物質(zhì)的聚集狀態(tài)與晶體的常識(shí)課件高二下學(xué)期化學(xué)人教版選擇性必修2

第一節(jié)

物質(zhì)的聚集狀態(tài)與晶體的常識(shí)第1課時(shí)：晶體與非晶體第三章

晶體結(jié)構(gòu)與性質(zhì)學(xué)習(xí)目標(biāo)

認(rèn)識(shí)物質(zhì)的聚集狀態(tài)。能從微觀角度理解晶體的結(jié)構(gòu)特征，并能結(jié)合晶體的特點(diǎn)判斷晶體與非晶體。重點(diǎn)難點(diǎn)導(dǎo)3min導(dǎo)3min閱讀課本68-72頁(yè)等離子體和液晶概念？（自）掌握了解等離子體、晶體的特性和應(yīng)用（自）晶體的特性？（合作）晶體與非晶體本質(zhì)區(qū)別以及區(qū)分方法？（合作）得到晶體的三條途徑？（合作）圖3-7是某同學(xué)找到的一張玻璃結(jié)構(gòu)的示意圖，根據(jù)這張圖判斷玻璃是不是晶體。為什么？（合作）學(xué)4min閱讀課本68-72頁(yè)晶體的特性？（合作）晶體與非晶體本質(zhì)區(qū)別以及區(qū)分方法？（合作）得到晶體的三條途徑？（合作）圖3-7是某同學(xué)找到的一張玻璃結(jié)構(gòu)的示意圖，根據(jù)這張圖判斷玻璃是不是晶體。為什么？（合作）助5min物質(zhì)的聚集狀態(tài)物質(zhì)的聚集狀態(tài)氣態(tài)固態(tài)液態(tài)晶態(tài)塑晶態(tài)液晶態(tài)非晶態(tài)等離子體離子液體由電子、陽(yáng)離子和電中性粒子組成的整體上呈電中性的氣態(tài)物質(zhì)。熔點(diǎn)不高的僅由離子組成的液體物質(zhì)展10min物質(zhì)的聚集狀態(tài)1.等離子體等離子體可以制造等離子體顯示器、化學(xué)合成、核裂變等等等離子體是一種特殊的氣體等離子體具有良好的導(dǎo)電性和流動(dòng)性。物質(zhì)的聚集狀態(tài)科學(xué)·技術(shù)·社會(huì)2.液晶具有液體的流動(dòng)性、黏度、形變性

又具有晶體的導(dǎo)電性、光學(xué)性質(zhì)等，

表現(xiàn)出類似晶體的各向異性。液晶已有廣泛的應(yīng)用。例如，手機(jī)、電腦和電視的液晶顯示器；合成高強(qiáng)度液晶纖維已廣泛應(yīng)用于飛機(jī)、火箭、坦克、防彈衣等。物質(zhì)的聚集狀態(tài)晶體與非晶體蠟狀的白磷（P4）黃色的硫黃（S8）紫黑色的碘（I2）藍(lán)色的硫酸銅（CuSO4·5H2O）絕大多數(shù)常見的固體是晶體只有如玻璃、炭黑之類的物質(zhì)屬于非晶體玻璃又稱玻璃體炭黑又稱無(wú)定形體評(píng)15min晶體與非晶體1.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)原子在三維空間里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)原子排列相對(duì)無(wú)序

晶體中粒子排列的周期性是指一定方向上每隔一定距離就重復(fù)出現(xiàn)的排列，粒子排列的周期性導(dǎo)致晶體呈現(xiàn)規(guī)則的幾何外形。晶體：內(nèi)部微粒(原子、離子或分子)在三維空間里呈周期性排列而構(gòu)成的具有規(guī)則幾何外形的固體。非晶體：內(nèi)部微粒(原子、離子或分子)在三維空間里呈相對(duì)無(wú)序排列而構(gòu)成的不具有規(guī)則幾何外形的固體。晶體與非晶體2.晶體的自范性

一定條件下，晶體能自發(fā)地呈現(xiàn)多面體外形的性質(zhì)。

晶體呈現(xiàn)自范性的條件之一：晶體生長(zhǎng)速率適當(dāng)天然水晶球巖漿里熔融態(tài)的SiO2侵入地殼內(nèi)的空洞冷卻形成的瑪瑙水晶熔融態(tài)的SiO2快速冷卻形成的，無(wú)晶體外形熔融態(tài)的SiO2緩慢冷卻形成的，呈現(xiàn)晶體外形晶體與非晶體

本質(zhì)上，晶體的自范性是晶體中粒子在微觀空間里呈現(xiàn)周期

性有序排列的宏觀表象。

非晶體粒子的排列則相對(duì)無(wú)序，無(wú)自范性。2.晶體的自范性

晶體與非晶體3.獲得晶體的途徑

從飽和硫酸銅溶液中析出的硫酸銅晶體從熔融態(tài)結(jié)晶出的硫晶體升華得到的碘晶體液熔融態(tài)物質(zhì)凝固氣態(tài)物質(zhì)冷卻不經(jīng)也太直接凝固（凝華）溶質(zhì)從溶液中析出晶體與非晶體實(shí)驗(yàn)步驟實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象（1）用研缽把硫黃粉末研細(xì)，放入蒸發(fā)皿中，放在三腳架的鐵圈上，用酒精燈加熱至熔融態(tài)，自然冷卻結(jié)晶后，觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象。（2）在一個(gè)小燒杯里加入少量碘，用一個(gè)表面皿蓋在小燒杯上，并在表面皿上加少量冷水。把小燒杯放在石棉網(wǎng)上小火加熱，觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象。（3）在250mL燒杯中加入半杯飽和氯化鈉溶液，用滴管滴入濃鹽酸，觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象。硫加熱融化，自然冷卻結(jié)晶后，得到黃色晶體。固體直接變成紫色蒸氣，蒸氣遇冷又重新凝聚成紫黑色的固體。有白色細(xì)小晶體析出。實(shí)驗(yàn)3-1晶體與非晶體4.晶體的各向異性

晶體有固定的熔點(diǎn)；非晶體沒有固定的熔點(diǎn)。晶體在不同的方向上具有不同的物理性質(zhì)。包括晶體的強(qiáng)度、導(dǎo)電性、導(dǎo)熱性、光學(xué)性質(zhì)等。非晶體則不具有物理性質(zhì)各向異性的特點(diǎn)間接確定某固體是否屬于晶體：區(qū)分晶體和非晶體最可靠的科學(xué)方法是：對(duì)固體進(jìn)行X射線衍射實(shí)驗(yàn)石墨在與層平行的方向?qū)щ娐始s為在與層垂直方向上導(dǎo)電率的1萬(wàn)倍晶體與非晶體晶體非晶體微觀結(jié)構(gòu)特征粒子周期性有序排列粒子排列相對(duì)無(wú)序性質(zhì)特征自范性有無(wú)各向異性有無(wú)熔點(diǎn)固定不固定鑒別方法

間接方法看是否具有固定的熔點(diǎn)或根據(jù)某些物理性質(zhì)的各向異性科學(xué)方法對(duì)固體進(jìn)行X－射線衍射實(shí)驗(yàn)舉例NaCl、I2、SiO2（水晶）、Na晶體等玻璃、橡膠等(1)圖3-7是某同學(xué)找到的一張玻璃結(jié)構(gòu)的示意圖，根據(jù)這張圖判斷玻璃是不是晶體。為什么？玻璃中的粒子無(wú)周期性地排列，是無(wú)序的。所以，玻璃不是晶體?！舅伎寂c討論】(2)根據(jù)晶體物理性質(zhì)各向異性的特點(diǎn)，能鑒別用玻璃仿造的假寶石。請(qǐng)你列舉一些可能有效的方法鑒別假寶石？a.觀察寶石的形狀，具有多面體的外形；b.測(cè)試它的硬度，在玻璃上刻畫；c.利用寶石的折光率鑒別；d.可進(jìn)行X射線衍射實(shí)驗(yàn)鑒別。晶體與非晶體(1)物質(zhì)的聚集狀態(tài)只有固、液、氣三種狀態(tài)()(2)等離子體是一種特殊的氣體，液晶是液體()(3)液晶分為熱致液晶和溶致液晶，膠束是一種溶致液晶()(4)等離子顯示器和液晶顯示器原理相同()(5)等離子體和液晶都有導(dǎo)電、導(dǎo)熱、流動(dòng)性和光學(xué)性質(zhì)()××××√

測(cè)3min例3：判斷正誤(正確的打“√”，錯(cuò)誤的打“×”)(1)晶體一定都有規(guī)則的幾何外形。(

)(2)熔融態(tài)物質(zhì)快速冷卻即可得到晶體。(

)(3)粉末狀的固體也有可能是晶體。(

)(4)有規(guī)則幾何外形的固體一定是晶體(

)(5)同一物質(zhì)可以是晶體，也可以是非晶體。 ()(6)晶體有自范性且其微粒排列有序，在化學(xué)性質(zhì)上表現(xiàn)各向異性。()(7)晶體一定比非晶體的熔點(diǎn)高()×××××√

√

測(cè)3min晶體與非晶體特殊提醒同一物質(zhì)可以是晶體，也可以是非晶體。eg：晶體SiO2和非晶體SiO2。eg：玻璃制品可以塑造出規(guī)則的幾何外形，也可以具有美觀對(duì)稱的外觀。有著規(guī)則幾何外形或者美觀、對(duì)稱外形的固體，不一定是晶體。具有固定組成的物質(zhì)也不一定是晶體，eg：某些無(wú)定形體也有固定的組成。晶體不一定都有規(guī)則的幾何外形，如瑪瑙。必做：課本1、2、3、6自助體驗(yàn)：1、2課時(shí)作業(yè)10：1、2選做：高考調(diào)研自主預(yù)習(xí)練3min第二課時(shí)晶胞、晶胞結(jié)構(gòu)的測(cè)定學(xué)習(xí)目標(biāo)1、了解晶體中粒子的空間排布存在周期明性，認(rèn)識(shí)簡(jiǎn)單的晶胞，能計(jì)算簡(jiǎn)單晶胞中粒子的數(shù)目。2、知道X射線衍射實(shí)驗(yàn)是測(cè)定晶體結(jié)構(gòu)的常用方法。導(dǎo)3min怎樣描述晶體中的微粒在空間的排列規(guī)律？氯化鈉晶體結(jié)構(gòu)銅晶體結(jié)構(gòu)晶體：內(nèi)部微粒(原子、離子或分子)在三維空間里呈周期性排列而構(gòu)成的具有規(guī)則幾何外形的固體。金剛石結(jié)構(gòu)導(dǎo)3min學(xué)(6min)1.如何理解晶胞？結(jié)合課本73頁(yè)找出晶胞的特點(diǎn)并勾畫（自）2.結(jié)合74頁(yè)，如何計(jì)算一個(gè)晶胞內(nèi)所含的原子或離子數(shù)目呢？（合）3.完成下列習(xí)題：（合）(1)晶胞有幾套平行棱？有幾套平行面？(2)數(shù)一數(shù)，它們分別平均含有幾個(gè)原子？

金屬鈉（Na）

金屬鋅（Zn）

碘（I2）

金剛石（C）助(6min)金屬鈉（Na）

金屬鋅（Zn）

碘（I2）

金剛石（C）2.結(jié)合74頁(yè)，如何計(jì)算一個(gè)晶胞內(nèi)所含的原子或離子數(shù)目呢？（合）3.完成下列習(xí)題：（合）(1)晶胞有幾套平行棱？有幾套平行面？(2)數(shù)一數(shù)，它們分別平均含有幾個(gè)原子？三、晶胞1、概念描述晶體結(jié)構(gòu)的基本單元叫晶胞。銅晶胞銅晶體結(jié)構(gòu)晶胞是晶體中最小的結(jié)構(gòu)重復(fù)單元。展(10min)2、

晶體和晶胞的關(guān)系一般來說,常規(guī)的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(wú)隙并置”而成。(1)“無(wú)隙”是相鄰晶胞之間沒有任何間隙。(2)“并置”是所有晶胞都是平行排列的,取向相同。(3)所有晶胞的形狀及其內(nèi)部的原子種類、個(gè)數(shù)及幾何排列是完全相同的。平行六面體無(wú)隙并置展(10min)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)晶胞都是平行六面體嗎？六棱柱（六方）晶胞三棱柱晶胞展(10min)晶胞平行六面體8個(gè)頂角相同3套各2個(gè)平行面分別相同3套各4根平行棱分別相同金剛石晶胞CO2晶胞NaCl晶胞銅晶胞Na＋Cl－分析以下幾種晶胞，總結(jié)平行六面體晶胞滿足的條件：展(10min)4、晶胞中粒子個(gè)數(shù)的計(jì)算——均攤法討論：我們能計(jì)算出這個(gè)銅晶胞平均含有的銅原子數(shù)目嗎？每個(gè)頂點(diǎn):1/8每個(gè)面心:1/2金屬銅一個(gè)晶胞的銅原子數(shù)：8×1/8+6×1/2=4銅晶胞中含有8個(gè)頂點(diǎn)、6個(gè)面心評(píng)(10min)124376851221341體心：1面心：1/2頂點(diǎn)：1/8棱邊：1/4平行六面體晶胞中不同位置的粒子數(shù)的計(jì)算晶胞頂角原子為8個(gè)晶胞共用，每個(gè)晶胞占1/8

晶胞棱上原子為4個(gè)晶胞共用，每個(gè)晶胞占1/4

晶胞面上原子為2個(gè)晶胞共用，每個(gè)晶胞占1/2

晶胞內(nèi)部的原子為1個(gè)晶胞獨(dú)自占有，即為1

——均攤法（1）長(zhǎng)方體（或正方體）晶胞位置頂角棱上面上內(nèi)部份額1/81/41/21均攤法：晶胞任意位置上的一個(gè)原子如果是被x個(gè)晶胞所共有，那么，每個(gè)晶胞對(duì)這個(gè)原子分得的份額就是1/x課堂練習(xí)2：請(qǐng)計(jì)算出NaCl晶胞Na+和Cl-的個(gè)數(shù)。Na+數(shù)＝12×+1

＝4

1418Cl-數(shù)＝8×+6

×

＝4

12Na+數(shù):Cl-數(shù)=1:1氯化鈉的化學(xué)式為NaCl一個(gè)晶胞含4個(gè)NaCl應(yīng)用：根據(jù)晶胞確定化學(xué)式。思考與討論：(1)晶胞有幾套平行棱？有幾套平行面？(2)數(shù)一數(shù)，它們分別平均含有幾個(gè)原子？晶胞有三套各4根平行棱，有3套各兩個(gè)平行面金屬鈉（Na）

金屬鋅（Zn）

碘（I2）

金剛石（C）課堂練習(xí)3：根據(jù)離子晶體的晶胞結(jié)構(gòu)，判斷下列離子晶體的化學(xué)式：(A表示陽(yáng)離子)AB化學(xué)式：AB化學(xué)式：AB2C化學(xué)式：ABC3（2）六棱柱（六方）晶胞位置頂角水平棱豎直棱面上內(nèi)部份額1/61/41/31/21（3）三棱柱晶胞位置頂角水平棱豎直棱面上內(nèi)部份額1/121/41/61/21如圖所示的晶體中，A、B、C三種粒子數(shù)之比是：

。1:4:2準(zhǔn)晶是一種介于晶體和非晶體之間的固體。是一種特殊的聚集狀態(tài)。準(zhǔn)晶具有完全有序的結(jié)構(gòu),然而又不具有晶體所應(yīng)有的平移對(duì)稱性,因而可以具有晶體所不允許的宏觀對(duì)稱性。探究——準(zhǔn)晶：銀鋁準(zhǔn)晶體的原子模型準(zhǔn)晶具有獨(dú)特的屬性,堅(jiān)硬又有彈性、非常平滑,而且與大多數(shù)金屬不同的是其導(dǎo)電性、導(dǎo)熱性很差,因此在日常生活中大有用武之地。晶體的平面點(diǎn)陣只能有二、三、四、六重軸（重軸n=360/α，α為旋轉(zhuǎn)角度）而準(zhǔn)晶可以有五、八、十、十二重軸。X射線管鉛板晶體四、晶胞結(jié)構(gòu)的測(cè)定1、測(cè)定晶體結(jié)構(gòu)儀器、方法及原理X射線衍射原理：?jiǎn)我徊ㄩL(zhǎng)的X射線通過晶體時(shí)，X射線和晶體中的電子相互作用，會(huì)在記錄儀上產(chǎn)生分立的斑點(diǎn)或明銳的衍射峰。最常用的儀器是X射線衍射儀圖3－13單晶衍射圖

圖3－14非晶態(tài)和晶態(tài)SiO2粉末X射線衍射圖譜的對(duì)比衍射圖計(jì)算獲得晶胞形狀和大小分子或原子在微觀空間有序排列呈現(xiàn)的對(duì)稱類型原子在晶胞里的數(shù)目和位置結(jié)合晶體化學(xué)組成的信息推出原子之間的相互關(guān)系②X射線衍射實(shí)驗(yàn)獲得分子信息根據(jù)原子坐標(biāo)，可以計(jì)算原子間的距離，判斷哪些原子之間存在化學(xué)鍵,確定鍵長(zhǎng)和鍵角，得出分子的空間結(jié)構(gòu)。乙酸晶體乙酸晶胞圖3－15乙酸分子的空間結(jié)構(gòu)以任意綠球?yàn)樵c(diǎn)，紅球的坐標(biāo)都是(0.5,0.5,0.5)氯球坐標(biāo)為(0,0,0)只需標(biāo)注2個(gè)坐標(biāo)，因?yàn)榫О话?個(gè)原子。晶胞中坐標(biāo)求法立方面心晶胞凈含4個(gè)原子，所以寫出4組坐標(biāo)即可:所有頂點(diǎn)原子：0，0，0(前)后面心原子：0，1/2，1/2左(右)面心原子：1/2，0，1/2(上)下面心原子：1/2，1/2，0立方晶系：a=b=c,α=β=γ=90?。四方晶系：a=b≠c,α=β=γ=90?。拓展：1、晶胞的體積六方晶系：a=b≠c,α=β=90?γ=120?。1、晶體密度計(jì)算公式：

m:晶胞質(zhì)量（g)，V：晶胞體積（cm3)）拓展：2、晶體的密度的計(jì)算2、計(jì)算步驟(1)晶胞質(zhì)量m的計(jì)算①選取一個(gè)晶胞。②用“均攤法”確定晶胞（或所截取的結(jié)構(gòu)單元）中所含的原子、分子或離子數(shù)目，進(jìn)而確定組成單質(zhì)或化合物“粒子”的數(shù)目，設(shè)為N。③計(jì)算晶胞中所含“粒子”的物質(zhì)的量：