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高中化学选修3第三章第一节晶体的常识ppt


第三章

晶体结构与性质

第一节

晶体的常识

2015.6.2

胆 矾

冰 糖 晶 体

明 矾 晶 体

水 晶

水晶石

祖母绿

绿宝石

猫眼石

紫水晶

黄 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

玻璃结构示意图

B Na O Si

晶体SiO2和非晶体SiO2的投影示意图

核心问题
1. 什么是晶体?什么是非晶体? 晶体:有规则几何外形的固体。 非晶体:无规则几何外形的固体。 2. 得到晶体的一般途径? 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。

从熔融态结晶 出来的硫晶体

凝华得到的碘

从硫酸铜饱和 溶液中析出的 硫酸铜晶体

核心问题
3. 晶体有什么特点和性质? (1) 晶体有自范性(几何外形和内部质点排列的高 度有序性,非晶体没有) (2)晶体具有各向异性(非晶体不具有各向异性) (3)晶体具有固定的熔点(非晶体不具有固定的熔 点) 4. 什么叫晶体的自范性?本质是什么?满足自范性 的条件? 自范性:晶体能自发地呈现多面体外形的性质。 本 质:晶体粒子在微观空间里呈现周期性的有序排 列的宏观表现。 条 件:晶体生长的速率适当。

核心问题
5. 晶体与非晶体的区别有哪些?本质区别? 晶体
本质 区别

非晶体
没有

自范性



微观结构
是否均一

原子在三维空间呈 周期性有序排列 原子排列相对无序 均一 固定 有各向异性 能 不均匀 不固定 无各向异性 不能

固定熔点
各向异性 能否发生X-射 线衍射

核心问题
6. 区别晶体和非晶体的方法有哪些?你能列 举一些可能有效的方法鉴别假宝石吗? (1)性质差异——如外形、硬度、熔点、折 光率 (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。 ——最可靠方法

核心问题
7. 什么叫晶胞?一般的晶胞结构是什么?晶 胞和晶体的关系? (1)描述晶体结构的基本单元叫做晶胞。 (2)晶胞一般是平行六面体。 (3)整块晶体可看作数量巨大的晶胞“无 隙并置”而成(晶胞间无间隙,平行排列 )

金刚石的多面体外形、晶体结构和晶胞示意图

NaCl晶体结构和晶胞

核心问题
8. 如何确定晶体的化学式? 均摊法

体心:1

面心:1/2

顶点:1/8

棱边:1/4

探究: 下图依次是金属钠 (Na) 、金属锌 (Zn) 、碘 (I2) 、金刚石 (C)晶胞的示意图,数一数,它们分别平均含几个原子?

钠、锌晶胞都是:8×1/8+1=2; 碘:(8×1/8+6×1/2)×2=8; 金刚石:8×1/8+6×1/2+4=8。

典例分析
例: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

B. MgB2

C. Mg2B

D. Mg3B2

典例分析

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

晶 体 空 间 结 构

ClNa +
3 4

8

7

5

1

6

2

小 结
一、晶体与非晶体
1. 定义: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 2. 特点和性质: (1) 晶体有自范性 (2) 晶体具有各向异性 (3) 晶体具有固定的熔点 3. 晶体与非晶体的本质区别在于——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 4. 晶体形成的途径: 5. 晶体和非晶体的鉴别

二﹑晶胞
1. 概念:描述晶体结构的基本单元叫做晶胞. 2. 晶胞中原子个数的计算 顶点:1/8 棱边: 1/4 立方晶胞 面心: 1/2

体心: 1

[课堂练习] 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 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科学方法是 A、熔沸点 B、硬度 C、颜色 D、x-射线衍射实验 D

3、如图所示晶体中每个阳离子A或阴离子B,均可被 另一种离子以四面体形式包围着,则该晶体对应的化 学式为

A.AB
C.AB3

B.A2B
D.A2B3



4、右面图形是石墨晶体的层面结构图, 试分析图形推测层面上每个正六边型拥有的 共价键数和碳原子数是分别: A、6,6 B、2,4 C、2,3 D、3,2



5、某离子晶体晶胞结构如右图所示,X位于立方体 的顶点, Y位于立方体的中心,晶体中距离最近的 两个X与一个Y形成的夹角∠XYX的角度为: A. 90° B. 60° C. 120° D. 109°28′



6、图是超导化合物一钙钛矿晶体中最小重复单元(晶 胞)的结构.请回答: CaTiO3 (1)该化合物的化学式为_______. (2)在该化合物晶体中,与某个钛离 子距离最近且相等的其他钛离子共 6 有__________ 个. (3)设该化合物的相对分子质量为M, 3 密度为 ag / cm 阿伏加德罗常数为 NA,则晶体中钙离子与钛离子之间 的最短距离为_______.

7、如图是CsCl晶体的晶胞(晶体中最小的重复单元) 已知晶体中 2 个最近的 Cs+ 核间距离为 acm ,氯化铯 的相对分子质量为M,NA为阿佛加德 罗常数,则CsCl晶体的密度为

(单位:克/cm3)
A、8M/a3NA B、a3M/8NA

C、M/a3NA

D、a3M/NA


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