晶体的常识(两课时)

1、2021年年10月月28日星期四日星期四4时时38分分23秒秒 你知道固体有晶体和非晶体你知道固体有晶体和非晶体之分吗？什么是晶体之分吗？什么是晶体? ?什么什么是非晶体是非晶体? ?能否举例说明？能否举例说明？一、晶体与非晶体一、晶体与非晶体概念概念胆胆矾矾 明明矾矾晶晶体体冰冰糖糖晶晶体体 食食盐盐晶晶体体自然界中美丽的雪花自然界中美丽的雪花绿宝石绿宝石之王绿宝石之王祖祖 母母 绿绿猫 眼 石 水晶石水晶石紫水晶 黄黄 水水 晶晶 黄黄 水水 晶晶 为什么晶体呈现规则的几何为什么晶体呈现规则的几何外形，而非晶体没有规则的外形，而非晶体没有规则的几何外形呢？你认为可能和几何外形呢？你认为可能

2、和什么因素有关？什么因素有关？观察图片观察图片: :构成晶体与非晶体的微粒在空间的排列有何构成晶体与非晶体的微粒在空间的排列有何不同不同? ?晶体的组成微粒呈周期性排列，非晶体的组成微粒不呈周期性排列晶体的组成微粒呈周期性排列，非晶体的组成微粒不呈周期性排列Na+ Cl-金刚石晶体金刚石晶体结构示意图结构示意图干冰晶体结构干冰晶体结构组成晶体的微粒在微观空间里呈现周期性的有序组成晶体的微粒在微观空间里呈现周期性的有序排列能使晶体在宏观上排列能使晶体在宏观上自发地自发地呈现多面体的外形呈现多面体的外形，晶体的这种性质称为，晶体的这种性质称为晶体的自范性。晶体的自范性。 自范性自范性 微观结构微观

3、结构晶体晶体有有(能自发呈现多面体能自发呈现多面体外形外形)组成微粒在三维空间呈组成微粒在三维空间呈周期性有序排列周期性有序排列非晶非晶体体没有没有(不能自发呈现多不能自发呈现多面体外形面体外形)组成微粒的排列相对无组成微粒的排列相对无序序(2)在一定条件下在一定条件下晶体能晶体能“自发自发”地呈现具有一定对地呈现具有一定对称性的多面体的外形（晶体的形貌）。称性的多面体的外形（晶体的形貌）。(3)晶体自范性的条件之一晶体自范性的条件之一:晶体生长的速率适当。晶体生长的速率适当。说明说明:(1)晶体自范性的本质是晶体中粒子在微观空间里呈晶体自范性的本质是晶体中粒子在微观空间里呈现周期性的有序排列

4、的宏观表象。现周期性的有序排列的宏观表象。玛瑙玛瑙水晶水晶3 3、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.思考思考: :根据已有知识根据已有知识,举例说明如何制得晶体举例说明如何制得晶体?由于晶体的组成微粒在空间里呈现周期性的有序排列，由于晶体的组成微粒在空间里呈现周期性的有序排列，而非晶体的组成微粒在空间里排列相对无序，所以晶而非晶体的组成微粒在空间里排列相对无序，所以晶体与非晶体许多性质不相同。体与非晶体许多性质不相同。各向异性各向异性。晶体某些物理性质的各向异性

5、晶体某些物理性质的各向异性晶体具有固定的熔点，非晶体没有固定的熔点晶体具有固定的熔点，非晶体没有固定的熔点晶体有规则的几何外形晶体有规则的几何外形思考与交流思考与交流: : 如何鉴别晶体和非晶体如何鉴别晶体和非晶体? ?X-X-射线衍射射线衍射学与问学与问非晶体非晶体观察对称性、刻划玻璃、加热、观察对称性、刻划玻璃、加热、XX射线衍射射线衍射根据构成晶体的微观粒子和粒子间的相互作用不同，根据构成晶体的微观粒子和粒子间的相互作用不同，将晶体分为不同类别。将晶体分为不同类别。组成微粒组成微粒微粒间作用微粒间作用分子晶体分子晶体分子分子分子间作用力分子间作用力原子晶体原子晶体原子原子共价键共价键离子

6、晶体离子晶体阴、阳离子阴、阳离子离子键离子键金属晶体金属晶体金属阳离子、自由电子金属阳离子、自由电子金属键金属键混合晶体混合晶体固体固体外观外观微观结构微观结构自范性自范性各向各向异性异性熔点熔点晶体晶体非晶非晶体体本质本质区别区别周期性有序周期性有序1.1.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.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.B.晶体有自范性但排列无序晶体有自范性但排列无序C.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.D.固体固体SiOSiO2 2一定是晶体一定是晶体2.2.区别晶体与非晶体最可靠的科学方法是

7、（区别晶体与非晶体最可靠的科学方法是（ ） A.A.熔沸点熔沸点 B.B.硬度硬度 C.C.颜色颜色 D.x-D.x-射线衍射实验射线衍射实验CD课堂练习课堂练习3 3、下列不属于晶体的特点是（、下列不属于晶体的特点是（ ）A.A.一定有固定的几何外形一定有固定的几何外形B.B.一定有各向异性一定有各向异性C.C.一定有固定的熔点一定有固定的熔点D.D.一定是无色透明的固体一定是无色透明的固体D4.4.晶体具有各向异性。如蓝晶石（晶体具有各向异性。如蓝晶石（AlAl2 2O O3 3SiOSiO2 2）在不同方向上的硬度不同；又如石墨在与层在不同方向上的硬度不同；又如石墨在与层垂直的方向上的导

8、电率与层平行的方向上的垂直的方向上的导电率与层平行的方向上的导电率导电率11041104。晶体的各向异性主要表现在。晶体的各向异性主要表现在是：（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.A. B. B. C. C. D. D.D 二二晶胞晶胞蜂巢与蜂室蜂巢与蜂室铜晶体铜晶体铜晶胞铜晶胞晶体与晶胞的关系可用蜂巢与峰室的关系比喻，晶体与晶胞的关系可用蜂巢与峰室的关系比喻，然而，蜂室是有形的，晶胞是无形的，是人为划然而，蜂室是有形的，晶胞是无形的，是人为划定的。定的。1、定义：定义：晶体中重复出现的最基本的结构单元晶体中重复出现的最基本的结构单元一般来说，晶胞都是平行

9、六面体，整一般来说，晶胞都是平行六面体，整块晶体可以看作是数量巨大的晶胞块晶体可以看作是数量巨大的晶胞“无隙并置无隙并置”而成。而成。所谓所谓“无隙无隙”，是指相邻晶胞之间没是指相邻晶胞之间没有任何间隙；有任何间隙；所谓所谓“并置并置”，是指所有晶胞都是平是指所有晶胞都是平行排列的，取向相同。行排列的，取向相同。无隙并置无隙并置平行六平行六面体面体无隙并置无隙并置Na+ Cl-干冰晶体的晶胞干冰晶体的晶胞3 3、三种典型立方晶体结构、三种典型立方晶体结构设棱长为设棱长为L L，原子半径为，原子半径为r,r,则则L=2rL=2rL=4rL=4rL=4rL=4r32思考：思考： 铜晶胞含有铜晶胞含

10、有4个铜原子，为什么不个铜原子，为什么不说是说是14个？个？ 体心：体心：1面心：面心：1/2顶点：顶点：1/8棱边：棱边：1/44.4.晶胞中粒子个数的计算晶胞中粒子个数的计算立方晶胞立方晶胞体心：体心：1面心：面心： 1/2棱边：棱边： 1/4顶点：顶点： 1/8晶胞对粒子（晶胞对粒子（质点）质点）的占有率：的占有率：常见晶胞中微粒数的计算常见晶胞中微粒数的计算在立方体顶点的微粒为在立方体顶点的微粒为8个晶个晶胞共有，在面心的为胞共有，在面心的为2个晶胞个晶胞共有。共有。 微粒数为：微粒数为：81/8 + 61/2 = 4（1）面心立方：）面心立方：在立方体顶点的微粒为在立方体顶点的微粒为

11、8个晶胞共个晶胞共享，处于体心的金属原子全部属于享，处于体心的金属原子全部属于该晶胞。该晶胞。(2)体心立方：体心立方：微粒数为：微粒数为：81/8 + 1 = 2在六方体顶点的微粒为在六方体顶点的微粒为6个晶胞共有，在面心的为个晶胞共有，在面心的为2个晶胞共有，在体内的个晶胞共有，在体内的微粒全属于该晶胞。微粒全属于该晶胞。 (3)六方晶胞：六方晶胞：微粒数为：微粒数为：121/6 + 21/2 + 3 = 6 【学与问】下图依次是金属钠【学与问】下图依次是金属钠(Na)、金属锌、金属锌(Zn)、碘、碘(12)、金刚石、金刚石(C)晶胞的示意图，数晶胞的示意图，数一数，它们分别平均含有几个原

12、子或分子一数，它们分别平均含有几个原子或分子?I2： 4Na： 2 Zn： 2 C： 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，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、Mg3B21 1、石墨晶体的层状结构，层内、石墨晶

13、体的层状结构，层内为平面正六边形结构（如图），为平面正六边形结构（如图），试回答下列问题：试回答下列问题：（1 1）图中平均每个正六边形占）图中平均每个正六边形占有有C C原子数为原子数为_个、占有的碳个、占有的碳碳键数为碳键数为_个。个。碳原子数目与碳碳化学键数目之碳原子数目与碳碳化学键数目之比为比为_._.2:32:32 23 3课堂练习课堂练习oxyOabdc(8 + 6 )3 =1281213、下图是、下图是CO2分子晶体的晶胞结构示意图，分子晶体的晶胞结构示意图，其中有多少个原子？其中有多少个原子？4、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或阴离子或阴离子B，均可被，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学式为AAB BA2B CAB3 DA2B36、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位于位于立方体的顶点，立方体的顶点， Y位于立方体的中心，晶体位于立方体的中心，晶体中距离最近的两个中距离最近的两个X与一个与一个Y形成的夹角形成的夹角XYX的角度为：的角度为：A. 90 B.