1、第三章第三章 晶体结构与性质晶体结构与性质第一节第一节 晶体的常识晶体的常识第第2 2课时课时选修选修3 3 物质结构与性质物质结构与性质2022-10-201教学目标：教学目标：知识与技能知识与技能 1.1.了解分子晶体和原子晶体的特征。了解分子晶体和原子晶体的特征。2.2.通过通过NaClNaCl、CsClCsCl的晶体结构，学生知道晶体中粒子的晶体结构，学生知道晶体中粒子的排列规律。了解离子晶体的特征。的排列规律。了解离子晶体的特征。3.3.通过对晶胞的分析，学生会计算晶胞中粒子的个数通过对晶胞的分析，学生会计算晶胞中粒子的个数。过程与方法过程与方法 通过几种典型的晶体（干冰、金刚石、石
2、墨、通过几种典型的晶体（干冰、金刚石、石墨、NaClNaCl、CsClCsCl、金属）结构的分析，学生能从三维的角度考虑粒、金属）结构的分析，学生能从三维的角度考虑粒子在空间的分布。子在空间的分布。情感态度与价值观情感态度与价值观 通过晶体结构课件的展示，学生能感受晶体的外在通过晶体结构课件的展示，学生能感受晶体的外在美和内在美和内在美。美。晶体的常识晶体的常识 晶晶体为什么具体为什么具有自有自己的特性呢己的特性呢?晶胞晶胞1.晶胞：晶胞：晶体中的晶体中的最小重复最小重复单元（基本单元）单元（基本单元）3.晶胞晶胞的结构特的结构特征：征：一般来说一般来说,晶胞都是晶胞都是平行六面体平行六面体(
3、其边长不一定其边长不一定相等也不一定垂直相等也不一定垂直)-通通过上、下、左、右、前、过上、下、左、右、前、后的后的平移平移能与下能与下一个晶胞完一个晶胞完全全重合重合.二二、晶晶胞胞:2.晶胞的条件：晶胞的条件：代表晶体的化学组成代表晶体的化学组成（化学式）（化学式）及对称性及对称性4.晶胞和晶体的晶胞和晶体的关关系：系：晶体可以看作是数量巨大的晶胞晶体可以看作是数量巨大的晶胞“无无隙并置隙并置”而成而成.(蜂巢和蜂室的关系蜂巢和蜂室的关系-教材教材63页图页图3-7)晶胞晶胞“并置并置”指所有晶胞都是平行排指所有晶胞都是平行排列列的，的，取向相同。取向相同。一个晶胞到另一个晶胞只需平移，不
4、需转动一个晶胞到另一个晶胞只需平移，不需转动“无隙无隙”指相邻的晶胞之间没有任何指相邻的晶胞之间没有任何间隙；间隙；一个晶胞与相邻的晶胞完全共顶点、共一个晶胞与相邻的晶胞完全共顶点、共请理解：“完全等同完全等同”指所有晶胞的形状、指所有晶胞的形状、内部的原子种类、个数及几何排列完全相内部的原子种类、个数及几何排列完全相同同晶胞晶胞平行六面体平行六面体无隙并置无隙并置晶胞晶胞科目一考试科目一考试 http:/ http:/ 2016年科目二考试技巧、考试内容、考试视频2022-10-207.晶胞晶胞 铜铜晶体的一个晶胞中含有晶体的一个晶胞中含有多少个铜原子多少个铜原子?A:14 B:4 C:8
5、D:6答案答案:B为什么呢为什么呢?问题（问题（P63 图图3-7）：）：晶胞晶胞1 12 24 43 37 76 68 85 51 12 22 21 13 34 4请看请看:1 1体心：体心：1面心：面心：1/2顶点：顶点：1/8棱边：棱边：1/4晶胞晶胞6.晶晶胞胞中微粒个中微粒个数的计算数的计算体心：体心：1面心：面心：1/2顶点：顶点：1/8棱边：棱边：1/4方法：方法：均摊法均摊法（或切割法）（或切割法）原则：原则：若若被被n个晶胞共用，个晶胞共用，均摊一个晶胞中为均摊一个晶胞中为1n晶胞晶胞晶晶胞中粒子个数计算胞中粒子个数计算规律（切割法）规律（切割法）晶胞 顶角 棱上 面上 中心
6、立方体 1/8 1/4 1/2 1晶胞晶胞 各各4个个绿色绿色：8 1/8+61/2=4灰色：灰色：12+1=4各各1/2个个 练练习习:下面几种晶胞中分别含有几个原子下面几种晶胞中分别含有几个原子?晶胞晶胞课课 堂堂 练练 习习1.钛酸钡的热稳定性好钛酸钡的热稳定性好,介电常数高介电常数高,在小型变在小型变 压器、话筒和扩音器压器、话筒和扩音器 中都有应用。其晶体中都有应用。其晶体 的结构示意图如右图的结构示意图如右图 所示。则它的化学式所示。则它的化学式 为（为（）A.BaTi A.BaTi8 8O O1212 B.BaTi B.BaTi4 4O O6 6 C.BaTi C.BaTi2 2
7、O O4 4 D.BaTiO D.BaTiO3 3BaTiOD晶胞晶胞学学与问与问 P642 288晶胞晶胞看图写化学式晶胞晶胞晶胞晶胞注意：注意：晶胞晶胞在使用均摊法计算规律时一定先看清楚晶在使用均摊法计算规律时一定先看清楚晶胞构型；若晶胞构型不是立方体，晶胞中胞构型；若晶胞构型不是立方体，晶胞中的微粒数视情况而定！的微粒数视情况而定！石石墨墨晶体的层状结构，层晶体的层状结构，层内为平面正六边形结构（如内为平面正六边形结构（如图），试回答下列问题：图），试回答下列问题：（1 1）图中平均每个正六边）图中平均每个正六边形占有形占有C C原子数为原子数为_个、个、占有的碳碳键数为占有的碳碳键数为
8、_个。个。碳原子数目与碳碳化学键数碳原子数目与碳碳化学键数目之比为目之比为_。练习：练习：2 2：3 32 23 3晶胞晶胞 在晶体结构中确定一个具有代表性在晶体结构中确定一个具有代表性的最小重复单元为研究对象，运用点、的最小重复单元为研究对象，运用点、线、面的量进行解答。线、面的量进行解答。（摩尔质量、阿伏加德罗常数与密度的关系）（摩尔质量、阿伏加德罗常数与密度的关系）三、三、有关晶体的计算有关晶体的计算晶胞晶胞思考思考1.NaCl1.NaCl晶体中，每个晶体中，每个NaNa+周周 围最近距离的围最近距离的ClCl-有有 个？个？每个每个ClCl-周围最近距离的周围最近距离的 NaNa+有有
9、 个？个？2.2.在在NaClNaCl晶体中，每个晶体中，每个NaNa+周周 围最近距离的围最近距离的NaNa+有有 个？个？3.3.氯化钠的化学式用氯化钠的化学式用“NaCl”NaCl”来表示，原因何在？能来表示，原因何在？能否否 把把“NaCl”NaCl”称为分子式？称为分子式？4.4.每个晶胞中平均有每个晶胞中平均有 个个NaNa+？个个ClCl-？（位于顶？（位于顶 点、棱边、面心、体心上的粒子对该晶胞的贡献）点、棱边、面心、体心上的粒子对该晶胞的贡献）5.5.该晶胞中，若该晶胞中，若NaNa+和和ClCl-间的最近距离为间的最近距离为0.5a0.5ax1010-10-10m m，则则
10、晶体的密度晶体的密度=6 66 6121244039/a3 （g/cm3）晶胞晶胞2 21 13 34 4晶胞晶胞晶胞晶胞a a1010-8-8cmcm晶体中最小正方体中所含的晶体中最小正方体中所含的NaNa+和和ClCl的个数均为的个数均为:（个）（个）84 4=1216.0210232158.5g 即每个小正方体中平均含即每个小正方体中平均含 个个“NaCl”NaCl”，质量为，质量为:21解解法法2 2：而此小正方体体积为而此小正方体体积为(0.5a(0.5a1010-8-8)3 33 36.0210232158.5g(0.5a(0.5a1010-8-8)3 33 30.39a3g.-3
11、=故故NaClNaCl晶体的密度为：晶体的密度为：解解法法1 1：每个晶胞中所含的每个晶胞中所含的NaNa+和和ClCl的个数均为的个数均为4 4个，即含个，即含4 4个个“NaCl”NaCl”。每个晶胞的质量为：每个晶胞的质量为：6.02102358.54g 每个晶胞的体积为：每个晶胞的体积为：(a(a1010-8-8)3 33 3故故NaClNaCl晶体的密度为：晶体的密度为：6.02102358.54(a(a1010-8-8)3 3=0.39a3g.-3晶胞晶胞解解法法3 3：依：依=m m/v v每个晶胞中所含的每个晶胞中所含的NaNa+和和ClCl的个数均为的个数均为4 4个，即含个
12、，即含4 4个个“NaCl”NaCl”。每个每个晶胞的体积为：晶胞的体积为：(a(a1010-8-8)3 33 3故故NaClNaCl晶体的密度为：晶体的密度为：=0.39a3g.-3即含即含4 4个个“NaCl”NaCl”所占的体积为：所占的体积为：(a(a1010-8-8)3 33 3那么那么1 1个个“NaCl”NaCl”所占的体积为：所占的体积为：(a(a1010-8-8)3 3/4/4 3 3则：则：1molNaCl1molNaCl所占的体积为：所占的体积为：6.021023 (a(a1010-8-8)3 3/4/4 3 3而而1molNaCl1molNaCl的质量为：的质量为：58
13、.5g6.021023(a(a1010-8-8)3 3/4/4 3 358.5g6.021023(a(a1010-8-8)3 3 3 358.5 4g=晶胞晶胞-Cs+-Cl-CsClCsCl的晶体结构示意图的晶体结构示意图晶胞晶胞ClCl-1.1.在在CsClCsCl晶体中，每个晶体中，每个CsCs+周围最近距离的周围最近距离的CsCs+有几个？每个有几个？每个ClCl-周围最近距离的周围最近距离的ClCl-有几个？有几个？2.2.分析分析“CsCl”CsCl”化学式的由来。化学式的由来。思考思考6587213416个个晶胞晶胞晶胞晶胞二氧化碳及其晶胞二氧化碳及其晶胞晶胞晶胞每每8 8个个C
14、OCO2 2构成立方构成立方体，且在体，且在6 6个面的个面的中心又各占据中心又各占据1 1个个COCO2 2。每个晶胞中每个晶胞中有有4个个CO2分子，分子，12个原子。个原子。在每个在每个COCO2 2周围等距周围等距离的最近的离的最近的COCO2 2有有1212个个(同层同层4 4个，个，上层上层4 4个、下层个、下层4 4个个)晶胞晶胞晶胞晶胞晶胞晶胞晶胞晶胞晶胞晶胞晶胞晶胞晶胞晶胞晶胞晶胞晶胞晶胞晶胞晶胞晶胞晶胞晶胞晶胞晶胞晶胞SiSiOOOOOOO 6-晶胞晶胞干冰晶体结构分析图CO2 分子中心晶胞晶胞干冰晶体结构分析图干冰晶体结构分析图CO2 分子晶胞晶胞晶胞晶胞晶胞晶胞晶胞晶胞 晶胞晶胞
