高中化学-第三章-第一节晶体结构与性质课件-新人教版选修3.ppt

1、第三章第三章 晶体结构与性质晶体结构与性质第三章第三章 晶体结构与性质晶体结构与性质第一节晶体的常识第一节晶体的常识课程标准导航课程标准导航1.了解晶体的特点。了解晶体的特点。2.了解晶体与非晶体的本质区别和性质上的了解晶体与非晶体的本质区别和性质上的区别差异。区别差异。3.了解晶胞的概念，能够计算晶胞中的粒子了解晶胞的概念，能够计算晶胞中的粒子个数。个数。新知初探自学导引新知初探自学导引自主学习自主学习一、晶体与非晶体一、晶体与非晶体1.晶体与非晶体的本质差异晶体与非晶体的本质差异有无自范性有无自范性微观结构微观结构晶体晶体_原子在三维空间里原子在三维空间里呈呈_排排列列非晶体非晶体_原子排

2、列相对无序原子排列相对无序有有周期性有序周期性有序无无2.晶体的自范性晶体的自范性(1)晶体自范性的含义：就是晶体能自发地呈晶体自范性的含义：就是晶体能自发地呈现现_的性质。的性质。(2)晶体呈现自范性的条件之一：晶体生长的晶体呈现自范性的条件之一：晶体生长的速率适当。如熔融态的速率适当。如熔融态的SiO2快速冷却只得到快速冷却只得到看不到晶体外形的看不到晶体外形的_，缓慢冷却形成晶体，缓慢冷却形成晶体外形的外形的_。多面体外形多面体外形玛瑙玛瑙水晶水晶(3)晶体呈现自范性的原因：晶体的自范性是晶体呈现自范性的原因：晶体的自范性是晶体中粒子在微观空间里呈现晶体中粒子在微观空间里呈现_的宏观表象

3、。的宏观表象。想一想想一想1固体粉末一定不是晶体吗？固体粉末一定不是晶体吗？提示：提示：不一定。许多固体粉末用肉眼看不到不一定。许多固体粉末用肉眼看不到晶体外形，但在光学显微镜或电子显微镜下晶体外形，但在光学显微镜或电子显微镜下可观察到规则的晶体外形，因此许多固体粉可观察到规则的晶体外形，因此许多固体粉末是晶体。末是晶体。周期性的有序排列周期性的有序排列3.获得晶体的途径获得晶体的途径(1)_ 物质凝固；物质凝固；(2)气态物质冷却不经液态直接凝固气态物质冷却不经液态直接凝固(_)；(3)溶质从溶液中析出。溶质从溶液中析出。二、晶胞二、晶胞1.概念：概念：描述晶体结构的描述晶体结构的_叫做晶胞

4、。叫做晶胞。熔融态熔融态凝华凝华基本单元基本单元2.结构：结构：一般来说，晶胞都是一般来说，晶胞都是_，整块晶体可以看作是数量巨大的晶胞整块晶体可以看作是数量巨大的晶胞“无隙无隙并置并置”而成。而成。(1)无隙：是指相邻晶胞之间没有任何间隙。无隙：是指相邻晶胞之间没有任何间隙。(2)并置：是指所有晶胞都是并置：是指所有晶胞都是_排列的，取排列的，取向向_。(3)整块晶体中所有晶胞的整块晶体中所有晶胞的_及内部的原及内部的原子子_、个数及、个数及_是完全相同的。是完全相同的。平行六面体平行六面体平行平行相同相同形状形状种类种类几何排列几何排列想一想想一想2由晶胞构成的晶体，其化学式是否表示一由晶

5、胞构成的晶体，其化学式是否表示一个分子中原子的数目？个分子中原子的数目？提示：提示：不表示，只表示每个晶胞中各类原子不表示，只表示每个晶胞中各类原子的最简整数比。的最简整数比。自主体验自主体验1.下列固体不是晶体的是下列固体不是晶体的是()A铜铜B雪花雪花C玻璃玻璃 D蓝矾蓝矾解析：选解析：选C。玻璃中的粒子在微观空间里无序。玻璃中的粒子在微观空间里无序排列，是非晶体。排列，是非晶体。2.下列不属于晶体特性的是下列不属于晶体特性的是()A自范性自范性 B溶解性溶解性C固定的熔、沸点固定的熔、沸点 D各向异性各向异性解析：选解析：选B。晶体内粒子在三维空间里呈周。晶体内粒子在三维空间里呈周期性有

6、序排列，这一结构特征决定了晶体具期性有序排列，这一结构特征决定了晶体具有自范性、固定的熔、沸点和各向异性。有自范性、固定的熔、沸点和各向异性。3.(2012沈阳高二检测沈阳高二检测)下图是金属钠的晶胞示下图是金属钠的晶胞示意图，该晶胞平均含有的钠原子数是意图，该晶胞平均含有的钠原子数是()A9 B5C3 D2要点突破讲练互动要点突破讲练互动要点要点1晶体与非晶体的比较晶体与非晶体的比较探究导引探究导引1水晶和玻璃外观上差别不大，但水晶和玻璃外观上差别不大，但二者受热时，水晶到一定温度熔化，而玻璃二者受热时，水晶到一定温度熔化，而玻璃却是在一定温度范围内熔化，为什么？却是在一定温度范围内熔化，为

7、什么？提示：提示：因为水晶是晶体，有固定熔点；而玻因为水晶是晶体，有固定熔点；而玻璃是非晶体，无固定熔点。璃是非晶体，无固定熔点。要点归纳要点归纳晶体与非晶体的区别晶体与非晶体的区别晶体晶体非晶体非晶体自范自范性性(本本质区质区别别)构成固体的粒子在构成固体的粒子在微观空间里呈现周微观空间里呈现周期性的有序排列，期性的有序排列，使固体能自发地呈使固体能自发地呈现多面体外形。即现多面体外形。即有自范性有自范性构成固体的粒子构成固体的粒子在微观空间里排在微观空间里排列相对无序，使列相对无序，使固体不能自发地固体不能自发地呈现多面体外形。呈现多面体外形。即无自范性即无自范性晶体晶体非晶体非晶体是否均

8、一是否均一均一均一不均一不均一熔、沸点熔、沸点有固定熔、沸有固定熔、沸点点无固定熔、无固定熔、沸点沸点某些物理性质某些物理性质的各向异性的各向异性有有无无能否发生能否发生X射射线衍射线衍射(最科学最科学的区分方法的区分方法)能能不能不能(能发能发生散射生散射)举例举例NaCl晶体、晶体、I2晶体、晶体、SiO2晶晶体、体、Na晶体等晶体等玻璃、橡玻璃、橡胶等胶等即时应用即时应用1.下列说法不正确的是下列说法不正确的是()A晶体有自范性晶体有自范性B晶体有固定的熔点晶体有固定的熔点C硝酸钾粉末不是晶体硝酸钾粉末不是晶体D晶体内粒子在三维空间里呈周期性有序排晶体内粒子在三维空间里呈周期性有序排列列

9、解析：选解析：选C。晶体内粒子在三维空间里呈周。晶体内粒子在三维空间里呈周期性有序排列，这一结构特征决定了晶体具期性有序排列，这一结构特征决定了晶体具有自范性、固定的熔点。硝酸钾粉末用肉眼有自范性、固定的熔点。硝酸钾粉末用肉眼看不到晶体外形，但在光学显微镜或电子显看不到晶体外形，但在光学显微镜或电子显微镜下可观察到规则的晶体外形，因此硝酸微镜下可观察到规则的晶体外形，因此硝酸钾粉末是晶体。钾粉末是晶体。要点要点2晶体化学式的确定方法晶体化学式的确定方法探究导引探究导引2怎样描述晶体中粒子在微观空间怎样描述晶体中粒子在微观空间的排列？的排列？提示：提示：描述晶体中粒子在微观空间的排列时描述晶体中

10、粒子在微观空间的排列时,只需描述晶胞的结构。只需描述晶胞的结构。探究导引探究导引3晶体和晶胞有什么关系？晶体和晶胞有什么关系？提示：提示：晶胞是晶体微观空间里的一个基本单晶胞是晶体微观空间里的一个基本单元，整块晶体可以看作是数量巨大的晶胞元，整块晶体可以看作是数量巨大的晶胞“无隙并置无隙并置”而成。而成。2.长方体长方体(正方体正方体)晶胞中所含粒子数的计算晶胞中所含粒子数的计算(1)处于顶角的粒子，同时为处于顶角的粒子，同时为8个晶胞共有，每个晶胞共有，每个粒子的个粒子的1/8属于该晶胞；属于该晶胞；(2)处于棱上的粒子，同时为处于棱上的粒子，同时为4个晶胞共有，每个晶胞共有，每个粒子的个粒

11、子的1/4属于该晶胞；属于该晶胞；(3)处于面上的粒子，同时为处于面上的粒子，同时为2个晶胞共有，每个晶胞共有，每个粒子的个粒子的1/2属于该晶胞；属于该晶胞；(4)处于体内的粒子，则完全属于该晶胞。处于体内的粒子，则完全属于该晶胞。3.非长方体非长方体(正方体正方体)晶胞中粒子视具体情况而晶胞中粒子视具体情况而定。定。特别提醒特别提醒1.确定晶胞中的粒子数目，首先看题目所给确定晶胞中的粒子数目，首先看题目所给的某个结构单元是否是一个完整的晶胞。判的某个结构单元是否是一个完整的晶胞。判断某个结构单元是否是一个完整的晶胞，关断某个结构单元是否是一个完整的晶胞，关键看该结构单元能否反映晶体的结构特

12、征，键看该结构单元能否反映晶体的结构特征，即能否从晶胞推出该晶体的结构。晶胞不一即能否从晶胞推出该晶体的结构。晶胞不一定只是一个小立方体，例如食盐晶体的晶胞定只是一个小立方体，例如食盐晶体的晶胞是由是由8个小立方体构成的大立方体。个小立方体构成的大立方体。2.对于独立原子构成的分子则不能用均摊法。对于独立原子构成的分子则不能用均摊法。由金属原子由金属原子M和非金属原子和非金属原子N构成的气态团簇构成的气态团簇分子，如图所示分子，如图所示,顶角和面上的原子是顶角和面上的原子是M原子原子,棱中心和体心的原子是棱中心和体心的原子是N原子，由于原子，由于M、N原原子并不存在共用关系，所以其分子式可由示

13、子并不存在共用关系，所以其分子式可由示意图查原子个数来确定，意图查原子个数来确定，M原子共原子共14个个,N原子原子13个个,即分子式为即分子式为M14N13。即时应用即时应用2.某晶体中粒子排列方式如图所示，则该晶体某晶体中粒子排列方式如图所示，则该晶体的化学式为的化学式为()A.ABBAB2C.AB3 DA2B3解析：选解析：选C。在该晶体的晶胞中，有。在该晶体的晶胞中，有8个个A原原子处于顶点上，有子处于顶点上，有12个个B原子处于棱上，故原子处于棱上，故AB(个数比个数比)1/881/41213，则，则化学式为化学式为AB3。题型探究技法归纳题型探究技法归纳题型题型1晶体的特征晶体的特

14、征 (2012黄冈高二检测黄冈高二检测)下列叙述中，正确下列叙述中，正确的是的是()A具有规则几何外形的固体一定是晶体具有规则几何外形的固体一定是晶体B晶体与非晶体的根本区别在于是否有固定晶体与非晶体的根本区别在于是否有固定的熔点的熔点例例1C具有各向异性的固体一定是晶体具有各向异性的固体一定是晶体D粉末状的固体肯定不是晶体粉末状的固体肯定不是晶体【思路点拨思路点拨】解答此题需明确：解答此题需明确：晶体所具有的规则几何外形、各向异性和特晶体所具有的规则几何外形、各向异性和特定的对称性是其内部粒子呈现周期性有序排定的对称性是其内部粒子呈现周期性有序排列的外部反映。列的外部反映。【解析解析】晶体与

15、非晶体的根本区别在于构晶体与非晶体的根本区别在于构成固体的粒子在微观空间里呈现周期性的有成固体的粒子在微观空间里呈现周期性的有序排列，故序排列，故B错。有些人工加工而成的固体也错。有些人工加工而成的固体也具有规则几何外形和高度对称性，但不是晶具有规则几何外形和高度对称性，但不是晶体，如玻璃制品，故体，如玻璃制品，故A错。具有各向异性的固错。具有各向异性的固体一定是晶体，体一定是晶体，C正确。不论固体的颗粒大小正确。不论固体的颗粒大小如何，只要其组成粒子在三维空间里呈现周如何，只要其组成粒子在三维空间里呈现周期性的有序排列就属于晶体，期性的有序排列就属于晶体，D错。错。【答案答案】C【名师点睛名

16、师点睛】(1)化学式相同的物质有时是化学式相同的物质有时是晶体，也有时是非晶体。如晶体晶体，也有时是非晶体。如晶体SiO2和非晶和非晶体体SiO2。(2)晶体一定是固体，但固体不一定是晶体。晶体一定是固体，但固体不一定是晶体。(3)具有固定组成的物质也不一定是晶体。具有固定组成的物质也不一定是晶体。题型题型2晶体的有关计算晶体的有关计算 如图为甲、乙、丙三种晶体部分结构：如图为甲、乙、丙三种晶体部分结构：例例2试写出：试写出：(1)甲晶体化学式甲晶体化学式(X为阳离子为阳离子)为为_。(2)乙晶体中乙晶体中A、B、C三种微粒的个数比是三种微粒的个数比是_。(3)丙晶体中每个丙晶体中每个D周围结

17、合周围结合E的个数是的个数是_个。个。【思路点拨思路点拨】根据均摊法可确定一个晶胞根据均摊法可确定一个晶胞中所含各种粒子的数目，从而可确定晶体的中所含各种粒子的数目，从而可确定晶体的化学式。化学式。【答案答案】(1)X2Y(2)131(3)8区分晶体和非晶体的方法区分晶体和非晶体的方法1.根据结构特点根据结构特点构成晶体的粒子在微观空间里呈现周期性的构成晶体的粒子在微观空间里呈现周期性的有序排列，晶体的这一结构特征可以通过有序排列，晶体的这一结构特征可以通过X射线衍射图谱反映出来。因此，区分晶体和射线衍射图谱反映出来。因此，区分晶体和非晶体的最可靠的科学方法是对固体进行非晶体的最可靠的科学方法

18、是对固体进行X射线衍射实验。射线衍射实验。热点示例思维拓展热点示例思维拓展2.根据性质特点根据性质特点(1)晶体一般存在各向异性，即晶体在不同方晶体一般存在各向异性，即晶体在不同方向上的强度、传热、导电、光的折射等物理向上的强度、传热、导电、光的折射等物理性质不同，原因是构成晶体的粒子在微观空性质不同，原因是构成晶体的粒子在微观空间里各个方向上呈现不同的周期性的有序排间里各个方向上呈现不同的周期性的有序排列；而非晶体则不具有物理性质各向异性的列；而非晶体则不具有物理性质各向异性的特点。因此，区分晶体和非晶体可根据固体特点。因此，区分晶体和非晶体可根据固体的某些物理性质是否具有各向异性。的某些物理性质是否具有各向异性。(2)晶体的熔点较固定，而非晶体则没有固定晶体的熔点较固定，而非晶体则没有固定的熔点。因此，通过测定固体的熔点可以间的熔点。因此，通过测定固体的熔点可以间接地确定某一固体是否是晶体。接地确定某一固体是否是晶体。