶胞顶 点上、棱上、面上 的离子分别被多少 个晶胞共用？
处于晶胞面上粒子 被2个晶胞共用 处于晶胞棱上粒子 被４个晶胞共用
处于晶胞顶点上 粒子被８个晶胞 共用
一、典型的各种晶体结构特点
源自文库
氯化钠晶体模型—面心立方体
3 7
1 10
12
TO目录 TO模型
8 4 a
6
思考：
与一个钠离 子相邻最近 且距离相等 的钠离子有 多少个？
１２个
距离是多少？ （图示距离 为a）
2a
氯化铯晶体 （体心立方体）
铯离子：
氯离子：
氯化铯的小晶胞
观察：氯化铯 晶体中氯离子 和铯离子分别 处于晶胞的什
么位置？
对每个小立方体而言，若铯离子 位于顶点，则氯离子位于体心， 反之依然
有，每个离子有1/2属于晶胞。
4、在棱上 处于棱上的离子，同时为4 个晶胞共
有，每个离子有1/4属于晶胞。
返回 TO模型
三、晶体化学式推导 1、氯化钠化学式推导
Cl Na+
继续
一个 NaCl 晶胞
Na+
1
顶点：8× 8 =1 Na+
1 面点：6 × 2 =3
1 Cl- 线点： 12 × 4 =3
课堂练习题
• 中学教材上图示的NaCl晶体结构，它向三维空 间沿伸得到完美晶体。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（已知NiO摩尔质量为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 = 1 （个）
二氧化碳晶体—面心立方体
观察后回答题：
1、二氧化碳分 子处于立方体 的什么位置？
顶点和面心
2、一个立方体 中含有多少个 二氧化碳分子？
8×１／8+6×1/2 = 4
代表一个 二氧化碳分子
同一平面内二氧化碳分子的位置
观察：
在同一 平面上与一个二氧化 碳分子距离最近的二氧化碳 分子有多少个？
４个
TO CO2晶体 TO 三维位置
82
即晶体中每个小正方体中平均含有 1 个
2
3
4
NiO.其质量为:
74.7g × 1
6.02×1023 2
8
8
7
而此小正方体体积为 (a×10-8㎝)3
1
2
5
6
，故NiO晶体密度为：
74.7g 6.02×1023
×1
2
(a×10-8㎝)3
=
62. 0 a3
g. ㎝-3
氯化钠晶胞有关综合计算
随着科学技术的发展，阿伏加德罗常数的测定手段越来越多，测 定精确度也越来越高，现有一种简单可行的测定方法，具体步骤 为：（1）将固体NaCl研细、干燥后，准确称取mg NaCl固体并转 移到定容仪器A中（2） 用一个能计量所加液体体积多少的仪器， 向A仪器中滴加苯，不断振荡，继续加苯至A仪器的刻度线，计算 出 NaCl 固 体 的 体 积 Vcm3① 测 步 骤 （ 1 ） 中 A 仪 器 最 好 用 _____容__量__瓶______（填仪器名称） ② 能否用水代替苯?，理由 ___不__能__，__N__a_C_l_溶__于__水__，__分_子间有间隙，测得体积偏小
距离最近的分子的位置 TO目录
2
思考：三维 立体中，与
一个二氧化
碳分子距离
1
最近的二氧
化碳有几个？
１２个
3
返回
金刚石晶体
基本单元： 六元环
观察，一个碳原子与多 少个碳原子相连，多少 个碳原子形成一个环？ 一个碳被几个环共有？ 碳原子与键数比是 ？
与4个碳相连，呈空间正四面体形
６个碳原子形成一个环 一个碳被１２个环共有 碳原子与键数比是（ 1：2 ）
③ 用X射线测得NaCl晶体中靠得最近的Na+与Cl-间的平均距离为a cm，用上述测定方法测得的阿伏加德罗常数NA的表达式为NA=
8a3m/v=58.5/NA×4 NA=58.5V/2ma3
顶点 棱上
钠离子 氯离子
体心
观察：氯化钠晶体中钠离子和氯 离子分别处于晶胞的什么位置？
顶点和面心是氯离子 棱上和体心是钠离子 面心
氯化钠晶体结构
6
4 1
3
5
TO目录 TO模型
思考：
与一个钠离
子相邻最近
且距离相等
的氯离子有
多少个？
2 a
６个
距离是多少？ （图示距离 为a）
a
氯化钠晶体结构
11 5
9 2
心点：1 × 1=1
Na+：Cl-==1：1
Cl-- 一个大NaCl晶胞包含4个NaCl
一个小NaCl晶胞包含4个NaCl
21、氯化铯化学式推导
氯化铯
每个CSCl晶胞中有 1 个CS+，有 1 个Cl -。 一个CSCl l晶胞包含１个CSCl
返回
３、二氧化硅化学式推导
金刚石的结构
白球表示硅原子
TO目录
二氧化硅晶体
每个硅连４个氧原子， 每个氧原子连２个硅原子， 最小环为１２元环
一个硅原子被１２个环共有 一个氧原子被6个环共有
石墨晶体结构
TO层移动 石墨晶体 TO目录 可移动的电子：
石墨的晶体结构俯视图
层状结构的基本单元
石墨的层状结构
碳原子与键数比是（ 2：3 ）
石墨的层间移动
TO结构 石墨晶体
可自由移动的电子：
石墨晶体
TO结构 TO目录
用隧道扫描显微镜放 石墨的六方晶胞 大后的石墨层状结构
二、晶胞中含微粒个数比的计算方法：
1、在内部：处按于 1计内入部晶的胞离。子，完全属于该晶胞，该离子 2、在顶点： 处于顶点的离子，同时为8 个晶胞共
有，每个离子有1/8属于晶胞。
3、在面上： 处于面上的离子，同时为2 个晶胞共
1molSiO2拥有＿４＿＿mol Si-O键.
C ４、练习推导化学式
B A
A:B:C=1:1:3 ABC3
A:B:C=1:1:3 ABC3
确定化学式
A2B
AB
A2BC2
ABC
防止类推中的失误
题目：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，如右图所示。顶角和面心的原于是钛 原子，棱的中心和体心的原子是碳原子，则它的分子 式是 ( D ) A．TiC B．Ti4C4， C．Ti14C13 D．Ti13C14
SiO2平面结构
SiO2最小的环为十＿二＿元＿环，其中有＿＿６＿个Si原子＿６＿个O原子
每个环实际占有＿6×＿1＿/1＿2=＿1/＿2 个Si原子＿＿6×＿1＿/6=＿1＿个O原子
每个 Si原子被＿１＿２个环所占有，一个环占有一个Si原子的＿1/＿2
每个 O原子i被＿６＿个环所占有，一个环占有一个O原子的＿1/＿6