第一節(jié) 晶體的常識及晶胞

第一節(jié)晶體的常識及晶胞第1頁，共42頁，2023年，2月20日，星期三雪花第2頁，共42頁，2023年，2月20日，星期三金剛石冰糖石墨第3頁，共42頁，2023年，2月20日，星期三

水晶石第4頁，共42頁，2023年，2月20日，星期三第5頁，共42頁，2023年，2月20日，星期三觀察·思考請同學(xué)們判斷下列物質(zhì)是晶體還是非晶體：水晶石第6頁，共42頁，2023年，2月20日，星期三石英玻璃第7頁，共42頁，2023年，2月20日，星期三思考什么是晶體？什么是非晶體？晶體有什么特點和性質(zhì)？晶體和非晶體的本質(zhì)區(qū)別是什么？第8頁，共42頁，2023年，2月20日，星期三一、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：沒有規(guī)則幾何外形的固體分類晶體離子晶體

原子晶體

分子晶體

金屬晶體

混合晶體如食鹽、水晶、碘等如玻璃、橡膠、石蠟、塑料等如NaCl、CsCl等如金剛石、晶體硅等如冰、干冰等如鐵、鋁等如石墨第9頁，共42頁，2023年，2月20日，星期三NaCl晶體結(jié)構(gòu)示意圖：Na+

Cl-第10頁，共42頁，2023年，2月20日，星期三金剛石晶體結(jié)構(gòu)示意圖第11頁，共42頁，2023年，2月20日，星期三干冰晶體結(jié)構(gòu)第12頁，共42頁，2023年，2月20日，星期三晶體SiO2和非晶體SiO2的投影示意圖第13頁，共42頁，2023年，2月20日，星期三3、晶體與非晶體的本質(zhì)差異說明：晶體自范性的本質(zhì)：是晶體中粒子在微觀空間里呈現(xiàn)周期性的有序排列的宏觀表象。晶體自范性的條件之一：生長速率適當(dāng)。自范性微觀結(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有（不能自發(fā)呈現(xiàn)多面體外形）原子排列相對無序第14頁，共42頁，2023年，2月20日，星期三天然水晶球里的瑪瑙和水晶（見教材P60圖3～1）

瑪瑙和水晶都是SiO2的晶體，不同的是瑪瑙是熔融態(tài)SiO2快速冷卻形成的，而水晶則是熔融態(tài)SiO2緩慢冷卻形成的?，旇У?5頁，共42頁，2023年，2月20日，星期三經(jīng)不同途徑得到的晶體（見教材P61圖3～2）第16頁，共42頁，2023年，2月20日，星期三4、晶體形成的途徑熔融態(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。第17頁，共42頁，2023年，2月20日，星期三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：（見教材P61圖3～3）第18頁，共42頁，2023年，2月20日，星期三5、晶體的特性<1>有規(guī)則的幾何外形（均一性和對稱性）（均一性：晶體的化學(xué)組成、密度等性質(zhì)在晶體中各部分都是相同的。對稱性：晶體的外形和內(nèi)部結(jié)構(gòu)都具有對稱性。在外形上常有相等的晶面、晶陵和頂角重復(fù)出現(xiàn)。即：晶體內(nèi)部質(zhì)點和外形質(zhì)點排列的高度有序性）<2>有固定的熔沸點<3>各向異性（強度、導(dǎo)熱性、光學(xué)性質(zhì)等）<4>當(dāng)一波長的ｘ－射線通過晶體時，會在記錄儀上看到分立的斑點或者普線。區(qū)分晶體和非晶體最可靠的科學(xué)方法是：對固體進行X—射線衍射實驗。非晶體沒有！第19頁，共42頁，2023年，2月20日，星期三第20頁，共42頁，2023年，2月20日，星期三學(xué)與問教材62頁

第21頁，共42頁，2023年，2月20日，星期三1：不是晶體，粒子排列無序，沒有晶體的自范性。2：A、采用X射線衍射實驗，當(dāng)X射線照射假寶石時，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，真寶石沸點很高，而假寶石無固定的熔沸點，在一定的范圍內(nèi)便開始熔化。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“學(xué)與問”：教材62頁第22頁，共42頁，2023年，2月20日，星期三人造鉆石和天然鉆石的區(qū)別相同方面不同方面X-射線親油性親水性天然鉆石成分硬度密度發(fā)藍色熒光油會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)：P641、2第23頁，共42頁，2023年，2月20日，星期三二.晶胞1.定義:描述晶體結(jié)構(gòu)的基本單元。晶體與晶胞的關(guān)系正好比蜂巢與蜂室的關(guān)系

蜂巢與蜂室銅晶體銅晶胞第24頁，共42頁，2023年，2月20日，星期三銅晶體銅晶胞第25頁，共42頁，2023年，2月20日，星期三平行六面體無隙并置2.晶胞形狀：晶胞一般是平行六面體，整塊晶體可看作數(shù)量巨大的晶胞“無隙并置”而成（晶胞間無間隙，平行排列）第26頁，共42頁，2023年，2月20日，星期三說明：⑴晶胞一般是平行六面體，整塊晶體是數(shù)量巨大

的晶胞“無隙并置”而成。⑵晶胞是8個頂角相同的最小正六面體；晶胞的

平行棱相同；晶胞的平行面相同。第27頁，共42頁，2023年，2月20日，星期三體心立方簡單立方面心立方三種典型立方晶體結(jié)構(gòu)第28頁，共42頁，2023年，2月20日，星期三幾種常見的晶體結(jié)構(gòu)第29頁，共42頁，2023年，2月20日，星期三3.晶胞中原子個數(shù)的計算體心：1面心：1/2頂點：1/8棱邊：1/4為什么？第30頁，共42頁，2023年，2月20日，星期三12437685122134請看:1體心：1面心：1/2頂點：1/8棱邊：1/4第31頁，共42頁，2023年，2月20日，星期三

晶胞中粒子個數(shù)計算規(guī)律晶胞頂角棱上面上中心立方體1/81/41/21頂角棱上面上第32頁，共42頁，2023年，2月20日，星期三

各4個綠色：8×?=4或8×1/8+6×1/2=4灰色：12×?+1=4各1/2個

練習(xí):1:下面幾種晶胞中分別含有幾個原子?第33頁，共42頁，2023年，2月20日，星期三學(xué)與問：NaZnI2CNa：8×+1=2Zn：8×+1=2I2:(8×+6×)×2

=8第34頁，共42頁，2023年，2月20日，星期三8×1/8+6×1/2+4=8第35頁，共42頁，2023年，2月20日，星期三課堂練習(xí)題1.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（）[上海市2001年奧賽初賽試題]

A.BaTi8O12B.BaTi4O6

C.BaTi2O4D.BaTiO3BaTiOD第36頁，共42頁，2023年，2月20日，星期三石墨晶體的層狀結(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）圖中平均每個正六邊形占有C原子數(shù)為____個、占有的碳碳鍵數(shù)為____個。碳原子數(shù)目與碳碳化學(xué)鍵數(shù)目之比為_______。練習(xí)二：2：323第37頁，共42頁，2023年，2月20日，星期三練習(xí)三某離子晶體的結(jié)構(gòu)（局部如圖），X位于立方體的頂點，Y位于立方體的中心，則該晶體的化學(xué)式是:晶體中距離最近的兩個X與一個Y形成的夾角

∠XYX的角度為：XYXY2109°28′第38頁，共42頁，2023年，2月20日，星期三思考1.NaCl晶體中，每個Na+周圍最近距離的Cl-有

個？每個Cl-周圍最近距離的Na+有

個？2.在NaCl晶體中，每個Na+周圍最近距離的Na+有

個？3.氯化鈉的化學(xué)式用“NaCl”來表示，原因何在？能否把“NaCl”稱為分子式？4.每個晶胞中平均有

個Na+？

個Cl-？（位于頂點、棱邊、面心、體心上的粒子對該晶胞的貢獻）5.該晶胞中，若Na+和Cl-間的最近距離為0.5ax10-10m，則晶體的密度?=

6612440·39/a3（g/cm3）第39頁，共42頁，2023年，2月20日，星期三2134第40頁，共42頁，2023年，2月20日，星期三第41頁，共42頁，2023年，2月20日，星期三a10-8cm晶體中最小正方體中所含的Na+和Cl－的個數(shù)均為:（個）84×=1216.02×10232158.5g×即每個小正方體中平均含個“NaCl”，質(zhì)量為:21解法2：

而此小正方體體積為(0.5a×10-8)3㎝36.02×10232158.5g×(0.5a×10-8)3㎝30.39a3g.㎝-3=故NaCl晶體的密度為：