第三章第一节认识晶体课件.ppt

1、第三章第一节认识晶体第三章第一节认识晶体六出飞花入户时，六出飞花入户时，坐看青竹变琼枝。坐看青竹变琼枝。第第3章章 第第1节节认识晶体第一课时晶体的内部晶体的内部微粒排列微粒排列非晶体的内非晶体的内部微粒排列部微粒排列一、晶体的特性一、晶体的特性1.晶体与非晶体的本质差异晶体与非晶体的本质差异 (1)晶体：内部微粒（原子、离子或晶体：内部微粒（原子、离子或分子）在空间按分子）在空间按一定规律一定规律做做周期性重周期性重复排列复排列构成的构成的固体物质固体物质。(2)非晶体：内部微粒排列呈现杂非晶体：内部微粒排列呈现杂乱无章的分布状态。乱无章的分布状态。金刚石晶体金刚石晶体具有规则的几何外形具有

2、规则的几何外形石英晶体石英晶体雪花晶体雪花晶体 对称性对称性自范性自范性:封闭的、规则的多面体外形封闭的、规则的多面体外形导电性差导电性差导电性强导电性强各向异性各向异性石墨晶体石墨晶体食食 盐盐 橡胶制品橡胶制品晶体有固定的熔点，而非晶态没有晶体有固定的熔点，而非晶态没有2.晶体的特性晶体的特性（1）具有规则的几何外形。）具有规则的几何外形。（2）自范性：在适宜条件下，晶体能够）自范性：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。自发地呈现封闭的、规则的多面体外形。（3）各向异性：晶体在不同方向上表现）各向异性：晶体在不同方向上表现出不同的物理性质。出不同的物理性质。（4）对称

3、性：晶体的外形和内部结构都）对称性：晶体的外形和内部结构都具有特有的对称性。具有特有的对称性。（5）晶体有固定的熔点而非晶态没有。）晶体有固定的熔点而非晶态没有。举例说明晶体的用途举例说明晶体的用途红外夜视仪红外夜视仪-热敏晶体热敏晶体集成电路集成电路-半导体晶体半导体晶体晶体晶体离子离子晶体晶体金属金属 晶体晶体原子原子晶体晶体分子分子晶体晶体微粒微粒种类种类相互相互作用作用举例举例阴阳阴阳离子离子 阳离子阳离子自由电子自由电子原子原子分子分子离子键离子键 金属键金属键 共价键共价键分子间分子间作用力作用力NaClCsClAu、Ag Cu、Fe金刚石金刚石水晶水晶干冰干冰白磷白磷晶体的分类晶

4、体的分类A水晶（水晶（SiO2）B冰醋酸冰醋酸C氧化镁氧化镁 D碘单质碘单质 E晶体氩晶体氩F氯化钙氯化钙 G铝铝 H单晶硅单晶硅 用以上晶体回答下列问题用以上晶体回答下列问题:（1）属于金属晶体的是：）属于金属晶体的是：（2）属于离子晶体的是：）属于离子晶体的是：（3）属于分子晶体的是：）属于分子晶体的是：（4）属于原子晶体的是：）属于原子晶体的是：G C、FB、D、EA、H晶体晶体离子离子晶体晶体金属金属 晶体晶体原子原子晶体晶体分子分子晶体晶体微粒微粒种类种类相互相互作用作用举例举例阴阳阴阳离子离子 阳离子阳离子自由电子自由电子原子原子分子分子离子键离子键 金属键金属键 共价键共价键分子

5、间分子间作用力作用力NaClCsClAu、Ag Cu、Fe金刚石金刚石水晶水晶干冰干冰白磷白磷晶体的分类晶体的分类组成晶体的原子、离子或组成晶体的原子、离子或分子，在空间是如何排列分子，在空间是如何排列的呢的呢?二、晶体结构的堆积模型二、晶体结构的堆积模型 X射线衍射射线衍射实验测定的结果表明，实验测定的结果表明，组成晶组成晶体的原子、离子或分子在体的原子、离子或分子在没有其他因素（如氢没有其他因素（如氢键）影响时，在空间的排列大都服从紧密堆积键）影响时，在空间的排列大都服从紧密堆积原理原理，这是因为，这是因为金属键、离子键金属键、离子键和和分子间作用分子间作用力均没有方向性，都趋向于使原子力

6、均没有方向性，都趋向于使原子、离子或分离子或分子吸引尽子吸引尽可能多可能多的原子的原子、离子或分子分布于周离子或分子分布于周围，并以围，并以密堆积密堆积的方式降低体系的能量，使晶的方式降低体系的能量，使晶体变得比较稳定体变得比较稳定（如共价键具有方向性和饱和（如共价键具有方向性和饱和性，决定了原子周围的其他原子数目有限，而性，决定了原子周围的其他原子数目有限，而且堆积方向是一定的，不服从紧密堆积原理。）且堆积方向是一定的，不服从紧密堆积原理。）哪种晶体中的微粒不服从紧密堆积原理？哪种晶体中的微粒不服从紧密堆积原理？【活动探究【活动探究】(1)取一些乒乓球，将小球先排成列，其紧密堆积取一些乒乓球

7、，将小球先排成列，其紧密堆积有几种有几种?然后排成一层，其紧密堆积有几种然后排成一层，其紧密堆积有几种?再认真观察每再认真观察每一个小球周围最多排几个小球一个小球周围最多排几个小球?(2)将球扩展到两层有几种紧密堆积方式将球扩展到两层有几种紧密堆积方式?认真观察认真观察两层球形成的空隙种类。两层球形成的空隙种类。(3)扩展到三层紧密堆积有几种扩展到三层紧密堆积有几种?并寻找重复性排列并寻找重复性排列的规律。的规律。在一列上的密堆积排列：在一列上的密堆积排列：只有一种方式只有一种方式最最紧密堆积紧密堆积非非紧密堆积紧密堆积密置层密置层非密置层非密置层采用密置层排列能够降低体系的能量采用密置层排列

8、能够降低体系的能量请你比较请你比较123456第一层第一层:密置型排列密置型排列123456第二层第二层:将球对准将球对准 1，3，5 位位。对准对准 2，4，6 位，其情形是一样的位，其情形是一样的 吗？吗？密置双层只有一种密置双层只有一种1、等径圆球的密堆积（金属晶体）、等径圆球的密堆积（金属晶体）123456三层的密堆积排列：三层的密堆积排列：ABABA 于是每两层形成一个于是每两层形成一个周期，即周期，即 AB AB 堆堆积方式积方式。A3型紧密堆积型紧密堆积 金属镁金属镁ABCABCAA1型密堆积型密堆积 金属铜金属铜 于是每三层形成一个于是每三层形成一个周期，即周期，即 ABC A

9、BC 堆积方式堆积方式。除金属外，还有哪类晶体的内部微粒排列服从紧除金属外，还有哪类晶体的内部微粒排列服从紧密堆积原理？密堆积原理？分子晶体分子晶体离子晶体离子晶体干冰的干冰的A1型密堆积型密堆积氯化钠晶体结构（A1型）2 2、非等径圆球的密堆积、非等径圆球的密堆积 由由离子离子构成的晶体可视为不等径圆球的密构成的晶体可视为不等径圆球的密堆积，即将不同半径的圆球的堆积看成是堆积，即将不同半径的圆球的堆积看成是大球大球先按一定方式做等径圆球的密堆积。小球再填先按一定方式做等径圆球的密堆积。小球再填充在大球所形成的空隙中。充在大球所形成的空隙中。配位数配位数：一个原子或离子周围所邻接的原子或：一个

10、原子或离子周围所邻接的原子或离子的数目。离子的数目。如如NaCl配位数为配位数为6，即每个，即每个Na+离子离子周围直接连有周围直接连有6个个CI-，反之亦然。，反之亦然。配位数配位数:在密堆积中，一个原子或离子周在密堆积中，一个原子或离子周围所邻接的原子或离子数目围所邻接的原子或离子数目.A3型密堆积型密堆积A1型密堆积型密堆积 配位数配位数 1212 (同层同层 6 6，上下层各上下层各 3 3 )配位数配位数 1212 (同层同层 6 6，上下层各上下层各 3 3 )1.会区分晶体和非晶体，掌握晶体的会区分晶体和非晶体，掌握晶体的典型特性和分类。典型特性和分类。2.通过认识等径圆球和不等

11、径圆球的通过认识等径圆球和不等径圆球的的堆积模型来理解晶体中微粒排列的堆积模型来理解晶体中微粒排列的周期性规律。的周期性规律。1 1、下列叙述不属于晶体特性的是（、下列叙述不属于晶体特性的是（）A A、具有自、具有自范性范性B B、具有各向异性、具有各向异性C C、具有对称性、具有对称性D D、具有形变性、具有形变性 D2、下列晶体的结构不遵循、下列晶体的结构不遵循“紧密紧密堆积堆积”原则的是（原则的是（）A、金属铜、金属铜 B、氯化钠、氯化钠 C、金刚石、金刚石 D、干冰、干冰C 3下列物质有固定熔、沸点的是（）ACuSO4溶液 B石蜡 C玻璃 D白磷D4、下列各项叙述中，正确的是、下列各项

12、叙述中，正确的是（）A、晶体和非晶体的根本区别在于、晶体和非晶体的根本区别在于是否具有规则的几何外形是否具有规则的几何外形 B、雪花是离子晶体、雪花是离子晶体 C、氯化钠是原子晶体、氯化钠是原子晶体 D、铝是金属晶体、铝是金属晶体D5、氯化铯的、氯化铯的配位数为多少？配位数为多少？86 6、右图为球的最密堆积形式之一，则、右图为球的最密堆积形式之一，则正确的是（正确的是（）A A、此为、此为A A3 3型密堆积型密堆积B B、可用符号、可用符号 “ABCABCABCABC”表示表示C C、CuCu属于此种堆积型属于此种堆积型 式式D D、此堆积为等径圆球的最紧密堆积形、此堆积为等径圆球的最紧密

13、堆积形 式之一式之一AD7 7、关于右图、关于右图不不正确的是（正确的是（）A A、每个小球都与周围、每个小球都与周围 的的1212个小球接触个小球接触B B、该种堆积方式可用、该种堆积方式可用 符号符号“ABABABAB”表示表示C C、CuCu属于此种堆积型属于此种堆积型 式式D D、该种堆积方式称为、该种堆积方式称为A A3 3型密堆积型密堆积BD作业：作业：7777页习题页习题1 1、2 2、3 3题题第第3章章 第第1节节认识晶体第二课时平行六面体平行六面体（相当于一个（相当于一个晶胞）晶胞）无隙并置无隙并置2.常见三种密堆积的晶胞六方晶胞六方晶胞-A3型型BCA ABC ABC 形

14、式的堆积，形式的堆积，为什么是面心立方堆积？为什么是面心立方堆积？我们来加以说明。我们来加以说明。面心立方晶胞面心立方晶胞 A3型型 氯化铯的晶胞里，含多少氯化铯的晶胞里，含多少Cs+和和Cl-？Cs+个数个数 1 1和和Cl-个数个数 1 1氯化铯的晶胞氯化铯的晶胞 【作业【作业】这两种堆积都是最紧密堆积这两种堆积都是最紧密堆积，还有一种空间利用率稍低的堆积方，还有一种空间利用率稍低的堆积方式式A2型型-立方体心堆积：立方体立方体心堆积：立方体 8 个顶点上的球个顶点上的球互不相切互不相切，但，但均与体心位置上的球相切。均与体心位置上的球相切。配位数配位数 8。体心立方晶胞体心立方晶胞-A2

15、型型思考：金属晶体中晶胞粒子数的计算思考：金属晶体中晶胞粒子数的计算【切割法计算【切割法计算】晶胞中原子个数的计算晶胞中原子个数的计算体心：体心：1面心面心:1/2顶点顶点:1/8棱边棱边:1/4晶体中晶胞粒子数的计算晶体中晶胞粒子数的计算（1 1）顶端原子一般只计算）顶端原子一般只计算 棱边原子一般只棱边原子一般只计算计算 面上原子一般只计算面上原子一般只计算 内部原子一内部原子一般计算成般计算成 （2 2）晶胞内含的某原子数晶胞内含的某原子数=a=a*1/8+b1/8+b*1/4+c1/4+c*1/2+d1/2+d a a位于顶点的原子或离子数；位于顶点的原子或离子数；b b为位于棱边的原

16、子或为位于棱边的原子或离子数；离子数；c c为位于面上的原子或离子数；为位于面上的原子或离子数；d d为位于晶为位于晶胞内的原子或离子数胞内的原子或离子数立方晶体中立方晶体中1/81/21/413.晶胞中微粒数的计算晶胞中微粒数的计算 (1)六方晶胞六方晶胞：在六方体顶点的微粒为：在六方体顶点的微粒为6个晶个晶胞共有，在面心的为胞共有，在面心的为2个晶胞共有，在体内的微个晶胞共有，在体内的微粒全属于该晶胞。粒全属于该晶胞。微粒数为：微粒数为：121/6+21/2+3=6 （2）面心立方面心立方：在立方体顶点的微粒为：在立方体顶点的微粒为8个晶胞共有，在面心的为个晶胞共有，在面心的为2个晶胞共有

17、。个晶胞共有。微粒数为：微粒数为：81/8+61/2=4 (3)体心立方体心立方：在立方体顶点的微粒：在立方体顶点的微粒为为8个晶胞共享，处于体心的金属原个晶胞共享，处于体心的金属原子全部属于该晶胞。子全部属于该晶胞。微粒数为：微粒数为：81/8+1=2【思考】钠的晶胞里，含多少原子？【思考】钠的晶胞里，含多少原子？2 2钠晶体的晶胞钠晶体的晶胞【思考】氯化钠的晶胞里，含多少【思考】氯化钠的晶胞里，含多少Na+和和Cl-？Na+个数个数 4 4和和Cl-个数个数 4 4氯化钠的晶胞氯化钠的晶胞【迁移应用【迁移应用】计算物质的化学式计算物质的化学式【例题】如图所示的晶体结构是一种具【例题】如图所

18、示的晶体结构是一种具有优良的压电、铁电、光电等功能的晶有优良的压电、铁电、光电等功能的晶体材料的晶胞。求这种晶体材料的化学体材料的晶胞。求这种晶体材料的化学式式【解析【解析】BaBa：1x1 1x1 Ti Ti：8x(1/8)8x(1/8)O O：12x(1/4)12x(1/4)化学式为：化学式为：BaTiO3BaTiO31.知道晶体与晶胞的关系。知道晶体与晶胞的关系。2.能用能用“切割法切割法”计算一个晶胞中实计算一个晶胞中实际拥有的微粒数。际拥有的微粒数。1、在金属晶体中最常见的三种堆积方式有：在金属晶体中最常见的三种堆积方式有：（1）配位数为）配位数为8的是的是 堆积，堆积，（2）配位数

19、为）配位数为 的立方面心堆积，（的立方面心堆积，（3）配位数为配位数为 的的 堆积。其中以堆积。其中以ABAB方式堆积的方式堆积的 和以和以ABCABC方式堆方式堆积的积的 空间利用率相等，就堆积空间利用率相等，就堆积层来看，二者的区别是在第层来看，二者的区别是在第 层。层。能力训练能力训练立方体心立方体心121212六方密六方密立方面心堆积立方面心堆积六方密堆积六方密堆积三2 2、若如右图六棱柱状晶胞，、若如右图六棱柱状晶胞，顶端原子一般只计算顶端原子一般只计算 棱边原子一般只计算棱边原子一般只计算面上原子一般只计算面上原子一般只计算内部原子一般计算成内部原子一般计算成若此晶胞所有若此晶胞所有原子相同原子相同，则此晶胞中含 个原子。1/61/41/216