高中化學(xué)選修人教版 第三章第一節(jié) 晶體的常識(shí)

1、第三章第三章晶體結(jié)構(gòu)與性質(zhì)晶體結(jié)構(gòu)與性質(zhì)教學(xué)目標(biāo)：教學(xué)目標(biāo)：知識(shí)與技能知識(shí)與技能 1.1.了解分子晶體和原子晶體的特征。了解分子晶體和原子晶體的特征。 2.2.通過(guò)通過(guò)NaClNaCl、CsClCsCl的晶體結(jié)構(gòu)，學(xué)生知道晶體中粒子的排的晶體結(jié)構(gòu)，學(xué)生知道晶體中粒子的排列規(guī)律。了解離子晶體的特征。列規(guī)律。了解離子晶體的特征。 3.3.通過(guò)對(duì)晶胞的分析，學(xué)生會(huì)計(jì)算晶胞中粒子的個(gè)數(shù)通過(guò)對(duì)晶胞的分析，學(xué)生會(huì)計(jì)算晶胞中粒子的個(gè)數(shù)。過(guò)程與方法過(guò)程與方法 通過(guò)幾種典型的晶體（干冰、金剛石、石墨、通過(guò)幾種典型的晶體（干冰、金剛石、石墨、NaClNaCl、CsClCsCl、金屬）結(jié)構(gòu)的分析，學(xué)生能從三維的角度

2、考慮粒子在、金屬）結(jié)構(gòu)的分析，學(xué)生能從三維的角度考慮粒子在空間的分布。空間的分布。情感態(tài)度與價(jià)值觀(guān)情感態(tài)度與價(jià)值觀(guān) 通過(guò)晶體結(jié)構(gòu)課件的展示，學(xué)生能感受晶體的外在美和通過(guò)晶體結(jié)構(gòu)課件的展示，學(xué)生能感受晶體的外在美和內(nèi)在美。內(nèi)在美。課時(shí)：二課時(shí)課時(shí)：二課時(shí)第一節(jié)讓我們一起先欣賞幾種美麗的晶體雪雪花花金剛石金剛石冰糖冰糖石墨石墨水晶石水晶石觀(guān)察思考 請(qǐng)同學(xué)們判斷下列物質(zhì)是晶體還是非晶體：水晶石水晶石思考 什么是晶體？什么是非晶體？ 晶體有什么特點(diǎn)和性質(zhì)？ 晶體和非晶體的本質(zhì)區(qū)別是什么？一、晶體與非晶體一、晶體與非晶體概念晶體：具有規(guī)則幾何外形的固體非晶體：沒(méi)有規(guī)則幾何外形的固體分類(lèi)晶體晶體離子型晶體

3、離子型晶體 原子型晶體原子型晶體 分子型晶體分子型晶體 金屬型晶體金屬型晶體 混合型晶體混合型晶體3、晶體與非晶體的本質(zhì)差異 說(shuō)明： 晶體自范性的本質(zhì)：是晶體中粒子微觀(guān)空間里呈現(xiàn)周期性的有序排列的宏觀(guān)表象。 晶體自范性的條件之一：生長(zhǎng)速率適當(dāng)。自范性微觀(guān)結(jié)構(gòu)晶體有（能自發(fā)呈現(xiàn)多面體外形）原子在三維空間里呈周期性有序排列非晶體沒(méi)有（不能自發(fā)呈現(xiàn)多面體外形）原子排列相對(duì)無(wú)序石英玻璃石英玻璃天然水晶球里的瑪瑙和水晶經(jīng)不同途徑得到的晶體4、晶體形成的途徑1）.熔融態(tài)物質(zhì)凝固。2）.氣態(tài)物質(zhì)冷卻不經(jīng)液態(tài)直接凝固（凝華）。3）.溶質(zhì)從溶液中析出。問(wèn)題與思考5、晶體的特性.有規(guī)則的幾何外形（晶體內(nèi)部質(zhì)點(diǎn)和外

4、形質(zhì)點(diǎn)排列的高度有序性） .有固定的熔沸點(diǎn) .各向異性（強(qiáng)度、導(dǎo)熱性、光學(xué)性質(zhì)等）.當(dāng)一波長(zhǎng)的射線(xiàn)通過(guò)晶體時(shí)，會(huì)在記錄儀上看到分立的斑點(diǎn)或者普線(xiàn)（教材3頁(yè)圖）區(qū)分晶體和非晶體最可靠的科學(xué)方法是：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)行對(duì)固體進(jìn)行X射線(xiàn)衍射實(shí)驗(yàn)。（見(jiàn)課本射線(xiàn)衍射實(shí)驗(yàn)。（見(jiàn)課本P62科學(xué)視野）科學(xué)視野）19學(xué)與問(wèn) 教材62頁(yè)1：不是晶體，粒子排列無(wú)序，沒(méi)有晶體的自范性。2：A、采用X射線(xiàn)衍射實(shí)驗(yàn)，當(dāng)X射線(xiàn)照射假寶石 時(shí)，不能使X射線(xiàn)產(chǎn)生衍射，只有散射效應(yīng)。B、觀(guān)看是否具有對(duì)稱(chēng)性，在外形上假寶石沒(méi)有相等的晶面、晶棱和頂角重復(fù)出現(xiàn)。C、用它來(lái)刻劃玻璃，真寶石硬度大，可刻劃玻璃；而

5、假寶石硬度小，不能用來(lái)刻劃玻璃。D、加熱，真寶石沸點(diǎn)很高，而假寶石無(wú)固定的熔沸點(diǎn)，在一定的范圍內(nèi)便開(kāi)始熔化。E、可利用寶石的折光率鑒別你想知道人造鉆石和天然鉆石的區(qū)別嗎？思考思考“學(xué)與問(wèn)學(xué)與問(wèn)”：教材教材62頁(yè)頁(yè)人造鉆石和天然鉆石的區(qū)別相同方面不同方面X-射線(xiàn)親油性親水性天然鉆石成分硬度密度發(fā)藍(lán)色熒光油會(huì)融在鉆石表面在鉆石表面水呈小珠狀人造鉆石發(fā)黃色熒光和磷光形成油珠在鉆石表面分散流走課堂練習(xí)：P64 1、2 本節(jié)課結(jié)束1.晶胞：晶胞：晶體中的最小晶體中的最小重復(fù)重復(fù)單元單元2 .晶胞的特征：晶胞的特征：通過(guò)上、下、左、右、前、后的通過(guò)上、下、左、右、前、后的平移平移能與下一個(gè)最小單能與下一個(gè)

6、最小單元（即晶胞）完全重合元（即晶胞）完全重合一般來(lái)說(shuō)一般來(lái)說(shuō),晶胞都是平行六面體晶胞都是平行六面體 (-):晶胞晶胞:晶體和晶胞的關(guān)系：晶體和晶胞的關(guān)系：晶體可以看作是數(shù)量巨大的晶胞“無(wú)無(wú)隙并置隙并置”而成.(蜂巢和蜂室的關(guān)系教材蜂巢和蜂室的關(guān)系教材66頁(yè)圖頁(yè)圖3-7)答案答案: B 為什么呢為什么呢?問(wèn)題問(wèn)題: 銅晶體的一個(gè)晶胞中含有多少個(gè)銅原子銅晶體的一個(gè)晶胞中含有多少個(gè)銅原子? A: 14 B: 4 C: 8 D: 6第二課時(shí)平行六面平行六面體體無(wú)隙并置無(wú)隙并置(二二):晶胞中原子個(gè)數(shù)的計(jì)算晶胞中原子個(gè)數(shù)的計(jì)算體心：體心：1面心：面心：1/2頂點(diǎn)：頂點(diǎn)：1/8棱邊：棱邊：1/4為什么為

7、什么？1 12 24 43 37 76 68 85 51 12 22 21 13 34 4請(qǐng)看請(qǐng)看:1 1體心：體心：1面心：面心：1/2頂點(diǎn)：頂點(diǎn)：1/8棱邊：棱邊：1/4(二): 晶胞中粒子個(gè)數(shù)計(jì)算規(guī)律晶胞頂角 棱上 面上 中心立方體 1/8 1/4 1/2 1 各各4個(gè)個(gè)綠色：綠色：8 = 4或或8 1/8+61/2 = 4灰色：灰色：12 +1=4各各1/2個(gè)個(gè) 練習(xí): 1: 下面幾種晶胞中分別含有幾個(gè)原子?課課 堂堂 練練 習(xí)習(xí) 題題1.鈦酸鋇的熱穩(wěn)定性好鈦酸鋇的熱穩(wěn)定性好, 介電常數(shù)高介電常數(shù)高,在小型變?cè)谛⌒妥?壓器、話(huà)筒和擴(kuò)音器壓器、話(huà)筒和擴(kuò)音器 中都有應(yīng)用。其晶體中都有應(yīng)用。

8、其晶體 的結(jié)構(gòu)示意圖如右圖的結(jié)構(gòu)示意圖如右圖 所示。則它的化學(xué)式所示。則它的化學(xué)式 為（為（ ） 上海市上海市20012001年奧賽初賽試題年奧賽初賽試題 A.BaTiA.BaTi8 8O O1212 B. BaTi B. BaTi4 4O O6 6 C. BaTi C. BaTi2 2O O4 4 D. BaTiO D. BaTiO3 3BaTiOD29 石墨晶體的層狀結(jié)構(gòu)，層石墨晶體的層狀結(jié)構(gòu)，層內(nèi)為平面正六邊形結(jié)構(gòu)（如內(nèi)為平面正六邊形結(jié)構(gòu)（如圖），試回答下列問(wèn)題：圖），試回答下列問(wèn)題：（1 1）圖中平均每個(gè)正六邊形）圖中平均每個(gè)正六邊形占有占有C C原子數(shù)為原子數(shù)為_(kāi)個(gè)、占有個(gè)、占有的碳

9、碳鍵數(shù)為的碳碳鍵數(shù)為_(kāi)個(gè)。個(gè)。碳原子數(shù)目與碳碳化學(xué)鍵數(shù)目碳原子數(shù)目與碳碳化學(xué)鍵數(shù)目之比為之比為_(kāi)。練習(xí)二：練習(xí)二：2 2：3 32 23 3學(xué)與問(wèn)（教材64頁(yè): ）學(xué)與問(wèn)答案學(xué)與問(wèn)答案: 2 2 8 8作業(yè)：作業(yè)： 教材教材P64 3：列式計(jì)算下圖晶胞中各有多少個(gè)原子：列式計(jì)算下圖晶胞中各有多少個(gè)原子31二氧化碳及其晶胞思考思考1.NaCl1.NaCl晶體中，每個(gè)晶體中，每個(gè)NaNa+ +周周 圍最近距離的圍最近距離的ClCl- -有有 個(gè)？個(gè)？ 每個(gè)每個(gè)ClCl- -周?chē)罱嚯x的周?chē)罱嚯x的 NaNa+ +有有 個(gè)？個(gè)？2.2.在在NaClNaCl晶體中，每個(gè)晶體中，每個(gè)NaNa+ +周

10、周 圍最近距離的圍最近距離的NaNa+ +有有 個(gè)？個(gè)？3.3.氯化鈉的化學(xué)式用氯化鈉的化學(xué)式用“NaClNaCl”來(lái)表示，原因何在？能否來(lái)表示，原因何在？能否 把把“NaClNaCl”稱(chēng)為分子式？稱(chēng)為分子式？ 4.4.每個(gè)晶胞中平均有每個(gè)晶胞中平均有 個(gè)個(gè)NaNa+ +？ 個(gè)個(gè)ClCl- -？（位于頂？（位于頂 點(diǎn)、棱邊、面心、體心上的粒子對(duì)該晶胞的貢獻(xiàn)）點(diǎn)、棱邊、面心、體心上的粒子對(duì)該晶胞的貢獻(xiàn)）5.5.該晶胞中，若該晶胞中，若NaNa+ +和和ClCl- -間的最近距離為間的最近距離為0.5a0.5ax1010-10-10m m， 則晶體的密度則晶體的密度= = 6 66 6121244

11、039/a3 （g/cm3）2 21 13 34 4a a1010-8-8cmcm晶體中最小正方體中所含的晶體中最小正方體中所含的NaNa+ +和和ClCl的個(gè)數(shù)均為的個(gè)數(shù)均為: :（個(gè)）（個(gè)）84 4= =1216.0210232158.5g 即每個(gè)小正方體中平均含即每個(gè)小正方體中平均含 個(gè)個(gè)“NaClNaCl”，質(zhì)量為，質(zhì)量為: :21解解法法2 2： 而此小正方體體積為而此小正方體體積為(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晶體的密度為：晶體的密

12、度為：解解法法1 1： 每個(gè)晶胞中所含的每個(gè)晶胞中所含的NaNa+ +和和ClCl的的個(gè)數(shù)均為個(gè)數(shù)均為4 4個(gè)，即含個(gè)，即含4 4個(gè)個(gè)“NaClNaCl”。 每個(gè)晶胞的質(zhì)量為：每個(gè)晶胞的質(zhì)量為：6.02102358.54g 每個(gè)晶胞的體積為：每個(gè)晶胞的體積為：(a(a1010-8-8) )3 33 3故故NaClNaCl晶體的密度為：晶體的密度為：6.02102358.54(a(a1010-8-8) )3 3= =0.39a3g. -3解解法法3 3：依：依= = m m/ /v v每個(gè)晶胞中所含的每個(gè)晶胞中所含的NaNa+ +和和ClCl的個(gè)數(shù)均為的個(gè)數(shù)均為4 4個(gè)，即含個(gè)，即含4 4個(gè)個(gè)“

13、NaClNaCl”。 每個(gè)晶胞的體積為：每個(gè)晶胞的體積為： (a(a1010-8-8) )3 33 3故故NaClNaCl晶體的密度為：晶體的密度為：= =0.39a3g. -3即含即含4 4個(gè)個(gè)“NaClNaCl”所占的體積為：所占的體積為：(a(a1010-8-8) )3 33 3那么那么1 1個(gè)個(gè)“NaClNaCl”所占的體積為：所占的體積為：(a(a1010-8-8) )3 3 /4/4 3 3則：則：1molNaCl1molNaCl所占的體積為：所占的體積為： 6.021023 (a(a1010-8-8) )3 3 /4/4 3 3而而1molNaCl1molNaCl的質(zhì)量為：的質(zhì)量為：58.5g6.021023(a(a1010-8-8) )3 3 /4/4 3 358.5g6.021023(a(a1010-8-8) )3 3 3 358.5 4g=-Cs+-Cl-CsClCsCl的晶體結(jié)構(gòu)示意圖的晶體結(jié)構(gòu)示意圖ClCl- - 1.1.在在CsClCsCl晶體中，每個(gè)晶體中，每個(gè)CsCs+ +周?chē)罱嚯x的周?chē)罱嚯x的CsCs+ + 有幾個(gè)？每個(gè)有幾個(gè)？每個(gè)ClCl- -周?chē)罱嚯x的周?chē)罱嚯x的ClC