高考化学复习微专题《新情景新素材下晶体结构分析与计算》.doc

1、高三化学一轮专题复习学案高三化学一轮专题复习学案 班级班级小组小组姓名姓名_使用时间：使用时间：20202 21 1 年年月月日日编号：编号： 第第1页页 学学案案内内容容 课课 题题 晶体结构的分析与计算晶体结构的分析与计算 编制人编制人张海云张海云 审核人审核人李洪涛李洪涛 学习学习 目标目标 1.能运用能运用“宏微结合宏微结合”的化学观，结合微观的晶胞模型，解决常见晶体结构的分析与计算的化学观，结合微观的晶胞模型，解决常见晶体结构的分析与计算。 2.通过晶体结构题目的分析通过晶体结构题目的分析，了解该类试题考查的必备知识及关键能力了解该类试题考查的必备知识及关键能力，促进宏观辨识与微促进

2、宏观辨识与微 观探析、证据推理与模型认知及科学探究与创新意识等学科核心素养的发展。观探析、证据推理与模型认知及科学探究与创新意识等学科核心素养的发展。 课课堂堂学学案案 一、一、 晶胞的再认识晶胞的再认识-初建晶胞模型初建晶胞模型 阅读材料，完成下列问题阅读材料，完成下列问题 冰晶石冰晶石(Cryolite)是一种矿物是一种矿物(见图见图)，白色单斜晶系白色单斜晶系，熔点熔点 1009 ，白色细小的结晶体白色细小的结晶体，无无 气味气味，微溶于水微溶于水，在电解铝工业作助在电解铝工业作助熔熔剂剂、制造乳白色玻璃和搪瓷的遮光剂制造乳白色玻璃和搪瓷的遮光剂。其化学式是其化学式是 Na3AlF6，

3、熔融时的电离方程式为熔融时的电离方程式为 Na3AlF6= = 3Na AlF63-。 现有冰晶石的结构单元如图所示，现有冰晶石的结构单元如图所示，位于大立方体顶点和面心位于大立方体顶点和面心，位于大立方体的位于大立方体的 12 条棱的中条棱的中 点和点和 8 个小立方体的体心，个小立方体的体心，是图中是图中、中的一种。中的一种。 1. 冰晶石属于哪种晶体类型？冰晶石属于哪种晶体类型？判断依据？判断依据？ 2. 通过计算通过计算冰晶石晶胞冰晶石晶胞(大立方体大立方体)中微粒数目说明中微粒数目说明和和分别分别代表的是哪种微粒？晶胞代表的是哪种微粒？晶胞体心处的体心处的 “”代表的是哪种微粒？代表

4、的是哪种微粒？ 3. 分析分析晶胞中晶胞中 Na 和 和 AlF63-的的相对位置，思考回答下列问题：相对位置，思考回答下列问题： （1）晶胞中）晶胞中 Na 的 的配位数是多少？配位数是多少？ （2）与与 Na 距离相等且最近的 距离相等且最近的 Na 有多少个？ 有多少个？该距离是多少该距离是多少 pm？ （3）晶胞中与）晶胞中与 AlF63-距离相等且最近的距离相等且最近的 AlF63-有多少个？有多少个？该距离是多少该距离是多少 pm？ 4. 计算该计算该冰晶石晶体的密度是多少冰晶石晶体的密度是多少 gcm3？列出计算？列出计算表达表达式式（Na3AlF6的相对式量为的相对式量为 M，

5、阿伏加德罗阿伏加德罗 常数的值为常数的值为 NA） 二、结合数学思维二、结合数学思维-完善晶胞模型完善晶胞模型 XeF2晶体属四方晶系晶体属四方晶系，晶胞参数如图所示晶胞参数如图所示，晶胞棱边夹角均为晶胞棱边夹角均为 90。以晶胞参数为单位长度建立以晶胞参数为单位长度建立 的坐标系可以表示晶胞中各原子的位置的坐标系可以表示晶胞中各原子的位置， 称为原子的分数坐标称为原子的分数坐标， 如如 A 点原子的分数坐标为点原子的分数坐标为( 1 2 ， 1 2 ， 1 2 )。 已知已知 XeF 键长为键长为 rpm，则，则（1）B 点原子的分数坐标为点原子的分数坐标为； （2）晶胞中晶胞中 A、B 间

6、距离间距离 d 是多少是多少 pm？ 【晶体结构的分析与计算】【晶体结构的分析与计算】 第第2页页 学学案案内内容容 三、感受高考三、感受高考-用模但不唯模用模但不唯模 【2020山东卷山东卷】 以晶胞参数为单位长度建立的坐标系可以表示晶胞中各原子的位置以晶胞参数为单位长度建立的坐标系可以表示晶胞中各原子的位置， 称作原子的称作原子的 分数坐标。四方晶系分数坐标。四方晶系 CdSnAs2的晶胞结构如图所示，晶胞棱边夹角均为的晶胞结构如图所示，晶胞棱边夹角均为 90，晶胞中部分原子的分数，晶胞中部分原子的分数 坐标如表所示。坐标如表所示。 坐标坐标 原子原子 xyz Cd000 Sn000.5

7、As0.250.250.125 （1）一个晶胞中有一个晶胞中有_个个 Sn； （2）找出距离找出距离 Cd(0,0,0)最近的最近的 Sn(用分数坐标表示用分数坐标表示)； （3）CdSnAs2晶体中与单个晶体中与单个 Sn 键合的键合的 As 有有_个。个。 【巩固练习】【巩固练习】 1. 一种四方结构的超导化合物的晶胞如图一种四方结构的超导化合物的晶胞如图 1 所示，晶胞中所示，晶胞中 Sm 和和 As 原子的投影位置如图原子的投影位置如图 2 所示。所示。 图图 1图图 2 （1）图中图中F和和O2共同占据晶胞的上下底面位置共同占据晶胞的上下底面位置，若两者的比例依次用若两者的比例依次用

8、x和和1x代表代表，则该化合物的化则该化合物的化 学式表示为学式表示为_，通过测定密度通过测定密度和晶胞参数和晶胞参数，可以计算该物质的可以计算该物质的x值值，完成它们关系表达式完成它们关系表达式： =_gcm3。 （2）以晶胞参数为单位长度建立的坐标系可以表示晶胞中各原子的位置，称作原子分数坐标，例如以晶胞参数为单位长度建立的坐标系可以表示晶胞中各原子的位置，称作原子分数坐标，例如 图图 1 中原子中原子 1 的坐标为的坐标为( 1 1 1 , 2 2 2 )，则原子，则原子 2 和和 3 的坐标分别为的坐标分别为_、_。 第第3页页 学学案案内内容容 2. MgO 具有具有 NaCl 型结

9、构型结构(如图如图)， 其中阴离子采用面心立方最密堆积方式其中阴离子采用面心立方最密堆积方式， X 射线衍射实验测得射线衍射实验测得 MgO 的晶胞参数为的晶胞参数为 a0.420 nm，则，则 r(O2 )为 为_nm。MnO 也属于也属于 NaCl 型结构，晶胞参数为型结构，晶胞参数为 a 0.448 nm，则，则 r(Mn2 )为 为_ nm。 3. 图图(a)是是 MgCu2的拉维斯结构，的拉维斯结构，Mg 以金刚石方式堆积，八面体空隙和半数的四面体空隙中，填入以金刚石方式堆积，八面体空隙和半数的四面体空隙中，填入 以四面体方式排列的以四面体方式排列的 Cu。图。图(b)是沿立方格子对角面取得的截图。可见是沿立方格子对角面取得的截图。可见 Cu 原子之间最短距离原子之间最短距离 x= pm，Mg 原子之间最短距离原子之间最短距离 y=pm。设阿伏加德罗常数的值为。设阿伏加德罗常数的值为 NA，则，则 MgCu2的密度是的密度是 gcm3(列出计算表达式列出计算表达式)。 自我反思自我反思知识：知识： 学法：学法： 第第4页页