高中化学人教版 (2019)选择性必修2第一节 物质的聚集状态与晶体的常识精品第二课时教案设计

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宏观辨识与微观探析： 认识简单的晶胞，通过典型晶胞的学习，类推其他晶胞的分析方法。学会晶胞中微粒数的计算方法(均摊法)，能根据晶胞的结构确定晶体的化学式。证据推理与模型认知： 能运用多种晶体模型来描述和解释有关晶体性质的现象，形成分析晶胞结构的思维模型。科学探究与创新意识： 知道物质的聚集状态会影响物质的性质，通过改变物质的聚集状态能获得特殊的材料。
1.认识简单的晶胞。2.通过典型晶胞的学习，类推其他晶胞的分析方法。3.学会晶胞中微粒数的计算方法(均摊法)，能根据晶胞的结构确定晶体的化学式。重点：认识简单的晶胞，通过典型晶胞的学习，类推其他晶胞的分析方法。难点：学会晶胞中微粒数的计算方法(均摊法)，能根据晶胞的结构确定晶体的化学式。
描述晶体结构的基本单元叫晶胞。
晶胞是晶体中最小的结构重复单元。
2、 晶体和晶胞的关系
一般来说，常规的晶胞都是平行六面体，整块晶体可以看作是数量巨大的晶胞“无隙并置”而成。(1)“无隙”是相邻晶胞之间没有任何间隙。(2)“并置”是所有晶胞都是平行排列的，取向相同。(3)所有晶胞的形状及其内部的原子种类、个数及几何排列是完全相同的。
将任意晶胞沿着晶胞的周期性排列方向移动到相邻或其他晶胞时，能够完全重合，过程中无须转动或改变方向。
各个晶胞完全等同（组成和几何空间），且晶胞间共顶角、共棱、共面
3套各2个平行面分别相同
3套各4根平行棱分别相同
思考：分析以下几种晶胞，总结平行六面体晶胞满足的条件。
练习1、判断下列4个图中结构，属于晶胞的是：
3套各4根平行棱不相同
3套各2个平行面不相同
判断是否是晶胞的方法一：顶点/平行面/平行棱是否完全相同
练习2、下面是从NaCl晶体最小平行六面体，是否可以作为晶胞？
判断是否是晶胞的方法二：能否平移复原
练习3、下列晶胞中分子的取向有几种？
3套各2个平行面的取向相同
8个顶点和左右面心分子取向相同,上下，前后面面心分子取向相同。共有2种不同的取向。
3、晶胞中粒子个数的计算——均摊法
讨论：我们能计算出这个铜晶胞平均含有的铜原子数目吗？
金属铜一个晶胞的铜原子数：8×1/8+6×1/2=4
铜晶胞中含有8个顶点、6个面心
练习4、请计算出NaCl晶胞Na+和Cl-的个数。
Na+数: Cl-数=1:1
氯化钠的化学式为NaCl
一个晶胞含4个NaCl
应用：根据晶胞确定化学式。
(1)晶胞有几套平行棱？有几套平行面？
(2)数一数，它们分别平均含有几个原子？
晶胞有三套各4根平行棱，有3套各两个平行面
金属钠（Na） 金属锌（Zn） 碘（I2） 金刚石（C）
体内四个球位于交错的小正方体中心
长度为体对角线的1/4
晶胞顶角原子为8个晶胞共用，每个晶胞占 1/8
晶胞棱上原子为4个晶胞共用，每个晶胞占 1/4
晶胞面上原子为2个晶胞共用，每个晶胞占 1/2
晶胞内部的原子为1个晶胞独自占有，即为 1
晶胞都是平行六面体吗？
（1）长方体（或正方体）晶胞
（2）六棱柱（六方）晶胞
练习5、科学家发现了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原子，棱的中心和体心的原子是碳原子，则它的化学式是（ ）
A.Ti14C13 B.Ti4C4  C.TiC D.Ti13C14
特别注意：气态团簇分子和纳米小颗粒不采用无隙并置方式排列，故不能采用均摊法来确定化学式！
练习6、根据离子晶体的晶胞结构，判断下列离子晶体的化学式：(A表示阳离子)
X：6/12=1/2Y：6/4+3/6=2Z：1
Mg：12/6+2/2=3B:（在体内） 6
练习7、计算下列晶胞中原子数目，确定化学式。
准晶是一种介于晶体和非晶体之间的固体。是一种特殊的聚集状态。 准晶具有完全有序的结构,然而又不具有晶体所应有的平移对称性,因而可以具有晶体所不允许的宏观对称性。
准晶具有独特的属性,坚硬又有弹性、非常平滑,而且与大多数金属不同的是其导电性、导热性很差,因此在日常生活中大有用武之地。
晶体的平面点阵只能有二、三、四、六重轴（重轴n=360/α，α为旋转角度）而准晶可以有五、八、十、十二重轴。
二、晶体结构的测定——X射线衍射实验
当单一波长的X射线通过晶体时，X射线和晶体中的电子相互作用，在记录仪上形成衍射图谱。人们对衍射图的数据进行处理，即可获得晶体结构的有关信息。
d为晶面间距；n为反射级数θ为掠射角；λ为X射线的波长
了解：X射线-测定晶胞
不同晶体对应不同的d，计算出晶胞参数，进而得到晶胞的形状、大小与取向
晶胞的3组棱长：a b c3种夹角:α、β、γ
了解：X射线-测定乙酸分子结构
1、晶体密度计算公式：
m: 晶胞质量（g），V：晶胞体积（cm3）
注意：单位换算: 1m=102cm=109nm=1010Å=1012pm
【课堂练习6】该晶胞中，若两个距离最近的Na＋核间距为a cm，则晶体的密度ρ = _______ g·cm-3。
4、晶体密度计算公式：
结构的测定—X射线衍射实验
整块晶体可以看作是数量巨大的晶胞“无隙并置”而成。
8个顶角相同、3套各4根平行棱分别相同、3套各2个平行面分别相同的最小平行六面体