《晶體的常識》 課件2

1、內(nèi)容結(jié)構(gòu)晶體晶體的常識晶胞晶體的特征分 子晶體冰 和 干 冰的 結(jié) 構(gòu) 特點分子晶體特性原 子晶體金屬鍵金屬晶體離子晶體晶格能原 子 晶體特性原子晶體結(jié)構(gòu)特點金屬晶體的基本堆積模型離子晶體的特性與結(jié)構(gòu)特點明明礬礬Na+ Cl-金剛石晶體金剛石晶體結(jié)構(gòu)示意圖結(jié)構(gòu)示意圖 干冰晶體結(jié)構(gòu)干冰晶體結(jié)構(gòu)定義定義思考思考 為什么晶體呈現(xiàn)規(guī)則為什么晶體呈現(xiàn)規(guī)則的幾何外形，而非晶體的幾何外形，而非晶體沒有規(guī)則的幾何外形呢？沒有規(guī)則的幾何外形呢？你認(rèn)為可能和什么因素你認(rèn)為可能和什么因素有關(guān)？有關(guān)？2 2、分類、分類 觀察圖片觀察圖片: :構(gòu)成晶體與非晶體的微粒在空間的構(gòu)成晶體與非晶體的微粒在空間的排列有何不同排列

2、有何不同? ?自范性：自范性：自發(fā)自發(fā)各向異性各向異性固定的熔點。固定的熔點。生長的速率適當(dāng)生長的速率適當(dāng)思考：思考：得到晶體的途得到晶體的途徑，除了冷卻的方法，徑，除了冷卻的方法，還有沒有其它途徑？還有沒有其它途徑？你能列舉哪些？你能列舉哪些？5 5、晶體形成的途徑、晶體形成的途徑學(xué)與問學(xué)與問非晶體非晶體觀察對稱性、刻劃玻璃、加熱、觀察對稱性、刻劃玻璃、加熱、X X射線衍射射線衍射X-X-射線衍射射線衍射固體固體外觀外觀微觀結(jié)構(gòu)微觀結(jié)構(gòu)自范性自范性各向各向異性異性熔點熔點晶體晶體非晶非晶體體本質(zhì)本質(zhì)區(qū)別區(qū)別周期性有序周期性有序無形無形平行六平行六面體面體無隙并置無隙并置無隙并置無隙并置3、三

3、種典型立方晶體結(jié)構(gòu)、三種典型立方晶體結(jié)構(gòu)體心：體心：1面心：面心：1/2頂點：頂點：1/8棱邊：棱邊：1/44.4.晶胞中原子個數(shù)的計算晶胞中原子個數(shù)的計算1 1C2DEFXY3Z2、下圖依次是金屬鈉、下圖依次是金屬鈉(Na)、金屬鋅、金屬鋅(Zn)、碘、碘(12)、金剛石金剛石(C)晶胞的示意圖，數(shù)一數(shù)，它們分別平均晶胞的示意圖，數(shù)一數(shù)，它們分別平均含有幾個原子含有幾個原子?NaZnI2金剛石金剛石3、鈣、鈣-鈦礦晶胞結(jié)構(gòu)如圖所示。觀察鈣鈦礦晶胞結(jié)構(gòu)如圖所示。觀察鈣-鈦鈦礦晶胞結(jié)構(gòu)，求該晶體中，鈣、鈦、氧的礦晶胞結(jié)構(gòu)，求該晶體中，鈣、鈦、氧的微粒個數(shù)比為多少？微粒個數(shù)比為多少？CaTiO34

4、、下列是、下列是NaCl晶胞示意圖，晶胞中晶胞示意圖，晶胞中Na+和和Cl的個數(shù)比是多少？的個數(shù)比是多少？Na4Cl41 15.20015.2001年報道的硼和鎂形成的化合物刷新了金年報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棱柱，且棱柱的上下底面還各有1 1個鎂原子，個鎂原子，6 6個硼原子位于棱柱內(nèi)。則該化合物的化學(xué)式可個硼原子位于棱柱內(nèi)。則該化合物的化學(xué)式可表示為表示為( )( ) A、MgB B、 MgB2 C

5、、Mg2B D、Mg3B2Mg原子的數(shù)目：原子的數(shù)目：121/6+21/2=3B原子的數(shù)目：原子的數(shù)目：6故化學(xué)式可表示為：故化學(xué)式可表示為：MgB27.7.晶體硼的基本結(jié)構(gòu)單元都是由硼原子組成的正晶體硼的基本結(jié)構(gòu)單元都是由硼原子組成的正二十面體二十面體, ,其中含有其中含有2020個等邊三角形和一定數(shù)目的個等邊三角形和一定數(shù)目的頂角，每個頂角各有一個原子，試觀察圖形回答。頂角，每個頂角各有一個原子，試觀察圖形回答。這個基本結(jié)構(gòu)單元由這個基本結(jié)構(gòu)單元由 _ _ _個硼原子組成，共個硼原子組成，共含有含有_ _ 個個B-BB-B鍵。鍵。1212303020203 3606060605 51212

6、60602 23030非晶態(tài)和晶態(tài)石英的非晶態(tài)和晶態(tài)石英的X-射線粉末衍射圖譜射線粉末衍射圖譜晶態(tài)石英的譜圖晶態(tài)石英的譜圖非晶態(tài)石英的譜圖非晶態(tài)石英的譜圖小結(jié)：晶體的特性小結(jié)：晶體的特性1.1.晶體與非晶體晶體與非晶體 (1)(1)晶體晶體：內(nèi)部微粒（原子、離子或分子）在空間按內(nèi)部微粒（原子、離子或分子）在空間按一定規(guī)律做周期性重復(fù)排列構(gòu)成的固體物一定規(guī)律做周期性重復(fù)排列構(gòu)成的固體物質(zhì)。質(zhì)。 (2)(2)非晶體非晶體：內(nèi)部原子或分子的排列呈現(xiàn)雜亂無章的內(nèi)部原子或分子的排列呈現(xiàn)雜亂無章的分布狀態(tài)。分布狀態(tài)。(3) (3) 常見的晶體和非晶體常見的晶體和非晶體: : 晶體：食鹽晶體：食鹽( (離子

7、化合物的固態(tài)一般為離子化合物的固態(tài)一般為晶體晶體) )、冰、金屬、寶石、水晶、大部分、冰、金屬、寶石、水晶、大部分礦石。礦石。 非晶體：玻璃及玻璃態(tài)物質(zhì)、橡膠。非晶體：玻璃及玻璃態(tài)物質(zhì)、橡膠。2.2.晶體的特性晶體的特性 （1 1）具有規(guī)則的幾何外形。）具有規(guī)則的幾何外形。（2 2）自范性：在適宜條件下，晶體能夠自發(fā)地）自范性：在適宜條件下，晶體能夠自發(fā)地呈現(xiàn)封閉的、規(guī)則的多面體外形。呈現(xiàn)封閉的、規(guī)則的多面體外形。（3 3）各向異性：晶體在不同方向上表現(xiàn)出不）各向異性：晶體在不同方向上表現(xiàn)出不同的物理性質(zhì)。同的物理性質(zhì)。 （4 4）對稱性：晶體的外形和內(nèi)部結(jié)構(gòu)都具有）對稱性：晶體的外形和內(nèi)部結(jié)

8、構(gòu)都具有特有的對稱性。特有的對稱性。（5 5）有固定的熔點）有固定的熔點而非晶態(tài)沒有而非晶態(tài)沒有。3.3.晶體的種類晶體的種類 根據(jù)內(nèi)部微粒的種類和微粒間的相根據(jù)內(nèi)部微粒的種類和微粒間的相互作用不同，將晶體分為互作用不同，將晶體分為離子晶體離子晶體、金屬晶體金屬晶體、原子晶體原子晶體和和分子晶體分子晶體。固體固體外觀外觀微觀結(jié)構(gòu)微觀結(jié)構(gòu)自范性自范性各向異性各向異性熔點熔點晶體晶體非晶非晶體體本質(zhì)本質(zhì)區(qū)別區(qū)別鑒別鑒別最科學(xué)的方法是用最科學(xué)的方法是用X X射線衍射實驗射線衍射實驗2 2、晶胞中原子個數(shù)的計算、晶胞中原子個數(shù)的計算均攤法均攤法常見晶胞中微粒數(shù)的計算常見晶胞中微粒數(shù)的計算: (1)(1

9、)六方晶胞六方晶胞：在六方體頂點的微粒為：在六方體頂點的微粒為6 6個個晶胞共有，在面心的為晶胞共有，在面心的為2 2個晶胞共有，在體內(nèi)的個晶胞共有，在體內(nèi)的微粒全屬于該晶胞。微粒全屬于該晶胞。微粒數(shù)為：微粒數(shù)為：12121 1/6 + 2/6 + 21 1/2 + 3 = 6/2 + 3 = 6 長方體晶胞中不同位置的粒子對晶胞的貢獻(xiàn)：長方體晶胞中不同位置的粒子對晶胞的貢獻(xiàn)： 頂頂 -1/8 -1/8 棱棱-1/4 -1/4 面面-1/2 -1/2 心心-1-1（2 2）面心立方面心立方：在立方體頂點的微粒為：在立方體頂點的微粒為8 8個晶胞共有，在面心的為個晶胞共有，在面心的為2 2個晶胞

10、共有。個晶胞共有。微粒數(shù)為：微粒數(shù)為：8 81/8 + 61/8 + 61/2 = 41/2 = 4(3)(3)體心立方體心立方：在立方體頂點的微粒為：在立方體頂點的微粒為8 8個晶胞共享，處于體心的金屬原子全部個晶胞共享，處于體心的金屬原子全部屬于該晶胞。屬于該晶胞。微粒數(shù)為：微粒數(shù)為：8 81/8 + 1 = 21/8 + 1 = 2(8 + 6 )3 =1281216、下圖是、下圖是CO2分子晶體的晶胞結(jié)構(gòu)示意圖，分子晶體的晶胞結(jié)構(gòu)示意圖，其中有多少個原子？其中有多少個原子？4 4、在碳單質(zhì)的成員中還有一種混合型晶體、在碳單質(zhì)的成員中還有一種混合型晶體石墨，石墨，如圖所示。它是層狀結(jié)構(gòu)，層與層之間依靠作用力相結(jié)如圖所示。它是層狀結(jié)構(gòu)，層與層之間依靠作用力相結(jié)合