晶胞與金屬晶體高中化學(xué)課件（2019選擇性必修1）

CHEMISTRY晶胞與金屬晶體選修二·專題三了解晶體的特性以及晶胞結(jié)構(gòu)學(xué)習(xí)目標(biāo)能借助模型說明常見金屬晶體中晶胞的構(gòu)成認(rèn)識晶體的堆積方式晶體01晶體與非晶體晶體與非晶體走進(jìn)化學(xué)實驗室，你能見到許多固體。黃色的硫黃（S8）紫黑色的碘（I2）硫酸銅晶體蠟狀的白磷（P4）高錳酸鉀晶體白色的碳酸鈣晶體與非晶體一、晶體(1)概念:(2)晶體具有規(guī)則幾何外形的原因:有規(guī)則幾何外形和固定熔點的固態(tài)物質(zhì)如氯化鈉、金剛石、干冰等物質(zhì)。構(gòu)成晶體的微粒在空間呈周期性有序排列。二、非晶體沒有固定熔點,一般也沒有規(guī)則幾何外形的固態(tài)物質(zhì),如石蠟、玻璃、橡膠等物質(zhì)。晶體與非晶體三、晶體與非晶體的區(qū)別晶體SiO2和非晶體SiO2的投影示意圖本質(zhì)上，晶體的自范性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。相反，非晶體中粒子的排列則相對無序，因而無自范性。晶體的自范性性

晶體與非晶體三、晶體與非晶體的區(qū)別操作：沿垂直方向在方解石表面和玻璃表面刻劃。現(xiàn)象：發(fā)現(xiàn)刻痕的深淺不一樣。晶體的各向異性

力學(xué)(強(qiáng)度等)、光學(xué)(折射率等)、熱學(xué)(導(dǎo)熱性等)、電學(xué)(導(dǎo)電性)等性質(zhì)。方解石（CaCO3晶體）原因：說明不同方向上的強(qiáng)度不同，強(qiáng)度有各向異性。晶體與非晶體三、晶體與非晶體的區(qū)別現(xiàn)象：不同方向觀察紅寶石，發(fā)現(xiàn)寶石的顏色不同。晶體的各向異性

原因：在不同方向，晶體對光線的吸收與反射是不同的，折射率有各向異性。力學(xué)(強(qiáng)度等)、光學(xué)(折射率等)、熱學(xué)(導(dǎo)熱性等)、電學(xué)(導(dǎo)電性)等性質(zhì)。晶體和非晶體的根本區(qū)別在于構(gòu)成固體中的粒子在微觀空間里是否呈現(xiàn)周期性的有序排列。構(gòu)成玻璃的粒子無周期性的排列，是無序的，所以玻璃是非晶體。1、圖3-7是某同學(xué)找到的一張玻璃結(jié)構(gòu)示意圖，根據(jù)這張圖判斷玻璃是不是晶體，為什么？圖3-7玻璃的結(jié)構(gòu)示意圖觀察思考晶體與非晶體觀察思考晶體與非晶體①可觀察寶石的形狀，具有多面體的外形；測試它的硬度，可在玻璃上刻畫出痕跡，初步確定它是晶體；②可用寶石的折光率鑒別；③最可靠的科學(xué)方法：用X射線衍射實驗鑒別。圖3-7玻璃的結(jié)構(gòu)示意圖2、根據(jù)晶體物理性質(zhì)的各向異性的特點，能鑒別用玻璃仿造的假寶石。請你列舉一些可能有效的方法鑒別假寶石。晶體與非晶體三、晶體與非晶體的區(qū)別晶體非晶體微觀結(jié)構(gòu)特征性質(zhì)特征自范性各向異性熔點鑒別方法間接方法科學(xué)方法舉例粒子周期性有序排列粒子排列相對無序有無有無固定不固定熔點和各向異性X射線衍射實驗NaCl、I2、SiO2、金屬橡膠、玻璃晶體與非晶體四、金屬晶體1.定義：金屬原子之間通過金屬鍵相互結(jié)合形成的晶體。2.組成粒子：金屬陽離子和自由電子。3.微粒間的作用力：金屬鍵銅的晶體結(jié)構(gòu)模型晶體與非晶體四、金屬晶體注意：②在金屬晶體中，不存在單個分子或原子，金屬單質(zhì)或合金(晶體鍺、灰錫除外)屬于金屬晶體。①在金屬晶體中有陽離子，但沒有陰離子，所以，晶體中有陽離子不一定有陰離子，若有陰離子，則一定有陽離子。③金屬晶體在受外力作用下,各層之間發(fā)生相對滑動,但金屬鍵并沒有被破壞。晶體與非晶體四、金屬晶體在金屬晶體中，金屬原子如同半徑相等的小球一樣，彼此相切、緊密堆積成晶體。金屬晶體中金屬原子的緊密堆積是有一定規(guī)律的。銅的晶胞模型金屬晶體也是由能夠反映晶體結(jié)構(gòu)特征的基本重復(fù)單位——晶胞在空間連續(xù)重復(fù)延伸而形成的。02晶胞一、晶胞晶胞：

描述晶體結(jié)構(gòu)的基本單元叫做晶胞。銅晶胞銅晶體結(jié)構(gòu)銅晶胞晶胞是晶體中最小的結(jié)構(gòu)重復(fù)單元。一、晶胞常規(guī)的晶胞都是平行六面體，整塊晶體可以看作是數(shù)量巨大的晶胞“無隙并置”而成。所謂“無隙”：是指相鄰晶胞之間沒有任何__________。所謂“并置”：是指所有晶胞都是__________排列的，取向__________。間隙平行相同無隙并置晶體晶胞一、晶胞1、下圖中的晶胞是指”大立方體”呢？還是”小立方體”？為什么？不是晶胞晶胞具有相同的頂角、相同的平行面和相同的平行棱理解應(yīng)用一、晶胞（二）晶體的二維堆積方式金屬原子在二維空間的排列方式非密置層配位數(shù)：4密置層配位數(shù)：6金屬晶體的配位數(shù)指距離某個原子最近且距離相等的原子個數(shù)。一、晶胞（三）晶體的三維堆積方式金屬晶體是金屬原子在三維空間按一定的規(guī)律堆積而成的。將密置層和非密置層按一定的方式在三維空間中堆積，就得到了金屬晶體的4種基本堆積方式：簡單立方、體心立方、面心立方、六方。一、晶胞密置堆積——六方密置堆積與面心密置堆積六方密置堆積A-B-A堆積一、晶胞密置堆積——六方密置堆積與面心密置堆積面心密置堆積A-B-C堆積一、晶胞（三）晶體的三維堆積方式簡單立方堆積（非致密層）代表金屬：釙（Po）配位數(shù)：體心立方堆積代表金屬：Na、K、Fe配位數(shù)：68一、晶胞（三）晶體的三維堆積方式——最密堆積面心立方最密堆積代表金屬：Cu、Ag、Au配位數(shù)：六方最密堆積代表金屬：Mg、Zn、Ti配位數(shù)：1212二、晶胞中粒子數(shù)的計算（均攤法）124376851221341體心：1面心：頂點：棱邊：814121四棱柱二、晶胞中粒子數(shù)的計算（均攤法）請利用均攤法對下列晶胞所含微粒數(shù)進(jìn)行計算理解應(yīng)用二、晶胞中粒子數(shù)的計算（均攤法）1、簡單立方堆積該晶胞中含有8個位于頂點的金屬原子，晶胞中的金屬原子數(shù)為8×=1簡單立方晶胞切面示意圖二、晶胞中粒子數(shù)的計算（均攤法）2、體心立方堆積該晶胞中含有8個位于頂點和1個位于體心的金屬原子，晶胞中的金屬原子數(shù)為：8×+1=2體心立方晶胞切面示意圖二、晶胞中粒子數(shù)的計算（均攤法）3、面心立方堆積該晶胞中含有8個位于頂點和6個位于面心的金屬原子，晶胞中的金屬原子數(shù)為：8×+6×=4面心立方晶胞切面示意圖二、晶胞中粒子數(shù)的計算（均攤法）4、六方堆積六方晶胞切面示意圖思考：六方晶胞中的金屬原子數(shù)如何計算？二、晶胞中粒子數(shù)的計算（均攤法）六棱柱體心（內(nèi)部）1面心1/2棱邊水平1/4豎1/3頂點1/6二、晶胞中粒子數(shù)的計算（均攤法）4、六方堆積該晶胞中含有12個位于頂點、2個位于面心和3個位于內(nèi)部的金屬原子，晶胞中的金屬原子數(shù)為：12×+2×+3=6課堂小結(jié)一、金屬晶體二、金屬晶體常見堆積方式三、晶胞中粒子數(shù)的計算三維：簡單立方、體心立方、面心立方和六方二維：非密置層、密置層定義、注意事項及特征均攤法計算的應(yīng)用03習(xí)題探究習(xí)題探究習(xí)題探究題組例練2.金晶體是面心立方體,立方體的每個面上5個金原子緊密堆砌(如圖,其余各面省略),金原子半徑為Acm。（MAu：197）求:(1)金晶體中最小的一個立方體含有

個金原子。

(2)金的密度為

g·cm-3(用帶A的計算式表示)。

2.金屬晶體的形成是因為晶體中存在(

)A.脫落外圍電子后的金屬離子間的相互作用B.金屬原子間的相互作用C.脫落了外圍電子的金屬離子與脫落的外圍電子間的相互作用D.金屬原子與外圍電子間的相互作用C3.金屬鈉是體心立方堆積,下列關(guān)于鈉晶體的判斷合理的是(

)A.其熔點比金屬鋁的熔點高B.一個鈉的晶胞中,平均含有4個鈉原子C.該晶體中的自由電子在外電場作用下可發(fā)生定向移動D.該晶體中的鈉離子在外電場的作用下可發(fā)生定向移動C4.某金屬合金晶體的一部分如圖所示,這種晶體中甲、乙、丙三種金屬