晶体的常识(优质课)

第三章晶体结构与性质,第一节晶体常识,学习目标,知识与能力：1、通过实验探究理解晶体与非晶体的差异。2、学会分析、理解、归纳和总结的逻辑思维方法，提高发现问题、分析问题和解决问题的能力。、了解区别晶体与非晶体的方法，认识化学的实用价值，增强学习化学的兴趣。重难点：1、晶体与非晶体的区别2、晶体的特征,金刚石,冰糖,石墨,水晶石,紫水晶,观察图片,下列固体在外形上有什么区别?,明矾,水晶石,思考,什么是晶体？什么是非晶体？晶体有什么特点和性质？晶体和非晶体的本质区别是什么？,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,一、晶体和非晶体,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？,2、分类,1、定义：,思考,Cu晶体结构示意图,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?,NaCl晶体结构示意图,（1）自范性：晶体能自发地呈现多面体外形的性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在同一晶格构造中，在不同方向上质点排列一般也不一样,（3）晶体具有固定的熔点,3、晶体的特点和性质：,天然水晶球里的玛瑙和水晶,（见教材P60图31）,玛瑙和水晶都是SiO2，不同的是玛瑙是熔融态SiO2快速冷却形成的，而水晶则是熔融态SiO2缓慢冷却形成的。,玛瑙,水晶,晶体自范性的条件之一是生长的速率适当,石英玻璃,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？,经不同途径得到的晶体,（见教材P61图32）,4、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,问题与思考,粉末状的固体是否都为非晶体呢？,那么怎样判断固体是晶体还是非晶体呢？,一些晶体的显微照片：（见教材P61图33）,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,玻璃的结构示意图,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？,1、某同学在网站上找到一张玻璃的结构示意图，如右图，这张图说明玻璃是不是晶体？为什么？,非晶体,观察对称性、刻划玻璃、折光率、X射线衍射,区分晶体和非晶体最可靠的科学方法是：对固体进行X射线衍射实验。（P62科学视野）,物理性质差异如：外形、硬度、熔点、折光率,晶体有规则的几何外形（晶体内部质点和外形质点排列的高度有序性）晶体有固定的熔沸点晶体有各向异性（强度、导热性、光学性质等）,5、鉴别晶体和非晶体,当一波长的射线通过晶体时，会在记录仪上看到分立的斑点或者普线（P63页图）,小结：晶体和非晶体的差异,具有规则的几何外形,有,粒子在三维空间周期性有序排列,各向异性,固定,不具有规则的几何外形,没有,粒子排列相对无序,各向同性,不固定,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.晶胞：描述晶体结构的基本单元（晶体中的最小重复单元）,蜂巢与蜂室,铜晶体,铜晶胞,晶体可以看作是数量巨大的晶胞“无隙并置”而成.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,金刚石晶体结构,晶胞示意图,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？,CO2晶胞,平行六面体,无隙并置,2、特点：晶胞一般都是平行六面体.晶胞在晶体中“无隙并置”.,通过上、下、左、右、前、后的平移能与下一个最小单元（即晶胞）完全重合,3、三种典型立方晶体结构,体心立方,简单立方,面心立方,体心：1,面心：1/2,顶点：1/8,棱边：1/4,4.晶胞中原子个数的计算,分摊法: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,2,1,体心：1,面上：1/2,顶点：1/8,棱上：1/4,立方晶胞中原子个数,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；乙晶体的化学式为；丙晶体的化学式为_；丁晶体的化学式为_。,1：1,C2D,EF,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,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？,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个碳原子。,2,7、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。,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。答案为：Ti14C13,5、下列是NaCl晶胞示意图，晶胞中Na+和Cl的个数比是多少？,(8+6)3=12,6、下图是CO2分子晶体的晶胞结构示意图，其中有多少个原子？,小结：晶体和非晶体的差异,具有规则的几何外形,有,粒子在三维空间周期性有序排列,各向异性,固定,不具有