物质的聚集状态与晶体的常识课件高二下学期化学人教版选择性必修2

第一节

物质的聚集状态与晶体的常识第1课时：晶体与非晶体第三章

晶体结构与性质学习目标

认识物质的聚集状态。能从微观角度理解晶体的结构特征，并能结合晶体的特点判断晶体与非晶体。重点难点导3min导3min阅读课本68-72页等离子体和液晶概念？（自）掌握了解等离子体、晶体的特性和应用（自）晶体的特性？（合作）晶体与非晶体本质区别以及区分方法？（合作）得到晶体的三条途径？（合作）图3-7是某同学找到的一张玻璃结构的示意图，根据这张图判断玻璃是不是晶体。为什么？（合作）学4min阅读课本68-72页晶体的特性？（合作）晶体与非晶体本质区别以及区分方法？（合作）得到晶体的三条途径？（合作）图3-7是某同学找到的一张玻璃结构的示意图，根据这张图判断玻璃是不是晶体。为什么？（合作）助5min物质的聚集状态物质的聚集状态气态固态液态晶态塑晶态液晶态非晶态等离子体离子液体由电子、阳离子和电中性粒子组成的整体上呈电中性的气态物质。熔点不高的仅由离子组成的液体物质展10min物质的聚集状态1.等离子体等离子体可以制造等离子体显示器、化学合成、核裂变等等等离子体是一种特殊的气体等离子体具有良好的导电性和流动性。物质的聚集状态科学·技术·社会2.液晶具有液体的流动性、黏度、形变性

又具有晶体的导电性、光学性质等，

表现出类似晶体的各向异性。液晶已有广泛的应用。例如，手机、电脑和电视的液晶显示器；合成高强度液晶纤维已广泛应用于飞机、火箭、坦克、防弹衣等。物质的聚集状态晶体与非晶体蜡状的白磷（P4）黄色的硫黄（S8）紫黑色的碘（I2）蓝色的硫酸铜（CuSO4·5H2O）绝大多数常见的固体是晶体只有如玻璃、炭黑之类的物质属于非晶体玻璃又称玻璃体炭黑又称无定形体评15min晶体与非晶体1.晶体与非晶体的本质差异

自范性微观结构晶体有

(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非晶体没有

(不能自发呈现多面体外形)原子排列相对无序

晶体中粒子排列的周期性是指一定方向上每隔一定距离就重复出现的排列，粒子排列的周期性导致晶体呈现规则的几何外形。晶体：内部微粒(原子、离子或分子)在三维空间里呈周期性排列而构成的具有规则几何外形的固体。非晶体：内部微粒(原子、离子或分子)在三维空间里呈相对无序排列而构成的不具有规则几何外形的固体。晶体与非晶体2.晶体的自范性

一定条件下，晶体能自发地呈现多面体外形的性质。

晶体呈现自范性的条件之一：晶体生长速率适当天然水晶球岩浆里熔融态的SiO2侵入地壳内的空洞冷却形成的玛瑙水晶熔融态的SiO2快速冷却形成的，无晶体外形熔融态的SiO2缓慢冷却形成的，呈现晶体外形晶体与非晶体

本质上，晶体的自范性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象。

非晶体粒子的排列则相对无序，无自范性。2.晶体的自范性

晶体与非晶体3.获得晶体的途径

从饱和硫酸铜溶液中析出的硫酸铜晶体从熔融态结晶出的硫晶体升华得到的碘晶体液熔融态物质凝固气态物质冷却不经也太直接凝固（凝华）溶质从溶液中析出晶体与非晶体实验步骤实验现象（1）用研钵把硫黄粉末研细，放入蒸发皿中，放在三脚架的铁圈上，用酒精灯加热至熔融态，自然冷却结晶后，观察实验现象。（2）在一个小烧杯里加入少量碘，用一个表面皿盖在小烧杯上，并在表面皿上加少量冷水。把小烧杯放在石棉网上小火加热，观察实验现象。（3）在250mL烧杯中加入半杯饱和氯化钠溶液，用滴管滴入浓盐酸，观察实验现象。硫加热融化，自然冷却结晶后，得到黄色晶体。固体直接变成紫色蒸气，蒸气遇冷又重新凝聚成紫黑色的固体。有白色细小晶体析出。实验3-1晶体与非晶体4.晶体的各向异性

晶体有固定的熔点；非晶体没有固定的熔点。晶体在不同的方向上具有不同的物理性质。包括晶体的强度、导电性、导热性、光学性质等。非晶体则不具有物理性质各向异性的特点间接确定某固体是否属于晶体：区分晶体和非晶体最可靠的科学方法是：对固体进行X射线衍射实验石墨在与层平行的方向导电率约为在与层垂直方向上导电率的1万倍晶体与非晶体晶体非晶体微观结构特征粒子周期性有序排列粒子排列相对无序性质特征自范性有无各向异性有无熔点固定不固定鉴别方法

间接方法看是否具有固定的熔点或根据某些物理性质的各向异性科学方法对固体进行X－射线衍射实验举例NaCl、I2、SiO2（水晶）、Na晶体等玻璃、橡胶等(1)图3-7是某同学找到的一张玻璃结构的示意图，根据这张图判断玻璃是不是晶体。为什么？玻璃中的粒子无周期性地排列，是无序的。所以，玻璃不是晶体。【思考与讨论】(2)根据晶体物理性质各向异性的特点，能鉴别用玻璃仿造的假宝石。请你列举一些可能有效的方法鉴别假宝石？a.观察宝石的形状，具有多面体的外形；b.测试它的硬度，在玻璃上刻画；c.利用宝石的折光率鉴别；d.可进行X射线衍射实验鉴别。晶体与非晶体(1)物质的聚集状态只有固、液、气三种状态()(2)等离子体是一种特殊的气体，液晶是液体()(3)液晶分为热致液晶和溶致液晶，胶束是一种溶致液晶()(4)等离子显示器和液晶显示器原理相同()(5)等离子体和液晶都有导电、导热、流动性和光学性质()××××√

测3min例3：判断正误(正确的打“√”，错误的打“×”)(1)晶体一定都有规则的几何外形。(

)(2)熔融态物质快速冷却即可得到晶体。(

)(3)粉末状的固体也有可能是晶体。(

)(4)有规则几何外形的固体一定是晶体(

)(5)同一物质可以是晶体，也可以是非晶体。 ()(6)晶体有自范性且其微粒排列有序，在化学性质上表现各向异性。()(7)晶体一定比非晶体的熔点高()×××××√

√

测3min晶体与非晶体特殊提醒同一物质可以是晶体，也可以是非晶体。eg：晶体SiO2和非晶体SiO2。eg：玻璃制品可以塑造出规则的几何外形，也可以具有美观对称的外观。有着规则几何外形或者美观、对称外形的固体，不一定是晶体。具有固定组成的物质也不一定是晶体，eg：某些无定形体也有固定的组成。晶体不一定都有规则的几何外形，如玛瑙。必做：课本1、2、3、6自助体验：1、2课时作业10：1、2选做：高考调研自主预习练3min第二课时晶胞、晶胞结构的测定学习目标1、了解晶体中粒子的空间排布存在周期明性，认识简单的晶胞，能计算简单晶胞中粒子的数目。2、知道X射线衍射实验是测定晶体结构的常用方法。导3min怎样描述晶体中的微粒在空间的排列规律？氯化钠晶体结构铜晶体结构晶体：内部微粒(原子、离子或分子)在三维空间里呈周期性排列而构成的具有规则几何外形的固体。金刚石结构导3min学(6min)1.如何理解晶胞？结合课本73页找出晶胞的特点并勾画（自）2.结合74页，如何计算一个晶胞内所含的原子或离子数目呢？（合）3.完成下列习题：（合）(1)晶胞有几套平行棱？有几套平行面？(2)数一数，它们分别平均含有几个原子？

金属钠（Na）

金属锌（Zn）

碘（I2）

金刚石（C）助(6min)金属钠（Na）

金属锌（Zn）

碘（I2）

金刚石（C）2.结合74页，如何计算一个晶胞内所含的原子或离子数目呢？（合）3.完成下列习题：（合）(1)晶胞有几套平行棱？有几套平行面？(2)数一数，它们分别平均含有几个原子？三、晶胞1、概念描述晶体结构的基本单元叫晶胞。铜晶胞铜晶体结构晶胞是晶体中最小的结构重复单元。展(10min)2、

晶体和晶胞的关系一般来说,常规的晶胞都是平行六面体,整块晶体可以看作是数量巨大的晶胞“无隙并置”而成。(1)“无隙”是相邻晶胞之间没有任何间隙。(2)“并置”是所有晶胞都是平行排列的,取向相同。(3)所有晶胞的形状及其内部的原子种类、个数及几何排列是完全相同的。平行六面体无隙并置展(10min)体心立方简单立方面心立方3、三种典型立方晶体结构晶胞都是平行六面体吗？六棱柱（六方）晶胞三棱柱晶胞展(10min)晶胞平行六面体8个顶角相同3套各2个平行面分别相同3套各4根平行棱分别相同金刚石晶胞CO2晶胞NaCl晶胞铜晶胞Na＋Cl－分析以下几种晶胞，总结平行六面体晶胞满足的条件：展(10min)4、晶胞中粒子个数的计算——均摊法讨论：我们能计算出这个铜晶胞平均含有的铜原子数目吗？每个顶点:1/8每个面心:1/2金属铜一个晶胞的铜原子数：8×1/8+6×1/2=4铜晶胞中含有8个顶点、6个面心评(10min)124376851221341体心：1面心：1/2顶点：1/8棱边：1/4平行六面体晶胞中不同位置的粒子数的计算晶胞顶角原子为8个晶胞共用，每个晶胞占1/8

晶胞棱上原子为4个晶胞共用，每个晶胞占1/4

晶胞面上原子为2个晶胞共用，每个晶胞占1/2

晶胞内部的原子为1个晶胞独自占有，即为1

——均摊法（1）长方体（或正方体）晶胞位置顶角棱上面上内部份额1/81/41/21均摊法：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课堂练习2：请计算出NaCl晶胞Na+和Cl-的个数。Na+数＝12×+1

＝4

1418Cl-数＝8×+6

×

＝4

12Na+数:Cl-数=1:1氯化钠的化学式为NaCl一个晶胞含4个NaCl应用：根据晶胞确定化学式。思考与讨论：(1)晶胞有几套平行棱？有几套平行面？(2)数一数，它们分别平均含有几个原子？晶胞有三套各4根平行棱，有3套各两个平行面金属钠（Na）

金属锌（Zn）

碘（I2）

金刚石（C）课堂练习3：根据离子晶体的晶胞结构，判断下列离子晶体的化学式：(A表示阳离子)AB化学式：AB化学式：AB2C化学式：ABC3（2）六棱柱（六方）晶胞位置顶角水平棱竖直棱面上内部份额1/61/41/31/21（3）三棱柱晶胞位置顶角水平棱竖直棱面上内部份额1/121/41/61/21如图所示的晶体中，A、B、C三种粒子数之比是：

。1:4:2准晶是一种介于晶体和非晶体之间的固体。是一种特殊的聚集状态。准晶具有完全有序的结构,然而又不具有晶体所应有的平移对称性,因而可以具有晶体所不允许的宏观对称性。探究——准晶：银铝准晶体的原子模型准晶具有独特的属性,坚硬又有弹性、非常平滑,而且与大多数金属不同的是其导电性、导热性很差,因此在日常生活中大有用武之地。晶体的平面点阵只能有二、三、四、六重轴（重轴n=360/α，α为旋转角度）而准晶可以有五、八、十、十二重轴。X射线管铅板晶体四、晶胞结构的测定1、测定晶体结构仪器、方法及原理X射线衍射原理：单一波长的X射线通过晶体时，X射线和晶体中的电子相互作用，会在记录仪上产生分立的斑点或明锐的衍射峰。最常用的仪器是X射线衍射仪图3－13单晶衍射图

图3－14非晶态和晶态SiO2粉末X射线衍射图谱的对比衍射图计算获得晶胞形状和大小分子或原子在微观空间有序排列呈现的对称类型原子在晶胞里的数目和位置结合晶体化学组成的信息推出原子之间的相互关系②X射线衍射实验获得分子信息根据原子坐标，可以计算原子间的距离，判断哪些原子之间存在化学键,确定键长和键角，得出分子的空间结构。乙酸晶体乙酸晶胞图3－15乙酸分子的空间结构以任意绿球为原点，红球的坐标都是(0.5,0.5,0.5)氯球坐标为(0,0,0)只需标注2个坐标，因为晶胞只包含2个原子。晶胞中坐标求法立方面心晶胞净含4个原子，所以写出4组坐标即可:所有顶点原子：0，0，0(前)后面心原子：0，1/2，1/2左(右)面心原子：1/2，0，1/2(上)下面心原子：1/2，1/2，0立方晶系：a=b=c,α=β=γ=90⁰。四方晶系：a=b≠c,α=β=γ=90⁰。拓展：1、晶胞的体积六方晶系：a=b≠c,α=β=90⁰γ=120⁰。1、晶体密度计算公式：

m:晶胞质量（g)，V：晶胞体积（cm3)）拓展：2、晶体的密度的计算2、计算步骤(1)晶胞质量m的计算①选取一个晶胞。②用“均摊法”确定晶胞（或所截取的结构单元）中所含的原子、分子或离子数目，进而确定组成单质或化合物“粒子”的数目，设为N。③计算晶胞中所含“粒子”的物质的量：