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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 晶体的常识雪花晶体雪花晶体食糖晶体食糖晶体明矾晶体明矾晶体单质硫单质硫单质硫单质硫食盐晶体食盐晶体祖祖 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 非晶态又称玻璃态非晶态又称玻璃态一、晶体与非晶体：一、晶体与非晶体：1.从外形看从外形看,晶体与非晶体有何不同晶体与非晶体有何不同?2.构成晶体的微粒在空间的排列有何特点构成晶体的微粒在空间的排列有何特点?自范性自范性 微观结构微观结构晶体晶体有有(能自发呈现多能自发呈现多面体外形面体外形)粒子在三维空间呈粒子在三维空间呈周期性有序排列周期性有序排列非晶非晶体体没有没有(不能自发呈不能自发呈现多面体外形现多面体外形)粒子排列相对无序粒子排列相对无序宏观晶体的形貌宏观晶体的形貌 立方水晶石水晶石说明说明:(1)晶体自范性的本质晶体自范性的本质:是晶体中粒是晶体中粒子微观空间里呈现周期性的有序子微观空间里呈现周期性的有序排列的宏观表象。排列的宏观表象。在一定条件下晶体能自动地呈现具在一定条件下晶体能自动地呈现具有一定对称性的多面体的外形有一定对称性的多面体的外形（晶体的形貌）。（晶体的形貌）。非晶体不能呈现多面体的外形。非晶体不能呈现多面体的外形。(2)晶体自范性的条件之一晶体自范性的条件之一:生长速生长速率适当率适当。(3)晶体晶体形成形成的途径的途径:熔融态物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.1.石墨石墨(C)和蓝宝石和蓝宝石(Al2O3SiO2)是常见是常见的的晶体晶体,其中石墨的结构呈层状其中石墨的结构呈层状,在与层垂直在与层垂直方向的导电率为与层平行方向上导电率的方向的导电率为与层平行方向上导电率的1/10000;蓝宝石在不同方向上的硬度是不蓝宝石在不同方向上的硬度是不同的同的.2.石蜡和玻璃都是非晶体石蜡和玻璃都是非晶体,如果将二者加热如果将二者加热,当温度升高到一定程度后当温度升高到一定程度后,开始软化开始软化,流动流动性增强性增强,最后变成液体最后变成液体.整个过程温度不断整个过程温度不断上升上升,并且在这个过程中没有固定的熔解热并且在这个过程中没有固定的熔解热效应效应.思考与交流思考与交流:1.如何鉴别晶体和非晶体如何鉴别晶体和非晶体?2.右图是玻璃的结构示右图是玻璃的结构示意图意图,根据该图判断玻璃根据该图判断玻璃是不是晶体是不是晶体?为什么为什么?3.你能列举一些可能有你能列举一些可能有效的方法鉴别真假宝石效的方法鉴别真假宝石(假宝石通常是用玻璃仿假宝石通常是用玻璃仿造的造的)吗吗?晶体与非晶体晶体与非晶体2、比较：、比较：性性 质质 晶晶 体体 非晶体非晶体 自自范性范性 有有 无无 熔熔 点点 固定固定 不固定不固定 各向异性各向异性 有有 无无 X-衍射（粉末）明锐线条衍射（粉末）明锐线条 漫峰漫峰1.晶体定义晶体定义：有规则几何形状：有规则几何形状的固体的固体.【练习练习】1、下列不属于晶体的特点是（、下列不属于晶体的特点是（）A.一定有固定的几何外形一定有固定的几何外形 B.一定有各向异性一定有各向异性 C.一定有固定的熔点一定有固定的熔点 D.一定是无色透明的固体一定是无色透明的固体D【练习练习】2.晶体具有各向异性。如蓝晶石晶体具有各向异性。如蓝晶石（Al2O3SiO2）在不同方向上的硬度）在不同方向上的硬度不同；又如石墨在与层垂直的方向上不同；又如石墨在与层垂直的方向上的导电率与层平行的方向上的导电率的导电率与层平行的方向上的导电率1104。晶体的各向异性主要表现在是：。晶体的各向异性主要表现在是：（）硬度硬度 导热性导热性 导电性导电性 光学性质光学性质 A.B.C.D.D 二二晶胞：晶胞：1.定义：描述晶体结构的基本单元叫做晶胞。定义：描述晶体结构的基本单元叫做晶胞。蜂巢与蜂室蜂巢与蜂室铜晶体铜晶体铜晶胞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，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。蜂巢是有形的，晶胞是无形的，是人为划定的。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思考与交流思考与交流:1.上述铜晶体、金刚石、上述铜晶体、金刚石、NaCl晶体的晶胞空间构形是晶体的晶胞空间构形是怎样的？怎样的？2.在在NaCl晶体中，晶胞是如何排列的？晶胞之间是否晶体中，晶胞是如何排列的？晶胞之间是否存在空隙？存在空隙？2 2、晶胞结构：平行六面体、晶胞结构：平行六面体 体心立方体心立方简单立方简单立方面心立方面心立方3 3、晶胞中原子个数的计算：、晶胞中原子个数的计算：（均摊法）（均摊法）体心：体心：1面心面心:1/2顶点顶点:1/8棱边棱边:1/4常见晶胞中微粒数的计算：常见晶胞中微粒数的计算：(3)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个个 晶胞共有，在面心的为晶胞共有，在面心的为2个晶胞共有，个晶胞共有，在体内的微粒全属于该晶胞。在体内的微粒全属于该晶胞。微粒数为：微粒数为：121/6+21/2+3=6 (1)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个个 晶胞共有，在面心的为晶胞共有，在面心的为2个晶胞共有。个晶胞共有。微粒数为：微粒数为：81/8+61/2=4(2)体心立方体心立方：在立方体顶点的微粒为：在立方体顶点的微粒为8 个晶胞共享，处于体心的金属原子全个晶胞共享，处于体心的金属原子全 部属于该晶胞。部属于该晶胞。微粒数为：微粒数为：81/8+1=2 石墨晶体的层状结构，石墨晶体的层状结构，层内为平面正六边形结构层内为平面正六边形结构（如图），试回答下列问题：（如图），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_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1 1】2:32:32 23 3【练习练习2 2】2001 2001年报道的硼和镁形成的化合物刷新了金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，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且棱柱的上下底面还各有1 1个镁原子，个镁原子，6 6个硼原子个硼原子位于棱柱内。则该化合物的化学式可表示为（位于棱柱内。则该化合物的化学式可表示为（）A.A.MgBMgB B.MgB B.MgB2 2 C.MgC.Mg2 2B B D.MgD.Mg3 3B B2 2B
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