化学晶胞计算名师优质课获奖市赛课一等奖课件.ppt

离子晶体、分子晶体和原子晶体-晶胞中微粒计算及化学式推导晶胞中微粒计算及化学式推导第1页晶胞中微粒计算晶胞中微粒计算思索：处于晶胞顶思索：处于晶胞顶点上、棱上、面上点上、棱上、面上离子分别被多少个离子分别被多少个晶胞共用？晶胞共用？TO目录TO总结处于晶胞顶点上粒处于晶胞顶点上粒子被个晶胞共用子被个晶胞共用处于晶胞棱上粒子处于晶胞棱上粒子被个晶胞共用被个晶胞共用处于晶胞面上粒子处于晶胞面上粒子被被2个晶胞共用个晶胞共用第2页一一、经典各种晶体结构特点经典各种晶体结构特点第3页氯化钠晶体模型氯化钠晶体模型面心立方体面心立方体面心面心体心体心棱上棱上顶点顶点氯离子氯离子钠离子钠离子观察：氯化钠晶体中钠离子和氯观察：氯化钠晶体中钠离子和氯离子分别处于晶胞什么位置？离子分别处于晶胞什么位置？顶点和面心是氯离子顶点和面心是氯离子棱上和体心是钠离子棱上和体心是钠离子第4页氯化钠晶体结构氯化钠晶体结构思索：思索：与一个钠离与一个钠离子相邻最近子相邻最近且距离相等且距离相等氯离子有多氯离子有多少个？少个？距离是多少距离是多少？（图示距？（图示距离为离为a）TO模型TO目录123456a个个a第5页氯化钠晶体结构氯化钠晶体结构思索：思索：与一个钠离与一个钠离子相邻最近子相邻最近且距离相等且距离相等钠离子有多钠离子有多少个？少个？距离是多少距离是多少？（图示距？（图示距离为离为a）TO模型TO目录a123456789101112个个2a第6页氯化铯晶体氯化铯晶体（体心立方体）（体心立方体）氯化铯小晶胞铯离子：铯离子：氯离子：氯离子：观察：氯化铯观察：氯化铯晶体中氯离子晶体中氯离子和铯离子分别和铯离子分别处于晶胞什么处于晶胞什么位置？位置？对每个小立方体而言，若铯离子对每个小立方体而言，若铯离子位于顶点，则氯离子位于体心，位于顶点，则氯离子位于体心，反之依然反之依然第7页二氧化碳晶体二氧化碳晶体面心立方体面心立方体观察后回答题：观察后回答题：1、二氧化碳分、二氧化碳分子处于立方体子处于立方体什么位置？什么位置？2、一个立方体、一个立方体中含有多少个中含有多少个二氧化碳分子二氧化碳分子？代表一个代表一个二氧化碳分子二氧化碳分子顶点和面心顶点和面心88+61/2=4第8页同一平面内二氧化碳分子位置同一平面内二氧化碳分子位置观察：观察：在同一在同一平面上与一个二氧化平面上与一个二氧化碳分子距离最近二氧化碳分碳分子距离最近二氧化碳分子有多少个？子有多少个？TO 三维位置TO CO2晶体个个第9页321距离最近分子位置距离最近分子位置TO目录思索：三维思索：三维立体中，与立体中，与一个二氧化一个二氧化碳分子距离碳分子距离最近二氧化最近二氧化碳有几个？碳有几个？个个返回第10页基本单元：基本单元：六元环六元环金刚石晶体金刚石晶体TO目录观察，一个碳原子与多观察，一个碳原子与多少个碳原子相连，多少少个碳原子相连，多少个碳原子形成一个环？个碳原子形成一个环？一个碳被几个环共有？一个碳被几个环共有？碳原子与键数比是碳原子与键数比是？与与4个碳相连，呈空间正四面体形个碳相连，呈空间正四面体形个碳原子形成一个环个碳原子形成一个环一个碳被个环共有一个碳被个环共有碳原子与键数比是（碳原子与键数比是（1：2）第11页每个硅连个氧原子，每个硅连个氧原子，每个氧原子连个硅原子，每个氧原子连个硅原子，最小环为元环最小环为元环一个硅原子被个环共有一个硅原子被个环共有一个氧原子被一个氧原子被6个环共有个环共有二氧化硅晶体二氧化硅晶体第12页石墨晶体石墨晶体结构石墨晶体结构石墨晶体结构俯视图石墨晶体结构俯视图层状结构基本单元层状结构基本单元石墨层状结构石墨层状结构TO目录TO层移动可移动电子：可移动电子：碳原子与键数比是（碳原子与键数比是（2：3）第13页石墨层间移动石墨层间移动可自由移动电子：可自由移动电子：TO结构 石墨晶体第14页TO结构石墨晶体石墨晶体石墨六方晶胞石墨六方晶胞用隧道扫描显微镜放用隧道扫描显微镜放大后石墨层状结构大后石墨层状结构TO目录第15页二、晶胞中含微粒个数比计算方法：二、晶胞中含微粒个数比计算方法：2、在顶点：、在顶点：1、在内部：、在内部：3、在面上：、在面上：4、在棱上、在棱上处于内部离子，完全属于该晶胞，该离子按处于内部离子，完全属于该晶胞，该离子按1计入晶胞计入晶胞。处于顶点离子，同时为处于顶点离子，同时为8个晶胞共有，个晶胞共有，每个离子有每个离子有1/8属于晶胞。属于晶胞。处于面上离子，同时为处于面上离子，同时为2个晶胞共有，个晶胞共有，每个离子有每个离子有1/2属于晶胞。属于晶胞。处于棱上离子，同时为处于棱上离子，同时为4个晶胞共有，个晶胞共有，每个离子有每个离子有1/4属于晶胞。属于晶胞。TO模型 返回 第16页Na+1、氯化钠化学式推导氯化钠化学式推导Cl-继续三、晶体化学式推导三、晶体化学式推导第17页一个一个NaCl晶胞晶胞Na+Cl-顶点：顶点：8 =1 面点：面点：6 =3线点：线点：12 =3心点：心点：1 1=1 Na+Cl-一个大一个大NaCl晶胞包含晶胞包含4个个NaClNa+：Cl-=1：1第18页一个小一个小NaCl晶胞包含晶胞包含4个个NaCl第19页21、氯化铯化学式推导氯化铯化学式推导第20页氯化铯氯化铯每个每个每个每个C CS SClCl晶胞中有晶胞中有晶胞中有晶胞中有个个个个C CS S+，有，有，有，有 个个个个ClCl-。1 11 1返回返回一个一个CSClCSCll晶胞包含晶胞包含个个CSClCSCl第21页SiO2最小环为，其中有个最小环为，其中有个Si原子个原子个O原子原子每个环实际占有个每个环实际占有个Si原子个原子个O原子原子每个每个Si原子被个环所占有，一个环占有一个原子被个环所占有，一个环占有一个Si原子原子每个每个O原子原子i被个环所占有，一个环占有一个被个环所占有，一个环占有一个O原子原子1/21/661/12=1/261/6=1十二元环十二元环金刚石结构金刚石结构白球表示硅原子白球表示硅原子SiO2平面结构平面结构、二氧化硅化学式推导、二氧化硅化学式推导1molSiO2拥有拥有molSi-O键键.第22页A:B:C=1:1:3ACBABC3、练习推导化学式、练习推导化学式第23页B BC CA AA:B:C=1:1:3ABC3第24页确定化学式确定化学式A AB BA2B第25页A AB BAB第26页A AB BA2 2BC2 2C C第27页ABC第28页题目：最近科学家发觉一个由钛原子和碳原子组成气题目：最近科学家发觉一个由钛原子和碳原子组成气态团簇分子，如右图所表示。顶角和面心原于是钛原态团簇分子，如右图所表示。顶角和面心原于是钛原子，棱中心和体心原子是碳原子，则它分子式是子，棱中心和体心原子是碳原子，则它分子式是()ATiCBTi4C4，CTi14C13DTi13C14预防类推中失误D第29页 中学教材上图示中学教材上图示NaClNaCl晶体结构，它向三维空间晶体结构，它向三维空间沿伸得到完美晶体。沿伸得到完美晶体。NiONiO晶体结构与晶体结构与NaClNaCl相同，相同，NiNi2 2与邻近与邻近O O2-2-核间距为核间距为a10a10-8-8，计算，计算NiONiO晶体晶体密度（已知密度（已知NiONiO摩尔质量为摩尔质量为74.7gmol74.7gmol-1-1)课 堂 练 习 题解：解：在该晶体中最小正方体中所含在该晶体中最小正方体中所含Ni2+、O2个数均为个数均为:182144=（个）（个）即晶体中每个小正方体中平均含有即晶体中每个小正方体中平均含有 个个NiO.NiO.其质量为其质量为:21而此小正方体体积为而此小正方体体积为，故，故NiONiO晶体密度为：晶体密度为：2174.7g6.021023(a10(a10-8-8)3 362.0a3g.-3=(a10-8)32174.7g6.021023第30页伴伴随随科科学学技技术术发发展展，阿阿伏伏加加德德罗罗常常数数测测定定伎伎俩俩越越来来越越多多，测测定定准准确确度度也也越越来来越越高高，现现有有一一个个简简单单可可行行测测定定方方法法，详详细细步步骤骤为为：（1）将将固固体体NaCl研研细细、干干燥燥后后，准准确确称称取取mgNaCl固固体体并并转转移移到到定定容容仪仪器器A中中（2）用用一一个个能能计计量量所所加加液液体体体体积积多多少少仪仪器器，向向A仪仪器器中中滴滴加加苯苯，不不停停振振荡荡，继继续续加加苯苯至至A仪仪器器刻刻度度线线，计计算算出出NaCl固固体体体体积积Vcm3测测步步骤骤（1）中中A仪仪器器最最好好用用_（填填 仪仪 器器 名名 称称）能能 否否 用用 水水 代代 替替 苯苯?，理理 由由_用用X射射线线测测得得NaCl晶晶体体中中靠靠得得最最近近Na+与与Cl-间间平平均均距距离离为为acm，用上述测定方法测得阿伏加德罗常数，用上述测定方法测得阿伏加德罗常数NA表示式为表示式为NA=容量瓶容量瓶不能，不能，NaCl溶于水，分子间有间隙，测得体积偏小溶于水，分子间有间隙，测得体积偏小氯化钠晶胞相关综累计算氯化钠晶胞相关综累计算8a3m/v=58.5/NA44NA=58.5V/2maNA=58.5V/2ma3 3第31页返回第32页