高二化学晶体计算

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1、课时第4教时目标：学习掌握晶体计算重点1、晶胞中占有的各种离子数目的计算2、晶体中各种离子的最简整数比计算3、晶体密度计算4、晶体摩尔质量的计算5、晶体中粒子间的核间距的计算6、计算阿伏加德罗常数难点1、学生空间构想的培养2、学生解题思想的建立教法讲-练结合教学过程Ⅰ、导入前面我们学习了氯化钠、氯化铯、金刚石、石墨、二氧化硅等晶体结构下面我们学习有关晶体计算Ⅱ、新授晶体计算一、计算题型及解法1、求晶体的密度例1、中学课本中展示了氯化钠的晶体结构，它向三维空间延伸得到完美晶体。氧化镍(NiO)晶体结构与氯化钠相同，Ni2+与最邻近的O2-的核间距离为a

2、х10-8cm，计算氧化镍(NiO)晶体密度。(已知M(NiO)=74.7g/mol)解析：氯化铯晶体结构如图m(g)74.7g(1)晶体密度==V(cm)3NAV(cm)3(2)一个小正方体的体积：V(cm)3=(ax10-8)3=a3x10-24(cm)3(3)一个小正方体独有Ni2+和O2-个数：(用延伸法)Ni2+数为：4x1/8=1/2O2-数为：4x1/8=1/2(4)1/2个NiO分子所拥有的体积：a3x10-24(cm)3(5)m(g)74.7g晶体密度==V(cm)3NA2V(cm)374.7g=2NAa3x10-24(cm)3=6

3、2/a3g/cm32、求晶体的化学式及摩尔质量例2、已知FexO晶体晶胞为NaCl，由于晶体的缺陷，x的值小于1。测知求FexO的密度为ρ=5.71g/cm3,晶胞棱长4.28x10-8cm,求FexO中的x值及摩尔质量解析：(1)由氯化钠晶胞边长可推出其晶胞的体积：V=l3=(4.28x10-8)3=4.283x10-24cm3(2)一个晶胞的质量：m=5.71x4.283x10-24(g)(3)一个晶胞含有的O2-的数目为：4个，即有4个FexO“分子”也就是说4个FexO“分子”质量：5.71x4.283x10-24(g)一个FexO“分子”质

4、量：5.71x4.283x10-24/4(g)(4)故FexO的摩尔质量：(NA个FexO的质量)5.71x4.283x10-24/4x6.02x1023g/mol=5.71x4.283x6.02x10-1/4g/mol=67.4g/mol(5)FexO的式量67.4x=0.923、计算粒子间距离例3、氧化亚铁晶体结构与氯化钠晶体结构相同，设阿伏加德罗常数为NA，氧化亚铁的密度为ρg/cm3,则氧化亚铁晶体中二价铁离子与氧离子之间最近距离是多少?相邻两个二价铁离子的核间距离为多少?[已知M(FeO)=72g/mol]解析：1、由由氯化钠晶体结构可知(

5、1)1摩FeO的质量为72克(2)一个FeO的质量为72/6.02x1023g(3)一个晶胞中含4个FeO故其质量为4x72/6.02x1023g(4)一个晶胞中含8个小正方体：每个小正方体中FeO质量为4x72/6.02x1023x8g=72/6.02x1023x2g(5)小正方体的边长为：acm则m72/2NAga3==ρρ36/NAg=ρ=36/NAρg3a=36/NAρcm解析：2、相邻两个二价铁离子的核间距离为多少?[已知M(FeO)=72g/mol](1)3a=36/NAρcm(2)相邻两个二价铁离子的核间距离设为LcmL2=2a2L=2

6、a3=236/NAρcm4、计算阿伏加德罗常数例4、测定阿伏加德罗常数的方法如下：①将固体食盐研细干燥后，准确称取mg转移到容量瓶中。②用滴定管向容量瓶中加苯，并不断振荡，直到加至容量瓶的刻度线计算出固体食盐的体积为Vml。③在氯化钠晶体中，经X射线测得晶胞中最邻近的钠离子和氯离子平均距离为acm,氯化钠的摩尔质量用Mg/mol。写出利用上述方法测定阿伏加德罗常数NA的数学表达式解析：(1)ρ=m/vm/ml(2)1mol氯化钠质量为Mg/mol(3)1个氯化钠晶胞空间体积：(2a)3cm3(4)1个氯化钠晶胞中含4个NaCl分子故1个NaCl分子空

7、间体积：(2a)3/4=2a3cm3(5)1个NaCl分子的质量：M/NAgM/NAρ=2a3M=2a3NAMMVNA==2a3ρ2a3m5、推算晶体中物质的化学式(1)解答这类习题首先要明确一个概念：由晶胞构成的晶体，其化学式不是表示一个分子中含有多少个原子，而是表示每个晶胞中平均含有各类原子的个数，即各类原子的最简个数比。   (2)解答这类习题，通常采用分摊法。   分摊法的根本目的就是算出一个晶胞单独占有的各类原子的个数。分摊法的根本原则是：晶胞任意位置上的一个原子如果是被x个晶胞所共有，那么，每个晶胞对这个原子分得的份额就是1/x。具体：顶

8、点粒子：该晶胞拥有1/8面上粒子：该晶胞拥有1/2棱上粒子：该晶胞拥有1/4体内粒子：该晶胞拥有1例1科学家