高中化学 第3章 晶体结构与性质 第1节 晶体的常识课件 新人教版选修3.ppt

成才之路 化学 路漫漫其修远兮吾将上下而求索 人教版 选修 晶体结构与性质 第三章 本部分内容是安排在原子结构 分子结构以及结构决定性质的内容之后来学习 对于学生有一定的理论基础 有固定的几何外形的固体叫做晶体 它与非晶体的本质区别在于有自范性 晶体的特点为有规则的几何构型 有固定的熔点 各向异性 晶胞是晶体结构的基本单位 有晶胞可确定化学式 只含分子的晶体称为分子晶体 在分子晶体中 分子内的原子间以共价键结合 而相邻的分子靠分子间作用力相互吸引 原子晶体中原子间都以共价键相互结合 整块晶体是一个三维的共价键网状结构 是一个 巨分子 又称共价晶体 由于原子之间相互结合的共价键非常强 要破坏这些化学键需要很大的能量 所以 原子晶体熔点高 硬度大 金属晶体有许多共同的物理性质 如具有金属光泽 能导电 传热 具有延展性等 金属的这些共性都是由金属晶体中的化学键和金属原子的堆砌方式所导致的 离子晶体是由阳离子和阴离子通过离子键结合而成的晶体 在离子晶体中 阴 阳离子按照一定的格式交替排列 具有一定的几何外形 不同的离子晶体 离子的排列方式可能不同 形成的晶体类型也不一定相同 离子晶体中离子间的相互作用是较强的离子键 所以离子晶体具有较高的熔 沸点 较大的硬度 这部分知识概念多 理论性强 学习时要结合图形 提高观察能力和空间想象能力 这样才能更好地理解和掌握晶胞的概念和晶体的结构 第一节晶体的常识 第三章 古埃及哈舍苏女王32岁英年早逝 按照习俗 她的遗体被制成木乃伊 并放进石棺秘密藏于山洞之中 随葬奇珍异宝无数 其中最珍贵的 当数戴在她脖子上的一串项链 300年后 考古学家找到了这座古墓 并发现女王脖子上确实戴着传说中的那串项链 令人惊讶的是 项链既非珍珠 亦不是宝玉 而是一些墨绿色的玻璃珠 其实 不必大惊小怪 在女王那个年代 玻璃珠本来就是一种极其昂贵的珍宝 据古罗马博物学家普林尼的 自然史 记载 5000多年前 地中海东岸古国腓尼基的一艘满载着天然苏打晶体的大商船 在航行中搁浅 船员们便在附近的沙洲上用几块苏打晶体支锅煮食 当他们拿走锅时 惊奇地发现锅下苏打与砂粒接触处出现了许多透明光滑晶莹发亮的珠子 原来 这个沙洲尽是石英砂 天然苏打和石英砂在做饭时的高温下发生化学反应 形成光洁透明的玻璃珠 聪明的腓尼基人发现这一秘密后 便在特制的炉子里放进石英砂和苏打 加热熔炼出玻璃液 制成珠状 当做珍宝换取黄金 后来 这种制造玻璃的方法传到了埃及等国 玻璃生产便发展起来了 钻石 红蓝宝石 玛瑙 珊瑚 翡翠 是人人都喜爱并想拥有的宝石 怎样才能买到一颗自己喜欢 物超所值的真品 而不是玻璃 塑料仿制的假货 一 晶体的性质1 晶体与非晶体的区别 2 获得晶体的途径 能自发呈现多面体外形 有序排列 不能自发呈现多面体外形 相对无序 凝固 冷却不经液态直接凝固 凝华 从溶液中析出 3 晶体的特点 1 自范性 在适宜的条件下 晶体能自发地呈现封闭的 规则的 这称之为自范性 2 各向异性 晶体在不同的方向上具有不同的 3 有固定的熔点 给晶体加热 当温度升高到某温度便立即 多面体外形 物理性质 熔化 二 晶胞1 概念 晶体中重复出现的最基本的 2 晶胞的结构 结构单元 任何间隙 平行排列的 取向相同 3 晶胞中粒子数的计算方法 均摊法 8 4 2 答案 b解析 晶体与非晶体的本质区别就是粒子 原子 离子或分子 在微观空间里是否呈现周期性的有序排列 解析 a选项 晶体的形成都要有一定的形成条件 如温度 压强 结晶速率等 但并不是说结晶速率越快越好 速率太快可能导致晶体质量下降 b选项 晶体有固定熔沸点 不正确 c选项 x 射线衍射实验能够测出物质的内部结构 根据微粒是否有规则的排列就能区分出晶体与非晶体 d选项 晶体的形成与晶体的自范性和各向异性都有密切关系 1 晶体与非晶体的区别由于晶体和非晶体在结构上的差异 导致它们在性质上有所不同 根据固体的某些性质 可以判断某一固体是晶体还是非晶体 二者具体差异如下 晶体与非晶体 提示 同一物质可以是晶体 也可以是非晶体 如 晶体sio2和非晶体sio2 有规则几何外形不一定是晶体 如玻璃 塑料等相关制品不是晶体 2 晶体与非晶体的判定方法 解析 根据晶体的特点 内部质点的排列高度有序 晶体有自范性和各向异性 故a b c正确 当晶体晶粒小时 也为粉末状 答案 d 解析 晶体与非晶体的本质差异在于其内部微粒在微观空间是否按一定规律做周期性重复排列 晶体所具有的规则几何外形 各向异性和特定的对称性是其内部微粒规律性排列的外部反映 因此b项错 有些人工加工而成的固体也具有规则几何外形和高度对称性 a项错 具有各向异性的固体一定是晶体 c项正确 晶体分为金属晶体 离子晶体 分子晶体 原子晶体 是依据构成晶体的微粒的种类和微粒间的相互作用来进行分类的 因此d项错 1 晶胞的特点 1 晶胞一般是平行六面体 其三条边的长度不一定相等 也不一定互相垂直 晶胞的形状和大小由具体晶体的结构所决定 2 整个晶体就是晶胞按其周期性在三维空间重复排列而成 每个晶胞上下左右前后无隙并置地排列着与其一样的无数晶胞 决定了晶胞的8个顶角 平行的面以及平行的棱完全相同 晶胞 立方晶胞中微粒数的计算方法如下 2 非长方体 正方体 晶胞中粒子视具体情况而定 如石墨晶胞每一层内碳原子排成六边形 其顶点 1个碳原子 被三个六边形共有 每个六边形占1 3 提示 在使用 均摊法 计算晶胞中微粒个数时要注意晶胞的形状 答案 1 xy2或y2x 2 109 28 答案 a解析 橡胶 石蜡 玻璃都是混合物 不是晶体 水晶 sio2 冰 干冰 冰醋酸都是晶体 答案 d解析 晶体与非晶体的本质区别是内部粒子的周期性有序排列 有规则的多面体外形是内部结构的体现 但外形不能判定是否是晶体 如粉末状物质可能是晶体 解析 晶体的自范性指的是在适宜条件下 晶体能够自发地呈现封闭的规则的多面体外形的性质 这一适宜条件一般指的是自动结晶析出的条件 a选项所述过程不可能实现 c选项中的圆形并不是晶体冰本身自发形成的 而是受容器的限制形成的 d项中玻璃是非晶体 对晶体结构的认识人们最初对晶体的认识完全是理性思考的结果 可以说 结晶化学开始于丹麦科学家斯丹诺 n steno 的晶体构造理论 斯丹诺通过研究石英晶体断面 于1669年提出晶面交角守恒定律 即晶体在生长过程中各晶面大小虽然都在变化 但晶面的交角恒定不变 图1 由此 人们可以从外形上鉴别不同的矿物和晶体 法国的结晶学家阿羽衣 r j ha y 依据晶体具有沿一定晶面碎裂的性质 对晶体的微观结构做了合理而大胆的设想 于1784年提出晶体是由具有多面体形状的晶胞平行而无间隙地堆积而成的 阿羽衣的思想被法国科学家布拉维 a bravais 发展为空间点阵学说 即构成晶体的粒子按一定规则排列为空间点阵结构 图2 俄国的费多罗夫 e c e opob 德国的熊富利斯 a m sch nflies 和英国的