高中化学第三章晶体结构与性质第一节晶体的常识课件新人教版

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1、第一节 晶体的常识 第三章 晶体结构与性质 1.认识晶体和非晶体的本质差异,知道晶体的特征和性质。 2.了解获得晶体的途径。 3.知道晶胞的概念,学会晶胞中微粒数的计算方法(均摊法),能根据 晶胞的结构确定晶体的化学式。 学习目标定位 内容索引 一 晶体与非晶体 二 晶胞 当堂检测 一 晶体与非晶体 1.观察分析下列物质的结构模型,回答问题: 导学探究 (1)晶体内部、非晶体 的内部微粒排列各有什 么特点? 答案 组成晶体的微粒 在空间按一定规律呈周 期性排列,而组成非晶 体的微粒在空间杂乱无 章地排列。 (2)由上述分析可知: 晶体:内部粒子(原子、离子或分子)在空间按一定规律呈 构成的固体

2、物质。如金刚石、食盐、干冰等。 非晶体:内部原子或分子的排列呈的分布状态的固体物质。 如橡胶、玻璃、松香等。 周期性重复 排列 杂乱无章 2.思考下列问题: (1)在室温下,将一块不规则的CuSO45H2O固体,放入饱和CuSO4溶液中 ,经过一段时间后会发生什么变化? 答案 CuSO45H2O固体会变成规则的立方体。 (2)将冰和玻璃加热各有什么现象? 答案 加热冰时,0 达到冰的熔点,冰开始熔化,在全部熔化以前, 继续加热,温度基本保持不变,完全熔化后,温度才开始升高。加热玻 璃,温度升高到某一程度后开始变软,继续加热流动性增强,最后变为 液体。玻璃从软化到完全熔化,中间经过较大的温度范围

3、。 (3)观察下列三个图片,说明了什么? 答案 晶体在不同方向上导电性、导热性不同;而非晶体在不同方向上 导热性相同。 通过以上分析,晶体的性质为 晶体具有自范性。 它是指在适当条件下可以自发地呈现多面体外形的性质。它是晶体中结 构微粒在微观空间呈现 的宏观表象。 晶体具有固定的熔点。 晶体具有各向异性。 它是指在 的物理性质,如强度、导热性、光学 性质等。例如:蓝晶石(Al2O3SiO2)在不同方向上的硬度是 的。 3.“盐成卤水,暴晒日中,即成方印,洁白可爱”,说明可获得晶 体,除此之外,熔融态物质 ,气态物质的 均可得到晶体。 周期性的有序排列 不同的方向上表现出不同 不同 结晶 凝固凝

4、华 晶体与非晶体的特征和性质 归纳总结 晶体非晶体 结构特征(本质区别)_ 性质特征自范性 熔、沸点 某些物理 性质 _ 结构微粒周期性有序排列 结构微粒无序排列 有无 固定不固定 各向异性各向同性 二者区 别方法 间接方法 科学方法 看是否有固定的熔、沸点 对固体进行X-射线衍射实验 1.晶体与非晶体的本质差别是( ) A.有无各向异性 B.有无一定的几何外形 C.有无固定熔点 D.构成固体的粒子在三维空间里是否呈现周期性的有序排列 活学活用 12 D 解析 晶体具有各向异性和固定的熔点,这是由于构成晶体的粒子在三 维空间里呈周期性的有序排列的结果。本质上,晶体的自范性(能自发呈 现多面体外

5、形)是晶体中粒子在微观空间里呈现周期性的有序排列的宏观 表象。 晶体与非晶体的本质差别在于构成固体的微粒在三维空间里是否呈 现周期性的有序排列。 理解感悟 12 12 2.非晶硅光电薄膜产业的研发成长,在转换效率上,已逐渐接近于多晶硅 太阳能电池,发电成本仅为多晶硅的三分之一。预计非晶硅光电薄膜产业 的增长速率,将比多晶硅太阳能产业更为快速,非晶硅薄膜技术将成为今 后太阳能电池的市场主流。 试探究下列问题: (1)下图中a、b是两种硅的部分结构,请指出哪种是晶体硅,哪种是非晶硅 ? a:_;b:_。 解析 从粒子在微观空间里是否有有序性 和自范性角度观察。 非晶硅晶体硅 12 (2)有关晶体常

6、识的相关说法中正确的是_。 A.玻璃是非晶体 B.固体粉末都是非晶体 C.晶体内部质点具有有序性,有固定的熔、沸点和各向异性 D.区别晶体和非晶体最有效的方法是通过X-射线衍射实验 解析 A项,玻璃是一种无固定熔、沸点的非晶体; B项,许多固体粉末不能用肉眼观察到晶体外形,但可通过光学显微镜或 电子显微镜看到规则的几何外形,所以固体粉末也可能是晶体。 ACD 12 (3)下列有关说法正确的是_。 A.玛瑙与水晶的化学成分不同 B.雪花是由水蒸气直接转变而成的固体,雪花可能属于晶体 C.不同的雪花外形不同,都可认为是晶体 D.石英玻璃与水晶均属于晶体 解析 A项,两者化学成分均是SiO2,均是二

7、氧化硅晶体,玛瑙是熔融态 SiO2快速冷却形成的,水晶则是热液缓慢冷却形成的; D项,石英玻璃是非晶态二氧化硅。 BC 二 晶胞 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,常从晶体微观空间里“截取”一个 具有代表性的基本单元。 (1)描述 叫做晶胞。 (2)一般来说,晶胞都是 。 (3)晶胞只是晶体微观空间里的一个 ,在它的上下左右前后_ 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数 、个数及几何排列都是完全 的。 导学探究 晶体结构的基本单元 平行六面体 基本单元 并置 无隙 相同 2.金属铜的晶胞如图所示。 回答下列问

8、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 。 8 2 4 n 处于顶点上的粒子,同时为 个晶胞所共有,每个粒子有 属于该 晶胞。 处于棱边上的粒子,同时为 个晶胞所共有,每个粒子有 属于该 晶胞。 处于晶面上的粒子,同时为 个晶胞所共有,每个粒子有 属于该 晶胞。 处于晶胞内部的粒子,则 属于该晶胞。 (2)非长方体(正方体)晶胞中粒子数视具体情况而定,如石墨晶胞每一层 内碳原子排成六边形,其顶点(1个碳原子)被三个六边形共有,每个六边 形占 。 1/8 1/4 8 4 21/2 完全 1/3 1.晶体

9、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 一个微粒被几个晶胞所共用。不同形状的晶胞,情况不同。 归纳总结 3.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。 活学活用 34 34 答案 43 11 4 4 4.现有四种晶体,其构成粒子(均为单原子核粒子)排列方式如下图所示, 其化学式正确的是( ) 34 解

10、析 利用均摊法不难确定粒子个数比。A项错误,8个B粒子居于顶点 ,一个A粒子居于体心,所以化学式应为AB或BA; B项错误,E和F的数目完全一致,所以化学式为FE或EF; C项正确,一个晶胞内X、Y、Z三种粒子的个数分别为1、3、1; D项错误,A粒子居于8个顶点和6个面心,真正属于一个晶胞的A粒子为 4个,B粒子居于12条棱上和体心,真正属于一个晶胞的B粒子为4个。 答案 C 34 学习小结 当堂检测 1243 1.关于晶体的自范性,下列叙述正确的是( ) A.破损的晶体能够在固态时自动变成规则的多面体 B.缺角的氯化钠晶体在饱和NaCl溶液中慢慢变为完美的立方体块 C.圆形容器中结出的冰是

11、圆形的体现了晶体的自范性 D.由玻璃制成规则的玻璃球体现了晶体的自范性 解析 晶体的自范性指的是在适宜条件下,晶体能够自发地呈现封闭的规则的多面体 外形的性质,这一适宜条件一般指的是自动结晶析出的条件,A项所述过程不可能实 现; C选项中的圆形并不是晶体冰本身自发形成的,而是受容器的限制形成的; D项中玻璃是非晶体。故选B。 B 5 1243 2.云母属于晶体,用烧热的钢条去接触涂有薄薄一层石蜡的云母片的反面 时,熔化了的石蜡呈现椭圆形,这是因为( ) A.云母是热的不良导体,传热不均匀 B.石蜡是热的不良导体,传热不均匀 C.石蜡具有各向异性,不同的方向导热性不同 D.云母具有各向异性,不同

12、的方向导热性不同 5 解析 云母属于晶体,具有各向异性,在不同的方向导热性不同,导致 熔化了的石蜡呈现椭圆形。 D 1243 3.已知某晶体晶胞如图所示,则该晶体的化学式为( ) A.XYZB.X2Y4Z C.XY4ZD.X4Y2Z 5 C 12435 4.下图中是两种不同的物质的熔化曲线,下列说法中正确的是( ) a是晶体 b是晶体 a是非晶体 b是非晶体 A. B. C. D. 解析 晶体具有固定的熔点,非晶体没有固定的熔点。 B 5.某晶体的晶胞结构如下图所示。X()位于立方体顶点,Y()位于立 方体中心。试分析: 12435 (1)晶体中每一个Y同时吸引着_个X,每个X 同时吸引着_个

13、Y,该晶体的化学式是 _。 解析 此题考查的知识点是晶体的立体结构。同时吸引的微粒个数即 指在某微粒周围距离最近的其他种类的微粒个数,观察图可知,Y位 于立方体的体心,X位于立方体的顶点,每个Y同时吸引着4个X,而 每个X同时被8个立方体共用,每个立方体的体心都有1个Y,所以每个 X同时吸引着8个Y,X、Y的个数比为12,所以化学式为XY2或Y2X 。 答案 4 8 XY2(或Y2X) 12435 (2)晶体中在每个X周围与它最接近且距离相等的X共有_个。 12435 解析 晶体中每个X周围与它最接近的X之间的距离应为如图所示立方 体的面对角线。位置关系分为在此X的上层、下层和同一层,每层均有 4个,共有12个。 12 (3)晶体中距离最近的2个X分别与1个Y形成的两条线的夹角为_。 12435 解析 若将4个X连接,构成1个正四面体,Y位于正四面体的中心,可联 系CH4的键角,知该夹角为10928。对于晶体结构,要善于用宏观的立 体构型来分析粒子的微观结构,利用立体几何的知识,分清各原子、离子 、分子在空间的相对位置,熟悉一些常见晶体的立体构型,是解答此类题 目的关键。 10928 本课结束本课结束

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