人教高中化学选修 物质结构与性质 晶体的常识时PPT课件

1、2021年10月27日星期三1教学目标：知识与技能 1.1.了解分子晶体和原子晶体的特征。 2.2.通过NaClNaCl、CsClCsCl的晶体结构，学生知道晶体中粒子的排列规律。了解离子晶体的特征。 3.3.通过对晶胞的分析，学生会计算晶胞中粒子的个数。过程与方法 通过几种典型的晶体（干冰、金刚石、石墨、NaClNaCl、CsClCsCl、金属）结构的分析，学生能从三维的角度考虑粒子在空间的分布。情感态度与价值观 通过晶体结构课件的展示，学生能感受晶体的外在美和内在美。晶体的常识第1页/共52页2021年10月27日星期三2 晶体为什么具有自己的特性呢?晶胞第2页/共52页2021年10月2

2、7日星期三31.晶胞：晶胞：晶体中的晶体中的最小重复最小重复单元（基本单元）单元（基本单元）3.晶胞的结构特征：晶胞的结构特征： 一般来说,晶胞都是平行六面体(其边长不一定相等也不一定垂直)-通过上、下、左、右、前、通过上、下、左、右、前、后的后的平移平移能与下一个晶胞完全重合能与下一个晶胞完全重合. 二二、晶胞晶胞:2.晶胞的条件：代表晶体的化学组成（化学式）及对称性4.晶胞和晶体的关系： 晶体可以看作是数量巨大的晶胞“无隙并置”而成.(蜂巢和蜂室的关系-教材63页图3-7)晶胞第3页/共52页2021年10月27日星期三4“并置”指所有晶胞都是平行排指所有晶胞都是平行排列的，的，取向相同。

3、取向相同。一个晶胞到另一个晶胞只需平移，不需转动一个晶胞到另一个晶胞只需平移，不需转动“无隙”指相邻的晶胞之间没有任何指相邻的晶胞之间没有任何间隙；间隙；一个晶胞与相邻的晶胞完全共顶点、共请理解：“完全等同完全等同”指所有晶胞的形状、指所有晶胞的形状、内部的原子种类、个数及几何排列完全相内部的原子种类、个数及几何排列完全相同同晶胞第4页/共52页2021年10月27日星期三5平行六面体无隙并置无隙并置晶胞第5页/共52页2021年10月27日星期三6.晶胞第6页/共52页2021年10月27日星期三7 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答案: B为什

4、么呢?问题（P63 图3-7）：晶胞第7页/共52页2021年10月27日星期三81 12 24 43 37 76 68 85 51 12 22 21 13 34 4请看:1 1体心：1面心：1/2顶点：1/8棱边：1/4晶胞第8页/共52页2021年10月27日星期三96.晶胞中微粒个数的计算晶胞中微粒个数的计算体心：1面心：1/2顶点：1/8棱边：1/4方法：均摊法（或切割法）原则：若被n个晶胞共用，均摊一个晶胞中为1n晶胞第9页/共52页2021年10月27日星期三10晶胞中粒子个数计算规律（切割法） 晶胞 顶角 棱上 面上 中心立方体 1/8 1/4 1/2 1晶胞第10页/共52页2

5、021年10月27日星期三11 各4个绿色：8 1/8+61/2 = 4灰色：12 +1=4各1/2个 练习: 下面几种晶胞中分别含有几个原子?晶胞第11页/共52页2021年10月27日星期三12课课 堂堂 练练 习习1.钛酸钡的热稳定性好钛酸钡的热稳定性好, 介电常数高介电常数高,在小型变在小型变 压器、话筒和扩音器压器、话筒和扩音器 中都有应用。其晶体中都有应用。其晶体 的结构示意图如右图的结构示意图如右图 所示。则它的化学式所示。则它的化学式 为（为（ ） A.BaTi A.BaTi8 8O O1212 B. BaTi B. BaTi4 4O O6 6 C. BaTi C. BaTi2

6、 2O O4 4 D. BaTiO D. BaTiO3 3BaTiOD晶胞第12页/共52页2021年10月27日星期三13学与问学与问 P642 288晶胞第13页/共52页2021年10月27日星期三14看看图图写写化化学学式式晶胞第14页/共52页2021年10月27日星期三15晶胞第15页/共52页2021年10月27日星期三16注意：注意：晶胞在使用均摊法计算规律时一定先看清楚晶胞构型；若晶胞构型不是立方体，晶胞中的微粒数视情况而定！第16页/共52页2021年10月27日星期三17 石墨晶体的层状结构，层石墨晶体的层状结构，层内为平面正六边形结构（如内为平面正六边形结构（如图），试

7、回答下列问题：图），试回答下列问题：（1 1）图中平均每个正六边）图中平均每个正六边形占有形占有C C原子数为原子数为_个、个、占有的碳碳键数为占有的碳碳键数为_个。个。碳原子数目与碳碳化学键数碳原子数目与碳碳化学键数目之比为目之比为_。练习：练习：2 2：3 32 23 3晶胞第17页/共52页2021年10月27日星期三18 在晶体结构中确定一个具有代表性在晶体结构中确定一个具有代表性的最小重复单元为研究对象，运用点、的最小重复单元为研究对象，运用点、线、面的量进行解答。线、面的量进行解答。（摩尔质量、阿伏加德罗常数与密度的关系）（摩尔质量、阿伏加德罗常数与密度的关系）三、有关晶体的计算三

8、、有关晶体的计算晶胞第18页/共52页2021年10月27日星期三19思考思考1.NaCl1.NaCl晶体中，每个晶体中，每个NaNa+ +周周 围最近距离的围最近距离的ClCl- -有有 个？个？ 每个每个ClCl- -周围最近距离的周围最近距离的 NaNa+ +有有 个？个？2.2.在在NaClNaCl晶体中，每个晶体中，每个NaNa+ +周周 围最近距离的围最近距离的NaNa+ +有有 个？个？3.3.氯化钠的化学式用氯化钠的化学式用“NaClNaCl”来表示，原因何在？能来表示，原因何在？能否否 把把“NaClNaCl”称为分子式？称为分子式？ 4.4.每个晶胞中平均有每个晶胞中平均有

9、 个个NaNa+ +？ 个个ClCl- -？（位于顶？（位于顶 点、棱边、面心、体心上的粒子对该晶胞的贡献）点、棱边、面心、体心上的粒子对该晶胞的贡献）5.5.该晶胞中，若该晶胞中，若NaNa+ +和和ClCl- -间的最近距离为间的最近距离为0.5a0.5ax1010-10-10m m，则晶体的密度则晶体的密度= = 6 66 6121244039/a3 （g/cm3）晶胞第19页/共52页2021年10月27日星期三202 21 13 34 4晶胞第20页/共52页2021年10月27日星期三21晶胞第21页/共52页2021年10月27日星期三22a a1010-8-8cmcm晶体中最小

10、正方体中所含的晶体中最小正方体中所含的NaNa+ +和和ClCl的个数均为的个数均为: :（个）84 4= =1216.0210232158.5g 即每个小正方体中平均含 个“NaClNaCl”，质量为: :21解解法法2 2： 而此小正方体体积为而此小正方体体积为(0.5a(0.5a1010-8-8) )3 33 36.0210232158.5g(0.5a(0.5a1010-8-8) )3 33 30.39a3g. -3=故故NaClNaCl晶体的密度为：晶体的密度为：解解法法1 1： 每个晶胞中所含的每个晶胞中所含的NaNa+ +和和ClCl的个数均为的个数均为4 4个，即含个，即含4 4

11、个个“NaClNaCl”。 每个晶胞的质量为：每个晶胞的质量为：6.02102358.54g 每个晶胞的体积为：每个晶胞的体积为：(a(a1010-8-8) )3 33 3故故NaClNaCl晶体的密度为：晶体的密度为：6.02102358.54(a(a1010-8-8) )3 3= =0.39a3g. -3晶胞第22页/共52页2021年10月27日星期三23解法3 3：依= = m m/ /v v每个晶胞中所含的每个晶胞中所含的NaNa+ +和和ClCl的个数均为的个数均为4 4个，即含个，即含4 4个个“NaClNaCl”。 每个晶胞的体积为：每个晶胞的体积为： (a(a1010-8-8

12、) )3 33 3故故NaClNaCl晶体的密度为：晶体的密度为：= =0.39a3g. -3即含即含4 4个个“NaClNaCl”所占的体积为：所占的体积为：(a(a1010-8-8) )3 33 3那么那么1 1个个“NaClNaCl”所占的体积为：所占的体积为：(a(a1010-8-8) )3 3 /4/4 3 3则：则：1molNaCl1molNaCl所占的体积为：所占的体积为： 6.021023 (a(a1010-8-8) )3 3 /4/4 3 3而而1molNaCl1molNaCl的质量为：的质量为：58.5g6.021023(a(a1010-8-8) )3 3 /4/4 3 3

13、58.5g6.021023(a(a1010-8-8) )3 3 3 358.5 4g=晶胞第23页/共52页2021年10月27日星期三24-Cs+-Cl-CsClCsCl的晶体结构示意图的晶体结构示意图晶胞第24页/共52页2021年10月27日星期三25ClCl- - 1.1.在在CsClCsCl晶体中，每个晶体中，每个CsCs+ +周围最近距离的周围最近距离的CsCs+ + 有几个？每个有几个？每个ClCl- -周围最近距离的周围最近距离的ClCl- -有几个？有几个？2.2.分析分析“CsClCsCl” 化学式的由来。化学式的由来。思考思考6587213416个晶胞第25页/共52页2

14、021年10月27日星期三26晶胞第26页/共52页2021年10月27日星期三27二氧化碳及其晶胞二氧化碳及其晶胞晶胞第27页/共52页2021年10月27日星期三28 每每8个个CO2构成构成立方体，且在立方体，且在6个面的中心又各个面的中心又各占据占据1个个CO2。每个晶胞中有每个晶胞中有4个个CO2分子，分子，12个个原子。原子。 在每个在每个CO2周围周围等距离的最近的等距离的最近的CO2有有12个个(同同层层4个，上层个，上层4个、个、下层下层4个个)晶胞第28页/共52页2021年10月27日星期三29晶胞第29页/共52页2021年10月27日星期三30晶胞第30页/共52页2

15、021年10月27日星期三31晶胞第31页/共52页2021年10月27日星期三32晶胞第32页/共52页2021年10月27日星期三33晶胞第33页/共52页2021年10月27日星期三34晶胞第34页/共52页2021年10月27日星期三35晶胞第35页/共52页2021年10月27日星期三36晶胞第36页/共52页2021年10月27日星期三37晶胞第37页/共52页2021年10月27日星期三38晶胞第38页/共52页2021年10月27日星期三39晶胞第39页/共52页2021年10月27日星期三40晶胞第40页/共52页2021年10月27日星期三41SiSiOOOOOOO 6-晶胞第41页/共52页2021年10月27日星期三42干冰晶体结构分析图CO2 分子中心晶胞第42页/共52页2021年10月27日星期三43干冰晶体结构分析图CO2 分子晶胞第43页/共52页2021年10月27日星期三44晶胞第