3.1_晶体的常识.ppt

2020/6/3,第三章晶体结构与性质,3.1晶体常识,2020/6/3,你知道固体有晶体和非晶体之分吗？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能否举例说明？,2020/6/3,雪花晶体,食糖晶体,美丽的晶体,明矾晶体,单质硫,食盐晶体,2020/6/3,2020/6/3,祖母绿,2020/6/3,绿宝石,2020/6/3,猫眼石,2020/6/3,紫水晶,2020/6/3,黄水晶,黄水晶,2020/6/3,NaCl晶体结构示意图：,2020/6/3,金刚石晶体结构示意图,2020/6/3,干冰晶体结构,2020/6/3,非晶态又称玻璃态,2020/6/3,玻璃结构示意图,B,O,Si,M,2020/6/3,晶体的原子呈周期性排列非晶体的原子不呈周期性排列,2020/6/3,宏观晶体的形貌,立方,2020/6/3,2020/6/3,1.从外形看,晶体与非晶体有何不同?2.构成晶体的微粒在空间的排列有何特点?,晶体与非晶体比较,思考?,2020/6/3,说明:(1)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。在一定条件下晶体能自动地呈现具有一定对称性的多面体的外形（晶体的形貌）。非晶体不能呈现多面体的外形。(2)晶体自范性的条件之一:生长速率适当。,2020/6/3,2020/6/3,水晶石,2020/6/3,3.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.,2020/6/3,1.石墨(C)和蓝宝石(Al2O3SiO2)是常见的晶体,其中石墨的结构呈层状,在与层垂直方向的导电率为与层平行方向上导电率的1/10000;蓝宝石在不同方向上的硬度是不同的.2.石蜡和玻璃都是非晶体,如果将二者加热,当温度升高到一定程度后,开始软化,流动性增强,最后变成液体.整个过程温度不断上升,并且在这个过程中没有固定的熔解热效应.,小资料,2020/6/3,思考与交流:1.如何鉴别晶体和非晶体?,2.右图是玻璃的结构示意图,根据该图判断玻璃是不是晶体?为什么?,3.你能列举一些可能有效的方法鉴别真假宝石(假宝石通常是用玻璃仿造的)吗?,2020/6/3,阅读教材第62页科学视野晶体的X-射线衍射实验,用于晶体鉴别,2020/6/3,小结,晶体与非晶体,性质晶体非晶体自范性有无熔点固定不固定各向异性有无X-衍射（粉末）明锐线条漫峰,晶体1.定义：有规则几何形状的固体,2020/6/3,2.晶体自范性的条件之一:生长速率适当3.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.,2020/6/3,1.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,2020/6/3,1、下列不属于晶体的特点是（）A.一定有固定的几何外形B.一定有各向异性C.一定有固定的熔点D.一定是无色透明的固体,D,2020/6/3,2.晶体具有各向异性。如蓝晶石（Al2O3SiO2）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1104。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,2020/6/3,二晶胞,1.描述晶体结构的基本单元叫做晶胞,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。,2020/6/3,金刚石的多面体外形、晶体结构和晶胞示意图,2020/6/3,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？,2020/6/3,平行六面体,无隙并置,2020/6/3,三种典型立方晶体结构,2020/6/3,二晶胞1.描述晶体结构的基本单元叫做晶胞,2.一般来说,晶胞都是平行六面体.晶胞在晶体中是“无隙并置”而成.,3.晶胞中粒子数的计算：均摊法,2020/6/3,3.晶胞中原子个数的计算,2020/6/3,立方晶胞,体心：,1,面心：,1/2,棱边：,1/4,顶点：,1/8,小结:晶胞对质点的占有率,2020/6/3,3.常见晶胞中微粒数的计算,(1)六方晶胞：在六方体顶点的微粒为6个晶胞共有，在面心的为2个晶胞共有，在体内的微粒全属于该晶胞。微粒数为：121/6+21/2+3=6,长方体晶胞中不同位置的粒子对晶胞的贡献：顶-1/8棱-1/4面-1/2心-1,（2）面心立方：在立方体顶点的微粒为8个晶胞共有，在面心的为2个晶胞共有。微粒数为：81/8+61/2=4,(3)体心立方：在立方体顶点的微粒为8个晶胞共享，处于体心的金属原子全部属于该晶胞。微粒数为：81/8+1=2,2020/6/3,2020/6/3,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_.,练习一：,2:3,2,3,2020/6/3,练习二,2001年报道的硼和镁形成的化合物刷新了金属化合物超导温度的最高记录。如图所示的是该化合物的晶体结构单元：镁原子间形成正六棱柱，且棱柱的上下底面还各有1个镁原子，6个硼原子位于棱柱内。则该化合物的化学式可表示为,A、MgBB、MgB2C、Mg2BD、Mg3B2,2020/6/3,Mg原子的数目：121/6+21/2=3B原子的数目：6故化学式可表示为MgB2,2020/6/3,2020/6/3,练习三,2001年报道的硼和镁形成的纳米颗粒，如图所示的是该纳米颗粒：镁原子间形成正六棱柱，且棱柱的上下底面还各有1个镁原子，6个硼原子位于棱柱内。则该纳米颗粒化学式可表示为,A、MgBB、MgB2C、Mg2BD、Mg14B6,注意晶胞结构与纳米颗粒、分子簇的区别,2020/6/3,2.晶体硼的基本结构单元都是由硼原子组成的正二十面体,其中含有20个等边三角形和一定数目的顶角，每个顶角各有一个原子，试观察图形回答。这个基本结构单元由_个硼原子组成，共含