第2课时 晶体结构的最小重复单元——晶胞
【学习目标】
知道晶胞的概念及其与晶体的关系,会用“切割法”(或“均摊法”)确定晶胞中微粒的数目和晶体的化学式。
【新知导学】
一、晶胞及其所含微粒数的计算方法
1.由于晶体的微粒在微观空间中是呈现有规律的周期性排列,因此,在描述晶体在微观空间里原子的排列时,常从晶体中“截取”一个具有代表性的基本单元。
(1)晶体结构中____________叫晶胞。
(2)一般来说,晶胞都是__________。
(3)晶胞只是晶体微粒空间里的一个基本单元,在它的上下左右前后无隙并置地排列着无数晶胞,而且所有晶胞的形状及其内部含有的原子种类、个数及几何排列都是完全________的。
2.金属铜的晶胞为面心立方晶胞,如图所示。
铜晶体面心立方晶胞及其切割示意图
观察分析上图,回答下列问题:
(1)位于顶角上的铜原子为____个晶胞共有。
(2)位于面心上的铜原子为____个晶胞共有。
(3)晶体铜中完全属于某一晶胞的铜原子数是____。
3.晶胞中微粒数的计算
计算一个晶胞中实际拥有的微粒数,常用“切割法”(或“均摊法”)。即某个微粒为n个晶胞所共有,那么切割后的每个晶胞对这个微粒分得的份额是____________。
(1)平行六面体形(正方体)晶胞中不同位置的微粒数的计算
①处于顶点上的微粒,同时为____个晶胞所共有,每个微粒有__________属于该晶胞。
②处于棱边上的微粒,同时为____个晶胞所共有,每个微粒有________属于该晶胞。
③处于晶面上的微粒,同时为____个晶胞所共有,每个微粒有______属于该晶胞。
④处于晶胞内部的微粒,则______属于该晶胞。
(2)非平行六面体形晶胞中微粒数的计算
非平行六面体形晶胞中微粒数的计算方法要根据具体情况而定。如计算六方晶胞中的微粒数:
①处于顶点的微粒,为____个晶胞共用,每个微粒有______ 属于该晶胞。
②处于面心的微粒,为____个晶胞共用,每个微粒有______属于该晶胞。
③处于体内的微粒,______属于该晶胞。如右图,六方晶胞中所含的微粒数为__________________。
【归纳总结】
1.晶体是由无数个晶胞堆积得到的。知道晶胞的大小和形状以及晶胞中粒子的种类、数目和粒子所处的空间位置,就可以认识整个晶体的结构。
2.晶胞中微粒个数的计算,其关键是正确分析晶胞中任意位置上的一个微粒被________所共用。不同______的晶胞,情况不同。
3.A1型最密堆积为面心立方晶胞如Cu,A3型最密堆积为六方晶胞如Mg。
【活学活用】
1.下列有关晶胞的叙述,正确的是( )
A.晶胞的结构就是晶体的结构
B.不同的晶体中晶胞的大小和形状都相同
C.晶胞中的任何一个粒子都属于该晶胞
D.已知晶胞的组成就可推知晶体的组成
2.现有甲、乙、丙(如下图)三种晶体的晶胞(甲中x处于晶胞的中心,乙中a处于晶胞的中心),可推知:甲晶胞中x与y的个数比是________,乙晶胞中a与b的个数比是____________,丙晶胞中有________个c离子,有______个d离子。