《晶体的常识》3.ppt

第三章晶体结构与性质,第一节晶体的常识,水晶石,胆矾明矾晶体,冰糖晶体水晶,绿宝石,猫眼石,紫水晶,黄水晶,自然界中美丽的雪花,观察图片,下列固体在外形上有什么区别?,明矾,玛瑙,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又称玻璃体,一、晶体和非晶体,思考:为什么晶体呈现规则的几何外形，而非晶体没有规则的几何外形呢？你认为可能和什么因素有关？,2.分类,Cu晶体结构示意图,构成晶体与非晶体的微粒在空间的排列有何不同?,NaCl晶体结构示意图,3.特点和性质：（1）自范性：晶体能自发地呈现多面体外形的性质是晶体中粒子在微观空间里呈现周期性有序排列的宏观表现,（2）物理性质表现各向异性（强度、导热性、光学性质）同样反映了晶体内部粒子排列的有序性,（3）晶体具有固定的熔点,4.晶体自范性的条件之一是生长的速率适当,天然水晶球里的玛瑙和水晶,思考：得到晶体的途径，除了冷却的方法，还有没有其它途径？你能列举哪些？,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,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,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？,非晶体,观察对称性、刻划玻璃、加热、X射线衍射,（1）物理性质差异如：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。,6.鉴别晶体和非晶体,具有规则的几何外形,有,粒子在三维空间周期性有序排列,各向异性,固定,不具有规则的几何外形,没有,粒子排列相对无序,各向同性,不固定,微观粒子在三维空间是否呈现周期性有序排列,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,课堂练习,二晶胞,1.晶胞：描述晶体结构的基本单元,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。,铜晶体,铜晶胞,晶体结构,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、CO2晶体、NaCl晶体的晶胞的空间构形呈什么形状？2.在上述晶体中，晶胞是如何排列的？晶胞之间是否存在空隙？,CO2晶胞,平行六面体,无隙并置,2、特点：晶胞都是平行六面体.晶胞在晶体中“无隙并置”.,3.三种典型立方晶体结构,体心立方,简单立方,面心立方,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,分摊法：晶胞任意位置上的一个原子如果是被x个晶胞所共有，那么，每个晶胞对这个原子分得的份额就是1/x,探究:下图依次是金属钠(Na)、金属锌(Zn)、碘(12)、金刚石(C)晶胞的示意图，数一数，它们分别平均含几个原子?,钠、锌晶胞都是：81/8+1=2；碘：（81/8+61/2）2=8；金刚石：81/8+61/2+4=8。,Na,Zn,I2,金刚石,1、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,2.钙-钛矿晶胞结构如图所示。观察钙-钛矿晶胞结构，求该晶体中，钙、钛、氧的微粒个数比为多少？,3.在碳单质的成员中还有一种混合型晶体石墨，如图所示。它是层状结构，层与层之间依靠作用力相结合。每层内部碳原子与碳原子之间靠作用力相结合，其键角为120。分析图中每个六边形含有个碳原子。,2,8+6=4,4.下图是CO2分子晶体的晶胞结构示意图，其中有多少个分子？,5.下列是NaCl晶胞示意图，晶胞中Na+和Cl的个数比是多少？,6.最近发现一种由钛原子和碳原子构成的气态团簇分子，如下图所示，顶角和面心的原子是钛原子，棱的中心和体心的原子是碳原子，它的化学式是。,解析：由于本题团簇分子指的是一个分子的具体结构，并不是晶体中的最小的一个重复单位，不能采用均摊法分析，所以只需数出该结构内两种原子的数目就可以了。答案为：Ti14C13,立方晶胞,体心：,1,面心：,1/2,棱边：,1/4,顶点：,1/8,二晶胞,1.概念：描述晶体结构的基本单元,2.晶胞中原子个数的计算分摊法,1.如图所示晶体中每个阳离子A或阴离子B，均可被另一种离子以四面体形式包围着，则该晶体对应的化学式为AABBA2BCAB3DA2B3,2.右面图形是石墨晶体的层面结构图，试分析图形推测层面上每个正六边型拥有的共价键数和碳原子数是分别：A、6，6B、2，4C、2，3D、3，2,3.某离子晶体晶胞结构如右图所示，X位于立方体的顶点，Y位于立方体的中心，晶体中