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晶 体 结 构 的分析与计算

晶 体 结 构 的分析与计算. 阿城市继电高中 孙亚秋. 一、晶体的空间结构. ---Cl -. --- Na +. 1 、 NaCl 的晶体结构示意图. ---Cs +. ---Cl -. 2 、 CsCl 的晶体结构示意图. O. C. 3 、干冰的晶体结构示意图. 4 、金刚石的晶体结构示意图. 5 、二氧化硅的晶体结构示意图. Si. o. 二、晶体结构的计算. 例 题. 例 1. 在氯化钠晶胞中，实际的钠离子和 氯离子各有多少个？. 晶胞中的氯离子数 =12× +1=4. Cl -. Na +.

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晶 体 结 构 的分析与计算

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Presentation Transcript

  1. 晶体结构的分析与计算 阿城市继电高中 孙亚秋

  2. 一、晶体的空间结构

  3. ---Cl- --- Na+ 1、NaCl的晶体结构示意图

  4. ---Cs+ ---Cl- 2、CsCl的晶体结构示意图

  5. O C 3、干冰的晶体结构示意图

  6. 4、金刚石的晶体结构示意图

  7. 5、二氧化硅的晶体结构示意图 Si o

  8. 二、晶体结构的计算

  9. 例 题 例1.在氯化钠晶胞中，实际的钠离子和 氯离子各有多少个？ 晶胞中的氯离子数=12× +1=4 Cl- Na+ 钠离子数 = 8× + 6× = 4。 （一）．晶体中结构单元微粒实际数目的 计算、离子晶体化学式的确定 • 位于顶点的微粒，晶胞完全拥有其1/8。 • 位于面心的微粒，晶胞完全拥有其1/2。 • 位于棱上的微粒，晶胞完全拥有其1/4。 • 位于体心上的微粒，微粒完全属于该晶胞。 即钠离子与氯离子个数比为4:4=1:1， 故氯化钠的化学式为NaCl

  10. 练 习 1.根据离子晶体的晶胞结构，判断下列离子 晶体的化学式：（A表示阳离子） A B 化学式： AB

  11. 练 习 2. 写出下列离子晶体的化学式 Y X Ca O Ti 该晶体的化学式为 XY2(或Y2X) 该晶体的化学式为 CaTiO3

  12. 练 习 Ba O Y Cu 3.1987年2月，朱经武（Paul Chu） 教授等发现钇钡铜氧化合物在90K温 度下具有超导性。若该化合物晶体的 晶胞结构如图所示，则该化合物的化 学式可能是。 A．YBa2CuO7-X B．YBa2Cu2O7-X C．YBa2Cu3O7-X D．YBa2Cu4O7-X C

  13. 练 习 --Ti --C 4.最近发现一种由钛原子和碳原子构成的气态团簇分 子，如右图所示： 顶点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

  14. 例 题 a Cl- Na+ 氯离子间的最近距离为 ，共有12个 （二）、晶体中距离最近的微粒数的计算： 例2.在氯化钠晶体(如图)中，与氯离子距离最近的钠离 子有个；与氯离子距离最近的氯离子＿ 个。 6 12 设立方体的边长为a， 我们可以选定中心的氯离子作为基准， 则与氯离子距离最近的钠离子位于立方体六个面的面心上，他们之间的最近距离为a/2

  15. 练 习 5.在干冰晶体中，平均每个晶胞（如图）占有CO2 分子的个数为____，与二氧化碳分子距离最近 的二氧化碳分子有 个。 4 12

  16. 干冰晶体

  17. 例 题 （三）．晶体中化学键数目的计算 例3.分析石墨结构中碳原子数与碳碳键数目比。 解析： 我们可以先选取一个正六边形 此结构中的碳原子数为6 一个碳原子被三个六元碳环共用， 正六边形中的碳原子数为6×1/3=2。 六边形中的任一条边（即碳碳键） 均被2个正六边形共用， 故正六边形中的碳碳键数为6×1/2=3， 所以碳原子数与碳碳键数目比为2:3。

  18. 练 习 4 6.金刚石结构中，一个碳原子与个碳原子成键， 则每个碳原子实际形成的化学键为个； a mol金刚石中，碳碳键数为mol。 2 2a

  19. 例 题 (四)．综合计算 例4：（99年全国高考题）中学教材图示了氯化钠的 晶体结构，它向三维空间伸得到完美的晶体。 NiO（氧化镍）晶体的结构与氯化钠相同， Ni2+与最近距离的O2-为a × 10-8cm，计算晶 体的密度。(NiO的摩尔质量为74.7g/mol)

  20. Ni2+ O2- 我们可以选取最小的单元， 这个单元中Ni2+和O2-的 个数均为4×1/8=1/2， 其体积为（a×10-8cm）3， 则1mol氧化镍晶体其体积应为 2NA（a×10-8cm）3， 质量为74.7g， 故氧化镍晶体的密度为

  21. 1996年诺贝化学奖授予对发现C60有重大贡献的三位科学家.C60分子是形如球状的多面体(如图),该结构的建立基于以下考虑:1996年诺贝化学奖授予对发现C60有重大贡献的三位科学家.C60分子是形如球状的多面体(如图),该结构的建立基于以下考虑: ①C60分子中每个碳原子只跟相邻的3个碳原子形成化学键; ②C60分子只含有五边形和六边形; ③多面体的顶点数、面数和棱边数的关系,遵循欧拉定理: 顶点数+面数-棱边数=2 据上所述,可推知C60分子有12个五边形和20个六边形,C60分子所 含的双键数为30.请回答下列问题: (1)固体C60与金刚石相比较,熔点较高者应是____________,理由是: ________________________________________________________. (2)试估计C60跟F2在一定条件下,能否发生反应生成C60F60(填“可能”或“不可能”)_______________,并简述其理由： ________________________________________________________. (3)通过计算,确定C60分子所含单键数.C60分子所含单键数为___________. 金刚石 金刚石属原子晶体,而固体C60不是,故金刚石熔点较高. (答出“金刚石属原子晶体”即可) 可能 因C60分子含30个双键,与极活泼的F2发生加成反应即可生成C60F60 (只要指出“C60含30个双键”即可,但答“因C60含有双键”不行) 可由欧拉定理计算键数(即棱边数):60+(12+20)-2=90 C60分子中单键为:90-30=60

  22. 作 业 C60分子是形如球状的多面体，如图，该结构的建立是基于如下考虑：①C60分子中每个碳原子只跟相邻的3个碳原子形成化学键②C60分子只含有五边形和六边形。C70分子也可制得，它的分子模型可以与C60同样考虑而推知。通过计算确定C70分子中五边形和六边形数。

  23. 谢谢光临指导

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