高二人教版化学选修3课件31晶体的常识

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1、物质结构是化学中的重要理论知识，也是中学化学中的重要内容，在前面学习的基础上，通过本章的进一步探究，可使学生对固体物质的结构认识进一步深化，理解结构对性质的决定性影响。通过学习，使学生对四种基本的晶体类型有一较为系统的认识与理解把握。进一步从微观和宏观两个层次上认识晶体的性质，掌握一定的分析问题的科学方法。 这部分内容是在必修课内容的物质结构和选修内容的化学键和分子间作用力的学习基础上的进一步深化，较为系统地探讨了四种基本晶体的内部结构特点和宏观性质表现。,根据课程标准的要求，同学们应掌握四种晶体的微观结构特征以及在性质上的表现，正确认识晶胞是晶体结构的最小重复单元，掌握对晶胞的基本分析方法和

2、处理技巧，从而能熟练进行有关晶胞内微粒数和离子配位数等问题的计算处理。理解金属键的成键特征和金属晶体的四种基本堆积方式。 从知识和技能上来说，要系统了解四种晶体内的作用力和它们所具有的性质特点以及在科学研究和生产生活中的应用，理解结构与性质的关系。,从过程与方法上来说，要通过讨论，掌握各种晶胞的分析方法和策略，能够通过对比、 归纳使知识系统化和网络化。 从情感态度和价值观上来说，要在理论分析和实验探究过程中学习辩证唯物主义的方法论，逐步形成科学的价值观，对生产、生活、科学研究中材料的结构分析，培养学习兴趣，感受物质结构的奇妙与和谐。,本章内容虽为理论知识，但与生产、生活等联系密切，完全可以通过

3、实物模型，晶体认识的发展史等方面的介绍，再辅之以微观分析，使学生更好地掌握知识。 本章的重点是分子晶体、原子晶体、金属晶体、离子晶体的概念，晶体类型、结构和性质的关系。难点是干冰、金刚石、NaCl、CsCl、K、Mg、Cu等晶体的结构。,第一节 晶体的常识(共1课时),1了解晶体与非晶体的概念。 2了解自然界中晶体产生的途径。 3理解晶体与非晶体的本质差异。 4掌握晶体的有关物理性质。,一、晶体与非晶体 1固体分为_和_。晶体的自范性即_的性质，它是晶体中粒子在微观空间里_的宏观表象。晶体呈自范性的条件之一是_。 2晶体与非晶体的本质差异 主要看是否有_，还看微观结构中原子是否_排列。,3得到

4、晶体的三条途径 (1)_； (2)_； (3)_。 熔融态的SiO2快速冷却形成_，热液缓慢冷却形成_。 4晶体的特点：_排列的高度有序性；_；_较固定。,二、晶胞 1晶胞是_的基本单元，一般来说，晶胞都是_。整块晶体可以看作是数量巨大的晶胞“无隙并置”而成，所谓“无隙”是指_任何间隙，所谓“并置”是指所有晶胞都是_。 2对于一个平行六面体的晶胞来说，晶胞顶角上的原子是_个晶胞共用的，晶胞棱上的原子是_个晶胞共用的，晶胞面上的原子是_个晶胞共用的，晶胞内部的原子则_。,答案： 一、1.晶体 非晶体 晶体能自发地呈现多面体外形 呈现周期性的有序排列 晶体生长的速率适当 2自范性 有序 3(1)熔

5、融态物质凝固 (2)气态物质冷却不经液态直接凝固(凝华) (3)溶质从溶液中析出 玛瑙 水晶 4外形和内部质点 各向异性 晶体的熔点,二、1.描述晶体结构 平行六面体 相邻晶胞之间平行排列的，取向相同 28 4 2 完全属于该晶胞,1某同学在网站上找到一张玻璃的结构示意图(如图)，这张图说明玻璃是不是晶体？为什么？提示：不是晶体。从玻璃的结构示意图来看，玻璃中粒子质点排列无序，没有晶体的自范性。,2根据晶体物理性质的各向异性的特点，人们很容易识别用玻璃仿造的假宝石。你能列举出一些有效的方法鉴别假宝石吗？ 提示：(1)采用X射线衍射实验。当X射线照射假宝石时，不能使X射线产生衍射，只有散射效应。

6、 (2)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。 (3)用它来刻画玻璃。真宝石硬度大，可刻画玻璃，而假宝石硬度小，不能用来刻画玻璃。 (4)加热。真宝石熔沸点很高，而假宝石无固定的熔沸点，在一定温度范围内便开始熔化。,1.晶体与非晶体的概念 (1)晶体：内部微粒(原子、离子或分子)在三维空间里按一定规律做周期性有序排列构成的固体物质称为晶体。 (2)非晶体：橡胶、玻璃等固体，其内部原子或分子的排列呈现相对无序的分布状态，称为非晶体。,说明： 有规则的几何外形只是晶体的必要条件，而不是充分条件，也就是说有规则几何外形的固体不一定是晶体。 晶体与非晶体的本质差异是：

7、,2.获得晶体的途径 得到晶体一般有三条途径： (1)熔融态物质凝固。 (2)气态物质冷却不经液态直接凝固(凝华)。 (3)溶质从溶液中析出。,3晶体的特点 (1)晶体的自范性 概念：晶体的自范性是指在晶体的形成过程中只要具备适宜的条件，晶体能自发地呈现多面体外形的性质。 条件：晶体呈现自范性的条件之一是晶体生长的速率适当。 本质原因：从本质上来说，晶体的自范性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。,(3)晶体的熔点 加热晶体，温度达到熔点时晶体即开始熔化；在晶体全部熔化前，继续加热，温度基本不变；完全熔化后，温度才开始升高。这说明晶体有固定的熔点。 加热非晶体时，温度升高到

8、某一程度后非晶体开始软化，流动性增强，最后变为液体。从软化到完全熔化，中间经过较大的温度范围。这说明非晶体没有固定的熔点。,(4)能使X射线产生衍射。 (5)晶体的其他特性 均一性：同一晶体的化学组成、密度等性质在晶体的各个部分都是相同的，这是晶体的均一性。 稳定性：由同一成分组成的物质，晶体处于最稳定的状态，这是晶体的稳定性。,4晶体和非晶体的判断方法 (1)根据表观现象和结构特点区分 测定固体有无固定的熔、沸点。 观察固体的物理性质是否表现出各向异性。 (2)对固体进行X射线衍射实验，是区分晶体与非晶体最可靠的方法。,案例精析 【例1】 下列叙述中，正确的是( ) A具有规则几何外形的固体

9、一定是晶体 B晶体与非晶体的根本区别在于是否具有规则的几何外形 C具有各向异性的固体一定是晶体 D依据构成粒子的堆积方式可将晶体分为金属晶体、离子晶体、分子晶体、原子晶体,解析 晶体与非晶体的根本区别在于其内部粒子在空间是否按一定规律做周期性重复排列。晶体所具有的规则几何外形、各向异性和特定的对称性是其内部粒子规律性排列的外部反映，因此B项错。有些人工加工而成的固体也具有规则几何外形和高度对称性，所以A项错。具有各向异性的固体一定是晶体，C项正确。晶体划分为金属晶体、离子晶体、分子晶体、原子晶体是依据构成晶体的粒子及粒子间的相互作用，因此D项错。 答案 C 点评 依据晶体的外形判断固体是不是晶

10、体，存在一定的不可靠性，应从本质特征上进行把握。,将一块缺角的胆矾晶体悬置于饱和硫酸铜溶液中，一段时间后(温度不变)，发现缺角的晶体变完整了。若溶剂不挥发，则这段时间内晶体和溶液的质量变化分别是( ) A晶体质量减小，溶液质量变大 B晶体质量变大，溶液质量减小 C晶体和溶液质量都不变 D无法确定,解析 胆矾晶体具有自范性，有自发形成规则几何外形的性质，由于原溶液为饱和溶液，因此胆矾晶体与CuSO4饱和溶液间存在着溶解结晶平衡，在整个过程中晶体和溶液的质量都不发生变化。 答案 C 点评 解答该题时应注意，原溶液为饱和溶液，加入的为胆矾晶体，因此饱和溶液和晶体间建立了溶解结晶平衡，即溶解的和析出的

11、质量相等，整块胆矾的质量不发生变化，只是由于晶体的自范性，使晶体析出时的位置发生转移，具有了规则的几何外形。,下列哪些性质不能区别晶体与玻璃体( ) A各向异性 B. X射线衍射 C导电性 D有规则的几何外形 解析 根据晶体的特点和性质可知，晶体具有规则的几何外形；物理性质具有各向异性；衍射时能看到谱线；而晶体除金属晶体外，一般不容易导电，故选C。 答案 C,点评 该题主要考查晶体与非晶体在性质上的区别，因此解答该题的关键是掌握晶体具有哪些性质与特点，哪些不是晶体所特有的性质。,下列过程中不能得到晶体的是( ) A降低NaCl饱和溶液的温度所得到的固体 B气态水直接冷却成固态水 C熔融的KNO

12、3冷却后所得的固体 D将液态的塑料冷却后所得到的固体,解析 明确形成晶体的几种途径是解答本题的关键。答案 D,1.晶胞的定义 描述晶体结构的基本单元称为晶胞。 2晶体和晶胞的关系 可用蜂巢和蜂室的关系比喻晶体和晶胞的关系，如图所示，整块晶体可以看作是数量巨大的晶胞“无隙并置”而成，所谓“无隙”是指相邻晶胞之间没有任何间隙，所谓“并置”，是指所有晶胞是平行排列的，取向相同。,3晶胞的结构 一般来说，晶胞都是平行六面体，晶胞只是晶体微观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的微粒种类、个数及几何排列是完全相同的。,4晶胞的类型 晶胞的结构有很多

13、种，常见的有如下几类： (1)简单立方：仅在平行六面体的8个顶点上有粒子。 (2)体心立方：除8个顶点上有粒子外，平行六面体的体心还有一个粒子。 (3)面心立方：除8个顶点和体心有粒子外，平行六面体的6个面的面心上都有一个粒子。,注意： 判断某个结构单元是否是一个晶体的晶胞，关键是看这个结构单元能否反映晶体的结构特征，即能否从晶胞推出该晶体的结构，因为晶胞是从晶体中“截取”出来的具有代表性的最小部分。,(4)处于晶胞内部的粒子，完全属于该晶胞。 见下图：,注意： 晶胞中微粒个数的计算，最重要的问题是正确分析晶胞中任意位置上的一个原子被几个晶胞所共用。不同形状的晶胞，情况不同。如六棱柱晶胞中，顶

14、点、侧棱、底面上的棱、面心，依次被6、3、4、2个晶胞共用。,案例精析 【例2】 下列有关晶胞的叙述，正确的是( ) A晶胞是晶体中的最小的结构重复单元 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,解析 不同的晶体中晶胞的形状可能相同(空间构型相同)，但晶胞的大小不同。晶胞为晶体中重复出现的最小结构单元，因此晶胞中的粒子会与其他晶胞共用，并由共用特征推断晶体的组成。 答案 AD,【例3】 如下图所示的甲、乙、丙三种晶体：试写出： (1)甲晶体化学式(X为阳离子)为_。 (2)乙晶体中A、B、C三种粒子的个数比是_。 (3)丙晶体

15、中每个D周围结合E的个数是_个。,答案 X2Y 131 8,【例4】 如图是CsCl晶体的晶胞，已知晶体中2个最近的Cs的核间距离为acm，CsCl的相对分子质量为M，NA为阿伏加德罗常数，则CsCl晶体的密度为(单位：gcm3)( ),答案 C,某晶体的一部分如图所示，这种晶体中A、B、C三种粒子数之比是( ) A394 B142 C294 D384,答案 B,2001年报道的硼和镁形成的化合物刷新了金属化合物超导温度的最高记录。下图示意的是该化合物的晶体结构单元：镁原子间形成正六棱柱，且棱柱的上下底面还各有一个镁原子；6个硼原子位于棱柱内。则该化合物的化学式可表示为( )AMgB BMgB2 CMg2B DMg3B2,