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高中化学 第三章 第1节《晶体的常识》参考课件 新人教版选修3


观察图片,下列固体在外形上有什么区别?

明 矾

玛瑙

美丽的晶体
雪花晶体 食盐晶体 食糖晶体 明矾晶体

单质硫

祖 母 绿

绿宝石

猫眼石 BeAl2O4

紫水晶

/> 黄水晶

NaCl晶体结构示意图:

Cl-

Na+

金刚石晶体 结构示意图

干冰晶体结构

一、晶体和非晶体
晶体——具有规则几何外形的固体 非晶体——没有规则几何外形的固体又称玻璃体
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?

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?
Cu晶 体结 构示 意图 NaCl晶 体结构 示意图

3、特点和性质:
(1)自范性:晶体能自发地呈现多面体外形

的性质——即晶体有规则的几何外形
本质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。 (2)物理性质表现各向异性(强度、导热性、

光学性质)——同样反映了晶体内部粒子排列
的有序性。 (3)晶体具有固定的熔点。

4、晶体自范性的条件之一是生长的速率适当

天然水晶球里的玛瑙和水晶

思考:得到晶体的途 径,除了冷却的方法, 还有没有其它途径? 你能列举哪些?

玛瑙

水晶

水晶石

5、晶体形成的途径
(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

许多固体粉末用肉眼看不到晶体外形,但 在光学显微镜下可观察到规则的晶体外形。

学与问
1、某同学在网站上找到 一张玻璃的结构示意图, 如右图,这张图说明玻璃 玻璃的结构示意图 是不是晶体?为什么? 非晶体 2、根据晶体的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 举一些可能有效的方法鉴别假宝石吗? 观察对称性、刻划玻璃、加热、X—射线衍射

6、鉴别晶体和非晶体
(1)物理性质差异 如:外形、硬度、熔点、折光率等。 (2)区分晶体和非晶体最科学的方法是对固 体进行X-射线衍射实验。

小结:晶体和非晶体的差异
固体 外观 具有规 则的几 何外形 微观结构 粒子在三 维空间周 期性有序 排列 自范性 各向 异性 各向 异性 各向 同性 熔点

晶体 非晶 体



固定

不具有规 粒子排列 则的几何 相对无序 外形

没有

不固 定

本质 微观粒子在三维空间是否呈现周期性有序排列 区别

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 划定的。

铜晶体 铜晶胞

晶体结构

晶胞示意图

CO2晶胞

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?

无隙并置

平行六 面体

2、特点:晶胞都是 平行六面体,晶胞在 晶体中“无隙并置”.

3、三种典型立方晶体结构

体心立方

4.晶胞中原子个数的计算
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

体心:1

面心:1/2

棱边:1/4

顶点:1/8

课堂反馈
1、现有甲、乙、丙、丁四种晶胞,可推知: 甲晶体中A与B的离子个数比为 1∶1 ;乙晶 体的化学式为 C2D ;丙晶体的化学式为 EF ;丁晶体的化学式为______ XY3Z 。 ______

2、下图依次是金属钠(Na)、金属锌(Zn)、碘 (12) 、金刚石 (C) 晶胞的示意图,数一数,它 们分别平均含有几个原子?
Na

Zn

I2

金刚石

Na Z = 2

Zn Z = 2

I2 Z = 4

金刚石 C Z= 8

3、钙-钛矿晶胞结构如图所示。观察钙-钛矿晶 胞结构,求该晶体中,钙、钛、氧的微粒个数 比为多少?

CaTiO3

常见晶胞中微粒数的计算:
(1)六方晶胞:在六方体顶点的微粒为6个

晶胞共有,在面心的为2个晶胞共有,在
体内的微粒全属于该晶胞。 微粒数为:12×1/6 + 2×1/2 + 3 = 6 (2)面心立方:在立方体顶点的微 粒为8个晶胞共有,在面心的为2个晶 胞共有。 微粒数为:8×1/8 + 6×1/2 = 4

常见晶胞中微粒数的计算:
(3)体心立方:在立方体顶点的微粒 为8个晶胞共享,处于体心的金属原 子全部属于该晶胞。 微粒数为:8×1/8 + 1 = 2

长方体晶胞中不同位置的粒子对晶胞的贡献:
顶 ----1/8 棱----1/4 面----1/2 心----1

4、在碳单质的成员中还有一种混合型晶体——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。每层内部碳原子与碳原子之间靠作用力相结合,其

键角为120?。分析图中每个六边形含有 2

个碳原子,

3 个,碳原子数目与碳碳化学键 占有的碳碳键数为____ 2∶3 。 数目之比为_______

5、下列是NaCl晶胞示意图,晶胞中Na+和
Cl?的个数比是多少?

Na4Cl4

1∶1

6、下图是CO2分子晶体的晶胞结构示意图,
其中有多少个原子?

1 (8× 8

1 + 6 × 2 )×3 =12

7.2001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。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 底面还各有1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( )

A、MgB
C、Mg2B

B、 MgB2
D、Mg3B2

Mg原子的数目:12×1/6+2×1/2=3

B原子的数目:6
故化学式可表示为:MgB2

8.晶体硼的基本结构单元都是由硼原子组成的 正二十面体,其中含有20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 图形回答。这个基本结构单元由 __ _个硼 12 原子组成,共含有__ 30 __ 个B-B键。

20×3=60 60÷5=12 60÷2=30

7、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

是钛原子,棱的中心和体心的原子是碳原子, 它的化学式是 Ti14C13 。
解析:由于本题团簇分子指的 是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 的数目就可以了。

晶态石英的谱图

非晶态石英的谱图

非晶态和晶态石英的X-射线粉末衍射图谱

小结:晶体的特性
一.晶体与非晶体 1.晶体:
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。

非晶体:内部原子或分子的排列呈现杂乱无章的
分布状态。
常见的晶体和非晶体: ①晶体:食盐(离子化合物的固态一般为晶体)、冰、金属、宝 石、水晶、大部分矿石。②非晶体:玻璃及玻璃态物质、橡胶。

2.晶体和非晶体的本质区别: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

3.晶体的性质
(1)具有规则的几何外形。——自范性 (2)各向异性:晶体在不同方向上表现出不同 物理性质。

(3)有固定的熔点
对称性:晶体的外形和内部结构都具有特有的对称性 均一性:化学组成、密度等性质在晶体中各部分都相同

2.晶体的特性 4、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.晶体的种类
根据内部微粒的种类和微粒间的相

互作用不同,将晶体分为离子晶体、
金属晶体、原子晶体和分子晶体。还 存在过渡型晶体。

晶体和非晶体的差异
固体 外观 具有规则 的几何外 形 不具有规 则的几何 外形 微观结构 粒子在三维 空间周期性 有序排列 自范性 各向异性 有 各向 异性 熔点 固定

晶体 非晶 体

粒子排列相 没有 对无序

各向 同性

不固 定

本质 区别
鉴别

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X—射线衍射实验

二﹑晶胞
1、概念:描述晶体结构的基本单元

2、晶胞中原子个数的计算——均摊法
顶点: 1/8

棱边:1/4
立方晶胞 面心:1/2 体心:1


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