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第三章 晶体结构与性质

第三章 晶体结构与性质. 第一节 晶体常识. 玛瑙. 观察图片 , 下列固体在外形上有什么区别 ?. 明 矾. 食盐晶体. 雪花晶体. 明矾晶体. 单质硫. 食糖晶体. 美丽的晶体. 祖 母 绿. 绿宝石. 猫眼石. BeAl 2 O 4. 紫水晶. 黄水晶. 黄 水 晶. 离子晶体. 原子晶体. 晶体. 分子晶体. 金属晶体. 一、晶体和非晶体. 1 、 定义 ： 晶体 —— 具有规则几何外形的固体 非晶体 —— 没有规则几何外形的固体 又称玻璃体. 2 、分类. 思考

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第三章 晶体结构与性质

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  1. 第三章 晶体结构与性质 第一节 晶体常识

  2. 玛瑙 观察图片,下列固体在外形上有什么区别? 明 矾

  3. 食盐晶体 雪花晶体 明矾晶体 单质硫 食糖晶体 美丽的晶体

  4. 祖 母 绿

  5. 绿宝石

  6. 猫眼石 BeAl2O4

  7. 紫水晶

  8. 黄水晶 黄 水 晶

  9. 离子晶体 原子晶体 晶体 分子晶体 金属晶体 一、晶体和非晶体 1、定义：晶体——具有规则几何外形的固体非晶体——没有规则几何外形的固体 又称玻璃体 2、分类 思考 为什么晶体呈现规则的几何外形，而非晶体没有规则的几何外形呢？你认为可能和什么因素有关？

  10. Cu晶体结构示意图 NaCl晶体结构示意图 观察图片:构成晶体与非晶体的微粒在空间的排列有何不同?

  11. 观察图片:构成晶体与非晶体的微粒在空间的排列有何不同?观察图片:构成晶体与非晶体的微粒在空间的排列有何不同? 晶体中粒子在微观空间里呈现周期性的有排序列，非晶体中粒子的排列相对无序。

  12. 3、特点： （a）自范性： （1）定义：晶体能自发地呈现多面体外形的性质，非晶体没有这个特性。 （2）本质原因：晶体中粒子在微观空间里呈现周期性有序排列的宏观表现。 （3）形成条件：晶体生长速率适当 （b）各向异性:物理性质表现各向异性（强度、导热性、光学性质）——同样反映了晶体内部粒子排列的有序性。 （c）晶体具有固定的熔点。

  13. 天然水晶球里的玛瑙和水晶 4、晶体自范性的条件之一是：生长的速率适当

  14. 玛瑙 水晶

  15. 水晶石

  16. 晶体自范性的条件之一：生长的速率适当,为什么？晶体自范性的条件之一：生长的速率适当,为什么？ 阅读教p60第三段

  17. 5、晶体形成的途径 (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

  18. 许多固体粉末用肉眼看不到晶体外形,但在光学显微镜下可观察到规则的晶体外形。这充分证明：这固体粉末也是晶体，只是晶粒太小，肉眼看不到而已许多固体粉末用肉眼看不到晶体外形,但在光学显微镜下可观察到规则的晶体外形。这充分证明：这固体粉末也是晶体，只是晶粒太小，肉眼看不到而已

  19. 学与问 1、某同学在网站上找到一张玻璃的结构示意图，如右图，这张图说明玻璃是不是晶体？为什么？ 非晶体 玻璃的结构示意图 2、根据晶体的物理性质的各向异性的特点，人们很容易识别用玻璃仿造的假宝石。你能列举一些可能有效的方法鉴别假宝石吗？ 观察对称性、刻划玻璃、加热、X—射线衍射

  20. 6、鉴别晶体和非晶体 （1）物理性质差异 如：外形、硬度、熔点、折光率等。 （2）区分晶体和非晶体最科学的方法：对固体进行X-射线衍射实验。

  21. 7、晶体的性质（p39） （1）自范性 （2）均一性 （3）各向异性 （4）对称性 （5）最小内能 （6）稳定性 （7）有确定的熔点 （8）能使x射线产生衍射

  22. 小结：晶体和非晶体的差异 粒子在三维空间周期性有序排列 具有规则的几何外形 各向异性 固定 有 不具有规则的几何外形 粒子排列相对无序 各向同性 不固定 没有 微观粒子在三维空间是否呈现周期性有序排列

  23. 二﹑晶胞 1. 晶胞：描述晶体结构的基本单元 蜂巢与蜂室 铜晶体 铜晶胞 晶体与晶胞的关系可用蜂巢与峰室的关系比喻然而蜂巢是有形的，晶胞是无形的，是人为划定的。

  24. 铜晶体 铜晶胞

  25. 晶体结构 晶胞示意图

  26. CO2晶胞 NaCl晶体结构和晶胞 思考与交流: 1.上述铜晶体、金刚石、CO2晶体、NaCl晶体的晶胞的空间构形呈什么形状？ 2.在上述晶体中，晶胞是如何排列的？晶胞之间是否存在空隙？

  27. 无隙并置 平行六面体

  28. 2、特点：习惯采用的晶胞都是平行六面体,晶胞在晶体中“无隙并置”2、特点：习惯采用的晶胞都是平行六面体,晶胞在晶体中“无隙并置” （1）无隙：指相邻晶胞之间没有任何间隙。 （2）并置：指所有晶胞都是平行的，取向相同。

  29. 面心立方 简单立方 3、三种典型立方晶体结构 体心立方

  30. 4.晶胞中原子个数的计算 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 体心：1 面心：1/2 棱边：1/4 顶点：1/8

  31. 1、现有甲、乙、丙、丁四种晶胞,可推知：甲晶体中A与B的离子个数比为；乙晶体的化学式为；丙晶体的化学式为______；丁晶体的化学式为______。1、现有甲、乙、丙、丁四种晶胞,可推知：甲晶体中A与B的离子个数比为；乙晶体的化学式为；丙晶体的化学式为______；丁晶体的化学式为______。 1∶1 C2D EF XY3Z

  32. Zn Na I2 金刚石 2、下图依次是金属钠(Na)、金属锌(Zn)、碘(12)、金刚石(C)晶胞的示意图，数一数，它们分别平均含有几个原子?

  33. Na Z = 2 Zn Z = 2 金刚石 C Z= 8 I2Z = 4

  34. 3、钙-钛矿晶胞结构如图所示。观察钙-钛矿晶胞结构，求该晶体中，钙、钛、氧的微粒个数比为多少？3、钙-钛矿晶胞结构如图所示。观察钙-钛矿晶胞结构，求该晶体中，钙、钛、氧的微粒个数比为多少？ CaTiO3

  35. 常见晶胞中微粒数的计算: (1)六方晶胞：在六方体顶点的微粒为6个晶胞共有，在面心的为2个晶胞共有，在体内的微粒全属于该晶胞。 微粒数为：12×1/6 + 2×1/2 + 3 = 6 （2）面心立方：在立方体顶点的微粒为8个晶胞共有，在面心的为2个晶胞共有。 微粒数为：8×1/8 + 6×1/2 = 4 (3)体心立方：在立方体顶点的微粒为8个晶胞共享，处于体心的金属原子全部属于该晶胞。 微粒数为：8×1/8 + 1 = 2 长方体晶胞中不同位置的粒子对晶胞的贡献： 顶 ----1/8 棱----1/4 面----1/2 心----1

  36. 4、在碳单质的成员中还有一种混合型晶体——石墨，如图所示。它是层状结构，层与层之间依靠作用力相结合。每层内部碳原子与碳原子之间靠作用力相结合，其键角为120ْ。分析图中每个六边形含有个碳原子， 2 3 占有的碳碳键数为____个，碳原子数目与碳碳化学键数目之比为_______。 2∶3

  37. 5、下列是NaCl晶胞示意图，晶胞中Na+和Cl¯的个数比是多少？5、下列是NaCl晶胞示意图，晶胞中Na+和Cl¯的个数比是多少？ Na4Cl4 1∶1

  38. (8× + 6 × )×3 =12 6、下图是CO2分子晶体的晶胞结构示意图，其中有多少个原子？

  39. 7.2001年报道的硼和镁形成的化合物刷新了金属化合物超导温度的最高记录。如图所示的是该化合物的晶体结构单元：镁原子间形成正六棱柱，且棱柱的上下底面还各有1个镁原子，6个硼原子位于棱柱内。则该化合物的化学式可表示为( ) A、MgB B、 MgB2 C、Mg2BD、Mg3B2

  40. Mg原子的数目：12×1/6+2×1/2=3 B原子的数目：6 故化学式可表示为：MgB2

  41. 8.晶体硼的基本结构单元都是由硼原子组成的正二十面体,其中含有20个等边三角形和一定数目的顶角，每个顶角各有一个原子，试观察图形回答。这个基本结构单元由___个硼原子组成，共含有____个B-B键。8.晶体硼的基本结构单元都是由硼原子组成的正二十面体,其中含有20个等边三角形和一定数目的顶角，每个顶角各有一个原子，试观察图形回答。这个基本结构单元由___个硼原子组成，共含有____个B-B键。 12 30 20×3＝60 60÷5＝12 60÷2＝30

  42. 7、最近发现一种由钛原子和碳原子构成的气态团簇分子，如下图所示，顶角和面心的原子是钛原子，棱的中心和体心的原子是碳原子，它的化学式是。7、最近发现一种由钛原子和碳原子构成的气态团簇分子，如下图所示，顶角和面心的原子是钛原子，棱的中心和体心的原子是碳原子，它的化学式是。 Ti14C13 解析：由于本题团簇分子指的是一个分子的具体结构，并不是晶体中的最小的一个重复单位，不能采用均摊法分析，所以只需数出该结构内两种原子的数目就可以了。

  43. 晶态石英的谱图 非晶态石英的谱图 非晶态和晶态石英的X-射线粉末衍射图谱

  44. 小结：晶体的特性 1.晶体与非晶体 (1)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排列构成的固体物质。 (2)非晶体： 内部原子或分子的排列呈现杂乱无章的分布状态。

  45. (3) 常见的晶体和非晶体: ①晶体：食盐(离子化合物的固态一般为晶体)、冰、金属、宝石、水晶、大部分矿石。 ②非晶体：玻璃及玻璃态物质、橡胶。

  46. 2.晶体的特性 （1）具有规则的几何外形。 （2）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。 （3）各向异性：晶体在不同方向上表现出不同的物理性质。 （4）对称性：晶体的外形和内部结构都具有特有的对称性。 （5）有固定的熔点而非晶态没有。

  47. 3.晶体的种类 根据内部微粒的种类和微粒间的相互作用不同，将晶体分为离子晶体、金属晶体、原子晶体和分子晶体。

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