高二化学选修3第三章第一节晶体的常识课件

1、第三章晶体结构与性质第三章晶体结构与性质 第一节 晶体的常识 第三章 晶体结构与性质 第一节 晶体的常识 v闪耀着六射星光的天然蓝宝石闪耀着六射星光的天然蓝宝石“亚洲之星亚洲之星”重重330克拉，缅甸产，克拉，缅甸产， 世界著名珍宝，现藏于美国华盛顿私密森博物馆。世界著名珍宝，现藏于美国华盛顿私密森博物馆。 v“库利南二号 ”317.4克拉，镶在英国国王 冠上 库利南大钻石是在1907年献给爱德华七世的，后被切割成几大块，其中最大 一颗现在镶嵌在王室的宝杖上 世界上最大的有色钻色： 世界上最大的有色钻色： 世界之最“库利南一号” 非洲之星 世界上最大的钻石世界上最大的钻石“库利南一号库利南一号

2、” ， 重重3106.753106.75克拉，无价克拉，无价 19051905年年1 1月月8 8日，世界上最大的钻石柯日，世界上最大的钻石柯 利南大钻石在南非德兰士瓦被发现。利南大钻石在南非德兰士瓦被发现。 本世界最大的钻石“莱索托诺言” 食盐食盐 萘 K K2 2CrCr2 2O O7 7 晶体什么样？ 晶体什么样（2） 晶体什么样（3） 晶体什么样（4） 雪花晶体雪花晶体 食糖晶体食糖晶体 明矾晶体明矾晶体 食盐晶体食盐晶体 胆胆 矾矾 明明 矾矾 晶晶 体体 冰冰 糖糖 晶晶 体体 水水 晶晶 黄黄水水晶晶 黄黄水水晶晶 祖祖母母绿绿 绿宝石 猫 眼 石 紫水晶 水晶石水晶石 自然界中

3、美丽的雪花自然界中美丽的雪花 明明 矾矾 一、晶体与非晶体一、晶体与非晶体 v1.1.概念概念 晶体晶体: :具有规则几何外形的固体。具有规则几何外形的固体。 非晶体非晶体: :没有规则几何外形的固没有规则几何外形的固体。体。 晶体晶体 离子晶体离子晶体 原子晶体原子晶体 分子晶体分子晶体 金属晶体金属晶体 混合型晶体混合型晶体 2.分类分类 如食盐、水晶、碘等如食盐、水晶、碘等 如玻璃、橡胶、石蜡、塑料等如玻璃、橡胶、石蜡、塑料等 如如NaCl、CsCl等等 如金刚石、晶体硅等如金刚石、晶体硅等 如冰、干冰等如冰、干冰等 如铁、铝等如铁、铝等 如石墨如石墨 Na+ Cl- 金金刚刚石晶体石晶

4、体 结结构示意构示意图图 干冰晶体干冰晶体结结构构 宏观晶体的形貌宏观晶体的形貌 立方 3.3.晶体与非晶体的本晶体与非晶体的本 质差异质差异 v说明说明: : (1) (1)晶体自范性的本质晶体自范性的本质: :是晶体中粒子在微观空间是晶体中粒子在微观空间 里呈现周期性的有序排列的宏观表象里呈现周期性的有序排列的宏观表象. . (2) (2)晶体自范性的条件之一晶体自范性的条件之一: :生长速率适当生长速率适当. . 有有 (能能自发自发呈现多面体外形呈现多面体外形) 没有没有 (不能自发呈现多面体外形不能自发呈现多面体外形) 原子在三维空间里呈原子在三维空间里呈 周期性有序排列周期性有序排

5、列 原子排列相对无序原子排列相对无序 天然水晶球里的玛瑙和水晶 探究实验探究实验 【实验实验1 1】 硫晶体的结晶硫晶体的结晶 取少量硫粉置于蒸发皿中，加热至熔融态，停取少量硫粉置于蒸发皿中，加热至熔融态，停 止加热，观察硫晶体的析出止加热，观察硫晶体的析出 【实验实验2 2】 碘的凝华碘的凝华 在一小烧杯中加入少量碘，用一个表面皿盖在在一小烧杯中加入少量碘，用一个表面皿盖在 小烧杯上，并在表面皿上加少量冷水。把小烧杯放小烧杯上，并在表面皿上加少量冷水。把小烧杯放 在石棉网上加热，观察实验现象在石棉网上加热，观察实验现象 【实验实验3 3】 硫酸铜晶体的析出硫酸铜晶体的析出 取硫酸铜粉末配制高

6、温饱和溶液，冷却析晶取硫酸铜粉末配制高温饱和溶液，冷却析晶 4.4.晶体形成的途径晶体形成的途径 熔融态物质凝固熔融态物质凝固. . 气态物质冷却不经液态直接凝固气态物质冷却不经液态直接凝固( (凝华凝华). ). 溶质从溶液中析出溶质从溶液中析出. . 各向异性各向异性( (强度、导热性、光学性质等）强度、导热性、光学性质等） 5晶体的特性晶体的特性 自范性（规则的几何外形）自范性（规则的几何外形） 有固定的熔点有固定的熔点 能使能使X-射线产生衍射射线产生衍射 （最科学的区别晶体和非晶体的方法）（最科学的区别晶体和非晶体的方法） v1.石墨石墨(C)和蓝宝石和蓝宝石(Al2O3SiO2)是

7、常见的晶体是常见的晶体, 其中石墨的结构呈层状其中石墨的结构呈层状,在与层垂直方向的导电在与层垂直方向的导电 率为与层平行方向上导电率的率为与层平行方向上导电率的1/10000;蓝宝石蓝宝石 在不同方向上的硬度是不同的在不同方向上的硬度是不同的. v2.石蜡和玻璃都是非晶体石蜡和玻璃都是非晶体,如果将二者加热如果将二者加热,当温当温 度升高到一定程度后度升高到一定程度后,开始软化开始软化,流动性增强流动性增强,最最 后变成液体后变成液体.整个过程温度不断上升整个过程温度不断上升,并且在这并且在这 个过程中没有固定的熔解热效应个过程中没有固定的熔解热效应. 问题与思考问题与思考 v粉末状的固体由

8、于没有规则的形状，所以不 是晶体，对吗？ 玻璃结构示意图玻璃结构示意图 B O Si M 1.晶体与非晶体的根本区晶体与非晶体的根本区别别在于构成固体中的粒子在微在于构成固体中的粒子在微观观 空空间间里是否呈里是否呈现现周期性的有序排列。周期性的有序排列。观观察教科察教科书书中的中的图图3-5 玻璃的玻璃的结结构示意构示意图图，构成玻璃的粒子无周期性的排列，是无，构成玻璃的粒子无周期性的排列，是无 序的，所以玻璃是非晶体。序的，所以玻璃是非晶体。 2.利用晶体与非晶体的性利用晶体与非晶体的性质质差异来差异来鉴别鉴别玻璃和宝石。宝石是玻璃和宝石。宝石是 晶体，具有固定的熔点和各向异性，可用硬度、

9、熔点、折光率晶体，具有固定的熔点和各向异性，可用硬度、熔点、折光率 等性等性质质来来鉴别鉴别宝石。宝石。 （ （1）可）可观观察宝石的形状，具有多面体的外形；察宝石的形状，具有多面体的外形；实验实验它的硬度，它的硬度， 可在玻璃上划出痕迹，初步确定它是晶体可在玻璃上划出痕迹，初步确定它是晶体。 。 （ （2）可利用宝石的折光率）可利用宝石的折光率鉴别鉴别； ； （ （3）可利用）可利用X-射射线线衍射衍射仪鉴别仪鉴别。 。 1.下列关于晶体与非晶体的说法正确的是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晶体一定比非晶体的熔点高 B.晶体有自范性但排列无序晶体有自范性

10、但排列无序 C.非晶体无自范性而且排列无序非晶体无自范性而且排列无序 D.固体固体SiO2一定是晶体一定是晶体 2.区别晶体与非晶体最可靠的科学方法是区别晶体与非晶体最可靠的科学方法是 () A.熔沸点熔沸点B.硬度硬度 C.颜色颜色D.x-射线衍射实验射线衍射实验 C D 3.下列不属于晶体的特点是（下列不属于晶体的特点是（） A.有固定的几何外形有固定的几何外形 B.有各向异性有各向异性 C.有固定的熔点有固定的熔点 D.一定是无色透明的固体一定是无色透明的固体 D 4.晶体具有各向异性。如蓝晶石晶体具有各向异性。如蓝晶石 （Al2O3SiO2）在不同方向上的硬度不）在不同方向上的硬度不

11、同；又如石墨在与层垂直的方向上的导同；又如石墨在与层垂直的方向上的导 电率与层平行的方向上的导电率电率与层平行的方向上的导电率1104。 晶体的各向异性主要表现在是：（晶体的各向异性主要表现在是：（） 硬度硬度导热性导热性导电性导电性光学性质光学性质 A.B. C.D. v D （二）区分方法：（二）区分方法： 1 1、测定物质的熔沸点、测定物质的熔沸点 2 2、X-X-射线衍射实验射线衍射实验 3 3、测定物质的折射率、测定物质的折射率 4 4、测定晶体是否具有各向异性、测定晶体是否具有各向异性 5 5、观察晶体的质点排列是否有序、观察晶体的质点排列是否有序 二、晶胞二、晶胞 （一）概念：描

12、述晶体结构的基本单元（一）概念：描述晶体结构的基本单元 （晶体中无限重复的部分）（晶体中无限重复的部分） （一）、由晶胞计算物质化学式的方（一）、由晶胞计算物质化学式的方 法法 体心：体心： 1 1 面心：面心：1/2 棱边：棱边：1/4 顶点：顶点：1/8 晶胞 体心 .avi 晶胞 棱.avi 晶胞 顶点 .avi 晶胞 面.avi 平行六面体平行六面体 晶胞晶胞 内部内部： 1 面面上上： 1/2 棱棱上上： 1/4 顶点：顶点： 1/8 小结小结: :晶胞对质点晶胞对质点（粒子）（粒子）的占有率的占有率 1、体心、体心全部全部 2、面心、面心1/2 3、棱上的点、棱上的点1/4 4、顶

13、点（具体问题具体分析）、顶点（具体问题具体分析） 立方体立方体1/8三棱柱三棱柱1/12 注：上述贡献的计算仅适用于离子晶体和注：上述贡献的计算仅适用于离子晶体和 原子晶体而不适用于分子晶体原子晶体而不适用于分子晶体 A B 练习练习1：根据离子晶体的晶胞结构，判断下列离：根据离子晶体的晶胞结构，判断下列离 子晶体的化学式：（子晶体的化学式：（A表示阳离子）表示阳离子） 化学式：化学式：AB 练习练习2：根据离子晶体的晶胞结构，判断下列离：根据离子晶体的晶胞结构，判断下列离 子晶体的化学式：（子晶体的化学式：（A表示阳离子）表示阳离子） A B 化学式：化学式： A2B BA2 A B 化学式

14、：化学式： 练习练习3：根据离子晶体的晶胞结构，判断下列离：根据离子晶体的晶胞结构，判断下列离 子晶体的化学式：（子晶体的化学式：（A表示阳离子）表示阳离子） AB B 化学式：化学式： A 练习练习4：根据离子晶体的晶胞结构，判断下列离：根据离子晶体的晶胞结构，判断下列离 子晶体的化学式：（子晶体的化学式：（A表示阳离子）表示阳离子） C ABC3 探究探究（即自学检测即课本（即自学检测即课本P64P64学与问）学与问）: : 下图依次是金属钠下图依次是金属钠(Na)(Na)、金属锌、金属锌(Zn)(Zn)、碘、碘( (I I2 2) )、金刚石、金刚石(C)(C)晶胞晶胞 的示意图，数一数

15、，它们分别平均含几个原子的示意图，数一数，它们分别平均含几个原子? ? 钠、锌晶胞都是：钠、锌晶胞都是：8 81/8+1=21/8+1=2； 碘：（碘：（8 81/8+61/8+61/21/2）2=82=8； 金刚石：金刚石：8 81/8+61/8+61/2+4=81/2+4=8。 例例:2001年报道的硼和镁形成的化合物刷新了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柱，且棱柱的上下底面还各有1个镁原子，

16、个镁原子，6个硼个硼 原子位于棱柱内。则该化合物的化学式可表示为原子位于棱柱内。则该化合物的化学式可表示为 A、MgB B、 MgB2 C、Mg2B D、Mg3B2 典例分析典例分析 Mg原子的数目：原子的数目： 121/6+21/2=3 B原子的数目：原子的数目：6 故化学式可表示为故化学式可表示为 MgB2 2 典例分析典例分析 1、下列关于晶体与非晶体的说法正确的是、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、晶体一定比非晶体的熔点高 B、晶体有自范性但排列无序、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、非晶体无自范性而且排列无序 D、固体、固体SiO

17、2一定是晶体一定是晶体 2、区别晶体与非晶体最可靠的科学方法是、区别晶体与非晶体最可靠的科学方法是 A、熔沸点、熔沸点B、硬度、硬度 C、颜色、颜色D、x-射线衍射实验射线衍射实验 C C D D 当当堂堂训训练练 3 3、图是超导化合物一钙钛矿晶体中最小重复单元、图是超导化合物一钙钛矿晶体中最小重复单元( (晶胞晶胞) )的的 结构结构. .请回答：请回答： 该化合物的化学式为该化合物的化学式为_._. CaTiO3 课后作业：课后作业：1 1、课本、课本P64 1P64 1、2 2、3 3、4 4、（做在书上）、（做在书上） 2 2、（选做）登陆、（选做）登陆中国科普博览网站中国科普博览网

18、站，输入关键词，输入关键词“什么是矿物什么是矿物” 并阅读，生动有趣、受益匪浅哦。并阅读，生动有趣、受益匪浅哦。 3 3、如图所示晶体中每个阳离子、如图所示晶体中每个阳离子A A或阴离子或阴离子B B，均可被另一种，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离子以四面体形式包围着，则该晶体对应的化学式为 A AAB BAB BA A2 2B B C CABAB3 3 D DA A2 2B B3 3 4 4、右面图形是石墨晶体的层面结构图，、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：共价键数和碳原子数是分别： A A、6 6，6 B6 B、2 2，4 C4 C、2 2，3 D3 D、3 3，2 2 5 5、某离子晶体晶胞结构如右图所示，、某离子晶体晶胞结构如右图所示，X X位于立方体的顶点位于立方体的顶点 ， Y Y位于立方体的中心，晶体中距离最近的两个位于立方体的中心，晶体中距离最近的两个X X与一个与一个Y Y 形成的夹角形成的夹角XYXXYX的角度为：的角度为： A. 90A. 90 B. 60 B.