鲁科版选修3化学课件：3.1.1 认识晶体（第1课时）.ppt

1、 食糖晶体食糖晶体 明明 矾矾 观察图片，这些固体在外形上有什么区别？观察图片，这些固体在外形上有什么区别？ Cu晶晶 体结体结 构示构示 意图意图 构成晶体与非晶体的微粒在空间的排列有何不同构成晶体与非晶体的微粒在空间的排列有何不同? ? NaCl晶晶 体结构体结构 示意图示意图 一、晶体的特性一、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、规则的多面能够自发地呈现封闭的、规则的多面 体外形。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

2、理性质。 （4）对称性：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）有固定的熔点而非晶态没有有固定的熔点而非晶态没有。 2.晶体与非晶体晶体与非晶体 (1)晶体：内部微粒（原子、离子或分晶体：内部微粒（原子、离子或分 子）在空间按一定规律做周期性重复子）在空间按一定规律做周期性重复 排列构成的固体物质排列构成的固体物质。 (2)非晶体：内部微粒的排列呈现杂非晶体：内部微粒的排列呈现杂 乱无章的分布状态。乱无章的分布状态。 3.晶体的种类 晶体类型晶体类型 金属晶体金属晶体 离子晶体离子晶体 分子晶体分子晶体 原子晶体原子晶体 微粒种类微粒种

3、类 微粒间相微粒间相 互作用互作用 根据根据晶体构成微粒晶体构成微粒和和相互相互 作用作用不同分为四种类型：不同分为四种类型： 金属原子金属原子 金属键金属键 原子原子 离子键离子键 共价键共价键 分子分子 分子间作分子间作 用力用力 阴阳离子阴阳离子 二、晶体结构的堆积模型二、晶体结构的堆积模型 晶体为什么大都服从紧密堆积？晶体为什么大都服从紧密堆积？ 金属晶体、离子晶体、分子晶体的结构中，金属晶体、离子晶体、分子晶体的结构中， 金属键、离子键、分子间作用力均没有方金属键、离子键、分子间作用力均没有方 向性向性，都趋向于使原子、离子或分子吸引，都趋向于使原子、离子或分子吸引 尽可能多的微粒分

4、布于周围，并以尽可能多的微粒分布于周围，并以密堆积密堆积 的方式降低体系的能量，使晶体变得比较的方式降低体系的能量，使晶体变得比较 稳定稳定 -等径圆球的密堆积等径圆球的密堆积 由于金属键没有方向性，每个金属原子中的电子分布由于金属键没有方向性，每个金属原子中的电子分布 基本是球对称的，所以可以把金属晶体看成是由直径基本是球对称的，所以可以把金属晶体看成是由直径 相等的圆球的三维空间堆积而成的。相等的圆球的三维空间堆积而成的。 等径圆球的排列在等径圆球的排列在一列一列上进行紧密堆积的方式上进行紧密堆积的方式只只 有一种有一种, ,即即 ; ; 等径圆球在等径圆球在平面平面上的堆积方式很多上的堆

5、积方式很多, ,请同学们通过实验请同学们通过实验 进行探究。进行探究。 1.1.金属晶体的密堆积结构金属晶体的密堆积结构 所有的圆球都在一条直线上排列所有的圆球都在一条直线上排列 在一个平面上的密堆积排列：在一个平面上的密堆积排列： 在一个层中，最紧密的堆积方式是在一个层中，最紧密的堆积方式是: :一个球与周围一个球与周围 6 6 个个 球相切，在中心的周围形成球相切，在中心的周围形成 6 6 个凹位，将其算为第一层个凹位，将其算为第一层 -密置层密置层 一种常见的非密置层一种常见的非密置层 密置层密置层 1 2 3 4 5 6 第二层第二层 对第二层来讲最紧密的堆积方式是对第二层来讲最紧密的

6、堆积方式是 将球对准将球对准1 1，3 3，5 5 位。位。 ( ( 或对准或对准 2 2，4 4，6 6 位，位， 其情形是一样的其情形是一样的 ) )-密置双层密置双层 1 2 3 4 5 6 A B ， 下图是下图是A A3 3型六方型六方 紧密堆积的前视图紧密堆积的前视图 A B A B A 第一种是排列方式第一种是排列方式: :将球对准第将球对准第 一层的球。一层的球。 1 2 3 4 5 6 于是每两层形成一个周期，于是每两层形成一个周期， 即即 AB AB AB AB 堆积方式，形成堆积方式，形成 六方紧密堆积六方紧密堆积- A3型型 关键是第三层，对第一、二层来说，第三层可以有

7、关键是第三层，对第一、二层来说，第三层可以有 两种最紧密的堆积方式。两种最紧密的堆积方式。 第二种排列方式第二种排列方式: : 是将球对准第一层的是将球对准第一层的 2 2，4 4，6 6 位，不同位，不同 于于 AB AB 两层的位置，两层的位置， 这是这是 C C 层。层。 1 2 3 4 5 6 1 2 3 4 5 6 1 2 3 4 5 6 1 2 3 4 5 6 面心立方紧密堆积的前视图面心立方紧密堆积的前视图 A B C A A B C 第四层再排第四层再排 A A，于是，于是 形成形成 ABC ABC ABC ABC 三三 层一个周期。层一个周期。 得到得到 面心立方堆积面心立方

8、堆积A A1 1型型 配位数配位数: :在密堆积中，一个原子或离子周围所在密堆积中，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 ) ) 2. 离子晶体的密堆积结构离子晶体的密堆积结构-非等径圆球的密堆非等径圆球的密堆 积积 由于阴阳离子的半径不相同，故离子由于阴阳离子的半径不相同，故离子 晶体可以视为不等径圆球的密堆积，即：晶体可以视为不等径圆球的密堆积，即： 将不同

9、半径的圆球的堆积看成是将不同半径的圆球的堆积看成是大球先按大球先按 一定方式做等径圆球的密堆积，小球再填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。 由于范德华力没由于范德华力没 有方向性和饱和性，有方向性和饱和性， 因此分子间尽可能因此分子间尽可能 采取紧密排列方式，采取紧密排列方式， 但但分子的排列方式分子的排列方式 与分子的形状与分子的形状有关。有关。 如：如：COCO2 2作为直线型作为直线型 分子的二氧化碳在分子的二氧化碳在 空间是以空间是以A A1 1型型密堆密堆 积方式形成晶体的。积方式形成晶体的。 3. 3. 分子晶体的堆积方式分子晶体的堆积方式 紧密堆积方式 紧密堆积方式 4. 原子晶体堆积方式原子晶体堆积方式不服从紧密不服从紧密 堆积方式堆积方式 原因：共价键具原因：共价键具 有饱和性和方向性，有饱和性和方向性， 因此就决定了一个因此就决定了一个 原子周围的其他原原子周围的其他原 子的数目不仅是有子的数目不仅是有 限的，而且堆积方限的，而且堆积方 向是一定的，所以向是一定的，所以 不是密堆积。不是密堆积。 在一列上的密堆积排列：在一列上的密堆积排列： 所有的圆球都在一条直线上排列所有的圆球都在一条直线上排列