晶體的常識(shí)(兩課時(shí))

第三章晶體結(jié)構(gòu)與性質(zhì)第一節(jié)晶體常識(shí)2/3/20232:58:10PM

你知道固體有晶體和非晶體之分嗎？什么是晶體?什么是非晶體?能否舉例說明？一、晶體與非晶體

1、概念：晶體——具有規(guī)則幾何外形的固體

非晶體——沒有規(guī)則幾何外形的固體(又稱玻璃體)膽礬明礬晶體冰糖晶體食鹽晶體自然界中美麗的雪花綠寶石綠寶石之王—祖母綠貓眼石

水晶石紫水晶黃水晶

黃水晶

為什么晶體呈現(xiàn)規(guī)則的幾何外形，而非晶體沒有規(guī)則的幾何外形呢？你認(rèn)為可能和什么因素有關(guān)？思考?觀察圖片:構(gòu)成晶體與非晶體的微粒在空間的排列有何不同?晶體的組成微粒呈周期性排列，非晶體的組成微粒不呈周期性排列NaCl晶體結(jié)構(gòu)示意圖：Na+

Cl-金剛石晶體結(jié)構(gòu)示意圖干冰晶體結(jié)構(gòu)組成晶體的微粒在微觀空間里呈現(xiàn)周期性的有序排列能使晶體在宏觀上自發(fā)地呈現(xiàn)多面體的外形，晶體的這種性質(zhì)稱為晶體的自范性。2、晶體與非晶體的本質(zhì)差異

自范性

微觀結(jié)構(gòu)晶體有(能自發(fā)呈現(xiàn)多面體外形)組成微粒在三維空間呈周期性有序排列非晶體沒有(不能自發(fā)呈現(xiàn)多面體外形)組成微粒的排列相對(duì)無序(2)在一定條件下晶體能“自發(fā)”地呈現(xiàn)具有一定對(duì)稱性的多面體的外形（晶體的形貌）。(3)晶體自范性的條件之一:晶體生長(zhǎng)的速率適當(dāng)。說明:(1)晶體自范性的本質(zhì)是晶體中粒子在微觀空間里呈現(xiàn)周期性的有序排列的宏觀表象?，旇?、晶體形成的途徑：①熔融態(tài)物質(zhì)凝固.②氣態(tài)物質(zhì)冷卻不經(jīng)液態(tài)直接凝固(凝華).③溶質(zhì)從溶液中析出.思考:根據(jù)已有知識(shí),舉例說明如何制得晶體?許多固體粉末用肉眼看不到晶體外形,但在光學(xué)顯微鏡下可觀察到規(guī)則的晶體外形由于晶體的組成微粒在空間里呈現(xiàn)周期性的有序排列，而非晶體的組成微粒在空間里排列相對(duì)無序，所以晶體與非晶體許多性質(zhì)不相同。4、晶體與非晶體的性質(zhì)差異⑵晶體的許多物理性質(zhì)（強(qiáng)度、導(dǎo)熱性、光學(xué)性質(zhì)）表現(xiàn)各向異性。晶體某些物理性質(zhì)的各向異性同樣反映了晶體內(nèi)部粒子排列的有序性.⑶晶體具有固定的熔點(diǎn)，非晶體沒有固定的熔點(diǎn)⑴晶體有規(guī)則的幾何外形思考與交流:

如何鑒別晶體和非晶體?（2）區(qū)分晶體和非晶體最科學(xué)的方法是對(duì)固體進(jìn)行X-射線衍射實(shí)驗(yàn)。(課本P62科學(xué)視野）（1）物理性質(zhì)差異如：外形、硬度、熔點(diǎn)、折光率學(xué)與問玻璃的結(jié)構(gòu)示意圖2、根據(jù)晶體的物理性質(zhì)各向異性的特點(diǎn)，人們很容易識(shí)別用玻璃仿造的假寶石。你能列舉一些可能有效的方法鑒別假寶石嗎？1、某同學(xué)在網(wǎng)站上找到一張玻璃的結(jié)構(gòu)示意圖，如右圖，這張圖說明玻璃是不是晶體？為什么？非晶體觀察對(duì)稱性、刻劃玻璃、加熱、X—射線衍射根據(jù)構(gòu)成晶體的微觀粒子和粒子間的相互作用不同，將晶體分為不同類別。組成微粒微粒間作用分子晶體分子分子間作用力原子晶體原子共價(jià)鍵離子晶體陰、陽離子離子鍵金屬晶體金屬陽離子、自由電子金屬鍵混合晶體————5、晶體的分類小結(jié)：晶體和非晶體的差異固體外觀微觀結(jié)構(gòu)自范性各向異性熔點(diǎn)晶體非晶體本質(zhì)區(qū)別具有規(guī)則的幾何外形有粒子在三維空間周期性有序排列各向異性固定不具有規(guī)則的幾何外形沒有粒子排列相對(duì)無序各向同性不固定微觀粒子在三維空間是否呈現(xiàn)周期性有序排列1.下列關(guān)于晶體與非晶體的說法正確的是（）A.晶體一定比非晶體的熔點(diǎn)高B.晶體有自范性但排列無序C.非晶體無自范性而且排列無序D.固體SiO2一定是晶體2.區(qū)別晶體與非晶體最可靠的科學(xué)方法是（）A.熔沸點(diǎn)B.硬度C.顏色D.x-射線衍射實(shí)驗(yàn)CD課堂練習(xí)3、下列不屬于晶體的特點(diǎn)是（）A.一定有固定的幾何外形B.一定有各向異性C.一定有固定的熔點(diǎn)D.一定是無色透明的固體D4.晶體具有各向異性。如藍(lán)晶石（Al2O3·SiO2）在不同方向上的硬度不同；又如石墨在與層垂直的方向上的導(dǎo)電率與層平行的方向上的導(dǎo)電率1∕104。晶體的各向異性主要表現(xiàn)在是：（）①硬度②導(dǎo)熱性③導(dǎo)電性④光學(xué)性質(zhì)A.①③B.②④C.①②③D.①②③④D再見二﹑晶胞蜂巢與蜂室銅晶體銅晶胞晶體與晶胞的關(guān)系可用蜂巢與峰室的關(guān)系比喻，然而，蜂室是有形的，晶胞是無形的，是人為劃定的。1、定義：晶體中重復(fù)出現(xiàn)的最基本的結(jié)構(gòu)單元一般來說，晶胞都是平行六面體，整塊晶體可以看作是數(shù)量巨大的晶胞“無隙并置”而成。所謂“無隙”，是指相鄰晶胞之間沒有任何間隙；所謂“并置”，是指所有晶胞都是平行排列的，取向相同。2、特點(diǎn)：晶胞都是平行六面體，晶胞在晶體中“無隙并置”。平行六面體無隙并置銅晶體銅晶胞NaCl晶體及其晶胞Na+

Cl-干冰晶體的晶胞金剛石晶體結(jié)構(gòu)晶胞示意圖體心立方簡(jiǎn)單立方面心立方3、三種典型立方晶體結(jié)構(gòu)設(shè)棱長(zhǎng)為L(zhǎng)，原子半徑為r,則L=2rL=4rL=4r思考：

銅晶胞含有4個(gè)銅原子，為什么不說是14個(gè)？

體心：1面心：1/2頂點(diǎn)：1/8棱邊：1/4分?jǐn)偡ǎ壕О我馕恢蒙系囊粋€(gè)粒子如果是被x個(gè)晶胞所共有，那么，每個(gè)晶胞對(duì)這個(gè)粒子分得的份額就是1/x4.晶胞中粒子個(gè)數(shù)的計(jì)算立方晶胞體心：1面心：1/2棱邊：1/4頂點(diǎn)：1/8晶胞對(duì)粒子（質(zhì)點(diǎn)）的占有率：常見晶胞中微粒數(shù)的計(jì)算在立方體頂點(diǎn)的微粒為8個(gè)晶胞共有，在面心的為2個(gè)晶胞共有。

微粒數(shù)為：8×1/8+6×1/2=4（1）面心立方：在立方體頂點(diǎn)的微粒為8個(gè)晶胞共享，處于體心的金屬原子全部屬于該晶胞。(2)體心立方：微粒數(shù)為：8×1/8+1=2在六方體頂點(diǎn)的微粒為6個(gè)晶胞共有，在面心的為2個(gè)晶胞共有，在體內(nèi)的微粒全屬于該晶胞。

(3)六方晶胞：微粒數(shù)為：12×1/6+2×1/2+3=6

【學(xué)與問】下圖依次是金屬鈉(Na)、金屬鋅(Zn)、碘(12)、金剛石(C)晶胞的示意圖，數(shù)一數(shù)，它們分別平均含有幾個(gè)原子或分子?I2：4Na：2

Zn：2C：8例:2001年報(bào)道的硼和鎂形成的化合物刷新了金屬化合物超導(dǎo)溫度的最高記錄。如圖所示的是該化合物的晶體結(jié)構(gòu)單元：鎂原子間形成正六棱柱，且棱柱的上下底面還各有1個(gè)鎂原子，6個(gè)硼原子位于棱柱內(nèi)。則該化合物的化學(xué)式可表示為A、MgBB、MgB2C、Mg2B

D、Mg3B21、石墨晶體的層狀結(jié)構(gòu)，層內(nèi)為平面正六邊形結(jié)構(gòu)（如圖），試回答下列問題：（1）圖中平均每個(gè)正六邊形占有C原子數(shù)為____個(gè)、占有的碳碳鍵數(shù)為____個(gè)。碳原子數(shù)目與碳碳化學(xué)鍵數(shù)目之比為_______.2:323課堂練習(xí)2、現(xiàn)有甲、乙、丙(如下圖》三種晶體的晶胞：(甲中x處于晶胞的中心，乙中a處于晶胞的中心)，可推知：甲晶體中x與y的個(gè)數(shù)比是__________，乙中a與b的個(gè)數(shù)比是__________，丙晶胞中有_______個(gè)c離子，有____________個(gè)d離子。4:31:144oxyOabdc(8×+6×)×3=123、下圖是CO2分子晶體的晶胞結(jié)構(gòu)示意圖，其中有多少個(gè)原子？4、如圖所示晶體中每個(gè)陽離子A或陰離子B，均可被另一種離子以四面體形式包圍著，則該晶體對(duì)應(yīng)的化學(xué)式為A．ABB．A2BC．AB3D．A2B3◆5、已知某化合物是由鈣、鈦、氧三種元素組成的晶體，其晶胞結(jié)構(gòu)如圖所示，則該物質(zhì)的化學(xué)式為（）A．Ca4TiO3

B．Ca4TiO6C．CaTiO3D．Ca8TiO120C6、某離子晶體晶胞結(jié)構(gòu)如右圖所示，X位于立方體的頂點(diǎn)，Y位于立方體的中心，晶體中距離最近的兩個(gè)X與一個(gè)Y形成的夾角∠XYX的角度為：A.90°B.60°C.120°D.109°28′◆7、最近發(fā)現(xiàn)一種由鈦原子和碳原子構(gòu)成的氣態(tài)團(tuán)簇分子，如下圖所示，頂角和面心的原子是鈦原子，棱的中心和體心的原子是碳原子，它的化學(xué)式是

。解析：由于本題團(tuán)簇分子指的是一個(gè)分子的具體結(jié)構(gòu)，并不是晶體中的最小的一個(gè)重復(fù)單位，不能采用均攤法分析，所以只需數(shù)出該結(jié)構(gòu)內(nèi)兩種原子的數(shù)目就可以了。答案為：Ti