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

物质的聚集状态与晶体的常识第一节第三章

晶体结构与性质一、物质的聚集状态1.物质的聚集状态除了固、液、气态外，还有其他形式，如晶态、非晶态，以及介乎晶态和非晶态之间的塑晶态、液晶态等。物质的聚集状态气态液态固态等离子体离子液体【科学•技术•社会】3.性质：等离子体具有良好的导电性和流动性4.用途：制造等离子体显示器、化学合成、核聚变等等离子体1.概念：气态物质在高温或者在外加电场激发下，分子发生分解，产生电子和阳离子等。这种由电子、阳离子和电中性粒子组成的整体上呈电中性的物质聚集体称为等离子体。2.存在：

日光灯和霓虹灯的灯管里，蜡烛的火焰里，极光和雷电里液

晶1.概念：介于液态和晶态之间的物质状态，分为热致液晶和溶致液晶2.性质：既具有液体的流动性、黏度、形变性等，又具有晶体的某些物理性质，如导热性、光学性质等，表现出类似晶体的各向异性3.用途：制造液晶显示器、合成高强度液晶纤维【科学•技术•社会】一、物质的聚集状态2、物质的组成氯化钠由Na+和Cl-离子构成金刚石由碳原子构成——分子、原子、离子、电子等极光（等离子体）由电子、阳离子和电中性粒子构成一、物质的聚集状态(2)常温下大部分的气态和液态物质如CO2、H2O等是由分子组成的。(1)固态物质：如氯化钠等大多数盐类物质是由阳离子和阴离子组成的;金刚石、二氧化硅等是由原子构成；单质硫、白磷等则是由分子构成。但气态和液态物质不一定由分子组成，如：①等离子体是由电子、阳离子和电中性粒子(分子或原子)组成的整体上呈电中性的气态物质。②离子液体是熔点不高的仅由离子组成的液态物质。白磷(P4)硫磺(S8)碘(I2)高锰酸钾(KMnO4)硫酸铜(CuSO4)玻璃炭黑(C)晶体非晶体1.晶体与非晶体的本质差异固体自范性微观结构晶体

非晶体

有原子在三维空间里呈周期性有序排列无原子在三维空间里排列相对无序自范性：晶体能自发地呈现多面体的性质二、晶体与非晶体某同学找到一张玻璃的结构示意图，根据这张图判断玻璃是不是晶体？为什么？不是晶体。玻璃中粒子排列无序【思考与讨论1】2.晶体的特点二、晶体与非晶体(1)自范性①概念：晶体能自发地呈现多面体的性质。②形成条件：晶体生长的速率适当。天然水晶球里的玛瑙和水晶玛瑙水晶天然水晶球是熔融态SiO2侵入地壳内的空洞冷却形成的,玛瑙是熔融态SiO2快速冷却形成(没有规则外形);水晶是熔融态SiO2缓慢冷却形成(有规则外形)具有规则几何外形的固体一定是晶体吗？不一定，如玻璃、塑料等制品，在人力作用下可形成规则几何外形。晶体一定具有规则几何外形吗？不一定，如玛瑙是由熔融态SiO2快速冷却形成，没有规则外形。又如：许多固体粉末仍是晶体，只因晶粒太小，肉眼看不到而已。【思考与讨论2】注意：3.晶体不一定都有规则的几何外形。如玛瑙。1.同一物质可以是晶体，也可以是非晶体。如晶体SiO2和非晶体SiO2。2.有规则几何外形或者美观、对称外形的固体，不一定是晶体。4.晶体的固体粉末同样是晶体。晶粒太小无法用肉眼观察。得到晶体的途径：①.熔融态物质凝固②.气态物质冷却不经液态直接凝固（凝华）③.溶质从溶液中析出（结晶）从熔融态结晶的硫晶体从饱和溶液中析出的硫酸铜晶体凝华得到的碘晶体(2)各向异性①概念：晶体的某些物理性质(如强度、导热性、光学性能)在不同方向上的差异②原因：晶体内部质点排列的高度有序性2.晶体的特点二、晶体与非晶体2.晶体的特点(3)晶体有固定的熔点，非晶体没有固定的熔点晶体非晶体二、晶体与非晶体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？【思考与讨论3】测其硬度、导热性、折光率、熔点等X射线衍射实验（最可靠的科学方法）三、晶体结构的测定衍射散射效应晶体的X射线衍射实验X射线管铅板晶体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。衍射图计算获得晶体结构的相关信息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。三、晶体结构的测定四、晶胞1.概念描述晶体结构的基本单元叫晶胞。(晶胞是晶体中最小的结构重复单元)常规的晶胞都是平行六面体。八个顶角相同三套各四根平行棱分别相同三套各两个平行面分别相同2.形状特点四、晶胞四、晶胞3.晶胞的排列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。晶体可以看作是数量巨大的晶胞“无隙并置”而成。“无隙”

指相邻的晶胞之间没有任何间隙；

一个晶胞与相邻的晶胞完全共顶点、共棱边、共面“并置”

指所有晶胞都是平行排列的，取向相同。

一个晶胞到另一个晶胞只需平移，不需转动铜晶胞球棍模型[练一练]判断下列4个图中结构，属于晶胞的是（）A八个顶角相同三套各四根平行棱分别相同三套各两个平行面分别相同四、晶胞4.晶胞中粒子数目的计算均摊法：如某个粒子为x个晶胞所共有，则该粒子有属于一个晶胞。

顶角棱上面上体内平行六面体

1

下图依次是金属钠（Na）、金属锌（Zn）、碘（I2）、金刚石（C）晶胞的示意图，数一数，它们分别平均含几个原子?【思考与讨论4】交流研讨P58现有甲、乙、丙(如图所示)三种晶体的晶胞(甲中X处于晶胞的中心，乙中A处于晶胞的中心)。(1)甲晶体中X与Y的个数比是多少？乙晶体中A与B的个数比是多少？(2)丙晶体中每个晶胞包含有C离子、D离子各为多少？晶胞知识小结四、晶胞三棱柱顶点1/12棱上水平棱1/4竖棱1/6内部1面上1/2四、晶胞六棱柱内部1面上1/2棱上水平1/4竖1/3顶点1/6四、晶胞晶体化学式的确定:观察确认粒子种类→确定各粒子在晶胞中的位置→用均摊法求晶胞均摊各粒子的数目→求各粒子数目的最简比→确定化学式。如图为甲晶体的晶胞示意图:试写出:甲晶体的化学式(X为阳离子)为

。

X3Y话筒是声电转换的换能器,在话筒中有一种材料的结构如图所示,它的主要成分是钛酸钡,根据晶胞的结构示意图,可知它的化学式是(

)A.BaTi8O12 B.BaTi4O6C.BaTi2O4 D.BaTiO3D（2023年全国乙卷）一种硼镁化合物具有超导性能，晶体结构属于立方晶系，其晶体结构、晶胞沿c轴的投影图如下所示，晶胞中含有Mg_______个，该物质化学式为_______。MgB2在硼化镁晶体的理想模型中，镁原子和硼原子是分层排布的，一层镁一层硼的相间排列，如图是从该晶体微观空间中取出的部分原子沿z轴方向的投影，白球是镁原子投影