《晶体的常识》 2

1、内容结构晶体晶体的常识晶胞晶体的特征分 子晶体冰 和 干 冰的 结 构 特点分子晶体特性原 子晶体金属键金属晶体离子晶体晶格能原 子 晶体特性原子晶体结构特点金属晶体的基本堆积模型离子晶体的特性与结构特点明明矾矾Na+ Cl-金刚石晶体金刚石晶体结构示意图结构示意图 干冰晶体结构干冰晶体结构定义定义思考思考 为什么晶体呈现规则为什么晶体呈现规则的几何外形，而非晶体的几何外形，而非晶体没有规则的几何外形呢？没有规则的几何外形呢？你认为可能和什么因素你认为可能和什么因素有关？有关？2 2、分类、分类 观察图片观察图片: :构成晶体与非晶体的微粒在空间的构成晶体与非晶体的微粒在空间的排列有何不同排列

2、有何不同? ?自范性：自范性：自发自发各向异性各向异性固定的熔点。固定的熔点。生长的速率适当生长的速率适当思考：思考：得到晶体的途得到晶体的途径，除了冷却的方法，径，除了冷却的方法，还有没有其它途径？还有没有其它途径？你能列举哪些？你能列举哪些？5 5、晶体形成的途径、晶体形成的途径学与问学与问非晶体非晶体观察对称性、刻划玻璃、加热、观察对称性、刻划玻璃、加热、X X射线衍射射线衍射X-X-射线衍射射线衍射固体固体外观外观微观结构微观结构自范性自范性各向各向异性异性熔点熔点晶体晶体非晶非晶体体本质本质区别区别周期性有序周期性有序无形无形平行六平行六面体面体无隙并置无隙并置无隙并置无隙并置3、三

3、种典型立方晶体结构、三种典型立方晶体结构体心：体心：1面心：面心：1/2顶点：顶点：1/8棱边：棱边：1/44.4.晶胞中原子个数的计算晶胞中原子个数的计算1 1C2DEFXY3Z2、下图依次是金属钠、下图依次是金属钠(Na)、金属锌、金属锌(Zn)、碘、碘(12)、金刚石金刚石(C)晶胞的示意图，数一数，它们分别平均晶胞的示意图，数一数，它们分别平均含有几个原子含有几个原子?NaZnI2金刚石金刚石3、钙、钙-钛矿晶胞结构如图所示。观察钙钛矿晶胞结构如图所示。观察钙-钛钛矿晶胞结构，求该晶体中，钙、钛、氧的矿晶胞结构，求该晶体中，钙、钛、氧的微粒个数比为多少？微粒个数比为多少？CaTiO34

4、、下列是、下列是NaCl晶胞示意图，晶胞中晶胞示意图，晶胞中Na+和和Cl的个数比是多少？的个数比是多少？Na4Cl41 15.20015.2001年报道的硼和镁形成的化合物刷新了金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棱柱，且棱柱的上下底面还各有1 1个镁原子，个镁原子，6 6个硼原子位于棱柱内。则该化合物的化学式可个硼原子位于棱柱内。则该化合物的化学式可表示为表示为( )( ) A、MgB B、 MgB2 C

5、、Mg2B D、Mg3B2Mg原子的数目：原子的数目：121/6+21/2=3B原子的数目：原子的数目：6故化学式可表示为：故化学式可表示为：MgB27.7.晶体硼的基本结构单元都是由硼原子组成的正晶体硼的基本结构单元都是由硼原子组成的正二十面体二十面体, ,其中含有其中含有2020个等边三角形和一定数目的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。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这个基本结构单元由 _ _ _个硼原子组成，共个硼原子组成，共含有含有_ _ 个个B-BB-B键。键。1212303020203 3606060605 51212

6、60602 23030非晶态和晶态石英的非晶态和晶态石英的X-射线粉末衍射图谱射线粉末衍射图谱晶态石英的谱图晶态石英的谱图非晶态石英的谱图非晶态石英的谱图小结：晶体的特性小结：晶体的特性1.1.晶体与非晶体晶体与非晶体 (1)(1)晶体晶体：内部微粒（原子、离子或分子）在空间按内部微粒（原子、离子或分子）在空间按一定规律做周期性重复排列构成的固体物一定规律做周期性重复排列构成的固体物质。质。 (2)(2)非晶体非晶体：内部原子或分子的排列呈现杂乱无章的内部原子或分子的排列呈现杂乱无章的分布状态。分布状态。(3) (3) 常见的晶体和非晶体常见的晶体和非晶体: : 晶体：食盐晶体：食盐( (离子

7、化合物的固态一般为离子化合物的固态一般为晶体晶体) )、冰、金属、宝石、水晶、大部分、冰、金属、宝石、水晶、大部分矿石。矿石。 非晶体：玻璃及玻璃态物质、橡胶。非晶体：玻璃及玻璃态物质、橡胶。2.2.晶体的特性晶体的特性 （1 1）具有规则的几何外形。）具有规则的几何外形。（2 2）自范性：在适宜条件下，晶体能够自发地）自范性：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。呈现封闭的、规则的多面体外形。（3 3）各向异性：晶体在不同方向上表现出不）各向异性：晶体在不同方向上表现出不同的物理性质。同的物理性质。 （4 4）对称性：晶体的外形和内部结构都具有）对称性：晶体的外形和内部结

8、构都具有特有的对称性。特有的对称性。（5 5）有固定的熔点）有固定的熔点而非晶态没有而非晶态没有。3.3.晶体的种类晶体的种类 根据内部微粒的种类和微粒间的相根据内部微粒的种类和微粒间的相互作用不同，将晶体分为互作用不同，将晶体分为离子晶体离子晶体、金属晶体金属晶体、原子晶体原子晶体和和分子晶体分子晶体。固体固体外观外观微观结构微观结构自范性自范性各向异性各向异性熔点熔点晶体晶体非晶非晶体体本质本质区别区别鉴别鉴别最科学的方法是用最科学的方法是用X X射线衍射实验射线衍射实验2 2、晶胞中原子个数的计算、晶胞中原子个数的计算均摊法均摊法常见晶胞中微粒数的计算常见晶胞中微粒数的计算: (1)(1

9、)六方晶胞六方晶胞：在六方体顶点的微粒为：在六方体顶点的微粒为6 6个个晶胞共有，在面心的为晶胞共有，在面心的为2 2个晶胞共有，在体内的个晶胞共有，在体内的微粒全属于该晶胞。微粒全属于该晶胞。微粒数为：微粒数为：12121 1/6 + 2/6 + 21 1/2 + 3 = 6/2 + 3 = 6 长方体晶胞中不同位置的粒子对晶胞的贡献：长方体晶胞中不同位置的粒子对晶胞的贡献： 顶顶 -1/8 -1/8 棱棱-1/4 -1/4 面面-1/2 -1/2 心心-1-1（2 2）面心立方面心立方：在立方体顶点的微粒为：在立方体顶点的微粒为8 8个晶胞共有，在面心的为个晶胞共有，在面心的为2 2个晶胞

10、共有。个晶胞共有。微粒数为：微粒数为：8 81/8 + 61/8 + 61/2 = 41/2 = 4(3)(3)体心立方体心立方：在立方体顶点的微粒为：在立方体顶点的微粒为8 8个晶胞共享，处于体心的金属原子全部个晶胞共享，处于体心的金属原子全部属于该晶胞。属于该晶胞。微粒数为：微粒数为：8 81/8 + 1 = 21/8 + 1 = 2(8 + 6 )3 =1281216、下图是、下图是CO2分子晶体的晶胞结构示意图，分子晶体的晶胞结构示意图，其中有多少个原子？其中有多少个原子？4 4、在碳单质的成员中还有一种混合型晶体、在碳单质的成员中还有一种混合型晶体石墨，石墨，如图所示。它是层状结构，层与层之间依靠作用力相结如图所示。它是层状结构，层与层之间依靠作用力相结合