化学晶胞计算讲义.ppt

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1、离子晶体、分子晶体和原子晶体——-晶胞中微粒的计算及化学式推导晶胞中微粒的计算思考：处于晶胞顶点上、棱上、面上的离子分别被多少个晶胞共用？处于晶胞顶点上粒子被８个晶胞共用处于晶胞棱上粒子被４个晶胞共用处于晶胞面上粒子被2个晶胞共用1、顶点：一个立方体的顶点由八个相同的立方体在共用，则平均每个立方体只分到其1/8.晶胞中金属原子数目的计算方法(平均值)1、顶点：一个立方体的顶点由八个相同的立方体在共用，则平均每个立方体只分到其1/8.2、面：1/2晶胞中金属原子数目的计算方法(平均值)1、顶点：一个立方体的顶点由八个相同的立方体在

2、共用，则平均每个立方体只分到其1/8.2、面：1/23、棱：1/4晶胞中金属原子数目的计算方法(平均值)1、顶点：一个立方体的顶点由八个相同的立方体在共用，则平均每个立方体只分到其1/8.2、面：1/23、棱：1/44、体心：1晶胞中金属原子数目的计算方法(平均值)已知铜晶胞是面心立方晶胞，该晶胞的边长为3.6210-10m，每一个铜原子的质量为1.05510-25kg，试回答下列问题：（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

3、=4（2）V=a3=(3.6210-10m)3=4.7410-29m3(3)ρ=mV41.05510-25kg4.7410-29m3==8.9103Kg/m3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。(2)一个晶胞的体积是多少?(3)金晶体的密度是多少?各面对角线上的三个球两两相切2da设晶胞边长为a，则有a2+a2=(2d)2，即a=d所以一个晶胞的体积为(d)3=2d3（3）一个金原子的质量可表示为M

4、/NAρ=mV4M/NA2d3=空间利用率=X100%晶胞所含的原子体积总和晶胞体积例如，面心立方晶胞4Xπ43d23(d)3=74%2da空间利用率=每个晶胞中含4个原子a=d×100%a：晶胞单位长度R：原子半径一个晶胞含原子数n=2bcc典型的各种晶体结构特点氯化钠晶体模型—面心立方体面心体心棱上顶点氯离子钠离子观察：氯化钠晶体中钠离子和氯离子分别处于晶胞的什么位置？顶点和面心是氯离子棱上和体心是钠离子氯化钠晶体结构思考：与一个钠离子相邻最近且距离相等的氯离子有多少个？距离是多少？（图示距离为a）TO模型TO目录1234

5、56a６个a氯化钠晶体结构思考：与一个钠离子相邻最近且距离相等的钠离子有多少个？距离是多少？（图示距离为a）TO模型TO目录a123456789101112１２个2a氯化铯晶体（体心立方体）氯化铯的小晶胞铯离子：氯离子：观察：氯化铯晶体中氯离子和铯离子分别处于晶胞的什么位置？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，反之依然二氧化碳晶体—面心立方体观察后回答题：1、二氧化碳分子处于立方体的什么位置？2、一个立方体中含有多少个二氧化碳分子？代表一个二氧化碳分子顶点和面心8×１／8+6×1/2=4同一平面内二氧化碳分子

6、的位置观察：在同一平面上与一个二氧化碳分子距离最近的二氧化碳分子有多少个？４个321距离最近的分子的位置TO目录思考：三维立体中，与一个二氧化碳分子距离最近的二氧化碳有几个？１２个返回基本单元：六元环金刚石晶体TO目录观察，一个碳原子与多少个碳原子相连，多少个碳原子形成一个环？一个碳被几个环共有？碳原子与键数比是？与4个碳相连，呈空间正四面体形６个碳原子形成一个环一个碳被１２个环共有碳原子与键数比是（1：2）每个硅连４个氧原子，每个氧原子连２个硅原子，最小环为１２元环一个硅原子被１２个环共有一个氧原子被6个环共有二氧化硅晶体石墨

7、晶体石墨晶体结构石墨的晶体结构俯视图层状结构的基本单元石墨的层状结构TO目录TO层移动可移动的电子：碳原子与键数比是（2：3）石墨的层间移动可自由移动的电子：TO结构石墨晶体TO结构石墨晶体石墨的六方晶胞用隧道扫描显微镜放大后的石墨层状结构TO目录二、晶胞中含微粒个数比的计算方法：2、在顶点：1、在内部：3、在面上：4、在棱上处于内部的离子，完全属于该晶胞，该离子按1计入晶胞。处于顶点的离子，同时为8个晶胞共有，每个离子有1/8属于晶胞。处于面上的离子，同时为2个晶胞共有，每个离子有1/2属于晶胞。处于棱上的离子，同时为4个晶胞

8、共有，每个离子有1/4属于晶胞。TO模型返回Na+1、氯化钠化学式推导Cl-继续三、晶体化学式推导一个NaCl晶胞Na+Cl--顶点：8×=1面点：6×=3线点：12×=3心点：1×1=1Na+Cl-一个大NaCl晶胞包含4个NaClNa+：Cl-==1：1一个