高中化学选修三晶胞
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高中化学选修三晶胞的计算总结!新课标Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ卷、海南等地的高考真题中有一道选作题为选修3·物质结构与性质内容,分值约为15分,其中最后一问一般考查晶胞的相关计算,这部分内容很难,很多同学对此不知如何下手,甚至放弃,但只要掌握技巧,此问题就能迎刃而解,今天小编为大家进行了总结。
1、要清楚几个基本的计算公式:2、能用均摊法计算出晶胞中每种原子的个数。
方法如下:(1)顶点上的原子,被8个晶体所共用,对每一个晶体只提供1/8(2)棱边上的原子,被4个晶体所共用,对每一个晶体只提供1/4(3)面心上的原子,被2个晶体所共用,对每一个晶体只提供1/2(4)体心上的原子,被1个晶体所共用,对每一个晶体只提供1栗子:如下图,是某晶体最小的结构单元,试写出其化学式。
根据均摊法,得出:化学式为xy3z。
3、得出晶胞中所含有的原子的个数。
4、根据题目要求,结合以上三点,计算所求的量如密度、空间利用率、晶胞参数等。
【好题演练】1(选自2016·新课标Ⅱ)某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_____。
②若合金的密度为dg/cm3,晶胞参数a=________nm.答案【解析】铜失去的是全充满的3d10电子,镍失去的是4s1电子,所以ICu>INi。
(4)①根据均摊法计算,晶胞中铜原子个数为6×1/2=3,镍原子的个数为8×1/8=1,则铜和镍的数量比为3:1。
②根据上述分析,该晶胞的组成为Cu3Ni,若合金的密度为dg/cm3,根据p=m÷V,则晶胞参数a=nm。
【考点】晶胞的计算。
2(选自2016·新课标Ⅲ)砷化镓(GaAs)是优良的半导体材料,可用于制作微型激光器或太阳能电池的材料等。
回答问题:GaAs的熔点为1238℃,密度为ρg·cm-3,其晶胞结构如图所示。
该晶体的类型为________________,Ga与As以________键键合。
⾼中化学选修3:晶体结构与性质知识点总结⼀.晶体常识
1.晶体与⾮晶体⽐较
2.获得晶体的三条途径
①熔融态物质凝固。
②⽓态物质冷却不经液态直接凝固(凝华)。
③溶质从溶液中析出。
3.晶胞
晶胞是描述晶体结构的基本单元。
晶胞在晶体中的排列呈“⽆隙并置”。
均摊法法
4.晶胞中微粒数的计算⽅法——均摊
如某个粒⼦为n个晶胞所共有,则该粒⼦有1/n属于这个晶胞。
中学中常见的晶胞为⽴⽅晶胞
⽴⽅晶胞中微粒数的计算⽅法如下:
注意:在使⽤“均摊法”计算晶胞中粒⼦个数时要注意晶胞的形状
⼆.四种晶体的⽐较
晶体熔、沸点⾼低的⽐较⽅法
(1)不同类型晶体的熔、沸点⾼低⼀般规律:原⼦晶体>离⼦晶体>分⼦晶体。
⾦属晶体的熔、沸点差别很⼤,如钨、铂等熔、沸点很⾼,汞、铯等熔、沸点很低。
(2)原⼦晶体
由共价键形成的原⼦晶体中,原⼦半径⼩的键长短,键能⼤,晶体的熔、沸点⾼.如熔点:⾦刚⽯>碳化硅>硅
(3)离⼦晶体
⼀般地说,阴阳离⼦的电荷数越多,离⼦半径越⼩,则离⼦间的作⽤⼒就越强,相应的晶格能⼤,其晶体的熔、沸点就越⾼。
(4)分⼦晶体
①分⼦间作⽤⼒越⼤,物质的熔、沸点越⾼;具有氢键的分⼦晶体熔、沸点反常的⾼。
②组成和结构相似的分⼦晶体,相对分⼦质量越⼤,熔、沸点越⾼。
③组成和结构不相似的物质(相对分⼦质量接近),分⼦的极性越⼤,其熔、沸点越⾼。
④同分异构体,⽀链越多,熔、沸点越低。
(5)⾦属晶体
⾦属离⼦半径越⼩,离⼦电荷数越多,其⾦属键越强,⾦属熔、沸点就越⾼。
三.⼏种典型的晶体模型。
高中化学选修三晶胞在高中化学选修三的知识领域中,晶胞是一个极其重要的概念。
它就像是构成物质微观世界的基本单元,帮助我们理解晶体的结构和性质。
首先,咱们来聊聊什么是晶胞。
晶胞可以想象成晶体中的一个最小重复单元,通过在三维空间不断重复这个单元,就能构建出整个晶体。
打个比方,晶胞就像是砌墙用的砖头,无数块砖头按照一定的规律排列,就能砌成一堵完整的墙。
晶胞具有一些特定的特征。
它具有平移对称性,也就是说,将晶胞沿着某个方向平移一定的距离,能够与原来的晶胞完全重合。
而且,晶胞能够反映整个晶体的对称性。
这就好比通过观察一块小小的砖头,就能大致推测出整堵墙的对称特点。
晶胞的类型多种多样,常见的有简单立方晶胞、体心立方晶胞、面心立方晶胞等。
简单立方晶胞,顾名思义,就是每个顶点上都有一个粒子,内部没有粒子。
体心立方晶胞呢,除了顶点上有粒子,在晶胞的体心位置还有一个粒子。
而面心立方晶胞,不仅顶点有粒子,每个面的中心也有一个粒子。
为了更清楚地描述晶胞,我们引入了一些参数,比如晶胞的边长、棱长夹角和原子坐标等。
晶胞的边长通常用字母 a、b、c 表示,棱长夹角则用α、β、γ表示。
原子坐标呢,是用来确定原子在晶胞中的位置的,就像给每个原子在晶胞这个“小房子”里安排一个特定的“座位”。
通过晶胞,我们可以计算晶体的密度。
这可是个很实用的应用哦!假设我们知道了晶胞的结构和其中所含粒子的质量,再结合晶胞的体积,就能算出晶体的密度。
比如说,对于一个面心立方晶胞,如果知道了粒子的摩尔质量 M,晶胞边长 a,阿伏伽德罗常数Nₐ,那密度ρ就可以通过公式ρ = nM /(a³Nₐ)来计算。
晶胞还能帮助我们理解晶体的配位数。
配位数指的是晶体中一个原子周围与之相邻的原子数目。
不同类型的晶胞,原子的配位数也不同。
比如在体心立方晶胞中,中心原子的配位数是 8;在面心立方晶胞中,配位数则是 12。
晶胞的概念在实际生活中也有不少应用。
比如在材料科学领域,研究晶体的结构和性质对于开发新材料至关重要。
高中化学选三晶胞中坐标的写法在高中化学学习中,晶胞是一个重要的概念,指的是由重复单元构成的最小结构单位。
而三维晶体结构的描述则涉及到坐标的表达。
这篇文章将围绕高中化学选三晶胞中坐标的写法,给出详细的步骤阐述和说明。
步骤一:确定晶体结构类型首先,我们需要确定晶体结构类型。
常见的晶体结构类型有立方晶系、正交晶系、五方晶系、四方晶系、三斜晶系和六方晶系等。
不同的晶体结构类型具有不同的空间对称性,影响到后续坐标的表达方式。
步骤二:定义坐标系在确定晶体结构类型后,我们需要定义坐标系。
一般来说,选取一个晶胞内的原子作为参考点,以此点为原点建立坐标系。
坐标系的正方向可以根据经验规则,例如右手定则来确定。
坐标系的单位可以是埃(1 Å= 10^-10 m)或纳米(1 nm = 10^-9 m)。
步骤三:确定晶胞的基本矢量在定义坐标系后,我们需要确定晶胞的基本矢量。
晶胞的基本矢量通常用a、b和c来表示。
这些矢量的长度和方向都是固定的,是晶体结构类型确定后的一部分。
步骤四:确定原子的坐标定义了坐标系和晶胞的基本矢量后,我们可以开始确定原子的坐标。
根据晶体学中的经验规则,我们把晶胞中的各个原子都看成是同样大小的点,位于晶胞内的某个位置。
晶胞内的一个点可以用三个数(x,y,z)表示,它们表示该点相对于坐标系的三个矢量(a,b,c)的投影长度。
例如,在立方晶系中,一个晶胞内有一个原子。
假设我们选取这个原子为参考点,建立以该原子为原点的坐标系,定义a、b、c三个基本矢量的长度都为a,那么这个原子的位置可以用坐标(0,0,0)表示。
步骤五:考虑环境对原子坐标的影响除了晶胞内的原子坐标外,还需要考虑环境对原子坐标的影响。
例如,在两个相同的原子之间,存在距离为0.5a的等间隙位。
此时,其中一个原子的坐标为(0,0,0),那么另一个原子的坐标应该为(0.5,0,0),这样两个原子的距离才能保持在0.5a。
综上,高中化学选单胞的坐标表达并不复杂,只需要明确晶体结构类型、定义坐标系、确定晶胞的基本矢量、确定原子的坐标和考虑环境对原子坐标的影响即可。