高中化學(xué)選修三晶胞

1、.,第三章 晶體結(jié)構(gòu)與性質(zhì),讓我們一起先欣賞幾種美麗的晶體,.,.,金剛石,冰糖,石墨,.,水晶石,.,祖 母 綠,貓 眼 石,紫水晶,黃 水 晶,.,觀察思考,請(qǐng)同學(xué)們判斷下列物質(zhì)是晶體還是非晶體：,.,晶體的常識(shí),第一節(jié),.,一、晶體與非晶體,1. 概念,晶體：具有規(guī)則幾何外形的固體 非晶體：不具有規(guī)則幾何外形的固體,晶體：內(nèi)部微粒（原子、離子或分子）在空間按一定規(guī)律做周期性有序排列構(gòu)成的固體物質(zhì)。 非晶體：內(nèi)部微粒（原子、離子或分子）在空間相對(duì)無序排列構(gòu)成的固體物質(zhì)。,晶體SiO2和非晶體SiO2的投影示意圖,2. 分類,根據(jù)組成晶體的粒子和粒子間的相互作用，將晶體分為分子晶體、原子晶體

2、、金屬晶體、離子晶體。另外還存在許多混合晶體或過渡型晶體。,.,3.晶體與非晶體的本質(zhì)差異,晶體自范性的條件之一是生長(zhǎng)的速率適當(dāng),.,天然水晶球里的瑪瑙和水晶,思考：得到晶體的途徑，除了冷卻的方法，還有沒有其它途徑？你能列舉哪些？,瑪瑙是熔融態(tài)SiO2快速冷卻形成沒有規(guī)則外形 水晶則是熔融態(tài)SiO2緩慢冷卻形成有規(guī)則外形,熔融態(tài)物質(zhì)凝固 氣態(tài)物質(zhì)冷卻不經(jīng)液態(tài)直接凝固（凝華） 溶質(zhì)從溶液中析出,教材P61圖32,4、得到晶體一般途徑：,.,5、晶體的特征,(1)自范性：即晶體能自發(fā)地呈現(xiàn)幾何多面體外形 的性質(zhì),(2)各向異性（導(dǎo)電性、導(dǎo)熱性、光學(xué)性質(zhì)等）,(3)晶體的對(duì)稱性,(4)有固定的熔、沸

3、點(diǎn),本質(zhì)特征:晶體內(nèi)部質(zhì)點(diǎn)高度有序性的周期性重復(fù)排列,問題與思考,粉末狀的固體是否都為非晶體呢？,那么怎樣判斷固體是晶體還是非晶體呢？,一些晶體的顯微照片,許多固體粉末用肉眼看不到晶體外形,但在光學(xué)顯微鏡下可觀察到規(guī)則的晶體外形,.,（1）物理性質(zhì)差異 如：外形、硬度、熔點(diǎn)、折光率,6、鑒別晶體和非晶體,（2）區(qū)分晶體和非晶體最可靠的科學(xué)方法是：對(duì)固體進(jìn)行X射線衍射實(shí)驗(yàn),小結(jié)：晶體和非晶體的差異,具有規(guī)則的幾何外形,有,粒子在三維空間周期性有序排列,各向異性,固定,不具有規(guī)則的幾何外形,沒有,粒子排列相對(duì)無序,各向同性,不固定,微觀粒子在三維空間是否呈現(xiàn)周期性有序排列,.,1、下列關(guān)于晶體與非

4、晶體的說法正確的是 A、晶體一定比非晶體的熔點(diǎn)高 B、晶體有自范性但排列無序 C、非晶體無自范性而且排列無序 D、固體SiO2一定是晶體 2、區(qū)別晶體與非晶體最可靠的科學(xué)方法是 A、熔沸點(diǎn) B、硬度 C、顏色 D、x-射線衍射實(shí)驗(yàn),C,D,【課堂練習(xí)】,學(xué)與問,玻璃的結(jié)構(gòu)示意圖,2、根據(jù)晶體的物理性質(zhì)的各向異性的特點(diǎn)，人們很容易識(shí)別用玻璃仿造的假寶石。你能列舉一些可能有效的方法鑒別假寶石嗎？,1、某同學(xué)在網(wǎng)站上找到一張玻璃的結(jié)構(gòu)示意圖，如右圖，這張圖說明玻璃是不是晶體？為什么？,觀察對(duì)稱性、刻劃玻璃、加熱、X射線衍射,不是晶體，因?yàn)榱Ｗ优帕袩o序，沒有晶體的自范性。,2、參考答案 A、采用X射線

5、衍射實(shí)驗(yàn)，當(dāng)X射線照射假寶石 時(shí)，不能使X射線產(chǎn)生衍射，只有散射效應(yīng)。,B、觀看是否具有對(duì)稱性，在外形上假寶石沒有相等的晶面、晶棱和頂角重復(fù)出現(xiàn)。,C、用它來刻劃玻璃，真寶石硬度大，可刻劃玻璃；而假寶石硬度小，不能用來刻劃玻璃。,D、加熱，真寶石沸點(diǎn)很高，而假寶石無固定的熔點(diǎn)，在一定的范圍內(nèi)熔化。,E、可利用寶石的折光率鑒別,.,二、晶體與晶胞,1.晶胞：晶體中重復(fù)出現(xiàn)的最基本的結(jié)構(gòu)單元,2、特征：,（1）一般來說,晶胞都是平行六面體,（2）晶體和晶胞的關(guān)系：,通過上、下、左、右、前、后的平移能與下一個(gè)晶胞完全重合（平移性）,整塊晶體可以看成是無數(shù)的完全等同晶胞無隙 并置而成的,晶胞只是晶體微

6、觀空間里的一個(gè)基本單元，在它 的上下左右前后無隙并置地排列著無數(shù)晶胞,.,無隙并置,平行六面體,平行六面體,.,蜂巢與蜂室,銅晶體,銅晶胞,晶體與晶胞的關(guān)系可用蜂巢與峰室的關(guān)系比喻然而蜂巢是有形的，晶胞是無形的，是人為劃定的。,問題: 銅晶體的一個(gè)晶胞中含有多少個(gè)銅原子? A: 14 B: 4 C: 8 D: 6,.,體心：1,面心：1/2,頂點(diǎn)：1/8,棱邊：1/4,3.晶胞中粒子個(gè)數(shù)的計(jì)算,均攤法：晶胞任意位置上的一個(gè)粒子如果是被n個(gè)晶胞所共有，那么，這個(gè)粒子對(duì)每個(gè)晶胞的貢獻(xiàn)就是1/n。,2,1,體心：1,面上：1/2,頂點(diǎn)：1/8,棱上：1/4,立方晶胞中原子個(gè)數(shù),小結(jié)：立方晶胞中對(duì)質(zhì)點(diǎn)

7、的占有率,頂點(diǎn)：8 1/8 = 1 面上：6 1/2= 3 總共：1+3=4,4、三種典型立方晶胞結(jié)構(gòu),簡(jiǎn)單立方,體心立方,面心立方,數(shù)一數(shù)它們平均含幾個(gè)原子,答案: 2 2 8 8,A= 4 1/8=1/2,練習(xí): 1、下面晶胞中含有原子個(gè)數(shù)及其化學(xué)式,B= 4 1/8=1/2,A與B離子的個(gè)數(shù)比等于 該物質(zhì)化學(xué)式可表示為:,1:1,A B,晶體化學(xué)式確定晶胞內(nèi)不同微粒的個(gè)數(shù)最簡(jiǎn)整數(shù)比,2、鈦酸鋇的熱穩(wěn)定性好, 介電常數(shù)高,在小型變 壓器、話筒和擴(kuò)音器 中都有應(yīng)用。其晶體 的結(jié)構(gòu)示意圖如右圖 所示。則它的化學(xué)式 為（ ） A.BaTi8O12 B. BaTi4O6 C. BaTi2O4 D.

8、 BaTiO3,D,.,3.石墨晶體的層狀結(jié)構(gòu)，層內(nèi)為平面正六邊形結(jié)構(gòu)（如圖），試回答下列問題： （1）圖中平均每個(gè)正六邊形占有C原子數(shù)為_個(gè)、占有的碳碳鍵數(shù)為_個(gè)。 碳原子數(shù)目與碳碳化學(xué)鍵數(shù)目之比為_。,2：3,2,3,.,4、如圖所示的NaCl晶胞中，Na+占據(jù)立方體的體心和12條棱的棱心，Cl-占據(jù)立方體的頂點(diǎn)和面心。你能推導(dǎo)氯化鈉的化學(xué)式嗎?,.,4、2001年報(bào)道的硼和鎂形成的化合物刷新了金屬 化合物超導(dǎo)溫度的最高記錄。如圖所示的是該化 合物的晶體結(jié)構(gòu)單元：鎂原子間形成正六棱柱， 且棱柱的上下底面還各有1個(gè)鎂原子，6個(gè)硼原子 位于棱柱內(nèi)。則該化合物的化學(xué)式可表示為,A、MgB B、

9、MgB2 C、Mg2B D、Mg3B2,典例分析,.,Mg原子的數(shù)目： 121/6+21/2=3 B原子的數(shù)目：6 故化學(xué)式可表示為 MgB2,典例分析,.,5、如圖所示晶體中每個(gè)陽(yáng)離子A或陰離子B，均可被另一種離子以四面體形式包圍著，則該晶體對(duì)應(yīng)的化學(xué)式為 AAB BA2B CAB3 DA2B3,6、某離子晶體晶胞結(jié)構(gòu)如右圖所示，X位于立方體的頂點(diǎn)，Y位于立方體的中心，晶體中距離最近的兩個(gè)X與一個(gè)Y形成的夾角XYX的角度為： A. 90 B. 60 C. 120 D. 10928,A,D,.,7、最近發(fā)現(xiàn)一種由鈦原子和碳原子構(gòu)成的氣態(tài)團(tuán)簇分子，如下圖所示，頂角和面心的原子是鈦原子，棱的中心和體心的原子是碳原子，它的化學(xué)式是 。,解析：由于本題團(tuán)簇分子指的是一個(gè)分子的具體結(jié)構(gòu)，并不是晶體中的最小的一個(gè)重復(fù)單位，不能采用均攤法分析，所以只需數(shù)出該結(jié)構(gòu)內(nèi)兩種原子的數(shù)目就可以了。答案為：Ti14C13,.,碘晶胞,與CO2分子距離最近的CO2分子有12個(gè),