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1、第三章 晶体结构与性质,第一节 晶体常识,让我们一起先欣赏几种美丽的晶体,金刚石,冰糖,石墨,水晶石,观察思考,同学们知道下列固体物质有什么本质的区别吗？,水晶石,本节重点,什么是晶体？什么是非晶体？ 晶体有什么特点和性质？ 晶体和非晶体的本质区别是什么？,1、定义：晶体经过结晶过程而形成的具有规则的几何外形的固体叫晶体。具有固定的熔点。 非晶体没有规则几何外形的固体,又称玻璃体,一、晶体和非晶体,思考： 为什么晶体呈现规则的几何外形，而非晶体没有规则的几何外形呢？你认为可能和什么因素有关？,Cu晶体结构示意图,观察图片:构成晶体与非晶体的微粒在空间的排列有何不同?,NaCl晶体结构示意图,2
2、、晶体与非晶体的本质差异,说明： 晶体自范性的本质：是晶体中粒子微观空间里呈现周期性的有序排列的宏观表象。 晶体自范性的条件之一：生长速率适当。,石英玻璃,天然水晶球里的玛瑙和水晶,（见教材P60图31）,玛瑙和水晶都是SiO2的晶体，不同的是玛瑙是熔融态SiO2快速冷却形成的，而水晶则是熔融态SiO2缓慢冷却形成的。,玛瑙,水晶,经不同途径得到的晶体,（见教材P61图32）,3、晶体形成的途径,熔融态物质凝固。 气态物质冷却不经液态直接凝固（凝华）。 溶质从溶液中析出。,问题与思考,粉末状的固体是否都为非晶体呢？,那么怎样判断固体是晶体还是非晶体呢？,一些晶体的显微照片：（见教材P61图33
3、）,4、晶体的特性,.有规则的几何外形（晶体内部质点和外形质点排列的高度有序性） .有固定的熔沸点 .各向异性（强度、导热性、光学性质等） .当单一波长的射线通过晶体时，会在记录仪上看到分立的斑点或者谱线,区分晶体和非晶体最可靠的科学方法是： 对固体进行X射线衍射实验。（见课本P62科学视野）,小结：晶体和非晶体的差异,具有规则的几何外形,有,粒子在三维空间周期性有序排列,各向异性,固定,不具有规则的几何外形,没有,粒子排列相对无序,各向同性,不固定,微观粒子在三维空间是否呈现周期性有序排列,学与问 教材62页,1：不是晶体，粒子排列无序，没有晶体的自范性。,2： A、采用X射线衍射实验，当X
4、射线照射假宝石 时，不能使X射线产生衍射，只有散射效应。,B、观看是否具有对称性，在外形上假宝石没有相等的晶面、晶棱和顶角重复出现。,C、用它来刻划玻璃，真宝石硬度大，可刻划玻璃；而假宝石硬度小，不能用来刻划玻璃。,D、加热，真宝石沸点很高，而假宝石无固定的熔沸点，在一定的范围内便开始熔化。,E、可利用宝石的折光率鉴别,你想知道人造钻石和天然钻石的区别吗？,思考“学与问”：教材62页,人造钻石和天然钻石的区别,1.下列关于晶体与非晶体的说法正确的是 A.晶体一定比非晶体的熔点高 B.晶体有自范性但排列无序 C.非晶体无自范性而且排列无序 D.固体SiO2一定是晶体 2.区别晶体与非晶体最可靠的
5、科学方法是 A.熔沸点 B.硬度 C.颜色 D.x-射线衍射实验,C,D,1、下列不属于晶体特点的是（ ） A.一定有固定的几何外形 B.一定有各向异性 C.一定有固定的熔点 D.一定是无色透明的固体,D,2.晶体具有各向异性。如蓝晶石（Al2O3SiO2）在不同方向上的硬度不同；又如石墨在与层垂直的方向上的导电率与层平行的方向上的导电率1104。晶体的各向异性主要表现在是：（ ） 硬度 导热性 导电性 光学性质 A. B. C. D.,D,二晶胞,1. 晶胞：描述晶体结构的基本单元,蜂巢与蜂室,铜晶体,铜晶胞,晶体与晶胞的关系可用蜂巢与峰室的关系比喻然而蜂巢是有形的，晶胞是无形的，是人为划定
6、的。,铜晶体,铜晶胞,晶体结构,晶胞示意图,NaCl晶体结构和晶胞,思考与交流: 1.上述铜晶体、金刚石、CO2晶体、NaCl晶体的晶胞的空间构形呈什么形状？ 2.在上述晶体中，晶胞是如何排列的？晶胞之间是否存在空隙？,CO2晶胞,平行六面体,无隙并置,2、特点：晶胞都是平行六面体.晶胞在晶体中“无隙并置”.,2、晶胞中微粒个数的计算,体心：1,面心：1/2,顶点：1/8,棱边：1/4,为什么？,请看:,体心：1,面心：1/2,顶点：1/8,棱边：1/4,3、 晶胞中粒子个数计算规律,均摊法：晶胞任意位置上的一个原子如果是被x个晶胞所共有，那么，每个晶胞对这个原子分得的份额就是1/x,3、 晶
7、胞中粒子个数计算规律,顶角,棱上,面上,各4个 绿色：8 = 4 或8 1/8+61/2 = 4 灰色：12 +1=4,各1/2个,练习: 1: 下面几种晶胞中分别含有几个原子?,A,B,练习2：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）,化学式：,AB,练习3：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：,A2B,A,B,化学式：,练习4：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）,AB,B,化学式：,A,练习5：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）,C,ABC3,课 堂 练
8、 习 题,1.钛酸钡的热稳定性好, 介电常数高,在小型变 压器、话筒和扩音器 中都有应用。其晶体 的结构示意图如右图 所示。则它的化学式 为（ ） A.BaTi8O12 B. BaTi4O6 C. BaTi2O4 D. BaTiO3,D,石墨晶体的层状结构，层内为平面正六边形结构（如图），试回答下列问题： （1）图中平均每个正六边形占有C原子数为_个、占有的碳碳键数为_个。 碳原子数目与碳碳化学键数目之比为_。,练习：,2：3,2,3,学与问（教材64页: ）,学与问答案: 2 2 8 8,作业： 教材P64 3：列式计算下图晶胞中各有多少个原子,思考,1.NaCl晶体中，每个Na+周 围最近
9、距离的Cl-有 个？ 每个Cl-周围最近距离的 Na+有 个？ 2.在NaCl晶体中，每个Na+周 围最近距离的Na+有 个？ 3.氯化钠的化学式用“NaCl”来表示，原因何在？能否 把“NaCl”称为分子式？ 4.每个晶胞中平均有 个Na+？ 个Cl-？（位于顶 点、棱边、面心、体心上的粒子对该晶胞的贡献） 5.该晶胞中，若Na+和Cl-间的最近距离为0.5ax10-10m， 则晶体的密度=,6,6,12,4,4,039/a3 （g/cm3）,解法3：依= m/v,每个晶胞中所含的Na+和Cl的个数均为4个，即含4个“NaCl”。,每个晶胞的体积为： (a10-8)33,故NaCl晶体的密度
10、为：,=,即含4个“NaCl”所占的体积为：(a10-8)33 那么1个“NaCl”所占的体积为：(a10-8)3 /4 3 则：1molNaCl所占的体积为： 6.021023 (a10-8)3 /4 3 而1molNaCl的质量为：58.5g,=,CsCl的晶体结构示意图,返回原处,Cl-,1.在CsCl晶体中，每个Cs+周围最近距离的Cs+ 有几个？每个Cl-周围最近距离的Cl-有几个？ 2.分析“CsCl” 化学式的由来。,思考,6个,在晶体结构中确定一个具有代表性的最小重复单元为研究对象，运用点、线、面的量进行解答。 （摩尔质量、阿伏加德罗常数与密度的关系）,规律总结,二、有关晶体的计算,
