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晶胞计算专题


例2.氢气是重要而洁净的能源,要利用氢气作能源, 必须安全有效地储存氢气。某种合金材料有较大的储氢
容量,其晶胞如图所示。则这种合金的化学式为( D)
A.LaNi6 B. LaNi3 C.LaNi4 D. LaNi5
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3.正三棱柱
顶点: 1/12 面心: 1/2 (上、下)棱:1/4 中棱: 1/6
介电常数高,在小型变
Ba
压器、话筒和扩音器
中都有应用。其晶体
Ti
的结构示意图如右图
O
所示。则它的化学式
为(D)
A.BaTi8O12 C. BaTi2O4
B. BaTi4O6 D. BaTiO3
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2.现有甲、乙、丙、丁四种晶胞,可推知甲晶
体中与的粒子个数比为——1—:—1——;乙晶体 的 化学式为——D—C—2——或—C—2—D—;丙晶体的化学式 为—E—F—或——F—E ;丁晶体的化学式为—X—Y—2。Z
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金晶体的晶胞是面心立方晶胞,金原子的直径 为d,用NA表示阿伏加德罗常数,M表示金 的摩尔质量。
(1)欲计算一个晶胞的体积,除假定金原子是钢 性小球外,还应假定 各面对角线上。的三个球两两相切
(2)一个晶胞的体积是多少?
(3)金晶体的密度是多少?
设晶胞边长为a,则有a2+a2=(2d)2,即a= 2 d
1
3 73
62
2
4
面心:1/2
2
顶点:1/8
1
1
体心:1 晶胞计算专题
一、晶胞中粒子个数计算规律
1.立方晶胞
晶胞 顶角 棱上 面上
立方体 1/8 1/4 1/2
中心 1
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顶角 棱上 面上 中心
例1.下面晶胞中含有粒子个数
A+
A+= 4 ×1/8=1/2
BB-= 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___
棱长a =2 2r
②密度
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二、晶胞密度的求算
例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。
458.5gmol1 NA (2acm)3
mol1
29.25 gcm3
a3 NA
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拓展 (1)利用均摊法计算该晶胞中含___4___个NaCl
(2)若Na+和Cl-间的最近距离为0.5x10-8cm, 求:晶体的密度
①棱长a = 2r ②密度
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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
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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 。 ①面对角线 = 4r
BA

DC

F
E

Z
X
Y

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3、看图写化学式:
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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 。
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2.正六棱柱晶胞
顶点: 1/6 面心: 1/2 (上、下)棱:1/4 晶胞计算专题 中棱: 1/3
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课程标准
1.会计算晶胞中的粒子数 2.掌握晶胞中各线段的关系,结合数学 思想解决密度和空间占有率计算的问题
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晶胞中金属原子数目的计算方法(平均值)
顶点算1/8
棱算1/4
面心算1/2
体心算1
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已知铜晶胞是面心立方晶胞,该晶胞的边长为 3.6210-10m,每一个铜原子的质量为 1.05510-25kg ,试回答下列问题:
ClNa+
例5.如图所示,CsCl晶体中最近的Cs+之间距 离为s阿伏加德罗常数为NA摩尔质量为M 求晶体的密度
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三、 晶胞中空间利用率的计算
空间利用率=
微粒数×1个微粒体积 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
×100% =74%
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a :晶bcc 胞单位长度 R :原子半径
4R 3a a 4 R 3
一个晶胞含原子数 n = 2
空间利用率= 2(4R3
a3
/ 3)
100%
2(4R3 / 3)
(4R / 3)3
100%
68%
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平行六 面体
无隙并置
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请看:
4
8 51
棱边:1/4
8×1/8 + 6×1/2 + 4 = 8
晶胞计算专题金 刚 石 ຫໍສະໝຸດ 胞 示 意 图晶胞计算专题
拓展练习1:
某晶胞结构如 图所示,晶胞中 各微粒个数分别 为:
铜___3_____个 钡___2_____个 钇___1_____个 氧___7_____个
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课堂检测:
1.钛酸钡的热稳定性好,
(1)一个晶胞中“实际”拥有的铜原子数是多少? (2)该晶胞的体积是多大? (3)利用以上结果计算金属铜的密度。
解:(1)8 1/8+6 1/2=4
(2)V=a3=(3.6210-10m)3=4.74 10-29m3
m 4 1.05510-25kg
(3)ρ= =
=8.9 103 Kg/m3
V
4.74 10-29m3
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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
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二、晶胞密度计算:
立方晶胞中各线段之间的关系如下:
V=a3
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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。
2d
所以一个晶胞的体积为( 2 d)3=2 2 d3
(3)一个金原子的质量可表示为M/NA
a
ρ= m = 4 M/NA
V
2 2 d3
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晶胞所含的原子体积总和
空间利用率=
晶胞体积
X100%
例如,面心立方晶胞
2d
每个晶胞中含4个原子
a
空间利用率 =
4d 4X 3π 2 ( 2 d)3
3
a= 2 d
晶体化学式确定——晶胞内不同微粒的个数最简整数比
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确定化学式
A= 1 B= 4 ×1/8=1/2
A2B
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确定化学式
A= 4 ×1/4=1 B= 8 ×1/8=1 C= 1
ABC
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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?
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