3.1.2《晶胞及晶胞中微粒个数的确定》
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晶胞中微粒数目的确定计算晶胞中微粒数目的常用方法是均摊法。
均摊法是指每个晶胞平均拥有的粒子数目。
如某个粒子为n个晶胞所共有,则该粒子有属于这个晶胞。
(1)长方体(或正方体)形晶胞中不同位置的粒子数的计算。
①处于顶点的粒子,同时为8个晶胞所共有,每个粒子有属于该晶胞。
②处于棱上的粒子,同时为4个晶胞所共有,每个粒子有属于该晶胞。
③处于面上的粒子,同时为2个晶胞所共有。
每个粒子有属于该晶胞。
④处于晶胞内部的粒子,则完全属于该晶胞。
(2)非平行六面体形晶胞中粒子数目的计算同样可用均摊法,其关键仍然是确定一个粒子为几个晶胞所共有。
例如,石墨晶胞每一层内碳原子排成许多个六边形,其顶点(1个碳原子)对六边形的贡献为,那么每一个六边形实际有6×=2个碳原子。
(3)在六棱柱晶胞(如图所示 MgB2的晶胞)中,顶点上的原子为6 个晶胞(同层3个,上层或下层3个) 共有,面上的原子为2个晶胞共有,因此镁原子个数为12×+2×=3,硼原子个数为6。
特别提醒:在晶胞中微粒个数的计算过程中,不要形成思维定式,不同形状的晶胞应先分析任意位置上的一个粒子被几个晶胞共用,如六棱柱晶胞中,顶点、侧棱、底面上的棱、面心上的原子依次被6、3、4、2 个晶胞共用。
晶胞:定义描述晶体结构的基本单元叫做晶胞。
结构一般来说,晶胞为平行六面体,晶胞只是晶体微观空间里的一个基本单元,在它的上、下、左、右、前、后无隙并置地排列着无数晶胞,而且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。
“无隙”是指相邻晶胞之间没有任何间隙,“并置”是指所有晶胞都是平行排列的,取向相同。
有关晶胞密度的计算步骤:①根据“分摊法”算出每个晶胞实际含有各类原子的个数,计算出晶胞的质量m:②根据边长计算晶胞的体积V:③根据进行计算,得出结果。
晶胞晶胞:晶体中重复出现的最基本的结构单元。
晶胞代表了晶体的结构,晶胞的代表性体现在以下两个方面:一是代表晶体的化学组成;二是代表晶体的对称性,即与晶体具有相同的对称元素(对称轴、对称面和对称中心),研究晶体必修研究晶胞。
第三章 晶体结构与性质 第一节 物质的聚集状态与晶体的常识本节从实验室常见的固体引入,介绍了自然界中绝大多数固体都是晶体,晶体与非晶体的本质区别和性质上的差异。
晶体呈现多面体的外形是由于晶体中的粒子在微观空间里呈现周期性有序排列的结果。
通过以铜晶体和铜晶胞为例,介绍了晶胞的概念和晶胞与晶体的关系。
教学时要注意运用多种教学媒体帮助学生理解教学内容,并让学生主动参与学习活动。
重点:晶体与非晶体的区别;晶体的自范性、各向异性,结晶的方法、对晶胞的认识 难点:晶体与非晶体的区别、对晶胞的认识多媒体调试、讲义分发【新课导入】20世纪前,人们以为分子是所有化学物质能够保持其性质的最小粒子,物质三态的相互转化只是分子间距离发生了变化,分子在固态只能振动,在气态能自由移动,在液态则介乎二者之间。
【讲解】物质不同聚集状态的特点20世纪初,通过X射线衍射等实验手段,发现许多常见的晶体中并无分子。
例如,氯化钠、石墨、二氧化硅、金刚石以及各种金属等。
气态和液态物质也同样不一定都由分子构成。
例如,等离子体是由电子、阳离子和电中性粒子(分子或原子)组成的整体上呈电中性的气态物质;又如,离子液体是熔点不高的仅由离子组成的液体物质。
此外,还有更多的物质聚集状态,如晶态、非晶态,以及介乎晶态和非晶态之间的塑晶态、液晶态等。
这些事实表明,描述的物质三态间的相互转化模型显然过于简单了。
【学生活动】除了三态,还有更多的物质聚集状态,如等离子体、离子液体、晶态、非晶态,以及介乎晶态和非晶态之间的塑晶态、液晶态等。
【设疑】阅读[科学▪技术▪社会]中的等离子体、液晶。
总结等离子体、液晶态的概念、特征及应用。
【总结】1.等离子体(1)概念:气态物质在高温或者在外加电场激发下,分子发生分解,产生电子和阳离子等。
这种由电子、阳离子和电中性粒子组成的整体上呈电中性的物质聚集体称为等离子体。
(2)特点:等离子体具有良好的导电性和流动性。
(3)应用运用等离子体显示技术可以制造等离子体显示器;利用等高子体可以进行化学合成;核聚变也是在等离子态下发生的等。
“晶胞中微粒数目的计算”微课教学设计甘健广西玉林实验中学微课名称晶胞中微粒数目的计算学科化学适用对象高中二年级学生教学设计学习目标1.懂得运用均摊法计算晶胞中的微粒数2.借助模型分析,逐步建立空间想象3.能识别晶胞相关题设问题中的陷阱,并具备初步解决问题的能力教学内容知识点来源人教版化学选修三第三章第一节晶体常识知识点描述确定每个晶胞中平均所含微粒的个数预备知识对晶体结构和晶胞结构特点有初步认识教学过程步骤内容课堂引入展示铜晶胞图片,提问,一个铜晶胞中有多少个原子?通过不同颜色的标记,学生很容易观察铜原子在晶胞中的位置和个数,并得到错误的答案:14个。
通过试误,迅速引起学生的关注。
教学过程活动一:晶胞中不同位置的原子在计算中的处理通过PPT动画效果展示晶胞中不同位置的点被共用的情况,帮助学生理解这一难点知识,逐步建立模型想象。
活动二:学以致用1.计算铜晶胞中的原子数目,更正课堂引入中的错误计算结果,形成深刻印象2.计算氯化钠晶胞中的粒子数目。
这里有一个易错点,学生易误认氯化钠的晶胞结构。
通过动画效果,引导学生学会分析晶胞结构的方法。
活动三:学习小结总结晶胞微粒数目的计算方法和步骤,强化知识的应用技巧活动四:常规晶胞的微粒数目计算进一步巩固均摊法。
由简单习题引入,逐步加深,引导学生学会处理原子数目较多的晶胞和晶胞中的微粒为分子的晶胞活动五:非常规的晶胞计算及误区题训练知识迁移运用能力。
通过动画展示,使非常规的点被共用的情况变得清晰易懂,大大降低了抽象的空间想象给题目带来的难度,使得题目的正确答案显而易见,借助于模型分析,帮助学生建立模型想象,有利于提升学生的学习积极性和主动性。
小结1.均摊法2.晶胞中微粒数目计算的步骤3.注意事项自评与反思1.在晶胞微粒数目的计算中,因为晶体结构比较抽象,平常的课堂教学很难做到将多个晶胞模型堆积给学生看,即使堆积了,也不方便在课堂展示,学生难以观察和理解。
以微课的形式进行,可以通过图片、动画效果堆积晶胞周围的其他晶胞,使学生能清楚看到每个原子是几个晶胞共用,这个点被晶胞中占了几分之几,理解能力差的学生可以反复观看,慢慢理解。
晶胞中粒子数的计算方法The calculation of the number of particles in a unit cell is an important concept in the field of solid-state physics and materials science. It provides key information about the structure and properties of a material at the atomic level. The number of particles in a unit cell can vary depending on the type of crystal structure and the nature of the atoms involved. For example, a simple cubic structure contains one particle per unit cell, while a face-centered cubic structure contains four particles per unit cell.晶胞中粒子数的计算方法是固态物理和材料科学领域的一个重要概念。
它提供了关于材料在原子水平上的结构和性质的关键信息。
晶胞中的粒子数可以根据晶体结构的类型和涉及的原子的性质而变化。
例如,简单立方结构中每个晶胞含有一个粒子,而面心立方结构中每个晶胞含有四个粒子。
In order to calculate the number of particles in a unit cell, one must first identify the type of crystal structure being considered. The three main types of crystal structures are simple cubic, body-centered cubic, and face-centered cubic. Each of these structures has a different number of particles per unit cell, which can be determinedusing the formula: nparticles = nunit x Z, where nparticles is the number of particles in the unit cell, nunit is the number of atoms per unit cell, and Z is the number of lattice points within the unit cell.要计算晶胞中的粒子数,首先必须确定所考虑的晶体结构类型。
课时65 晶体结构的分析与计算题型一 晶体结构的分析与方法【考必备·清单】 1.晶胞结构的分析(1)判断某种微粒周围等距且紧邻的微粒数目时,要注意运用三维想象法。
如NaCl 晶体中,Na +周围的Na +数目(Na +用“○”表示):每个面上有4个,共计12个。
(2)记住常见晶体如干冰、冰、金刚石、SiO 2、石墨、CsCl 、NaCl 、K 、Cu 等的空间结构及结构特点。
当题中信息给出的某种晶胞空间结构与常见晶胞的空间结构相同时,可以直接套用该种结构。
2.晶胞中微粒数目的计算方法——均摊法(1)原则:晶胞中任意位置上的一个原子如果是被n 个晶胞所共有,那么,每个晶胞对这个原子分得的份额就是1n。
(2)方法长方体(包括立方体)晶胞中不同位置的粒子数的计算方法如图所示:3.“均摊法”在晶胞组成计算中的应用 (1)计算一个晶胞中粒子的数目非平行六面体形晶胞中粒子数目的计算同样可用“均摊法”,其关键仍是确定一个粒子为几个晶胞所共有。
例如,石墨晶胞:每一层内碳原子排成六边形,其顶点(1个碳原子)对六边形的贡献为13,那么一个六边形实际有6×13=2个碳原子。
又如,六棱柱晶胞(MgB 2晶胞)中,顶点上的原子为6个晶胞(同层3个,上层或下层3个)共有,面上的原子为2个晶胞共有,因此镁原子个数为12×16+2×12=3个,硼原子个数为6。
(2)计算原子晶体中共价键的数目在金刚石晶体(如图所示)中,每个C 参与了4个C—C 键的形成,而在每条键中的贡献只有一半,因此,平均每一个碳原子形成共价键的数目为4×12=2个,则1 mol 金刚石中碳碳键的数目为2N A 。
(3)计算化学式【探题源·规律】角度一:晶胞中微粒数目及晶体化学式的计算[例1] (1)(2019·全国卷Ⅱ)一种四方结构的超导化合物的晶胞如图1所示。
晶胞中Sm 和As 原子的投影位置如图2所示。