高中化学选修三晶胞

1、.,第三章 晶体结构与性质,让我们一起先欣赏几种美丽的晶体,.,.,金刚石,冰糖,石墨,.,水晶石,.,祖 母 绿,猫 眼 石,紫水晶,黄 水 晶,.,观察思考,请同学们判断下列物质是晶体还是非晶体：,.,晶体的常识,第一节,.,一、晶体与非晶体,1. 概念,晶体：具有规则几何外形的固体 非晶体：不具有规则几何外形的固体,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有序排列构成的固体物质。 非晶体：内部微粒（原子、离子或分子）在空间相对无序排列构成的固体物质。,晶体SiO2和非晶体SiO2的投影示意图,2. 分类,根据组成晶体的粒子和粒子间的相互作用，将晶体分为分子晶体、原子晶体

2、、金属晶体、离子晶体。另外还存在许多混合晶体或过渡型晶体。,.,3.晶体与非晶体的本质差异,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？,玛瑙是熔融态SiO2快速冷却形成没有规则外形 水晶则是熔融态SiO2缓慢冷却形成有规则外形,熔融态物质凝固 气态物质冷却不经液态直接凝固（凝华） 溶质从溶液中析出,教材P61图32,4、得到晶体一般途径：,.,5、晶体的特征,(1)自范性：即晶体能自发地呈现几何多面体外形 的性质,(2)各向异性（导电性、导热性、光学性质等）,(3)晶体的对称性,(4)有固定的熔、沸

3、点,本质特征:晶体内部质点高度有序性的周期性重复排列,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,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,.,（1）物理性质差异 如：外形、硬度、熔点、折光率,6、鉴别晶体和非晶体,（2）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,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,.,1、下列关于晶体与非

4、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、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,C,D,【课堂练习】,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？,观察对称性、刻划玻璃、加热、X射线衍射,不是晶体，因为粒子排列无序，没有晶体的自范性。,2、参考答案 A、采用X射线

5、衍射实验，当X射线照射假宝石 时，不能使X射线产生衍射，只有散射效应。,B、观看是否具有对称性，在外形上假宝石没有相等的晶面、晶棱和顶角重复出现。,C、用它来刻划玻璃，真宝石硬度大，可刻划玻璃；而假宝石硬度小，不能用来刻划玻璃。,D、加热，真宝石沸点很高，而假宝石无固定的熔点，在一定的范围内熔化。,E、可利用宝石的折光率鉴别,.,二、晶体与晶胞,1.晶胞：晶体中重复出现的最基本的结构单元,2、特征：,（1）一般来说,晶胞都是平行六面体,（2）晶体和晶胞的关系：,通过上、下、左、右、前、后的平移能与下一个晶胞完全重合（平移性）,整块晶体可以看成是无数的完全等同晶胞无隙 并置而成的,晶胞只是晶体微

6、观空间里的一个基本单元，在它 的上下左右前后无隙并置地排列着无数晶胞,.,无隙并置,平行六面体,平行六面体,.,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。,问题: 铜晶体的一个晶胞中含有多少个铜原子? A: 14 B: 4 C: 8 D: 6,.,体心：1,面心：1/2,顶点：1/8,棱边：1/4,3.晶胞中粒子个数的计算,均摊法：晶胞任意位置上的一个粒子如果是被n个晶胞所共有，那么，这个粒子对每个晶胞的贡献就是1/n。,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,小结：立方晶胞中对质点

7、的占有率,顶点：8 1/8 = 1 面上：6 1/2= 3 总共：1+3=4,4、三种典型立方晶胞结构,简单立方,体心立方,面心立方,数一数它们平均含几个原子,答案: 2 2 8 8,A= 4 1/8=1/2,练习: 1、下面晶胞中含有原子个数及其化学式,B= 4 1/8=1/2,A与B离子的个数比等于 该物质化学式可表示为:,1:1,A B,晶体化学式确定晶胞内不同微粒的个数最简整数比,2、钛酸钡的热稳定性好, 介电常数高,在小型变 压器、话筒和扩音器 中都有应用。其晶体 的结构示意图如右图 所示。则它的化学式 为（ ） A.BaTi8O12 B. BaTi4O6 C. BaTi2O4 D.

8、 BaTiO3,D,.,3.石墨晶体的层状结构，层内为平面正六边形结构（如图），试回答下列问题： （1）图中平均每个正六边形占有C原子数为_个、占有的碳碳键数为_个。 碳原子数目与碳碳化学键数目之比为_。,2：3,2,3,.,4、如图所示的NaCl晶胞中，Na+占据立方体的体心和12条棱的棱心，Cl-占据立方体的顶点和面心。你能推导氯化钠的化学式吗?,.,4、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、

9、MgB2 C、Mg2B D、Mg3B2,典例分析,.,Mg原子的数目： 121/6+21/2=3 B原子的数目：6 故化学式可表示为 MgB2,典例分析,.,5、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 AAB BA2B CAB3 DA2B3,6、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. 10928,A,D,.,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,.,碘晶胞,与CO2分子距离最近的CO2分子有12个,