高中化學(xué)-第1節(jié) 認(rèn)識晶體教學(xué)課件設(shè)計

第一節(jié)認(rèn)識晶體

【學(xué)習(xí)目標(biāo)】1、從認(rèn)識一般固體出發(fā)，重點(diǎn)了解晶體的基本特征、類型以及不同類型晶體的一般物理性質(zhì)。2、晶體形成的途徑及特性。3、晶胞的概念。4、知道晶胞是晶體的最小結(jié)構(gòu)重復(fù)單元，能用切割法計算一個晶胞實際擁有的微粒數(shù)。【學(xué)習(xí)重難點(diǎn)】重點(diǎn)：建立關(guān)于晶體的比較完整的知識結(jié)構(gòu)和認(rèn)識方法計算一個晶胞種實際擁有的微粒數(shù)難點(diǎn)：晶體中微粒的空間堆積方式計算一個晶胞種實際擁有的微粒數(shù)閱讀教材P70-71，完成下面問題(3分鐘）1、什么是晶體？2、晶體有什么特性？3、晶體是如何分類的？一、晶體的特性1.晶體與非晶體

(1)晶體：內(nèi)部微粒（原子、離子或分子）在空間按一定規(guī)律做周期性重復(fù)排列構(gòu)成的固體物質(zhì)。(2)非晶體：內(nèi)部原子或分子的排列呈現(xiàn)雜亂無章的分布狀態(tài)。2.晶體的特性（1）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。

（2）各向異性：晶體在不同方向上表現(xiàn)出不同的物理性質(zhì)。

（3）對稱性：晶體的外形和內(nèi)部結(jié)構(gòu)都具有特有的對稱性。

（4）有固定的熔點(diǎn)而非晶態(tài)沒有。3.晶體的種類根據(jù)內(nèi)部微粒的種類和微粒間的相互作用不同，將晶體分為離子晶體、金屬晶體、原子晶體和分子晶體。離子晶體原子晶體分子晶體金屬晶體存在的化學(xué)鍵物質(zhì)的類別構(gòu)成晶體的粒子粒子間的作用力陰、陽離子原子分子金屬陽離子、自由電子離子鍵共價鍵共價鍵金屬鍵離子化合物部分屬共價化合物、單質(zhì)金屬及合金離子鍵共價鍵分子間作用力金屬鍵二、晶體結(jié)構(gòu)的堆積模型

組成晶體的原子、離子或分子在沒有其他因素（如共價鍵的方向性）影響時，在空間的排列大都服從緊密堆積原理，這是因為分別借助于沒有方向性的金屬鍵、離子鍵和分子間相互作用形成的金屬晶體、離子晶體和分子晶體的結(jié)構(gòu)中，都趨向于使原子或分子吸引盡可能多的原子或分子分布于周圍，并以密堆積的方式降低體系的能量，使晶體變得比較穩(wěn)定。完成教材P73活動·探究，討論金屬晶體在形成晶體時的排列方式。(5分鐘）1、等徑圓球的密堆積配位數(shù)：

在一個層中，最緊密的堆積方式，是一個球與周圍6個球相切，在中心的周圍形成6個凹位，將其算為第一層。1.等徑圓球的密堆積

由于金屬鍵沒有方向性，每個金屬原子中的電子分布基本是球?qū)ΨQ的，所以可以把金屬晶體看成是由直徑相等的圓球的三維空間堆積而成的。123456

第二層

對第一層來講最緊密的堆積方式是將球?qū)?zhǔn)

1，3，5位。(或?qū)?zhǔn)2，4，6位，其情形是一樣的)123456AB，

關(guān)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。

下圖是A3型六方緊密堆積的前視圖ABABA

第一種是將球?qū)?zhǔn)第一層的球。123456于是每兩層形成一個周期，即ABAB堆積方式，形成六方緊密堆積---A3型。配位數(shù)12。(同層6，上下層各3)第三層的另一種排列方式，是將球?qū)?zhǔn)第一層的2，4，6位，不同于AB兩層的位置，這是C層。123456123456123456123456面心立方緊密堆積的前視圖ABCAABC第四層再排A，于是形成ABCABC三層一個周期。得到面心立方堆積—A1型。配位數(shù)12。(同層6，上下層各3)BCAABCABC形式的堆積，為什么是面心立方堆積？我們來加以說明。這兩種堆積都是最緊密堆積，空間利用率為74.05%。

金屬鉀K的立方體心堆積

還有一種空間利用率稍低的堆積方式—A2型---立方體心堆積：立方體8個頂點(diǎn)上的球互不相切，但均與體心位置上的球相切。配位數(shù)8，空間利用率為68.02%。六方緊密堆積面心立方緊密堆積立方體心堆積

金屬的堆積方式2.非等徑圓球的密堆積

由離子構(gòu)成的晶體可視為不等徑圓球的密堆積，即將不同半徑的圓球的堆積看成是大球先按一定方式做等徑圓球的密堆積。小球再填充在大球所形成的空隙中。

配位數(shù)：一個原子或離子周圍所鄰接的原子或離子的數(shù)目。如NaCl配位數(shù)為6，即每個Na+離子周圍直接連有6個CI-，反之亦然。三、晶體結(jié)構(gòu)的基本單元----晶胞1.晶胞

(1)晶胞：是能夠反映晶體結(jié)構(gòu)特征的基本重復(fù)單位。(2)晶胞一定是一個平行六面體，晶胞的形狀和大小由具體晶體的結(jié)構(gòu)所決定，晶胞不能是八面體或六方柱體等其他形狀。(3)整個晶體就是晶胞按其周期性在二維空間重復(fù)排列而成的。2.常見三種密堆積的晶胞六方晶胞----A3型體心立方晶胞----A2型面心立方晶胞----A1型3.晶胞中微粒數(shù)的計算(1)六方晶胞：在六方體頂點(diǎn)的微粒為6個晶胞共有，在面心的為2個晶胞共有，在體內(nèi)的微粒全屬于該晶胞。微粒數(shù)為：12×1/6+2×1/2+3=6長方體晶胞中不同位置的粒子對晶胞的貢獻(xiàn)：頂----1/8棱----1/4面----1/2心----1（2）面心立方：在立方體頂點(diǎn)的微粒為8個晶胞共有，在面心的為2個晶胞共有。微粒數(shù)為：8×1/8+6×1/2=4

(3)體心立方：在立方體頂點(diǎn)的微粒為8個晶胞共享，處于體心的金屬原子全部屬于該晶胞。微粒數(shù)為：8×1/8+1=21．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。鈦酸鋇晶體的結(jié)構(gòu)示意圖為右圖，它的化學(xué)式是（）A.BaTi8O12B.BaTi4O6C.BaTi2O4D.BaTiO3OTiBa2．某物質(zhì)的晶體中含A、B、C三種元素，其排列方式如圖所示(其中前后兩面心上的B原子未能畫出)，晶體中A、B、C的中原子個數(shù)之比依次為()A.1:3:1B.2:3:1C.2:2:1D.1:3:3【當(dāng)堂檢測】1.下列物質(zhì)中屬于晶體的是（）A．玻璃 B．水晶 C．冰 D．橡膠2.下列關(guān)于晶體的說法中，不正確的是（）A．凡有規(guī)則外形的固體一定是晶體B．晶胞是晶體結(jié)構(gòu)的基本單元C．晶體內(nèi)部的微粒按一定規(guī)律做周期性重復(fù)排列D．晶體盡量采取緊密堆積方式，以使其變得比較穩(wěn)定3．下列不屬于晶體的特點(diǎn)是 （）A．一定有固定的幾何外形 B．一定有各向異性C．一定有固定的熔點(diǎn) D．一定是無色透明的固體4．下列過程難以得到晶體的有 （）A．對NaCl飽和溶液降溫，所得到的固體B．氣態(tài)H2O冷卻為液態(tài)，然后再冷卻成的固態(tài)C．熔融的KNO3冷卻后所得的固體D．將液態(tài)的玻璃冷卻成所得到的固體5．晶體具有各向異性。如藍(lán)晶石（Al2O3·SiO2）在不同方向上的硬度不同；又如石墨在與層垂直的方向上的導(dǎo)電率與層平行的方向上的導(dǎo)電率1∕104。晶體的各向異性主要表現(xiàn)在是：①硬度②導(dǎo)熱性③導(dǎo)電性④光學(xué)性質(zhì) （）A．①③ B．②④C．①②③ D．①②③④6.許多物質(zhì)在通常條件下是以晶體的形式存在，而一種晶體又可視作若干相同的基本結(jié)構(gòu)單元構(gòu)成，這些基本結(jié)構(gòu)單元在結(jié)構(gòu)化學(xué)中被稱作晶胞。已知某化合物是由鈣、鈦、氧三種元素組成的晶體，其晶胞結(jié)構(gòu)如圖所示，則該物質(zhì)的化學(xué)式為（）A．Ca4TiO3B．Ca4TiO6

C．CaTiO3D．Ca8T