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晶胞计算专题PPT课件

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晶胞中原子个数的计算PPT课件

晶胞中原子个数的计算PPT课件

练习4：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）
A B
C
化学式： ABC3
小结：
立方体晶胞中各位置上原子总数的计 算方法分别是：
顶角上的原子总数 =1/8×顶角原子数
棱上的原子总数 =1/4×顶角原子数
面心上的原子总数 =1/2×顶角原子数 体心上的原子总数 =1×体心原子数
小结
一、晶胞对质点的占有率的计算 二、有关晶体的计算
课外 练习
1996年诺贝化学奖授予对发现C60有重大贡献的三位科学家.C60分子是 形如球状的多面体(如图),该结构的建立基于以下考虑:
①C60分子中每个碳原子只跟相邻的3个碳原子形成化学键;
②C60分子只含有五边形和六边形; ③多面体的顶点数、面数和棱边数的关系,遵循欧拉定理:
数目与碳碳化学键数目之比为
__2_:_3___.
巩固练习二：
已知晶体硼的基本结构 单元是由硼原子组成的正二 十面体，如图所示：其中有 二十个等边三角形的面和一 定数目的顶点，每个顶点为 一个硼原子，试通过观察分 析右图回答：此基本结构单 元是由_3_0_个硼原子构成，有 _1_2_个B-B化学键，相邻B-B键 的键角为__6_00_.
巩固练习五：
(1) 平均每个正六边形拥有___2__个锗原子, ___3__个氧原子. (2) 化学式为:__(G__e_C_H__2C__H_2_C_O__O__H_)_2O_ 3 或Ge2C6H10O7
巩固练习六：
某离子晶体的晶胞结构如右 图所示： ●表示X离子，位于立 方体的顶点；○表示Y离子，位 于立方体的中心。试分析： ①该晶体的化学式为 Y2X 。 ②晶体中距离最近的2个X与一 个Y形成的夹角为1_0_9_0_2_8_′_______

第三章 第一节 晶胞PPT课件

第三章 第一节 晶胞PPT课件
（摩尔质量、阿伏加德罗常数与密度的关系）
金属铜的晶胞为：
.
25
①如果不考虑空间取向,将晶胞
中所有Cu原子全部换成CO2分子 即得到干冰晶胞：
.
26
②同理将晶胞中所有Cu原子全部 换成I2分子即得到碘晶胞：
.
27
③若将晶胞中的Cu原子全部换 成Na+,再在所得结构的棱心和 面上
.
11
学与问（教材64页 ）
8×1/8 + 1 = 2 8×1/8 + 1 = 2 （8×1/8 + 6×1/2）×2 = 8 8×1/8 + 6×1/2 + 4 = 8
思考 下面晶胞中含有原子个数及其化学式
A+ B-
A= 4 ×1/8=1/2 B= 4 ×1/8=1/2 A与B离子的个数比等于 1:1 该物质化学式可 表示为: A B
.
28
④若将晶胞中的Cu原子全部换成 Zn2+,再在所得结构的8小立方体 中4个互不相邻的体心位置各添 加一个S2-,即得ZnS晶胞:
.
29
.
30
⑤若将晶胞中所有Cu原子全
部换成Ca2+,然后在所得结构
的8个小立方体的体心位置各
添一个 F-,即得CaF2晶胞:
.
31
.
32
思考
6 1.NaCl晶体中，每个Na+周 围最近距离的Cl-有 个？ 6 每个Cl-周围最近距离的 Na+有 个？ 2.在NaCl晶体中，每个Na+周
12 围最近距离的Na+有 个？
3.氯化钠的化学式用“NaCl”来表示，原因何在？能否
4 4 把“NaCl”称为分子式？

《晶胞计算专题》课件

《晶胞计算专题》课件
VASP基于密度泛函理论，采用投影缀加波（PAW）方法处理电子相关问 题，支持多种基组和交换关联泛函，能够提供高精度的量子力学计算结 果。
VASP具有灵活的输入输出格式，可以与其他计算软件包进行数据交换， 方便用户进行大规模并行计算。
Quantum ESPRESSO
Quantum ESPRESSO理论
跨学科交叉研究与应用
跨学科交叉
晶胞计算涉及多个学科领域，如物理 学、化学、材料科学等。未来研究将 更加注重跨学科交叉，通过不同学科 领域的融合，开拓新的研究领域和方 向。
应用领域拓展
晶胞计算在能源、环境、生物医学等 领域具有广泛的应用前景。未来研究 将更加注重拓展应用领域，将晶胞计 算应用于解决实际问题，推动科学技 术的发展和社会进步。
体系的电子结构和物理性质。
Materials Studio
Materials Studio提供了多种先进的量子力学和分子 力学方法，包括密度泛函理论、分子动力学、蒙特卡 罗模拟等，可以用于研究材料的物理、化学和机械性 质。
Materials Studio是一款商业软件包，用于模拟和预 测材料的结构和性质。
能级结构
晶胞中的原子相互作用决 定了能级结构，即电子的 能量状态。
键合状态
原子在晶胞中的键合状态 决定了其电子结构，不同 的键合状态会导致不同的 电子结构。
晶胞的物理性质
力学性质
晶胞的力学性质包括硬度、弹性 模量等，这些性质与原子间相互
作用有关。
热学性质
晶胞的热学性质包括热容、热导率 等，这些性质与晶格振动有关。
晶胞计算的应用领域
01
02
03
04
材料科学
研究材料的晶体结构和物理性 质之间的关系，预测新材料的

金刚石晶胞计算专题 ppt课件

金刚石晶胞计算专题 ppt课件
金刚石晶胞计算专题
2020/10/151源自（4））下图为B元素的某种单质晶体的晶胞，该晶体中B原子 的空间占有率为________________
2020/10/15
2
精品资料
思考：1.金刚石晶胞中，每个C原子均可与相邻的__4_ 个C构成实心的正四面体?
2.在一个小正四面体中平均含有__2_个碳原子? 3. 在金刚石中最小的环是___6_元环?
2020/10/15
5
1个金刚石晶胞含几个碳碳键? 如 何算?
2020/10/15
6
• 晶胞是构成晶体的基本重复单元．在二氧 化硅晶胞中有8个硅原子位 于立方晶胞的8 个顶角，有6个硅原子位于晶胞的6个面心， 还有4个硅原子与16个氧原子在晶胞内构成 4个硅氧四面体，它们均匀错开排列于晶胞 内．根据图示二氧化硅晶胞结构，每个晶 胞内所含“SiO2”基元数为( ) C A.4个
• B.6个
• C.8个
• D.18个
2020/10/15
7
1个环中平均含有__1_/2_个C原子? 含C-C键数为__1__个？ 4.一个晶胞中含有C-C键数为__1_6_个？
2020/10/15
4
思考：1.一个金刚石晶胞里有_8_个碳原子? 2.平均每个碳原子有__2 _个C--C键? 3.每个碳原子为__12__个六元环共用？ 4.每个C-C键为___6 _个六元环共用？

有关晶胞的计算PPT课件

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3. (2012·长春高二质检)已知铜的晶胞结构如 图所示，则在铜的晶胞中所含铜原子数及配 位数分别为( )
A．4 12 C．8 8
B．6 12 D．8 12
解析：选 A。由晶胞模型分析：在铜的晶胞 中，顶角原子为 8 个晶胞共用，面上的铜原 子为两个晶胞共用，因此，金属铜的一个晶 胞的原子数为 8×18＋6×12＝4。在铜的晶胞 中，与每个顶角的铜原子距离相等的铜原子 共有 12 个，因此其配位数为 12。
分别是：
，
。
第三章 晶体结构与性质
6、CsCl晶体，
第三章 晶体结构与性质
（1）若晶体的密度为ρg/cm3计算：晶胞的
棱长=
pm ，阴、阳离子的最近核间距=
pm
（2）若晶胞的棱长为a pm，
计算晶体的ρ=
g/cm3
（3）密度为ρg/cm3，
棱长a pm，则：NA =
。
（4）钠离子及氯离子的配位数
⑤根据ρ、M、R计算：
NA =
。
⑥计算晶胞的
NA =
。
空间利率
。
⑦配位数是
。
第三章 晶体结构与性质
（2）若A是金属晶体，晶胞为体心立方：
①根据ρ、M、NA计算：
②根据M、a、NA计算
a=
，R=
③根据M、 R 、 NA计算
晶体的ρ=
g/cm3
④根据ρ、M、a计算：
晶体的ρ=
g/cm3
NA =
。
⑤根据ρ、M、R计算：
（1）其中每个最小环上的碳原子数为 _______个,
（2）每个环平均占有 个碳原子,
（3）碳原子数和σ键数之比为 。
（4）12克金刚石含

有关晶胞计算专题课件

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晶胞优化算法
总结词
晶胞优化算法是一种用于优化晶体结构的算法，通过迭代方 式不断调整晶胞参数以达到能量最低状态。
详细描述
晶胞优化算法通过迭代方式不断调整晶胞的几何参数和原子 坐标，以最小化晶体的总能量。该算法可以用于预测晶体的 稳定结构、相变温度等，有助于理解晶体材料的结构和性质 。
01
晶胞计算应用
通过晶胞计算，可以预测新材料的稳 定性和性质，为新材料的发现和设计 提供理论指导。此外，晶胞计算还可 以优化材料的结构和性能，提高材料 的稳定性和可靠性。
药物分子设计
总结词
晶胞计算在药物分子设计中具有重要作用，可以预测药物分子的性质和行为。
详细描述
通过晶胞计算，可以模拟药物分子的化学反应过程和行为，预测药物的活性、选择性、药代动力学等性质，为新 药研发提供理论支持。此外，晶胞计算还可以优化药物分子的结构和性质，提高药物的疗效和安全性。
VASP具有高效、灵活和可扩展性强的特点，支持多种计算模式，包括静态能量计算 、分子动力学模拟、过渡态搜索等。
Materials Studio
Materials Studio是一款由BIOVIA开 发的材料科学计算软件，提供了丰富 的建模和模拟工具，用于研究材料的 结构、性质和行为。
Materials Studio还提供了强大的可 视化工具，可以直观地展示材料的结 构和性质，方便用户进行数据分析和 结果解读。
性能。
高分子聚合物的晶胞计算
总结词
高分子聚合物是一类重要的材料，广泛应用于日常生活和工业生产中。了解其晶胞结构有助于优化材 料性能。
详细描述
高分子聚合物的晶胞由多个单体单元组成，通过共价键连接在一起。每个单体单元可以具有不同的化 学结构和性质，从而影响整个聚合物的性能。了解聚合物的晶胞结构有助于预测其物理和化学性质， 如熔点、溶解性等。

晶胞相关内容PPT课件

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.
1
二﹑晶胞
1. 晶胞：描述晶体结构的基本单元
蜂巢与蜂室
铜晶体
铜晶胞
晶体与晶胞的关系可用蜂巢与峰室的关
系比喻然而蜂巢是有形的，晶胞是无形的，
是人为划定的。 .
2
晶胞参数(三维点阵) 晶胞的大小和形
状可用晶胞的三 条棱边长度(轴 长)a, b, c 及三棱 边夹角(轴角)α，
β，γ来描述
.
3
金刚石晶体
空间占有率：74%
每. 个晶胞含原子数：439
晶胞的密度
根据晶胞的结构特点和有关数据， 求算晶体的密度或晶胞参数a（晶胞边长）
对于立方晶胞可建立如下求算途径
求一个晶胞 的质量
一个晶胞中粒子数目n 摩尔质量
r 阿伏伽德罗常数
求一个晶胞 的体积
晶胞边长（或离子半径）
得关系式：
.
40
面心立方空间利用率计算
典例：小. 题巧练10：-18题18
归纳：均摊法 小技巧：
顶点：有1/8属于 该立方体
顶点:(360。/晶胞α夹角)×2 竖棱:(360。/晶胞夹角)
棱边：有1/4属于 该立方体
面心：有1/2属于 该立方体
体心：完全属于 该立方体
审题一定要注意 是晶体结构 (均摊法)， 还是分子结构
分子结构(其化学式由
2、石墨的熔沸点为什么很高（高于金刚石）？
石墨各层均为平面网状结构，碳原子之间存 在很强的共价键（大π键），故熔沸点很高。
.
60
3、石墨为什么能导电？
这是因为石墨晶体中存在自由电子，可以在整个 碳原子的平面上运动，但是电子不能从一个平面跳 跃到另一个平面，所以石墨能导电，并且沿层的平 行方向导电性强。这也是晶体各向异性的表现。

有关晶胞计算专题完整ppt课件

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BA
甲
DC
乙
F
E
丙
Z
X
Y
丁
.
3、看图写化学式：
A2BC2
.
4、最近发现一种由钛原子和碳 原子构成的气态团簇分子，如 下图所示，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，它的化学式 是 Ti14C13 。
.
2.正六棱柱晶胞
顶点： 1/6 面心： 1/2 （上、下）棱：1/4 . 中棱： 1/3
确定化学式
A= 4 ×1/4=1 B= 8 ×1/8=1 C= 1
ABC
.
思考
金刚石晶胞 （1）C原子位于晶胞 的哪些位置，分别有 几个？ （2）实际含有原子 个数应为？
.
思考
金刚石晶胞
（1）C原子位于晶胞 的哪些位置，分别有 几个？
（2）实际含有原子 个数应为？
8×1/8 + 6×1/2 + 4 = 8
①棱长a = 2r ②密度
.
二、晶胞密度的求算
2.已知金属 钾是体心立方紧密堆积,钾原子半 径为r cm,请计算：钾晶胞棱长；钾的密度。 ①立方体对角线=4r 棱长a=4r/ 3
②密度
.
二、晶胞密度的求算 3、已知金属金是面心立方紧密堆积，金 原子半径为r cm，计算：金晶胞棱长； 金的密度。
4r
.
例3.某晶体的一部分如右图所示，这种晶
体中A、B、C三种粒子数之比是( B )
A.3∶9∶4
B.1∶4∶2
C.2∶9∶4
D.3∶8∶4
A B C
.
二、晶胞密度计算：
立方晶胞中各线段之间的关系如下：
V=a3
.
二、晶胞密度的求算 1.已知金属钋是简单立方堆积，钋原子半径 为r cm，计算：钋晶胞棱长；钋的密度。

晶体结构与性质 晶胞计算复习 教学PPT课件

晶体结构与性质 晶胞计算复习 教学PPT课件
三种典型立方晶体结构
简单立方
体心立方
面心立方
面心立方最密堆积（铜 型）
Cu、Ag、Au
体心立方堆积（钾型） K、Na、Fe
FCa2+
Cl N－a+
知识储备：熟记几种常见的晶胞结构及晶胞含有的粒子数目。
A.NaCl(含4个Na＋，4个Cl－) B.干冰(含4个CO2) C.CaF2(含4个Ca2＋，8个F－) D.金刚石(含8个C) E.体心立方(含2个原子) F.面心立方(含4个原子)
___8_；列式计算晶4×体62Fg·mol－1 的 0.566×10－7 cm密3×6.02×1023 mol－1 度
≈2.27 g·cm－3 _________________________________ _____________(单位为g·cm－3)。
12
解析 答案
本节归纳：
1、一个密度计算公式 2、两个几何关系（平对，体对） 3、三个单位换算 三种答案表示
已知金刚石晶胞边长为acm求晶胞密度r计算cc键长1铝单质为面心立方晶体其晶胞参数a0405cm晶胞中铝原子的配位数为铝单质的密度gcm3不必计算出结果2铝单质为面心立方晶体其晶胞参数a0405nm晶胞中铝原子的配位数铝单质的密度gcm33铝单质为面心立方晶体其晶胞参数a0405pm晶胞中铝原子的配位数为列式并计算铝单质的密度gcm34al单质为面心立方晶体其晶胞参数a0405nm晶胞中铝原子的配位数为
①晶胞中铜原子的配位数为______， ②该晶体的边长为___________， 铜原子半径为________（用字母表示）。
练习7、已知：金属铁的密度为 b g·cm-3。求：
①晶胞中铁原子的配位数为______， ②该晶体的边长为___________， 铁原子半径为________（用字母表示）。

晶胞有关计算的应用 ppt课件

晶胞有关计算的应用 ppt课件
镍白铜合金的立方晶胞结构如图所示。
①晶胞中铜原子与镍原子的数量比为__3__：__。1
②若合金的密度为 d g/cm3，晶胞参数 a＝__________nm。
思考：与Ni原子与Cu原子的配位数分别是？
它们的原子核间距离是多少？假如需要求该晶胞
的原子空间利用率，还需要知道什么数据？
ppt课件
8
例题1：
（1）利用均摊法计算该
晶胞中含__4____个NaCl
（2）该晶胞中Na+的配 位数是—6—
（3）若Na+和Cl-间的最 近距离为
0.5x10-8cm，
ClNa+
求：晶体的密度
ppt课件
9
变式训练：
假如NaH晶胞结构与NaCl晶胞结构类似，NaH为 _离__子_晶体，，则NaH晶体的配位数是___6___， 若晶胞棱长为a pm，则Na原子间最小核间距为 ______cm， 晶胞的密度为 _______________________ 。
类似晶胞还有CaO
ppt课件
10
例2 Cs:133 Cl:35.5
如图所示，CsCl晶体中
类似晶胞有Na、K、 Fe等金属晶胞
（1） Cs+的配位数是 多少—8—
（2）若最近的Cs+之间 距离为anm，阿伏加德 罗常数为NA，摩尔质量 为M，求晶体的密度
(3)能不能求Cs+与Cl-核
间ppt的课件 距离b？
cm3
根据： ⑴摩尔质量(M)
g/mol-1
⑵晶胞中粒子数(Z)
⑶阿伏伽德罗NA
ZM
熟记：
NAV
mol-1
单位转化：1μm=10-4cm,1nm=10-7cm，1pm10-10cm,

晶胞的计算课件-高二上学期化学人教版(2019)选择性必修2

晶胞的计算课件-高二上学期化学人教版(2019)选择性必修2
为_______。
2：3
2.晶体的密度
晶体是由晶胞无隙并置而成，所以晶体的密度就是晶胞的密度！
晶胞中所有原子的质量

V
ZM

VN A
M：
表示物质组成化学式的摩尔质量
Z：
一个晶胞内所含化学式的个数
NA：
阿伏伽德罗常数
计算晶体密度是要注意单位的换算！晶胞边长
的单位通常是pm或nm或Å。要转化成cm。
Xe的分数坐标 Xe(0,0,0), (0.5,0.5,0.5)。
(1)XeF2晶体的密度
ZM
2 (131.3 19.00 2)
3


g
•
cm
VN A （430 1010）2 700 1010 6.02 1023
z
z
4.35 g • cm 3
z
z
(2)写出所有F原子的分数坐标
(1/3,2/3,3/4)。
(1) 计算晶体的密度； (2) 计算Cu—Cu间的最短距离。
ZM
2 (63.55 118.7)
3


g
•
cm
2
VN A （419.8 1010）
509.6 1010 sin120 6.02 1023
1200
*
*
7.78 g • cm 3
2 2 2
1
1
1
B(0,0, ), (0, ,0),( ,0,0)
2
2
2
例3: 某三元棱心为B占据, 体心为C占据。
(3) 分别计算A-B及B-C最近距离；
1
d(A - B)
a 200 pm
2

3.1.3 晶胞的计算 课件-高二上学期化学人教版(2019)选择性必修2

3.1.3 晶胞的计算 课件-高二上学期化学人教版(2019)选择性必修2

B
)
注意三棱柱不是晶胞
B.1∶4∶2
C.2∶9∶4
D.3∶8∶5
正三棱柱
俯视图
➢ 顶角1/12
➢ 面1/2
➢ 水平棱1/4
➢ 竖立棱1/6
补充：非长方体形的其他晶胞
归纳拓展
其他结构单元中粒子均摊情况举例：
晶胞类型
六棱柱
正三棱柱
顶角
贡献
棱上贡献
水平;
竖立
水平;
竖立
面上贡献
内部
贡献
1
1
1.计算下列晶胞中原子数目
➢ 水平棱1/4
➢ 竖立棱1/3
拓展：
2、正三棱柱晶胞中粒子的计算方法
1
顶角: 12
1
侧棱: 6
1
上下棱: 4
1
面心: 2
体心: 1
拓展：
2、正三棱柱晶胞中粒子的计算方法
顶点：1/12
内部：1
侧棱：1/6
不
上下棱：1/4
练习：某晶体的局部结构如图所示，晶体中A、B、C三种原子的数目之比为(
A.3∶9∶4
算NiO晶体密度
8
晶胞边长 2a 10 cm
1
1
大球 8 6 4
8
2
1
小球 12 1 4
4
ZM
4 74 .7
3


g
•
cm
VN A （2a 10 8）3 6.02 10 23
62 .04

g • cm 3
a
例2：XeF2晶体属四方晶系，a=430pm c=700pm
2
(4) 离A原子最近的B原子有几个。
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习题1.钙-钛矿晶胞结构如图所示。观察钙-钛
矿晶胞结构，求该晶体中，钙、钛、氧的微粒
个数比为多少？
1:1:3
2021/3/7
CHENLI
4
一.晶胞中原子个数的计算—均摊法
习题2.混合键型晶体——石墨，结构如图所示。 它是层状结构，层与层之间依靠范德华力结合。 每层内部碳原子与碳原子之间靠共价键结合，其
458.5gmol1 NA (2acm)3
mol1
29.25 gcm3
a N 3 2021/3/7 A
CHENLI
9
三、 晶胞中空间利用率的计算
微粒数*1个微粒体积
空间利用率=
晶胞体积
(1)简单立方：
微粒数为：8×1/8 = 1
空间利用率：
4лr3/3 = 52.36% (2r)3
2021/3/7
键角为120°。分析图中每个六边形含有--2----碳
原子。
2021/3/7
CHENLI
5
二、晶胞密度的求算 1.已知金属钋是简单立方堆积，钋原子半径 为r cm，计算：钋晶胞棱长；钋的密度。
①棱长a = 2r
②密度
2021/3/7
CHENLI
6
二、晶胞密度的求算 2、已知金属金是面心立方紧密堆积，金原 子半径为r cm，计算：金晶胞棱长；金的密 度。 ①面对角线 = 4r
空间利用率：
4×4лr3/3 = 74.05% (2×1.414r)3
2021/3/7
CHENLI
12
选修3 第三章
晶胞的计算
深圳市沙井中学高二备课组
2021/3/7
CHENLI
1
一.晶胞中原子个数的计算—均摊法
1.平行六面体晶胞
2021/3/7
CHENLI
2
一.晶胞中原子个数的计算—均摊法
2.六方晶胞
体内：1 面心：1/2 棱心：1/3 顶点：1/6
2021/3/7
CHENLI
3
一.晶胞中原子个数的计算—均摊法
棱长a =2 2r
②密度
2021/3/7
CHENLI
7
二、晶胞密度的求算
3.已知金属 钾是体心立方紧密堆积,钾原子半 径为r cm,请计算：钾晶胞棱长；钾的密度。 ①立方体对角线=4r 棱长a=4r/ 3
②密度
2021/3/7
CHENLI
8
二、晶胞密度的求算
4.已知：晶体中Na+和Cl间最小距离为a cm,计算 NaCl晶体的密度。
CHENLI
10
三、 晶胞中空间利用率的计算
微粒数*1个微粒体积
空间利用率=
晶胞体积
（2）体心立方：
微粒数为：8×1/8 + 1 = 2
棱长a=4r/ 3
空间利用率：
=68%
2021/3/7
CHENLI
11
三、 晶胞中空间利用率的计算微粒数*来自个微粒体积空间利用率=
晶胞体积
(4）面心立方：
微粒数：8×1/8 + 6×1/2 = 4