人教版第三章第一节晶体常识.ppt

高二化学（选修3）第三章,晶体结构,几种典型的晶体结构,教学目标：知识与技能1.了解分子晶体和原子晶体的特征。2.通过NaCl、CsCl的晶体结构，学生知道晶体中粒子的排列规律。了解离子晶体的特征。3.通过对晶胞的分析，学生会计算晶胞中粒子的个数。过程与方法通过几种典型的晶体（干冰、金刚石、石墨、NaCl、CsCl、金属）结构的分析，学生能从三维的角度考虑粒子在空间的分布。情感态度与价值观通过晶体结构课件的展示，学生能感受晶体的外在美和内在美。课时：二课时,金刚石,冰糖,石墨,水晶石,观察思考,请同学们判断下列物质是晶体还是非晶体：,水晶石,思考：,什么是晶体？什么是非晶体？晶体有什么特点和性质？晶体和非晶体的本质区别是什么？,一、晶体与非晶体,概念晶体：具有规则几何外形的固体非晶体：没有规则几何外形的固体分类,3、晶体与非晶体的本质差异,说明：晶体自范性的本质：是晶体中粒子微观空间里呈现周期性的有序排列的宏观表象。晶体自范性的条件之一：生长速率适当。,石英玻璃,天然水晶球里的玛瑙和水晶,（见教材P60图31）,玛瑙和水晶都是SiO2的晶体，不同的是玛瑙是熔融态SiO2快速冷却形成的，而水晶则是熔融态SiO2缓慢冷却形成的。,玛瑙,水晶,经不同途径得到的晶体,（见教材P61图32）,4、晶体形成的途径,熔融态物质凝固。气态物质冷却不经液态直接凝固（凝华）。溶质从溶液中析出。,问题与思考,粉末状的固体是否都为非晶体呢？,那么怎样判断固体是晶体还是非晶体呢？,一些晶体的显微照片：（见教材P61图33）,5、晶体的特性,.有规则的几何外形（晶体内部质点和外形质点排列的高度有序性）.有固定的熔沸点（非晶体有固定的熔沸点）（常用于区分晶体和非晶体）.各向异性（强度、导热性、光学性质等）（不同方向上质点排列一般是不一样的，因此，晶体的性质也随方向的不同而有所差异。）.当一波长的射线通过晶体时，会在记录仪上看到分立的斑点或者普线5对称性：晶体的外形和内部结构都具有特有的对称性。在外形上，常有相等的晶面、晶棱和顶角重复出现。,区分晶体和非晶体最可靠的科学方法是：对固体进行X射线衍射实验,学与问教材62页,1：不是晶体，粒子排列无序，没有晶体的自范性。,2：A、采用X射线衍射实验，当X射线照射假宝石时，不能使X射线产生衍射，只有散射效应。,B、观看是否具有对称性，在外形上假宝石没有相等的晶面、晶棱和顶角重复出现。,C、用它来刻划玻璃，真宝石硬度大，可刻划玻璃；而假宝石硬度小，不能用来刻划玻璃。,D、加热，真宝石沸点高，有固定的熔沸点，而假宝石无固定的熔沸点，在一定的范围内便开始熔化。,E、可利用宝石的折光率鉴别,思考“学与问”：教材62页,1.晶胞的定义：晶体中的最小重复单元,3.晶胞的特征：,通过上、下、左、右、前、后的平移能与下一个最小单元（即晶胞）完全重合,2、晶胞的结构：一般来说,晶胞都是大小、形状完全相同平行六面体(其边长不一定相等也不一定垂直),二:晶胞:,4.晶体和晶胞的关系：晶体可以看作是完全等同数量巨大的晶胞“无隙并置”而成.(蜂巢和蜂室的关系教材66页图3-7),“并置”指所有晶胞都是平行排列的，取向相同。一个晶胞到另一个晶胞只需平移，不需转动,“无隙”指相邻的晶胞之间没有任何间隙；一个晶胞与相邻的晶胞完全共顶点、共棱边、共面,请理解：,“完全等同”指所有晶胞的形状、内部的原子种类、个数及几何排列完全相同,平行六面体,无隙并置,5、晶胞中原子个数的确定：,体心,面上,顶点,棱边,（1）晶胞中原子的位置有：四种,请看:,体心：1,面心：1/2,顶点：1/8,棱边：1/4,(2)、晶胞中粒子个数计算规律,顶角,棱上,面上,各4个绿色：8=4或81/8+61/2=4灰色：12+1=4,各1/2个,练习:1:下面几种晶胞中分别含有几个原子?,习题,1.钛酸钡的热稳定性好,介电常数高,在小型变压器、话筒和扩音器中都有应用。其晶体的结构示意图如右图所示。则它的化学式为（）上海市2001年奥赛初赛试题A.BaTi8O12B.BaTi4O6C.BaTi2O4D.BaTiO3,D,注意：,在使用均摊法计算规律时一定先看清楚晶胞构型；若晶胞构型不是立方体，晶胞中的微粒数视情况而定！,2、石墨晶体的层状结构，层内为平面正六边形结构（如图），试回答下列问题：图中平均每个正六边形占有C原子数为_个、占有的碳碳键数为_个。碳原子数目与碳碳化学键数目之比为_。,2：3,2,3,在晶体结构中确定一个具有代表性的最小重复单元为研究对象，运用点、线、面的量进行解答。（摩尔质量、阿伏加德罗常数与密度的关系）,规律总结,三、有关晶体的计算,思考,1.NaCl晶体中，每个Na+周围最近距离的Cl-有个？每个Cl-周围最近距离的Na+有个？2.在NaCl晶体中，每个Na+周围最近距离的Na+有个？3.氯化钠的化学式用“NaCl”来表示，原因何在？能否把“NaCl”称为分子式？4.每个晶胞中平均有个Na+？个Cl-？（位于顶点、棱边、面心、体心上的粒子对该晶胞的贡献）5.该晶胞中，若Na+和Cl-间的最近距离为0.5ax10-10m，则晶体的密度=,6,6,12,4,4,039/a3（g/cm3）,解法3：依=m/v,每个晶胞中所含的Na+和Cl的个数均为4个，即含4个“NaCl”。,每个晶胞的体积为：(a10-8)33,故NaCl晶体的密度为：,=,即含4个“NaCl”所占的体积为：(a10-8)33那么1个“NaCl”所占的体积为：(a10-8)3/43则：1molNaCl所占的体积为：6.021023(a10-8)3/43而1molNaCl的质量为：58.5g,=,CsCl的晶体结构示意图,返回原处,Cl-,1.在CsCl晶体中，每个Cs+周围最近距离的Cs+有几个？每个Cl-周围最近距离的Cl