《高中化学 第三章 第3节《晶体的常识》参考课件 新人教版选修3》由会员分享，可在线阅读，更多相关《高中化学 第三章 第3节《晶体的常识》参考课件 新人教版选修3（52页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、观察图片观察图片, ,下列固体在外形上有什么区别下列固体在外形上有什么区别? ?明明矾矾玛瑙玛瑙玛瑙玛瑙雪花晶体雪花晶体食糖晶体食糖晶体明矾晶体明矾晶体单质硫单质硫单质硫单质硫美丽的晶体美丽的晶体食盐晶体食盐晶体祖祖 母母 绿绿绿宝石绿宝石猫眼石猫眼石 BeAl2O4 紫水晶紫水晶 黄水晶黄水晶 NaCl晶体结构示意图：晶体结构示意图：Na+ Cl-金刚石晶体金刚石晶体结构示意图结构示意图干冰晶体结构干冰晶体结构1 1、定义定义：晶体晶体具有规则几何外形的固体具有规则几何外形的固体 非晶体非晶体没有规则几何外形的固体没有规则几何外形的固体 又称玻璃体又称玻璃体一、晶体和非晶体一、晶体和非晶体思
2、考思考 为什么晶体呈现规则的几为什么晶体呈现规则的几何外形，而非晶体没有规则的何外形，而非晶体没有规则的几何外形呢？你认为可能和什几何外形呢？你认为可能和什么因素有关？么因素有关？晶体晶体离子晶体离子晶体 原子晶体原子晶体 分子晶体分子晶体 金属晶体金属晶体 2 2、分类、分类CuCu晶晶晶晶体结体结体结体结构示构示构示构示意图意图意图意图 观察图片观察图片: :构成晶体与非晶体的微粒构成晶体与非晶体的微粒在空间的排列有何不同在空间的排列有何不同? ?NaClNaCl晶晶晶晶体结构体结构体结构体结构示意图示意图示意图示意图3 3、特点和性质：、特点和性质：（1 1）自范性：自范性：晶体能晶体能
3、自发自发地呈现多面体外形地呈现多面体外形的性质的性质是晶体中粒子在微观空间里呈现周是晶体中粒子在微观空间里呈现周期性有序排列的宏观表现。期性有序排列的宏观表现。（2 2）物理性质表现）物理性质表现各向异性各向异性（强度、导热性、（强度、导热性、光学性质）光学性质）同样反映了晶体内部粒子排列同样反映了晶体内部粒子排列的有序性。的有序性。（3 3）晶体具有）晶体具有固定的熔点。固定的熔点。4、晶体自范性的条件之一是、晶体自范性的条件之一是生长的速率适当生长的速率适当天然水晶球里的玛瑙和水晶天然水晶球里的玛瑙和水晶天然水晶球里的玛瑙和水晶天然水晶球里的玛瑙和水晶思考：思考：得到晶体的途得到晶体的途径
4、，除了冷却的方法，径，除了冷却的方法，还有没有其它途径？还有没有其它途径？你能列举哪些？你能列举哪些？玛瑙玛瑙水晶水晶水晶石水晶石5 5、晶体形成的途径、晶体形成的途径(1)(1)熔融态物质凝固熔融态物质凝固(2)(2)气态物质冷却不经液态直接凝固（凝华）气态物质冷却不经液态直接凝固（凝华）(3)(3)溶质从溶液中析出溶质从溶液中析出 许多固体粉末用肉眼看不到晶体外形许多固体粉末用肉眼看不到晶体外形, ,但但在光学显微镜下可观察到规则的晶体外形。在光学显微镜下可观察到规则的晶体外形。学与问学与问玻璃的结构示意图玻璃的结构示意图2 2、根据晶体的物理性质的各向异性的特点，、根据晶体的物理性质的各
5、向异性的特点，人们很容易识别用玻璃仿造的假宝石。你能列人们很容易识别用玻璃仿造的假宝石。你能列举一些可能有效的方法鉴别假宝石吗？举一些可能有效的方法鉴别假宝石吗？1 1、某同学在网站上找到、某同学在网站上找到一张玻璃的结构示意图，一张玻璃的结构示意图，如右图，这张图说明玻璃如右图，这张图说明玻璃是不是晶体？为什么？是不是晶体？为什么？非晶体非晶体观察对称性、刻划玻璃、加热、观察对称性、刻划玻璃、加热、X X射线衍射射线衍射（1 1）物理性质差异）物理性质差异 如：如：外形、硬度、熔点、折光率等。外形、硬度、熔点、折光率等。（2 2）区分晶体和非晶体最科学的方法是对固）区分晶体和非晶体最科学的方
6、法是对固体进行体进行X-X-射线衍射射线衍射实验实验。6 6、鉴别晶体和非晶体、鉴别晶体和非晶体小结：晶体和非晶体的差异小结：晶体和非晶体的差异固体固体外观外观微观结构微观结构自范性自范性各向各向异性异性熔点熔点晶体晶体非晶非晶体体本质本质区别区别具有规具有规具有规具有规则的几则的几则的几则的几何外形何外形何外形何外形有有有有粒子在三粒子在三粒子在三粒子在三维空间周维空间周维空间周维空间周期性有序期性有序期性有序期性有序排列排列排列排列各向各向各向各向异性异性异性异性固定固定固定固定不具有规不具有规不具有规不具有规则的几何则的几何则的几何则的几何外形外形外形外形没有没有没有没有粒子排列粒子排列
7、粒子排列粒子排列相对无序相对无序相对无序相对无序各向各向各向各向同性同性同性同性不固不固不固不固定定定定微观粒子在三维空间是否呈现微观粒子在三维空间是否呈现微观粒子在三维空间是否呈现微观粒子在三维空间是否呈现周期性有序周期性有序排列排列排列排列二二晶胞晶胞1. 1. 晶胞：描述晶体结构的基本单元晶胞：描述晶体结构的基本单元蜂巢与蜂室蜂巢与蜂室蜂巢与蜂室蜂巢与蜂室铜晶体铜晶体铜晶体铜晶体铜晶胞铜晶胞铜晶胞铜晶胞 晶体与晶胞的关系可用蜂巢与峰室的关系比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，晶胞是喻然而蜂巢是有形的，晶胞是无形无形的，是人为的，是人为划定的。划定的。铜晶体铜晶体铜
8、晶胞铜晶胞晶体结构晶体结构晶体结构晶体结构晶胞示意图晶胞示意图晶胞示意图晶胞示意图NaClNaCl晶体结构和晶胞晶体结构和晶胞晶体结构和晶胞晶体结构和晶胞思考与交流思考与交流:1.上述铜晶体、金刚石、上述铜晶体、金刚石、CO2晶体、晶体、NaCl晶晶体的晶胞的空间构形呈什么形状？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？晶胞之在上述晶体中，晶胞是如何排列的？晶胞之间是否存在空隙？间是否存在空隙？COCO2 2晶胞晶胞晶胞晶胞平行六平行六面体面体无隙并置无隙并置2 2、特点：晶胞都是、特点：晶胞都是平行六面体平行六面体, ,晶胞在晶胞在晶体中晶体中“无隙并置无隙并置”.
9、.3、三种典型立方晶体结构、三种典型立方晶体结构体心立方体心立方体心：体心：1面心：面心：1/2顶点：顶点：1/8棱边：棱边：1/4均摊法：均摊法：晶胞任意位置上的一个原子如果是晶胞任意位置上的一个原子如果是被被x x个晶胞所共有，那么，每个晶胞对这个个晶胞所共有，那么，每个晶胞对这个原子分得的份额就是原子分得的份额就是1/x1/x4.4.晶胞中原子个数的计算晶胞中原子个数的计算1、现有甲、乙、丙、丁四种晶胞、现有甲、乙、丙、丁四种晶胞,可推知：可推知：甲晶体中甲晶体中A与与B的离子个数比为的离子个数比为 ；乙晶；乙晶体的化学式为体的化学式为 ；丙晶体的化学式为；丙晶体的化学式为_；丁晶体的化
10、学式为；丁晶体的化学式为_。1 1C2DEFXY3Z课堂反馈课堂反馈2、下下图图依依次次是是金金属属钠钠(Na)、金金属属锌锌(Zn)、碘碘(12)、金金刚刚石石(C)晶晶胞胞的的示示意意图图，数数一一数数，它它们分别平均含有几个原子们分别平均含有几个原子?NaZnI2金刚石金刚石Na Z = 2 Zn Z = 2金刚石金刚石 C Z= 8 I2 Z = 43、钙、钙-钛矿晶胞结构如图所示。观察钙钛矿晶胞结构如图所示。观察钙-钛矿晶钛矿晶胞结构，求该晶体中，钙、钛、氧的微粒个数胞结构，求该晶体中，钙、钛、氧的微粒个数比为多少？比为多少？CaTiO3常见晶胞中微粒数的计算常见晶胞中微粒数的计算:
11、(1)(1)六方晶胞六方晶胞：在六方体顶点的微粒为：在六方体顶点的微粒为6 6个个晶胞共有，在面心的为晶胞共有，在面心的为2 2个晶胞共有，在个晶胞共有，在体内的微粒全属于该晶胞。体内的微粒全属于该晶胞。微粒数为：微粒数为：12121 1/6 + 2/6 + 21 1/2 + 3 = 6/2 + 3 = 6 （2 2）面心立方面心立方：在立方体顶点的微：在立方体顶点的微粒为粒为8 8个晶胞共有，在面心的为个晶胞共有，在面心的为2 2个晶个晶胞共有。胞共有。微粒数为：微粒数为：8 81/8 + 61/8 + 61/2 = 41/2 = 4长方体晶胞中不同位置的粒子对晶胞的贡献：长方体晶胞中不同位
12、置的粒子对晶胞的贡献：顶顶 -1/8 -1/8 棱棱-1/4 -1/4 面面-1/2 -1/2 心心-1-1(3)(3)体心立方体心立方：在立方体顶点的微粒：在立方体顶点的微粒为为8 8个晶胞共享，处于体心的金属原个晶胞共享，处于体心的金属原子全部属于该晶胞。子全部属于该晶胞。微粒数为：微粒数为：8 81/8 + 1 = 21/8 + 1 = 2常见晶胞中微粒数的计算常见晶胞中微粒数的计算:4 4、在碳单质的成员中还有一种混合型晶体、在碳单质的成员中还有一种混合型晶体石墨，如石墨，如图所示。它是层状结构，层与层之间依靠作用力相结合。图所示。它是层状结构，层与层之间依靠作用力相结合。每层内部碳原
13、子与碳原子之间靠作用力相结合，其键角每层内部碳原子与碳原子之间靠作用力相结合，其键角为为1212。分析图中每个六边形含有。分析图中每个六边形含有 个碳原子，个碳原子， 2占有的碳碳键数为占有的碳碳键数为_个，碳原子数目与碳碳化学键个，碳原子数目与碳碳化学键数目之比为数目之比为_。32 35、下列是、下列是NaCl晶胞示意图，晶胞中晶胞示意图，晶胞中Na+和和Cl的个数比是多少？的个数比是多少？Na4Cl41 1(8 + 6 )3 =126、下图是、下图是CO2分子晶体的晶胞结构示意图，分子晶体的晶胞结构示意图，其中有多少个原子？其中有多少个原子？7.20017.2001年报道的硼和镁形成的化合
14、物刷新了金属化合物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。如图所示的是该化合物的晶体结超导温度的最高记录。如图所示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构单元：镁原子间形成正六棱柱，且棱柱的上下底面还各有各有1 1个镁原子，个镁原子，6 6个硼原子位于棱柱内。则该化合物的个硼原子位于棱柱内。则该化合物的化学式可表示为化学式可表示为( )( ) A、MgB B、 MgB2 C、Mg2B D、Mg3B2Mg原子的数目：原子的数目：121/6+21/2=3B原子的数目：原子的数目：6故化学式可表示为：故化学式可表示为：MgB28.8.晶体硼的基本结
15、构单元都是由硼原子组成的晶体硼的基本结构单元都是由硼原子组成的正二十面体正二十面体, ,其中含有其中含有2020个等边三角形和一定个等边三角形和一定数目的顶角，每个顶角各有一个原子，试观察数目的顶角，每个顶角各有一个原子，试观察图形回答。这个基本结构单元由图形回答。这个基本结构单元由 _ _ _个硼个硼原子组成，共含有原子组成，共含有_ _ 个个B-BB-B键。键。1212303020203 3606060605 5121260602 230307 7、最近发现一种由钛原子和碳原子构成的气、最近发现一种由钛原子和碳原子构成的气态团簇分子，如下图所示，顶角和面心的原子态团簇分子，如下图所示，顶角
16、和面心的原子是钛原子，棱的中心和体心的原子是碳原子，是钛原子，棱的中心和体心的原子是碳原子，它的化学式是它的化学式是 。解析：解析：解析：解析：由于本题团簇分子指的是由于本题团簇分子指的是由于本题团簇分子指的是由于本题团簇分子指的是一个分子的具体结构，并不是晶一个分子的具体结构，并不是晶一个分子的具体结构，并不是晶一个分子的具体结构，并不是晶体中的最小的一个重复单位，不体中的最小的一个重复单位，不体中的最小的一个重复单位，不体中的最小的一个重复单位，不能采用均摊法分析，所以只需数能采用均摊法分析，所以只需数能采用均摊法分析，所以只需数能采用均摊法分析，所以只需数出该结构内两种原子的数目就可出该
17、结构内两种原子的数目就可出该结构内两种原子的数目就可出该结构内两种原子的数目就可以了。以了。以了。以了。Ti14C13非晶态和晶态石英的非晶态和晶态石英的X-射线粉末衍射图谱射线粉末衍射图谱晶态石英的谱图晶态石英的谱图非晶态石英的谱图非晶态石英的谱图小结：晶体的特性小结：晶体的特性1.1.晶体与非晶体晶体与非晶体 (1)(1)晶体晶体：内部微粒（原子、离子或分子）在空间按一内部微粒（原子、离子或分子）在空间按一定规律做周期性重复排列构成的固体物质。定规律做周期性重复排列构成的固体物质。 (2)(2)非晶体非晶体：内部原子或分子的排列呈现杂乱无章的分布内部原子或分子的排列呈现杂乱无章的分布状态。
18、状态。(3) (3) 常见的晶体和非晶体常见的晶体和非晶体: :晶体：食盐晶体：食盐( (离子化合物的固态一般为晶体离子化合物的固态一般为晶体) )、冰、金属、冰、金属、宝石、水晶、大部分矿石。宝石、水晶、大部分矿石。非晶体：玻璃及玻璃态物质、非晶体：玻璃及玻璃态物质、橡胶。橡胶。2.2.晶体的特性晶体的特性 （1 1）具有规则的几何外形。）具有规则的几何外形。（2 2）自范性：在适宜条件下，晶体能够自发地）自范性：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。呈现封闭的、规则的多面体外形。（3 3）各向异性：晶体在不同方向上表现出不）各向异性：晶体在不同方向上表现出不同的物理性质
19、。同的物理性质。 （4 4）对称性：晶体的外形和内部结构都具有）对称性：晶体的外形和内部结构都具有特有的对称性。特有的对称性。（5 5）有固定的熔点而非晶态没有。）有固定的熔点而非晶态没有。3.3.晶体的种类晶体的种类 根据内部微粒的种类和微粒间的相根据内部微粒的种类和微粒间的相互作用不同，将晶体分为互作用不同，将晶体分为离子晶体离子晶体、金属晶体金属晶体、原子晶体原子晶体和和分子晶体分子晶体。晶体和非晶体的差异晶体和非晶体的差异固体固体外观外观微观结构微观结构自范性自范性各向异性各向异性熔点熔点晶体晶体非晶非晶体体本质本质区别区别鉴别鉴别具有规则具有规则具有规则具有规则的几何外的几何外的几何
20、外的几何外形形形形有有有有粒子在三维粒子在三维粒子在三维粒子在三维空间周期性空间周期性空间周期性空间周期性有序排列有序排列有序排列有序排列各向各向各向各向异性异性异性异性固定固定固定固定不具有规不具有规不具有规不具有规则的几何则的几何则的几何则的几何外形外形外形外形没有没有没有没有粒子排列相粒子排列相粒子排列相粒子排列相对无序对无序对无序对无序各向各向各向各向同性同性同性同性不固不固不固不固定定定定微观粒子在三维空间是否呈现周期性有序排列微观粒子在三维空间是否呈现周期性有序排列微观粒子在三维空间是否呈现周期性有序排列微观粒子在三维空间是否呈现周期性有序排列最科学的方法是用最科学的方法是用X X射线衍射实验射线衍射实验立方晶胞立方晶胞立方晶胞立方晶胞体心：体心：体心：体心：1 1 1 1面心：面心：面心：面心：1/21/21/21/2棱边：棱边：棱边：棱边：1/41/41/41/4顶点：顶点：顶点：顶点： 1/81/81/81/8二二晶胞晶胞1 1、概念：描述晶体结构的基本单元、概念：描述晶体结构的基本单元2 2、晶胞中原子个数的计算、晶胞中原子个数的计算均摊法均摊法
