鲁科版选修3 第3章第1节 认识晶体（第1课时） 学案.doc

第1节认识晶体第1课时晶体的特性和晶体结构的堆积模型学习目标定位1.熟知晶体的概念、晶体的类型和晶体的分类依据。2.知道晶体结构的堆积模型。一、晶体的特性1观察下列物质的结构模型，回答问题：(1)晶体内部、非晶体的内部微粒排列各有什么特点？(2)由上述分析可知：晶体：内部粒子(原子、离子或分子)在空间按一定规律呈_构成的固体物质。如金刚石、食盐、干冰等。非晶体：内部原子或分子的排列呈_的分布状态的固体物质。如橡胶、玻璃、松香等。2阅读教材，总结晶体的特性：(1)晶体的自范性是晶体在适宜条件下可以_的性质。(2)晶体的各向异性是指在_的物理性质，如强度、导热性、光学性质等。(3)晶体具有特定的_性，如规则的食盐晶体具有立方体外形，它既有_性，也有_性。(4)晶体具有_的熔、沸点。3常见的四种晶体类型晶体类型构成微粒种类微粒间的相互作用实例离子晶体nacl金属晶体cu原子晶体金刚石分子晶体干冰归纳总结1晶体与非晶体的区别外观微观结构自范性各向异性熔、沸点晶体具有规则几何外形微粒在三维空间周期性有序排列有各向异性固定非晶体不具有规则几何外形微粒排列相对无序无各向同性不固定本质区别微观粒子在三维空间是否呈现周期性有序排列2.晶体具有的三个基本特征是_性、_性和特定的_性。3晶体与非晶体的区别方法间接方法科学方法4.判断晶体类型的方法之一：根据晶体结构微粒的种类及微粒间的相互作用。1下列叙述中正确的是()a具有规则几何外形的固体一定是晶体b具有特定对称性的固体一定是晶体c具有各向异性的固体一定是晶体d依据构成粒子的堆积方式可将晶体分为金属晶体、离子晶体、分子晶体、原子晶体2关于晶体的自范性，下列叙述正确的是()a破损的晶体能够在固态时自动变成规则的多面体b缺角的氯化钠晶体在饱和nacl溶液中慢慢变为完美的立方体块c圆形容器中结出的冰是圆形的体现了晶体的自范性d由玻璃制成规则的玻璃球体现了晶体的自范性二、晶体结构的堆积模型1x射线衍射实验测定的结果表明，组成晶体的原子、离子或分子在没有其他因素(如氢键)影响时，在空间的排列大都服从紧密堆积原理。请根据晶体结构微粒间作用力的特征解释其原因是什么？2等径圆球的密堆积(金属晶体)(1)金属晶体中的原子可看成直径相等的球体。把它们放置在平面上(即二维空间里)，可有两种方式非密置层和密置层(如下图所示)。观察上图回答下列问题：等径圆球在一列上紧密堆积的方式是_。平面放置的两种方式中，平面利用率高的是_。在密堆积中，一个原子或离子周围所邻接的原子或离子的数目称为配位数。分析上图非密置层的配位数是_，密置层的配位数是_。(2)等径圆球在三维空间的密堆积方式实际上是密置单层与单层之间的堆积排列方式。取a、b两个等径圆球密置层，将b层放在a层上面。要做最密堆积使空隙最小也只有一种堆积方式，就是将两个密置层平行地错开一点，使b层的球的投影位置正落在a层中三个球所围成的空隙的中心上，并使两层紧密接触，称为密置双层(见右图)。(3)在密置双层的基础上再堆积第三层时，有两种堆积方式，如下图所示。观察分析上图，并结合教材内容回答下列问题：图1所示密置层排列方式为“abab”，这种堆积方式称为_，其堆积特点是_。图2所示密置层排列方式为“abcabc”，这种堆积方式称为_，其堆积特点是_。3非等径圆球的密堆积(离子晶体)(1)由于阴、阳离子的半径不同，因此离子晶体为_的密堆积，可以将这种堆积方式看成是大球先按一定的方式做_的密堆积，小球再填充在大球所形成的_中。(2)在一些离子晶体中，阴离子半径较大，应先将阴离子看成是_进行密堆积，而阳离子有序地填在阴离子所形成的空隙中。例如，nacl晶体中的cl按_方式进行最密堆积，na填在cl所形成的空隙中；zns晶体中s2按_方式进行最密堆积，zn2填入s2所形成的空隙中。1.只有晶体微粒间的作用力不具有方向性和饱和性才遵循紧密堆积原理。(1)金属晶体采用等径圆球的密堆积，是因为金属键无方向性和饱和性。(2)离子晶体采用不等径圆球的密堆积，是因为离子键无方向性和饱和性。(3)不含氢键的分子晶体尽可能采用紧密堆积方式，因为范德华力没有方向性和饱和性。分子晶体中分子的堆积与分子的形状有关，如干冰中co2分子呈直线形，co2晶体在空间是按a1型最密堆积方式形成晶体的。若分子间靠氢键形成晶体，则不采取密堆积结构，因为氢键有方向性，一个分子周围其他分子的数目和堆积方向是一定的。如苯甲酸晶体、冰等。(4)原子晶体中微粒堆积不服从紧密堆积原理。原子晶体中微粒间以共价键相结合，由于共价键具有饱和性和方向性，就决定了一个原子周围的其他原子的数目不仅是很有限的，而且堆积方向也是一定的。2a1型和a3型最密堆积的方式不同，但都是同一层上每个球与同层中周围6个球相接触，同时又与上下两层中各3个球相接触，所以它们的配位数都为12。3如图为金属镉的堆积方式，下列说法正确的是()a此堆积方式属于非最密堆积b此堆积方式为a1型密堆积c配位数(一个金属离子周围紧邻的金属离子的数目)为8d镉的堆积方式与铜的堆积方式不同4下列晶体按a1型进行紧密堆积的是()a干冰、nacl、金属铜 bzns、金属镁、氮化硼c水晶、金刚石、晶体硅 dzns、nacl、金属镁1普通玻璃和水晶的根本区别在于()a外形不一样b普通玻璃的基本构成粒子无规则地排列，水晶的基本构成粒子按一定规律做周期性重复排列c水晶有固定的熔点，普通玻璃无固定的熔点d水晶可用于能量转换，普通玻璃不能用于能量转换2区分晶体和非晶体最科学的方法是()a测定熔、沸点的高低b对固体进行x射线衍射c看是否有规则的几何外形d比较硬度3下列叙述中不正确的是()a氯化钠的晶体结构为非等径圆球的密堆积b晶体的自范性指的是在适宜条件下晶体能够自发地呈现多面体几何外形c因为共价键有饱和性和方向性，所以原子晶体不遵循最密堆积原理d金属铜和镁均为a3型最密堆积4关于晶体结构堆积模型的说法正确的是()a所有的晶体的空间排列都服从紧密堆积原理b晶体尽量采用紧密堆积方式，以使其变得比较稳定c金属晶体的结构为非等径圆球的密堆积d等径圆球的密堆积有a1、a3两种堆积方式，其中cu属于a3型最密堆积5金属晶体、离子晶体和分子晶体(不含氢键的)采取密堆积方式的原因是()a构成晶体的微粒均可视为圆球b金属键、离子键、分子间作用力均无饱和性和方向性c三种晶体的构成微粒相同d三种晶体的构成微粒多少及相互作用力相同6.关于下图叙述不正确的是()a该种堆积方式为a3型最密堆积b该种堆积方式称为a1型最密堆积c该种堆积方式可用符号“abcabc”表示d金属cu就属于此种最密堆积型答案精析新知导学一、1(1)组成晶体的微粒在空间按一定规律呈周期性重复排列，而组成非晶体的微粒在空间杂乱无章地排列。(2)周期性重复排列杂乱无章2(1)自发地呈现封闭的、规则的多面体外形(2)不同的方向上表现出不同(3)对称轴对称面对称(4)固定3(从左到右，从上到下)阴、阳离子离子键金属原子金属键原子共价键分子分子间作用力归纳总结2自范各向异对称3看是否有固定的熔点对固体进行x射线衍射实验活学活用1c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粒子规律性排列的外部反映，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，故a、b两项错误；具有各向异性的固体一定是晶体，c项正确；晶体划分为金属晶体、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相互作用的不同，故d项错误。2b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。二、1在金属晶体、离子晶体和分子晶体的结构中，金属键、离子键和分子间作用力均没有方向性，因此都趋向于使原子、离子或分子吸引尽可能多的其他原子、离子或分子分布于周围，并以密堆积的方式降低体系的能量，使晶体变得比较稳定。2(1)所有圆球都在同一条直线上排列密置层46(3)a3型最密堆积b的上层与b的下层两层中的球的球心相对应a1型最密堆积a、b、c三层球的球心位置均不同3(1)不等径圆球等径圆球空隙(2)等径圆球a1型a1型活学活用3d据图可看出，镉的堆积方式为“abab”，为a3型，而铜的堆积方式为a1型，故a、b两项错误，d项正确；a3型密堆积的配位数为12，即中间一层有6个，上下两层各有3个，c项错误。4a干冰、nacl、cu、zns均为a1型紧密堆积，mg为a3型紧密堆积，水晶、金刚石、氮化硼、晶体硅均为原子晶体，不遵循紧密堆积原则，故只有a项正确。达标检测1b晶体和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。2b晶体与非晶体最本质的区别是组成物质的粒子在微观空间是否有序排列，利用x射线衍射可测定晶体结构，b项正确；晶体具有固定的熔、沸点，非晶体没有固定的熔、沸点，二者的区别与熔、沸点的高低无关，a项错误；有规则几何外形的固体不一定是晶体，c项错误；无法从硬度区分晶体和非晶体，d项错误。3d在nacl晶体中，半径较大的cl按a1型方式进行最密堆积，na填在cl所形成的空隙中，因此nacl晶体结构为非等径圆球密堆积，a项正确；金属铜为a1型最密堆积，金属镁为a3型最密堆积，所以d项错误。4b离子晶体、分子晶体、金属晶体的空间排列服从紧密堆积原理，而原子晶体的构成粒子为原子，粒子间的相互作用为共价键，由于共价键有方向性和饱和性，所以原子晶体的空间排列不服从紧密堆积原理，a