高中化学 第3章 不同聚集状态的物质与性质 第1节 认识晶体课件 鲁科版选修2-鲁科版高二选修2化学课件

1、第1节认识晶体1.了解晶体的重要特征,能说出晶体与非晶体的区别,形成宏观辨识与微观探析的化学核心素养。2.了解晶胞的概念,以及晶胞与晶体的关系,会用“切割法”确定晶胞中的微粒数目(或微粒数目比)和晶体的化学式。培养证据推理与模型认知的化学核心素养。必备知识正误判断一、晶体的特性1.定义人们把内部微粒(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质称为晶体。2.晶体的特性(1)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。(2)晶体的外形往往还表现出一定的对称性。例如,规则的食盐晶体具有立方体外形,它既有对称轴也有对称面。(3)晶体在不同的方向上表现出不同的物理性质

2、,这称为晶体的各向异性。(4)能使X射线产生衍射。利用这种性质,人们建立了测定晶体的重要实验方法。必备知识正误判断3.晶体的分类(1)分类标准:根据晶体内部微粒的种类和微粒间相互作用的不同。(2)分类晶体类型构成微粒实例离子晶体阴、阳离子NaCl金属晶体金属阳离子、自由电子铜共价晶体原子金刚石分子晶体分子冰4.非晶体人们把内部微粒无周期性重复排列的固体物质称为非晶体。如橡胶、玻璃、石蜡等。必备知识正误判断【微思考1】晶体的各向异性及对称性是由哪些因素引起的?提示:晶体内部的微粒在空间按照一定规律做周期性重复排列,且微粒的空间排布具有特定的对称性,只有这样才能使晶体在生长过程中依据内部微粒的规则

3、排列,形成规则的多面体几何外形;内部微粒在不同方向上排列的规律不同,从而使晶体具有各向异性。必备知识正误判断二、晶体结构的基本重复单元晶胞 必备知识正误判断如图所示,铜晶胞中含有的铜原子数为 必备知识正误判断【微思考2】晶体的化学式表达的意义是什么?提示:晶体的化学式表示的是晶体(或晶胞)中各类原子或离子的最简整数比,由晶胞构成的晶体,其化学式并不是表示一个分子中含有多少个原子。必备知识正误判断判断下列说法是否正确,正确的打“”,错误的打“”。1.有规则几何外形的固体就是晶体。()2.熔融态的晶体冷却凝固,得到的固体不一定呈规则的几何外形。()3.晶胞都是平行六面体。()4.晶胞是晶体基本的重

4、复单元。()5.不同的晶体中晶胞的大小和形状都相同。()6.已知晶胞的组成也无法推知晶体的组成。()答案:1.2.3.4.5.6. 探究1探究2素养脉络随堂检测晶体与非晶体的区别晶体与非晶体的区别问题探究【观图助学】探究1探究2素养脉络随堂检测1.有固定组成的物质一定是晶体吗?提示:具有固定组成的物质不一定是晶体,如某些无定形体也有固定的组成,如无定形SiO2。2.图2实验有什么作用?提示:晶体能使X射线产生衍射,利用这种性质,人们建立了区分晶体和非晶体最可靠的科学方法。探究1探究2素养脉络随堂检测深化拓展1.晶体与非晶体的区别微观结构自发地呈现规则的多面体外形各向性 熔点晶体微粒在三维空间呈

5、周期性重复排列能各向异性固定非晶体微粒无周期性重复排列不能各向同性不固定本质区别内部微粒在空间是否呈现周期性重复排列探究1探究2素养脉络随堂检测2.晶体与非晶体的区别方法 间接方法看是否有固定的熔点科学方法对固体进行X射线衍射实验【微点拨】晶体有固定的熔点。加热晶体,温度达到熔点时即开始熔化,在没有全部熔化之前,继续加热,温度不再升高,完全熔化后,温度才继续升高。探究1探究2素养脉络随堂检测素能应用典例1(2020山东泰安第一中学高二检测)下列叙述中正确的是()A.具有规则几何外形的固体一定是晶体B.具有特定对称性的固体一定是晶体C.具有各向异性的固体一定是晶体D.依据构成粒子的堆积方式可将晶

6、体分为金属晶体、离子晶体、分子晶体、共价晶体答案:C解析:有些人工加工而成的非晶体也具有规则几何外形和高度对称性,故A、B两项错误;具有各向异性的固体一定是晶体,C项正确;晶体可分为金属晶体、离子晶体、分子晶体、共价晶体,依据的是构成晶体的微粒的种类和微粒间相互作用的不同,故D项错误。探究1探究2素养脉络随堂检测易错警示 晶体具有规则的几何外形,但具有规则几何外形的固体不一定是晶体。非晶体也可以打磨成规则的几何外形,但仍不是晶体。探究1探究2素养脉络随堂检测变式训练1-1(2020安徽合肥第一中学高二检测)下列有关晶体和非晶体的说法中正确的是()A.无色透明的固体一定是晶体B.晶体能自发地呈现

7、规则的多面体外形,非晶体不能C.晶体研碎后即变为非晶体D.将玻璃加工成规则的固体即变成晶体答案:B解析:无色透明的玻璃属于非晶体,将其加工成有规则几何外形的玻璃制品,仍为非晶体,A、D选项错误。组成晶体的粒子在空间呈现周期性重复排列,因此,晶体研碎成小的颗粒仍然是晶体,所以C项错误。探究1探究2素养脉络随堂检测变式训练1-2(2020山东实验中学高二模拟)如图是a、b两种不同物质的熔化曲线,下列说法正确的是()A.a是晶体B.a是非晶体C.b是晶体D.a、b都是非晶体探究1探究2素养脉络随堂检测答案:A解析:晶体有固定的熔点,由图a分析知,中间有一段温度不变,但一直在吸收能量,此时所对应的温度

8、即为此晶体的熔点;b曲线温度一直在升高,没有一段温度是不变的,表示b物质没有固定的熔点,为非晶体。探究1探究2素养脉络随堂检测晶胞中微粒的求法晶胞中微粒的求法切割法切割法(均摊法均摊法)问题探究1.晶胞的常见类型有哪些?提示:晶胞的结构有很多种,常见的有如下几类:(1)简单立方:仅在平行六面体的8个顶点上有粒子。(2)体心立方:除8个顶点上有粒子外,平行六面体的体心还有一个粒子。(3)面心立方:除8个顶点和体心有粒子外,平行六面体的6个面的面心上都各有一个粒子。探究1探究2素养脉络随堂检测2.计算晶胞中的微粒数目为什么采用切割法?提示:整块晶体可以看做是数量巨大的晶胞堆积而成。位于晶胞顶点、棱

9、上、面上的微粒并不为一个晶胞所独占,因此,需采用切割法。3.晶体与晶胞的关系是怎么样的呢?提示:将一个个晶胞及其包含的微粒上、下、前、后、左、右并置,就构成了整个晶体结构。因此,知道了晶胞的大小和形状以及晶胞中包含的微粒的种类、数目和空间位置,就可以了解整个晶体的结构。晶体与晶胞的关系好比蜂巢与蜂室的关系。探究1探究2素养脉络随堂检测深化拓展1.切割法的知识要点晶胞任意位置上的一个原子若被X个晶胞共用,那么每个晶胞对这个原子分得的份额就是 。2.长方体形(正方体形)晶胞中不同位置的粒子数的计算 探究1探究2素养脉络随堂检测3.六棱柱晶胞中不同位置的粒子数的计算 探究1探究2素养脉络随堂检测探究

10、1探究2素养脉络随堂检测【微点拨】进行非长方体形晶胞中粒子数目计算时,视具体情况而定,如石墨晶胞每一层内碳原子排成一个个六边形,每个碳原子被三个六边形共用,每个碳原子对一个六边形的贡献为 。探究1探究2素养脉络随堂检测素能应用典例2(2020北京第四中学高二检测节选)(1)元素铜的一种氯化物晶体的晶胞结构如下图所示,该氯化物的化学式是。 (2)Cu2O为半导体材料,在其立方晶胞内部有4个氧原子,其余氧原子位于6个面心和8个顶点,则该晶胞中有个铜原子。 探究1探究2素养脉络随堂检测(3)利用“卤化硼法”可合成含B和N两种元素的功能陶瓷,下图为其晶胞结构示意图,则每个晶胞中含有B原子的个数为,该功

11、能陶瓷的化学式为。 (4)某晶体结构模型如下图所示。在晶体中1个Ti原子、1个Co原子周围距离最近的O原子数目分别为、。 探究1探究2素养脉络随堂检测答案:(1)CuCl(2)16(3)2BN(4)612 的电负性大于B,所以该陶瓷的化学式为BN。(4)Ti原子位于晶胞的中心,其周围距离最近的O原子分别位于6个面的面心,所以周围距离最近的O原子数目为6;Co原子位于晶胞的顶点,O原子位于晶胞的面心,所以Co原子周围距离最近的O原子数目为12。探究1探究2素养脉络随堂检测规律方法1.晶胞中原子个数的计算关键是正确分析晶胞中任意位置上的一个原子被几个晶胞所共用。不同形状的晶胞情况不同。如六棱柱晶胞

12、中,顶点、侧棱、底面、侧面的原子,依次被6、3、2、2个晶胞共用。2.确定晶体化学式的方法观察微粒种类确定微粒在晶胞中的位置用切割法求各微粒的数目求各微粒的最简个数比确定化学式。探究1探究2素养脉络随堂检测变式训练2-1(2020江苏苏州实验中学高一检测)已知某晶体晶胞如图所示,则该晶体的化学式为()A.XYZ B.X2Y4ZC.XY4Z D.X4Y2Z答案:C 解析:该晶体的晶胞是正方体形晶胞。该晶胞拥有的X粒子数为8 =1;Y位于该晶胞内,共有4个,因此该晶胞中拥有的Y粒子数为4;Z位于晶胞的体心,故该晶体的化学式为XY4Z。探究1探究2素养脉络随堂检测变式训练2-2(2020北京师范大学

13、附属实验中学高二检测)某离子晶体晶胞结构如图所示,X位于立方体的顶点,Y位于立方体中心,试分析:晶体中每个Y同时吸引着个X,每个X同时吸引着个Y,该晶体的化学式为。 探究1探究2素养脉络随堂检测答案:48XY2(或Y2X) 探究1探究2素养脉络随堂检测探究1探究2素养脉络随堂检测1.(2020黑龙江哈尔滨第三中学高二检测)下列关于晶体性质的叙述中,不正确的是()A.在适宜条件下,晶体能够自发地呈现封闭、规则的多面体几何外形B.晶体的各向异性和对称性是矛盾的C.晶体的对称性是微观粒子按一定规律做周期性重复排列的必然结果D.晶体的各向异性直接取决于微观粒子的排列具有特定的方向性答案:B解析:晶体的

14、各向异性取决于微观粒子的排列具有特定的方向性,而对称性是微观粒子按一定规律做周期性重复排列的必然结果,B项的说法错误。探究1探究2素养脉络随堂检测2.下列说法错误的是()A.同一物质有时可以是晶体,有时可以是非晶体B.区分晶体和非晶体最可靠的科学方法是确定有没有固定熔点C.雪花是水蒸气凝华得到的晶体D.溶质从溶液中析出可以得到晶体答案:B解析:A项正确,如晶态SiO2和非晶态SiO2;B项错误,最可靠的科学方法是对固体进行X射线衍射实验。探究1探究2素养脉络随堂检测3.(2020河北石家庄第二中学高二检测)下列不属于晶体的特点的是()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答案:D解析:晶体的特点有:有规则的几何外形、固定的熔点及各向异性,但不一定是无色透明的,如紫黑色的碘晶体、蓝色的硫酸铜晶体。探究1探究2素养脉络随堂检测4.(2020福建厦门双十中学高二检测)最近发现,只含镁、镍和碳三种元素的晶体竟然也具有超导性。该新型超导晶体的一个晶胞如图所示,则该晶体的化学式为()A.Mg2CNi3B.MgC2NiC.MgC