人教版高中化学选择性必修二微专题3基于晶胞结构参数的计算课件

这是一份人教版高中化学选择性必修二微专题3基于晶胞结构参数的计算课件，共27页。
微专题3　基于晶胞结构参数的计算1.通过原子分数坐标参数明确晶胞内部各原子的相对位置,进而认识晶体结构。发展宏观辨识与微观探析的化学学科核心素养。2.通过晶胞棱长参数、晶胞中的微粒数目以及阿伏加德罗常数,建立晶胞的体积、晶体的密度与晶体的摩尔质量之间的关系。发展证据推理与模型认知的化学学科核心素养。3.通过晶胞结构参数的计算,发展空间结构认知能力和抽象思维能力。一 原子分数坐标知识讲解1.概念。以晶胞参数为单位长度建立的三维坐标系可以表示晶胞中各原子的相对位置,称作原子分数坐标。例如,图中原子5的原子分数坐标为(1,1,1),则原子4的原子分数坐标为(0,0,1)。2.原子分数坐标的确定方法。(1)依据已知原子的分数坐标确定坐标系取向。(2)从原子所在位置分别向x、y、z轴作垂线,所得坐标轴上的截距即为该原子的分数坐标。典例剖析【例1】 钙钛矿晶体的晶胞结构如图所示,则该晶体的化学式为　　　　　　。已知A的原子分数坐标为(0,0,0),B的原子分数坐标为(0, ,0),则Ca的原子分数坐标为　　　　　。 解析:根据晶胞中原子的位置及数目可确定该晶体的一个晶胞中含有1个Ca(内部)、1个Ti(顶角)和3个O(棱上),所以该晶体的化学式为CaTiO3。根据坐标系的特点及A、B两点的原子分数坐标,可确定处于晶体体心的Ca的原子分数坐标为方法导引确定原子分数坐标时,首先要认清坐标系,明确原点(0,0,0)的位置以及x、y、z坐标轴的方向,然后结合晶胞中已知原子的原子分数坐标,确定未知原子的原子分数坐标。学以致用 解析:根据题给图示可知,将晶胞分割成8个立方体,D位于晶胞中“右后下”的立方体体心,其原子分数坐标为2.(2022陕西西安高三模拟)TiO2的一种晶胞具有典型的四方晶系结构(如图所示),以晶胞参数为单位长度建立的坐标系可以表示晶胞中各原子的位置,称作原子分数坐标。晶胞中A、B的原子分数坐标分别为(0.31,0.31,0)、(0.81,0.19,0.5)。已知晶胞含对称中心,则C、D的原子分数坐标分别为　　　　　、　　　　　　。 答案:(0.19,0.81,0.5)　(0.69,0.69,1)解析:根据晶胞中A、B的原子分数坐标分别为(0.31,0.31,0)、(0.81,0.19,0.5)和晶胞含对称中心可知,0.31+0.69=1, 0.81+0.19=1,0.5+0.5=1,则C、D原子分数坐标分别为(0.19,0.81,0.5)、(0.69,0.69,1)。3.硼氢化钠是一种常用的还原剂。其晶胞结构如图所示:(1)该晶体中Na+的配位数为　　　　　　。 (2)标注为“1”的Na+的分数坐标为　　　　　　。  二 宏观晶体密度与微观晶胞参数的关系知识讲解1.根据晶胞参数计算晶体密度的基本思路和步骤(模型):2.以NaCl晶胞(如图所示)为例,明晰晶体密度的分步计算过程:典例剖析【例2】 如图是Fe单质的某种晶体的晶胞模型。已知晶体密度为d g·cm-3,铁原子的半径为　　　　　　 nm(假设每个Fe原子紧密堆积,用含有d、NA的代数式表示)。 解析:由Fe单质的晶胞图可知,晶胞为体心立方结构,每个晶胞中含2个铁原子。方法导引晶体密度是宏观概念,利用宏观物理量摩尔质量作为基准列出晶体密度和摩尔体积的关系式:M=ρVm。微粒(或特定组合)的摩尔质量可由物质的相对分子质量确定,微粒(或特定组合)的摩尔体积可由晶胞参数、晶胞中微粒(或特定组合)的数目以及阿伏加德罗常数确定,根据题目要求计算未知的物理量或者晶胞参数、微粒半径等。计算时要注意单位的换算。学以致用4.CoO晶体的面心立方晶胞如图所示。设阿伏加德罗常数的值为NA,则CoO晶体的密度为　　　　　 g·cm-3。 5.一种立方钙钛矿结构的金属卤化物光电材料的组成为Pb2+、I-和有机碱离子 ,其晶胞如图(b)所示。(1)图(b)中Pb2+与图(a)中　　　　　的空间位置相同。 (2)若图(b)晶胞参数为a nm,则晶体的密度为　　　 g·cm-3 (列出计算式)。 解析:(1)由图(b)可知,该晶胞中I-位于面心上,每个Pb2+周围有6个I-,图(a)中每个Ti4+周围有6个O2-,由此可知,Pb2+与图(a)中的Ti4+位置相同。(2)每个晶胞中含有1个Pb(CH3NH3)I3,根据其摩尔质量列出等式:(a×10-7 cm)3×NA mol-1×ρ=620 g·mol-1,晶体的密度6.(2023全国甲节选)气态AlCl3通常以二聚体Al2Cl6的形式存在,其空间结构如图a所示,二聚体中Al的轨道杂化类型为　　　　　。AlF3的熔点为1 090 ℃,远高于AlCl3的192 ℃,由此可以判断铝氟之间的化学键为　　　　　键。AlF3结构属立方晶系,晶胞如图b所示,F-的配位数为　　　　　。若晶胞参数为a pm,晶体密度ρ=　　　　 g·cm-3(列出计算式,阿伏加德罗常数的值为NA)。