1、第三章第三章 晶体结构与性质晶体结构与性质2015.6.2明明矾矾晶晶体体冰冰糖糖晶晶体体胆胆矾矾水水晶晶水晶石水晶石祖祖 母母 绿绿绿宝石猫 眼 石 紫水晶 黄黄 水水 晶晶 黄黄 水水 晶晶 Na+Cl-金刚石晶体金刚石晶体结构示意图结构示意图干冰晶体结构干冰晶体结构玻璃结构示意图玻璃结构示意图BOSiNa晶体晶体SiO2和非晶体和非晶体SiO2的投影示意图的投影示意图1.什么是晶体？什么是非晶体？什么是晶体？什么是非晶体？晶体：有规则几何外形的固体。晶体：有规则几何外形的固体。非晶体：无规则几何外形的固体。非晶体：无规则几何外形的固体。2.得到晶体的一般途径？得到晶体的一般途径？熔融态物
2、质凝固。熔融态物质凝固。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(凝华凝华)。溶质从溶液中析出。溶质从溶液中析出。核心问题从熔融态结晶从熔融态结晶出来的硫晶体出来的硫晶体凝华得到的碘凝华得到的碘从硫酸铜饱和从硫酸铜饱和溶液中析出的溶液中析出的硫酸铜晶体硫酸铜晶体3.晶体有什么特点和性质？晶体有什么特点和性质？（1）晶体有自范性晶体有自范性（几何外形和内部质点排列的高（几何外形和内部质点排列的高度有序性，非晶体没有）度有序性，非晶体没有）（2）晶体具有各向异性）晶体具有各向异性（非晶体不具有各向异性）（非晶体不具有各向异性）（3）晶体具有固定的熔点）晶体具有固定的熔点（非晶体不具
3、有固定的熔（非晶体不具有固定的熔点）点）4.什么叫晶体的自范性？本质是什么？满足自范性什么叫晶体的自范性？本质是什么？满足自范性的条件？的条件？自范性：晶体能自发地呈现多面体外形的性质。自范性：晶体能自发地呈现多面体外形的性质。本本 质：晶体粒子在微观空间里呈现周期性的有序排质：晶体粒子在微观空间里呈现周期性的有序排列的宏观表现。列的宏观表现。条条 件：晶体生长的速率适当。件：晶体生长的速率适当。核心问题核心问题5.晶体与非晶体的区别有哪些？本质区别？晶体与非晶体的区别有哪些？本质区别？晶体晶体非晶体非晶体自范性自范性微观结构微观结构是否均一是否均一固定熔点固定熔点各向异性各向异性能否发生能否
4、发生X-射射线衍射线衍射有有没有没有原子在三维空间呈原子在三维空间呈周期性有序排列周期性有序排列原子排列相对无序原子排列相对无序均一均一不均匀不均匀固定固定不固定不固定有各向异性有各向异性无各向异性无各向异性能能不能不能本质本质区别区别6.区别晶体和非晶体的方法有哪些？你能列区别晶体和非晶体的方法有哪些？你能列举一些可能有效的方法鉴别假宝石吗？举一些可能有效的方法鉴别假宝石吗？（1）性质差异）性质差异如外形、硬度、熔点、折如外形、硬度、熔点、折光率光率（2）区分晶体和非晶体最科学的方法是对固）区分晶体和非晶体最科学的方法是对固体进行体进行X-射线衍射实验射线衍射实验。核心问题最可靠方法最可靠方
5、法7.什么叫晶胞？一般的晶胞结构是什么？晶什么叫晶胞？一般的晶胞结构是什么？晶胞和晶体的关系？胞和晶体的关系？（1）描述晶体结构的基本单元叫做晶胞。）描述晶体结构的基本单元叫做晶胞。（2）晶胞一般是平行六面体。）晶胞一般是平行六面体。（3）整块晶体可看作数量巨大的晶胞）整块晶体可看作数量巨大的晶胞“无无隙并置隙并置”而成（晶胞间无间隙，平行排列）而成（晶胞间无间隙，平行排列）核心问题金刚石的多面体外形、晶体结构和晶胞示意图金刚石的多面体外形、晶体结构和晶胞示意图NaCl晶体结构和晶胞晶体结构和晶胞8.如何确定晶体的化学式？如何确定晶体的化学式？均摊法均摊法核心问题体心：体心：1面心面心:1/2
6、顶点顶点:1/8棱边棱边:1/4探究探究:下图依次是金属钠下图依次是金属钠(Na)(Na)、金属锌、金属锌(Zn)(Zn)、碘、碘(I(I2 2)、金刚石、金刚石(C)(C)晶胞的示意图，数一数，它们分别平均含几个原子晶胞的示意图，数一数，它们分别平均含几个原子?钠、锌晶胞都是：钠、锌晶胞都是：8 81/8+1=21/8+1=2；碘：（碘：（8 81/8+61/8+61/21/2）2=82=8；金刚石：金刚石：8 81/8+61/8+61/2+4=81/2+4=8。例例:2001年报道的硼和镁形成的化合物刷新了金属化合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
7、化合物的晶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底面还各有1个镁原子，个镁原子，6个硼原子位于棱柱内。则该个硼原子位于棱柱内。则该化合物的化学式可表示为化合物的化学式可表示为A.MgB B.MgB2 C.Mg2B D.Mg3B2典例分析典例分析Mg原子的数目：原子的数目：121/6+21/2=3B原子的数目：原子的数目：6故化学式可表示为故化学式可表示为 MgB2典例分析典例分析Cl-Na+1 23 45 6 78 小小 结结 一、晶体与非晶体一、晶体与非晶体 1.定义：晶体定义：晶体
8、具有规则几何外形的固体具有规则几何外形的固体 非晶体非晶体没有规则几何外形的固体没有规则几何外形的固体2.特点和性质：特点和性质：（1）晶体有自范性晶体有自范性 （2）晶体具有各向异性晶体具有各向异性 （3）晶体具有固定的熔点晶体具有固定的熔点3.晶体与非晶体的本质区别在于晶体与非晶体的本质区别在于构成固体的粒子在构成固体的粒子在三维空间里是否呈现周期性的有序排列三维空间里是否呈现周期性的有序排列5.晶体和非晶体的鉴别晶体和非晶体的鉴别4.晶体形成的途径：晶体形成的途径：立方晶胞立方晶胞体心：体心：1面心：面心：1/2棱边：棱边：1/4顶点：顶点：1/8二二晶胞晶胞1.1.概念：描述晶体结构的
9、基本单元叫做晶胞概念：描述晶体结构的基本单元叫做晶胞.2.晶胞中原子个数的计算晶胞中原子个数的计算1、下列关于晶体与非晶体的说法正确的是、下列关于晶体与非晶体的说法正确的是 A、晶体一定比非晶体的熔点高、晶体一定比非晶体的熔点高 B、晶体有自范性但排列无序、晶体有自范性但排列无序 C、非晶体无自范性而且排列无序、非晶体无自范性而且排列无序 D、固体、固体SiO2一定是晶体一定是晶体2、区别晶体与非晶体最可靠的科学方法是、区别晶体与非晶体最可靠的科学方法是 A、熔沸点、熔沸点 B、硬度、硬度 C、颜色、颜色 D、x-射线衍射实验射线衍射实验CD课堂练习课堂练习3、如图所示晶体中每个阳离子、如图所
10、示晶体中每个阳离子A或阴离子或阴离子B，均可被，均可被另一种离子以四面体形式包围着，则该晶体对应的化另一种离子以四面体形式包围着，则该晶体对应的化学式为学式为AAB BA2B CAB3 DA2B34、右面图形是石墨晶体的层面结构图，、右面图形是石墨晶体的层面结构图，试分析图形推测层面上每个正六边型拥有的试分析图形推测层面上每个正六边型拥有的共价键数和碳原子数是分别：共价键数和碳原子数是分别：A、6，6 B、2，4 C、2，3 D、3，2 5、某离子晶体晶胞结构如右图所示，、某离子晶体晶胞结构如右图所示，X位于立方体位于立方体的顶点，的顶点，Y位于立方体的中心，晶体中距离最近的位于立方体的中心，
11、晶体中距离最近的两个两个X与一个与一个Y形成的夹角形成的夹角XYX的角度为：的角度为：A.90 B.60 C.120 D.109286、图是超导化合物一钙钛矿晶体中最小重复单元、图是超导化合物一钙钛矿晶体中最小重复单元(晶晶胞胞)的结构的结构.请回答：请回答：(1)该化合物的化学式为该化合物的化学式为_.(2)在该化合物晶体中，与某个钛离在该化合物晶体中，与某个钛离子距离最近且相等的其他钛离子共子距离最近且相等的其他钛离子共有有_个个.(3)设该化合物的相对分子质量为设该化合物的相对分子质量为M，密度为密度为 阿伏加德罗常数为阿伏加德罗常数为NA，则晶体中钙离子与钛离子之间，则晶体中钙离子与钛离子之间的最短距离为的最短距离为_.3/cmagCaTiO367、如图是、如图是CsCl晶体的晶胞（晶体中最小的重复单元）晶体的晶胞（晶体中最小的重复单元）已知晶体中已知晶体中2个最近的个最近的Cs+核间距离为核间距离为acm，氯化铯，氯化铯的相对分子质量为的相对分子质量为M，NA为阿佛加德为阿佛加德罗常数，则罗常数，则CsCl晶体的密度为晶体的密度为（单位：克（单位：克/cm3）A、8M/a3NA B、a3M/8NAC、M/a3NA D、a3M/NA
