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第三章晶体结构与性质 第一节晶体常识 美丽的晶体 钻石恒久远 一颗永留传 放大的雪花图片 水晶石 祖母绿 猫眼石 紫水晶 黄水晶 胆矾晶体 明矾晶体 冰糖晶体 单质硫 橡胶 一些非晶体 思考 从外形看 晶体与非晶体有什么不同 一 晶体和非晶体 1 定义 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 许多固体粉末用肉眼看不到晶体外形 但在光学显微镜下可观察到规则的晶体外形 思考与交流 为什么晶体具有规则几何外形 构成晶体的微粒在空间的排列有何特点 晶体和非晶体的本质区别是什么 Cu晶体结构示意图 CO2晶体结构示意图 金刚石晶体结构示意图 NaCl晶体结构示意图 Cl Na 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 天然水晶球里的玛瑙和水晶 晶体自范性的条件之一是生长的速率适当 2 晶体和非晶体的本质区别 构成固体的粒子在三维空间里是否呈现周期性的有序排列 1 定义 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 一 晶体和非晶体 思考与交流 晶体有什么特点和性质 2 晶体和非晶体的本质区别 构成固体的粒子在三维空间里是否呈现周期性的有序排列 1 定义 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 一 晶体和非晶体 3 特点和性质 1 结构特性 晶体有自范性 条件之一是生长的速率适当 2 晶体具有各向异性 强度 导热性 光学性质 3 晶体具有固定的熔点 表面涂蜡的玻璃 柱面涂蜡的水晶 分别用红热的针接触蜡面中央 学与问 玻璃的结构示意图 2 根据晶体的物理性质的各向异性的特点 人们很容易识别用玻璃仿造的假宝石 你能列举一些可能有效的方法鉴别假宝石吗 1 某同学在网站上找到一张玻璃的结构示意图 如右图 这张图说明玻璃是不是晶体 为什么 1 玻璃是非晶体 2 利用晶体与非晶体的性质差异来鉴别玻璃和宝石 宝石是晶体 具有固定的熔点和各向异性 可用硬度 熔点 折光率等性质来鉴别宝石 1 可观察宝石的形状 具有多面体的外形 实验它的硬度 可在玻璃上划出痕迹 初步确定它是晶体 2 可利用宝石的折光率鉴别 3 可利用X 射线衍射仪鉴别 学与问 1 性质差异如 外形 硬度 熔点 折光率 2 区分晶体和非晶体最科学的方法是对固体进行X 射线衍射实验 4 鉴别晶体和非晶体 晶体形成的途径主要有那些 碘的升华和凝华 5 晶体形成的途径 1 熔融态物质凝固 2 气态物质冷却不经液态直接凝固 凝华 3 溶质从溶液中析出 二 晶胞 1 晶胞 晶体中最小的重复单元 蜂巢与蜂室 铜晶体 铜晶胞 晶体与晶胞的关系可用蜂巢与峰室的关系比喻然而蜂巢是有形的 晶胞是无形的 是人为划定的 金刚石的多面体外形 晶体结构和晶胞示意图 NaCl晶体结构和晶胞 思考与交流 1 上述铜晶体 金刚石 NaCl晶体的晶胞空间构形是怎样的 2 在NaCl晶体中 晶胞是如何排列的 晶胞之间是否存在空隙 2 三种典型立方晶体结构 体心立方 简单立方 面心立方 平行六面体 无隙并置 3 特点 晶胞都是平行六面体 晶胞在晶体中是 无隙并置 而成 体心 1 面心 1 2 顶点 1 8 棱边 1 4 4 晶胞中原子个数的计算 离子晶体的顶点2 avi 二 晶胞 1 晶胞 晶体中最小的重复单元 2 三种典型立方晶体结构 简单立方 体心立方和面心立方 3 特点 晶胞都是平行六面体 晶胞在晶体中是 无隙并置 而成 4 晶胞中原子个数的计算 顶点 1 8 棱边 1 4 面心 1 2 体心 1 探究 下图依次是金属钠 Na 金属锌 Zn 碘 I2 金刚石 C 晶胞的示意图 数一数 它们分别平均含几个原子 8 1 8 1 2 8 1 8 1 2 2 8 1 8 6 1 2 8 8 1 8 6 1 2 4 8 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 1 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 练习1 2 3 2 3 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 钛酸钡晶体的结构示意图为下图 它的化学式是 A BaTi8O12B BaTi4O6C BaTi2O4D BaTiO3 D 练习2 4 现有甲 乙 丙 丁四种晶胞 可推知 甲晶体中A与B的离子个数比为 乙晶体的化学式为 丙晶体的化学式为 丁晶体的化学式为 1 1 C2D EF XY3Z Mg原子的数目 12 1 6 2 1 2 3B原子的数目 6故化学式可表示为MgB2 1 下列关于晶体与非晶体的说法正确的是A 晶体一定比非晶体的熔点高B 晶体有自范性但排列无序C 非晶体无自范性而且排列无序D 固体SiO2一定是晶体2 区别晶体与非晶体最可靠的科学方法是A 熔沸点B 硬度C 颜色D x 射线衍射实验 C D 3 晶体具有各向异性 如蓝晶石 Al2O3 SiO2 在不同方向上的硬度不同 又如石墨在与层垂直的方向上的导电率与层平行的方向上的导电率1 104 晶体的各向异性主要表现在是 硬度 导热性 导电性 光学性质A B C D D THEEND 3 某离子化合物的晶胞如右图所示立体结构 晶胞是整个晶体中最基本的重复单位 阳离子位于此晶胞的中心 阴离子位于8个顶点 该离子化合物中 阴 阳离子个数比是 A 1 8B 1 4C 1 2D 1 1 D 解题关键 Ba在立方体的中心 完全属于该晶胞 Ti处于立方体的8个顶点 每个Ti为与之相连的8个立方体所共用 即只有1 8属于该晶胞 O处于立方体的12条棱的中点 每条棱为四个立方体共用 故每个O只有1 4属于该晶胞 即晶体中 Ba Ti O 1 8 1 8 12 1 4 1 1 3易错剖析 如果以为钛酸钡晶体就是一个个孤立的如题图所示的结构 就会错选C 1 晶体与非晶体的严格判别可采用 A 有否自范性B 有否各向异性C 有否固定熔点D 有否周期性结构 2 某物质的晶体