鲁科版高中化学选择性必修2第3章第1节第1课时认识晶体基础课课件

第1课时认识晶体(基础课)第3章不同聚集状态的物质与性质第1节认识晶体素养目标1．通过生活中常见晶体和非晶体的实例，了解晶体的特征，认识晶体与非晶体的区别。2．了解晶体中微粒的空间排布存在周期性，认识简单的晶胞，会用“切割法”确定晶胞微粒数目及晶体化学式，建立晶体结构认知模型。旧知回顾1．组成物质的微粒可以是原子、分子或离子。2．根据物质在不同温度和压强下，微粒间作用力大小的不同和微粒排列的有序或无序，物质主要可分为三种聚集状态：固态、液态和气态。3．固态物质又可分为晶体和非晶体。必备知识自主预习一、晶体的特性1．晶体的概念(1)晶体：内部微粒(原子、离子或分子)在空间按一定规律做______重复排列构成的固体物质。(2)非晶体：内部微粒无周期性重复排列的固体物质。周期性2．晶体的特性晶体的特性具体表现举例或应用自范性在适宜的条件下，晶体能够自发地呈现封闭的、规则的多面体外形水晶，晶体完好时呈六棱柱状对称性晶体在生长过程中依据内部微粒的规则排列形成规则的多面体几何外形，从而具有一定的对称性规则的氯化钠晶体具有立方体外形，它既有对称轴也有对称面具体表现举例或应用各向异性在不同的方向上表现出不同的物理性质(如导电性、导热性、膨胀系数、折光率等)石墨在与层平行的方向上的电导率数值约为在与层垂直的方向上的电导率数值的1万倍固定的熔、沸点加热晶体，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，温度才继续升高氯化钠、冰等都具有固定的熔、沸点具体表现举例或应用能使X射线产生衍射当入射光的波长与光栅缝隙大小相当时，能产生光的衍射现象。X射线的波长与晶体中原子之间的距离大小相近，所以晶体是理想的光栅，它能使X射线产生衍射利用这种性质人们建立了测定晶体结构的重要实验方法想一想晶体一定是固体，固体一定是晶体吗？提示：晶体一定是固体，固体不一定是晶体，如玻璃、橡胶等。3．晶体的分类(1)分类标准：根据晶体内部____的种类和微粒间________的不同。(2)分类晶体类型构成微粒微粒间的相互作用实例离子晶体________________NaCl金属晶体_________________________铜共价晶体__________金刚石分子晶体________________冰微粒相互作用阴、阳离子离子键金属阳离子、自由电子金属键原子共价键分子分子间作用力4．晶体与非晶体的用途(1)晶体：①某些晶体能把机械能转变成电能。②某些晶体能制作红外夜视仪。③半导体晶体做电子元件。(2)非晶体：①某些非晶态合金的强度和硬度比相应的晶态合金的强度和硬度高。②非晶态硅对阳光的吸收系数比单晶硅大，可以更有效吸收阳光。二、晶体结构的基本重复单元——晶胞概念晶体结构中基本的________形状大小、形状完全相同的__________晶体中晶胞的排列方式无隙并置“切割法”计算某晶胞中的微粒，如果被n个晶胞所共有，则微粒的_____属于该晶胞[注意]

晶胞的形状大多数是平行六面体，但也有其他形状，如三棱柱、八面体等。重复单元平行六面体1/n判一判

(正确的打“√”，错误的打“×”)(1)区分晶体与非晶体最可靠的方法是确定有没有固定的熔点。 (

)(2)粉末状固体也可能是晶体。 (

)(3)由晶胞组成的晶体，其化学式表示一个分子中原子的数目。 (

)×√×关键能力情境探究[情境探究]我们日常生活中用到的明矾和石蜡如图：正确区别晶体和非晶体明矾石蜡1．明矾和石蜡均有规则的几何外形，两者均为晶体吗？提示：明矾是晶体，石蜡是非晶体。利用外形区别晶体和非晶体不可靠。2．晶体与非晶体的本质区别是什么？提示：物质内部的微粒是否有序排列。3．晶体的特征有哪些？提示：自范性，各向异性，对称性，固定的熔、沸点。[归纳总结]1．晶体与非晶体的区别项目晶体非晶体自范性(本质区别)有无是否均一均一不均一固定熔、沸点有无各向异性有无项目晶体非晶体能否使X射线产生衍射(最科学的区分方法)能不能(能发生散射)举例NaCl晶体、I2晶体、SiO2晶体、Na晶体等玻璃、橡胶等[注意]

晶体与非晶体的本质区别是内部微粒在空间是否呈现周期性有序排列。2．晶体与非晶体的区别方法(1)看是否有固定的熔、沸点。(2)对固体进行X射线衍射实验。[能力达成]1．下列叙述正确的是(

)A．固体SiO2一定是晶体B．晶体有固定的组成，非晶体没有固定的组成C．晶体内部的微粒在空间按一定规律呈周期性有序排列D．冰和固体碘晶体中相互作用力相同√C

[固体SiO2的存在形态有结晶形和无定形两大类，故固体SiO2不一定是晶体，A错误；晶体有固定的组成，但一些非晶体，如无定形SiO2也具有固定组成，B错误；晶体内部的微粒在空间按一定规律呈周期性有序排列，C正确；冰晶体中水分子间存在氢键和范德华力，固体碘晶体中碘分子之间只有范德华力，二者晶体中相互作用力不相同，D错误。]2．(双选)我国现已能够拉制出直径为300毫米，重量达81千克的大直径硅单晶。下列对晶体硅的叙述正确的是(

)A．晶体硅有固定的熔、沸点B．非晶体材料的性能都很差C．可用X射线衍射实验来鉴别晶体硅和玻璃D．晶体硅的形成与晶体的自范性有关，形成的晶体无各向异性√√AC

[A.晶体有固定的熔、沸点，非晶体没有固定的熔、沸点，故A正确；B.非晶体材料也能表现出一些优异的性能，故B错误；C.晶体与非晶体最本质的区别是组成物质的粒子在微观空间是否有序排列，晶体可以使X射线发生衍射，所以区别晶体与非晶体最可靠的科学方法是对固体进行X射线衍射实验，故C正确；D.晶体硅的形成与晶体的自范性有关，形成的晶体有各向异性，故D错误。][情境探究]一种只含镁、镍、碳三种元素的新型超导晶体的晶胞如图所示：“切割法”计算晶胞中微粒数目1．如何确定一个晶胞中实际包含的微粒数？

2．根据“切割法”计算该晶体的化学式。

3．气态团簇分子不能用“切割法”如图所示，由金属原子M和非金属原子N构成的气态团簇分子，顶点和面上的原子是M原子，棱中心和体心的原子是N原子，则化学式可表示为M14N13或N13M14。[能力达成]1．有下列离子晶体晶胞的空间结构示意图。图中●和化学式中M分别代表阳离子，图中○和化学式中N分别代表阴离子，则化学式为MN的晶体结构为(

)A

B

C

D√

2．(双选)已知某化合物的晶体是由如图所示的最小结构单元密置堆积而成的，下列关于该化合物的叙述错误的是(

)A．1mol该化合物中含有1molYB．1mol该化合物中含有8molCuC．1mol该化合物中含有2molBaD．该化合物的化学式是YBa2Cu3O6√√3．如图所示为甲、乙、丙三种晶体的晶胞：

试推断甲晶体的化学式(X为阳离子)为________，乙晶体中A、B、C三种微粒的个数比是___________，丙晶体中每个D周围结合E的个数是________。X2Y1∶3∶18

[教材链接][教材交流·研讨]现有甲、乙两种晶体的晶胞。(1)甲晶体中X与Y的个数比是多少？(2)乙晶体中每个晶胞包含有C离子、D离子个数各为多少？(3)若晶胞是六棱柱，那么顶点上的一个微粒被几个六棱柱共用？

[情境探究]立方氮化硼结构、硬度与金刚石相似，其晶胞如图，晶胞边长为apm(设NA为阿伏加德罗常数的值)。与晶胞有关的计算1．1个立方氮化硼晶胞所含的N、B原子数分别为多少？质量为多少？

2．1个立方氮化硼晶胞体积为多少？密度为多少？

[归纳总结]1．计算类型(1)计算晶胞中微粒的数目，进而求晶体的化学式。(2)计算晶胞的质量，进而计算晶体的密度。(3)计算晶胞的空间利用率。(4)计算晶胞中微粒间的距离或晶胞参数。2．计算原理(1)求化学式：根据“切割法”计算出一个晶胞中所含微粒数目，求出晶胞所含微粒个数的最简整数比，从而写出晶体的化学式。(2)计算密度：

√

2．BP的晶胞结构如图所示，B原子在P原子围成的________(填“四面体”或“八面体”)空隙中；若晶胞的棱长为apm，用NA表示阿伏加德罗常数的值，则BP晶体的摩尔体积＝_______________cm3·mol-1(用含a、NA的代数式表示)。四面体

3．在汽车工业中，热敏电阻被广泛地用来测试汽车的空调、发动机、水箱温度。热敏电阻的主要成分——钡钛矿晶体的晶胞结构如图所示，晶胞棱长为acm。顶点位置被Ti4+所占据，体心位置被Ba2+所占据，所有棱心位置被O2-所占据(已知相对原子质量——O：16

Ti：48

Ba：137)。(1)写出该晶体的化学式：

____________。(2)若将Ti4+置于晶胞的体心，Ba2+置于晶胞顶点，则O2-处于立方体的________位置。(3)在该物质的晶体中，每个Ti4+周围距离相等且最近的Ti4+有_____个；若将它们连接起来，形成的空间结构为________________。(4)若晶体的密度为ρg·cm-3，阿伏加德罗常数的值为NA，则a＝________。BaTiO3面心6正八面体形

学习效果随堂评估1．(双选)下列有关晶胞的叙述错误的是(

)A．晶胞是描述晶体结构的基本单元B．整块晶体中，相邻晶胞之间有间隙C．晶胞一般都是平行六面体D．晶胞都是正八面体243题号15√√2．某晶体是一种性能良好的非线性光学材料，晶胞中K、I、O分别处于顶点、体心、面心位置，该晶体的化学式应为(

)A．KIO B．KIO2C．KIO3 D．KIO423题号145√

3．(双选)元素X位于第4周期，其基态原子的内层轨道全部排满电子，且最外层电子数为2。元素Y基态原子的3p轨道上有4个电子，X与Y所形成化合物晶体的晶胞如图所示。下列说法不正确的是(

)A．X位于元素周期表第4周期ⅡB族B．Y的基态原子的核外电子有16种运动状态C．该晶体中X粒子与Y粒子的个数之比为2∶1D．该晶体中每个X粒子周围与它最近且等距离的X粒子有4个23题号415√√

23题号4154．(2023·辽宁卷)晶体结构的缺陷美与对称美同样受关注。某富锂超离子导体的晶胞是立方体(图1)，进行镁离子取代及卤素共掺杂后，可获得高性能固体电解质材料(图2)。下列说法错误的是(

)243题号15

243题号15√

243题号