晶體學習教案

1、會計學1晶體晶體第一頁，編輯于星期二：五點 五十四分。 晶體晶體:具有規(guī)則幾何外形的固體。具有規(guī)則幾何外形的固體。 非晶體非晶體:沒有規(guī)則幾何外形的固體。沒有規(guī)則幾何外形的固體。自范性自范性晶體晶體非晶非晶體體有有能能自發(fā)自發(fā)呈現(xiàn)多面體外形呈現(xiàn)多面體外形沒有沒有不能自發(fā)呈現(xiàn)多面體外形不能自發(fā)呈現(xiàn)多面體外形第1頁/共48頁第二頁，編輯于星期二：五點 五十四分。晶體晶體SiOSiO2 2和非晶體和非晶體SiOSiO2 2的投影示意圖的投影示意圖第2頁/共48頁第三頁，編輯于星期二：五點 五十四分。自范性自范性微觀結(jié)構微觀結(jié)構晶體晶體非晶體非晶體有有能能自發(fā)自發(fā)呈現(xiàn)多面體外形呈現(xiàn)多面體外形沒有沒有不

2、能自發(fā)呈現(xiàn)多面體外形不能自發(fā)呈現(xiàn)多面體外形原子在三維空間里原子在三維空間里呈周期性有序排列呈周期性有序排列原子排列相對無序原子排列相對無序第3頁/共48頁第四頁，編輯于星期二：五點 五十四分。宏觀晶體的形貌宏觀晶體的形貌 立方第4頁/共48頁第五頁，編輯于星期二：五點 五十四分。（一）、由晶胞計算物質(zhì)化學式的（一）、由晶胞計算物質(zhì)化學式的方法方法體心：體心： 1面心：面心：1/2棱邊：棱邊：1/4頂點：頂點：1/8晶胞體心.avi晶胞棱.avi晶胞頂點.avi晶胞面.avi第5頁/共48頁第六頁，編輯于星期二：五點 五十四分。平行六面體平行六面體 晶胞晶胞內(nèi)部內(nèi)部： ：1面上：面上：1/2棱上

3、：棱上：1/4頂頂點：點：1/8小結(jié)小結(jié): :晶胞對質(zhì)點（粒子）的占有率晶胞對質(zhì)點（粒子）的占有率第6頁/共48頁第七頁，編輯于星期二：五點 五十四分。AB練習練習1：根據(jù)離子晶體的晶胞結(jié)構，判斷下列：根據(jù)離子晶體的晶胞結(jié)構，判斷下列離子晶體的化學式：（離子晶體的化學式：（A表示陽離子）表示陽離子）化學式：化學式：AB第7頁/共48頁第八頁，編輯于星期二：五點 五十四分。練習練習2：根據(jù)離子晶體的晶胞結(jié)構，判斷下列離子：根據(jù)離子晶體的晶胞結(jié)構，判斷下列離子晶體的化學式：（晶體的化學式：（A表示陽離子）表示陽離子）AB化學式：化學式：A2BBA2第8頁/共48頁第九頁，編輯于星期二：五點 五十四

4、分。AB化學式：化學式：練習練習3：根據(jù)離子晶體的晶胞結(jié)構，判斷下：根據(jù)離子晶體的晶胞結(jié)構，判斷下列離子晶體的化學式：（列離子晶體的化學式：（A表示陽離子）表示陽離子）AB第9頁/共48頁第十頁，編輯于星期二：五點 五十四分。B化學式：化學式：A練習練習4：根據(jù)離子晶體的晶胞結(jié)構，判斷下列：根據(jù)離子晶體的晶胞結(jié)構，判斷下列離子晶體的化學式：（離子晶體的化學式：（A表示陽離子）表示陽離子）CABC3第10頁/共48頁第十一頁，編輯于星期二：五點 五十四分。第11頁/共48頁第十二頁，編輯于星期二：五點 五十四分。碘晶體結(jié)構碘晶體結(jié)構干冰晶體結(jié)構干冰晶體結(jié)構第12頁/共48頁第十三頁，編輯于星期二

5、：五點 五十四分。第13頁/共48頁第十四頁，編輯于星期二：五點 五十四分。只有范德華力，無分子間氫鍵分子密堆積每個分子周圍有12個緊鄰的分子，如：C60、干冰 、I2、O2第14頁/共48頁第十五頁，編輯于星期二：五點 五十四分。有分子間氫鍵不具有分子密堆積特征第15頁/共48頁第十六頁，編輯于星期二：五點 五十四分。分子晶體熔、沸點高低的比較規(guī)律分子晶體熔、沸點高低的比較規(guī)律分子晶體要熔化或汽化都需要克服分子分子晶體要熔化或汽化都需要克服分子間的作用力。分子間作用力越大，物質(zhì)熔間的作用力。分子間作用力越大，物質(zhì)熔化和汽化時需要的能量就越多，物質(zhì)的熔化和汽化時需要的能量就越多，物質(zhì)的熔、沸點

6、就越高。、沸點就越高。因此，比較分子晶體的熔、沸點高低，實因此，比較分子晶體的熔、沸點高低，實際上就是比較分子間作用力（包括范力和氫際上就是比較分子間作用力（包括范力和氫鍵）的大小。鍵）的大小。第16頁/共48頁第十七頁，編輯于星期二：五點 五十四分。第17頁/共48頁第十八頁，編輯于星期二：五點 五十四分。10928 共價鍵第18頁/共48頁第十九頁，編輯于星期二：五點 五十四分。金剛石中每個金剛石中每個C C原子以原子以spsp3 3雜化，分別與雜化，分別與4 4個相個相鄰的鄰的C C 原子形成原子形成4 4個個鍵，故鍵角為鍵，故鍵角為1091092828，每，每個個C C原子的配位數(shù)為原

7、子的配位數(shù)為4 4；每個每個C C原子均可與相鄰的原子均可與相鄰的4 4個個C C構成實心的正構成實心的正四面體，向空間無限延伸得到立體網(wǎng)狀的金剛石四面體，向空間無限延伸得到立體網(wǎng)狀的金剛石晶體，在一個小正四面體中平均含有晶體，在一個小正四面體中平均含有1+41+41/4 =21/4 =2個碳原子；個碳原子；金剛石的晶胞中含有金剛石的晶胞中含有C C原子為原子為8 8個，內(nèi)含個，內(nèi)含4 4個個小正四面體，含有小正四面體，含有C-CC-C鍵數(shù)為鍵數(shù)為1616。金剛石中碳原子與金剛石中碳原子與C-C鍵比值為鍵比值為1:2第19頁/共48頁第二十頁，編輯于星期二：五點 五十四分。18010928Si

8、O共價鍵第20頁/共48頁第二十一頁，編輯于星期二：五點 五十四分。第21頁/共48頁第二十二頁，編輯于星期二：五點 五十四分。3、原子晶體熔、沸點比較規(guī)、原子晶體熔、沸點比較規(guī)律律對于原子晶體，一般來說，原子對于原子晶體，一般來說，原子間鍵長越短，鍵能越大，共價鍵越間鍵長越短，鍵能越大，共價鍵越穩(wěn)定，物質(zhì)的熔沸點越高，硬度越穩(wěn)定，物質(zhì)的熔沸點越高，硬度越大。大。第22頁/共48頁第二十三頁，編輯于星期二：五點 五十四分。（2）金屬晶體的原子在二維平面堆積模型）金屬晶體的原子在二維平面堆積模型（a a）非密置層）非密置層 （b b）密置層）密置層第23頁/共48頁第二十四頁，編輯于星期二：五點

9、 五十四分。（3）金屬晶體的原子在三維空間堆積模型）金屬晶體的原子在三維空間堆積模型第24頁/共48頁第二十五頁，編輯于星期二：五點 五十四分。第25頁/共48頁第二十六頁，編輯于星期二：五點 五十四分。體心立方堆積體心立方堆積鉀型（堿金屬）鉀型（堿金屬）第26頁/共48頁第二十七頁，編輯于星期二：五點 五十四分。體心立方堆積體心立方堆積配位數(shù)：配位數(shù)：8 8第27頁/共48頁第二十八頁，編輯于星期二：五點 五十四分。鎂型鎂型銅型銅型鎂型和銅型鎂型和銅型第28頁/共48頁第二十九頁，編輯于星期二：五點 五十四分。123456 第二層第二層 對第一層來講最緊密的堆積方對第一層來講最緊密的堆積方式

10、是將球?qū)适绞菍⑶驅(qū)? 1，3 3，5 5 位。位。 ( ( 或?qū)驶驅(qū)?2 2，4 4，6 6 位，其情形是一樣的位，其情形是一樣的 ) )123456AB， 關鍵是第三層，對第一、二層來說，第三層可以關鍵是第三層，對第一、二層來說，第三層可以有兩種最緊密的堆積方式。有兩種最緊密的堆積方式。第29頁/共48頁第三十頁，編輯于星期二：五點 五十四分。 第一種是將球?qū)实谝粚拥那?。第一種是將球?qū)实谝粚拥那颉?23456 于是每兩層形成一個于是每兩層形成一個周期，即周期，即 AB AB AB AB 堆積堆積方式，形成六方緊密堆方式，形成六方緊密堆積。積。 配位數(shù)配位數(shù) 12 12 。 ( (

11、 同層同層 6 6，上下層各，上下層各 3 ) 3 ) ，空間利用率為空間利用率為74%74%第30頁/共48頁第三十一頁，編輯于星期二：五點 五十四分。 下圖是此種六方下圖是此種六方緊密堆積的前視圖緊密堆積的前視圖ABABA123456第31頁/共48頁第三十二頁，編輯于星期二：五點 五十四分。3.3.鎂型鎂型第32頁/共48頁第三十三頁，編輯于星期二：五點 五十四分。 第三層的第三層的另一另一種排列方式，是將球種排列方式，是將球?qū)实谝粚拥膶实谝粚拥?2 2，4 4，6 6 位，不同于位，不同于 AB AB 兩層的位置，這是兩層的位置，這是 C C 層。層。1 12 23 34 45 5

12、6 6123456123456第33頁/共48頁第三十四頁，編輯于星期二：五點 五十四分。123456此種立方緊密堆積的前視此種立方緊密堆積的前視圖圖ABCAABC 第四層再排第四層再排 A A，于是形成于是形成 ABC ABC ABC ABC 三層一個周期。三層一個周期。 得得到面心立方堆積。到面心立方堆積。 配位數(shù)配位數(shù) 12 12 。( ( 同層同層 6 6， 上下層各上下層各 3 ) 3 ) 第34頁/共48頁第三十五頁，編輯于星期二：五點 五十四分。面心立方面心立方: :銅型銅型 BCA第35頁/共48頁第三十六頁，編輯于星期二：五點 五十四分。知識拓展石墨知識拓展石墨第36頁/共4

13、8頁第三十七頁，編輯于星期二：五點 五十四分。（1）石墨中）石墨中C原子以原子以sp2雜化；雜化；（2）石墨晶體中最小環(huán)為六元環(huán)，含有）石墨晶體中最小環(huán)為六元環(huán)，含有C 2個，個，C-C鍵為鍵為 3；（3）石墨分層，層間為范德華力，硬度小）石墨分層，層間為范德華力，硬度小，可導電；，可導電；（4）石墨中）石墨中r（C-C）比金剛石中）比金剛石中r（C-C）短）短。第37頁/共48頁第三十八頁，編輯于星期二：五點 五十四分。 4、常見的離子晶體：、常見的離子晶體： 強堿、活潑金屬氧化物、大部分的鹽類強堿、活潑金屬氧化物、大部分的鹽類。第38頁/共48頁第三十九頁，編輯于星期二：五點 五十四分。N

14、a+Cl-Cl-Na+Na+Na+Cl-Cl-Na+Cl-Na+Na+Cl-Cl-Na+Cl-Na+Cl-Na+Cl-Cl-Na+Na+Na+Cl-Cl-Na+Cl-Na+Na+Cl-Cl-Na+Cl-Na+Cl-Na+Cl-Cl-Na+Na+Na+Cl-Cl-Na+Na+Cl-Cl-Na+Na+Na+Cl-Cl-Na+可見：可見：在在NaClNaCl晶體晶體中，鈉離子、氯離中，鈉離子、氯離子按一定的規(guī)律在子按一定的規(guī)律在空間排列成立方體空間排列成立方體。5、晶胞類型：晶胞類型：（1）氯化鈉型晶胞）氯化鈉型晶胞第39頁/共48頁第四十頁，編輯于星期二：五點 五十四分。（3）與）與Na+等距離且

15、最近的等距離且最近的Na+ 、Cl- 各有幾個？各有幾個？ 計算方法：均攤法計算方法：均攤法 頂點占頂點占1/8；棱占；棱占1/4；面心占；面心占1/2；體心占；體心占1 （2）每個晶胞含鈉離子、氯離子的個數(shù)）每個晶胞含鈉離子、氯離子的個數(shù)與與Na+等距離且最近的等距離且最近的Na+ 有：有：12個個與與Na+等距離且最近的等距離且最近的Cl- 有：有：6個個鈉離子和氯離子位于立方體的頂角上，并交錯排列。鈉離子和氯離子位于立方體的頂角上，并交錯排列。鈉離子：體心和棱中點；氯離子：面心和頂點鈉離子：體心和棱中點；氯離子：面心和頂點（1）鈉離子和氯離子的位置：）鈉離子和氯離子的位置：第40頁/共4

16、8頁第四十一頁，編輯于星期二：五點 五十四分。（2）氯化銫型晶胞）氯化銫型晶胞第41頁/共48頁第四十二頁，編輯于星期二：五點 五十四分。-Cs+-Cl-第42頁/共48頁第四十三頁，編輯于星期二：五點 五十四分。CsCl晶胞晶胞（1）銫離子和氯離子的位置）銫離子和氯離子的位置：銫離子：體心銫離子：體心氯離子：頂點；或者反之。氯離子：頂點；或者反之。（2）每個晶胞含銫離子、氯離）每個晶胞含銫離子、氯離子的個數(shù)子的個數(shù)銫離子：銫離子：1個個 ；氯離子：；氯離子：1個個（3）與銫離子等距離且最近的）與銫離子等距離且最近的銫離子、氯離子各有幾個？銫離子、氯離子各有幾個？銫離子：銫離子：6個個 ；氯離

17、子：；氯離子：8個個第43頁/共48頁第四十四頁，編輯于星期二：五點 五十四分。Ca2+的配位數(shù)：的配位數(shù)：8F- -的配位數(shù)：的配位數(shù)：4一個一個CaFCaF2 2晶胞中含：晶胞中含： 4 4個個CaCa2+2+和和8 8個個F F- -第44頁/共48頁第四十五頁，編輯于星期二：五點 五十四分。第45頁/共48頁第四十六頁，編輯于星期二：五點 五十四分。rqq21晶格能第46頁/共48頁第四十七頁，編輯于星期二：五點 五十四分。【總結(jié)歸納二】【總結(jié)歸納二】物質(zhì)的熔點與晶體類型的關系物質(zhì)的熔點與晶體類型的關系1、若晶體類型不同，一般情況下：原子晶體離子晶體分、若晶體類型不同，一般情況下：原子晶體離子晶體分子晶體。子晶體。2、若晶體類型相同，則有：、若晶體類型相同，則有：離子晶體中，結(jié)構相似時，離子半徑越小，離子電荷離子晶體中，結(jié)構相似時，離子半徑越小，離子電荷越高，晶格能越大，離子鍵就越強，熔點就越高。越高，晶格能越大，離子鍵就越強，熔點就越高。原子晶體中，結(jié)構相似時，原子半徑越小，共價鍵原子