第三章晶体结构与性质新人教.ppt

1、第三章 晶体结构与性质,第一节 晶体的常识 第1课时 晶体与非晶体,金刚石,氯化钠,硝酸钾,钻石,Be3Al2Si6O18,根据构成固体物质的微观结构是否具有周期性 ，可将固体分为 和 ， 具有周期性的微观结构， 而 不具有周期性的微观结构。 由于构成晶体的微观粒子不同，粒子间的相互作用也不同，人们进一步将晶体分为 、 、 、 、 （或过渡型晶体）等类型，不同类型的晶体性质不同。,晶体,非晶体,晶体,非晶体,1固体物质的分类,分子晶体,原子晶体,离子晶体,金属晶体,混合晶体,2晶体和非晶体的本质差异,有(能自发呈现多面体外形),原子在三维空间里呈周期性有序排列,没有(不能自发呈现多面体外形),

2、原子排列相对无序,晶体的自范性是指_ _的性质，从本质上讲，晶体的自范性是_ _的宏观表象。 晶体呈现自范性是需要一定条件的: _是晶体呈现自范性的条件之一。熔融态物质冷却凝固，有时得到_，但凝固速率过快，常常只得到_或_ _。,晶体能自发呈现,多面体外形,晶体中粒子在微观空间里呈现,周期性的有序排列,晶体的生长速率适当,晶体,看不到多面体外形的粉末,没有规则外形,的块状物,天然水晶球里的玛瑙和水晶,天然水晶球是岩浆里熔融态的SiO2侵入地壳内的空洞冷却形成的。剖开水晶球，常见它的外层是看不到晶体外形的玛瑙，内层才是呈现晶体外形的水晶。其实玛瑙和水晶都是二氧化硅晶体，不同的是，玛瑙是熔融态Si

3、O2 冷却形成的，而水晶则是热液 冷却形成的。,快速,缓慢,晶体SiO2和非晶体SiO2的投影示意图,3形成晶体的途径：, ：熔融态物质经冷却后凝固。如从熔融态结晶出硫晶体。,熔融态物质凝固,从熔融态结晶出来的硫晶体, ：气态物质冷却不经液态直接凝固。如凝华得到碘晶体。,凝华,凝华得到的碘,实验3-1,碘的升华和凝华,现象：,烧杯内有紫色蒸气产生，表面皿底部有紫黑色晶体生成。, ：加热蒸发溶液或冷却饱和溶液，使溶质从溶液中析出。如从饱和溶液中析出硫酸铜晶体。,从硫酸铜饱和溶液中析出的硫酸铜晶体,结晶,4.晶体的特征,晶体有固定的几何外形,某些晶体的显微照片,K2Cr2O7晶体,KNO3晶体,萘

4、晶体,非晶体由于内部质点排列不规则，所以没有一定的结晶外形。如：石蜡、玻璃、沥青、水泥等，根据不同的要求，可以制成各种形状。,晶体有固定的熔点,加热晶体，达到熔点时，即开始熔化。在没有全部熔化以前，继续加热，温度不再上升，这时所供给的热都用来使晶体熔化，完全熔化后，温度才开始上升。,加热非晶体时，温度升高到某一程度后开始软化，流动性增加，最后变成液体。从软化到完全熔化，中间经过一定的较长的温度范围，并且在这个过程中，没有固定的熔解热效应。,晶体有各向异性,晶体的强度、导热性、光学性质等物理性质常因晶体取向不同而异，叫做各向异性。,晶体导热性的各向异性的实验验证方法,在水晶的柱面上涂一层蜡，用红

5、热的针接触蜡面中央，蜡熔化成椭圆形而不呈圆形，这是由于水晶柱面长轴方向与短轴方向传热速度不同。,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,晶体解理性的各向异性,晶体容易沿着某一平面剥离的现象,如：云母沿两层的平面方向剥离，就容易；而垂直于这个平面方向剥离，就困难得多。,晶体光学性质的各向异性,从不同方向观察红宝石或蓝宝石，会发现宝石的颜色不同，这是由于方向不同，晶体对光的吸收性质不同。,晶体的基本性质是由晶体微观结构的周期性决定的。,把画有图案的纸放在一块透明的方解石(碳酸钙的一种天然矿物)下面，透过方解石观察，可以看到这个图案有两个影像，这是由于方解石晶体对光线有双折射性。

6、,晶体导电率的各向异性,如：石墨在与层垂直的方向上的导电率为与层平行的方向上的导电率1/104。,5.晶体与非晶体的鉴别方法,考察固体中粒子在三维空间里是否呈周期性有序排列，可以确定某一固体是否晶体。,学与问1,玻璃的结构示意图,晶体与非晶体的根本区别在于构成固体中的粒子在微观空间里是否呈现周期性的有序排列。构成玻璃的粒子无周期性的排列，是无序的，所以玻璃是非晶体。,考察固体的某些性质，如外形、熔点、各向异性等，可以间接地确定某一固体是否晶体。,学与问2,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；,利用宝石的折光率鉴别；,利用宝石的熔点鉴别。,利用X

7、射线衍射仪鉴别。,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。,区分晶体和非晶体最可靠的科学方法是对固体进行X-射线衍射实验：当入射光的波长与光栅隙缝大小相当时，能产生光的衍射现象，X-射线的波长与晶体结构的周期性大小相近，所以晶体是个理想的光栅，它能使X-射线产生衍射。当单一波长的X-射线通过晶体时，会在记录仪上看到分立的斑点或者谱线，而在同一条件下摄取的非晶体图谱中却看不到分立的斑点或明锐的谱线。如：,非晶态SiO2和晶态SiO2X-衍射粉末图谱的对比,6.晶体的定义：,质点（分子、离子、原子）在空间有规则地排列

8、成的，具有整齐外型，以多面体出现的固体物质。,小结:晶体和非晶体的区别,有(能自发呈现多面体外形),原子在三维空间里呈周期性有序排列,某些物理性质（如强度、导热性、光学性质等）表现出各向异性,没有(不能自发呈现多面体外形),没有固定的熔点,不具有物理性质各向异性,有固定的熔点,有规则的几何外形,没有规则的几何外形,原子排列相对无序,【课堂反馈】,1、绝大多数常见的固体是 ；有些物质如玻璃、松香、明胶等物质属于 （又称 ）。 2、晶体与非晶体的本质区别是：晶体 自范性，原子在三维空间里呈 有序排列；非晶体 自范性，原子排列 。 3、得到晶体的一般途径： ，如硫晶体的形成； ，如碘蒸气凝华为碘晶体

9、； ，如硫酸铜晶体的形成。,4、晶体在物理性质上常常会表现出 。比如 、 、 等。而非晶体一般不具有物理性质 的特点。晶体具有明显确定的 ，而非晶体则不具备 。 5、研究晶体最可靠的科学方法是对固体进行 。,6、普通玻璃受热时只能在一定温度范围内软化，它属于 (选填“晶体”或“非晶体”)，构成玻璃的粒子的排列 （填“有序”或“无序”）。 7、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,8.碘元素有多种价态，可以形成多种含氧阴离子IxOyn-。由2个IO62-正八面体共用一个面形成的IxOyn-的化学式为（ ） AI2O94- BI2O106- CI2O118- DI2O1210- 9.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.,10.把玻璃放在火上加热到一定程度，可以把它抽成细