物质结构与性质晶体的常识(第2课时)课件

第三章 晶体结构与性质,第一节 晶体的常识,第,2,课时,选修,3,物质结构与性质,2024/10/2,1,江西省鹰潭市第一中学 桂耀荣,第三章 晶体结构与性质第一节 晶体的常识第2课时选修3 物质,教学目标：,知识与技能,1.,了解分子晶体和原子晶体的特征。,2.,通过,NaCl,、,CsCl,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。,3.,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,通过几种典型的晶体（干冰、金刚石、石墨、,NaCl,、,CsCl,、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。,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美和内在美。,晶体的常识,教学目标：晶体的常识,晶体为什么具有自己的特性呢,?,晶胞,晶体为什么具有自己的特性呢?晶胞,1.,晶胞：,晶体中的,最小重复,单元（基本单元）,3.,晶胞的结构特征：,一般来说,晶胞都是,平行六面体,(,其边长不一定相等也不一定垂直,)-,通过上、下、左、右、前、后的,平移,能与下一个晶胞完全重合,.,二,、,晶胞,:,2.,晶胞的条件：,代表晶体的化学组成,（化学式）,及对称性,4.,晶胞和晶体的关系：,晶体可以看作是数量巨大的晶胞,“无隙并置”,而成,.(,蜂巢和蜂室的关系,-,教材,63,页图,3-7),晶胞,1.晶胞：晶体中的最小重复单元（基本单元）3.晶胞的结构特征,“并置,”,指所有晶胞都是平行排,列,的，取向相同。,一个晶胞到另一个晶胞只需平移，不需转动,“,无隙”,指相邻的晶胞之间没有任何间隙；,一个晶胞与相邻的晶胞完全共顶点、共,棱边、共面,请理解：,“完全等同”,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同,晶胞,“并置”指所有晶胞都是平行排列的，取向相同。一个晶胞到另一个,平行六面体,无隙并置,晶胞,平行六面体无隙并置晶胞,科目一考试,http:/ 桂耀荣,科目一考试 http:/ B:4,C:8 D:6,答案,:B,为什么呢,?,问题（,P63,图,3-7,）：,晶胞,铜晶体的一个晶胞中含有多少个铜原子?答案:B为什么,1,2,4,3,7,6,8,5,1,2,2,1,3,4,请看,:,1,体心：,1,面心：,1/2,顶点：,1/8,棱边：,1/4,晶胞,12437685122134请看:1体心：1面心：1/2顶点,6.,晶胞中微粒个数的计算,体心：,1,面心：,1/2,顶点：,1/8,棱边：,1/4,方法：,均摊法,（或切割法）,原则：,若,微粒,被,n,个晶胞共用，均摊一个晶胞中为,1,n,规律：对,立方晶胞,晶胞,6.晶胞中微粒个数的计算体心：1面心：1/2顶点：1/8棱边,晶胞中粒子个数计算规律（切割法）,棱上,晶胞,顶角,棱上,面上,中心,立方体,1/8,1/4,1/2,1,面上,顶角,晶胞,晶胞中粒子个数计算规律（切割法）棱上 晶胞 顶角 棱上,各,4,个,绿色：,8,1/8,+6,1/2,=4,灰色：,12,+1=4,各,1/2,个,练习,:,下面几种晶胞中分别含有几个原子,?,晶胞,各4个各1/2个 练习:下面几种,课 堂 练 习,1.,钛酸钡的热稳定性好,介电常数高,在小型变,压器、话筒和扩音器,中都有应用。其晶体,的结构示意图如右图,所示。则它的化学式,为（）,A.BaTi,8,O,12,B.BaTi,4,O,6,C.BaTi,2,O,4,D.BaTiO,3,Ba,Ti,O,D,晶胞,课 堂 练 习1.钛酸钡的热稳定性好,BaTiOD晶胞,学与问,P64,2,2,8,8,晶胞,学与问 P642 288晶胞,A,B,A,2,BC,2,C,看图写化学式,晶胞,ABA2BC2C看图写化学式晶胞,【,练习,】,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,。,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。,答案为：,Ti,14,C,13,晶胞,【练习】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,注意：,晶胞,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，晶胞中的微粒数视情况而定！,注意：晶胞在使用均摊法计算规律时一定先看清楚晶胞构型；若晶胞,石墨晶体的层状结构，层内为平面正六边形结构（如图），试回答下列问题：,（,1,）图中平均每个正六边形占有,C,原子数为,_,个、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,_,。,练习：,2,：,3,2,3,晶胞,石墨晶体的层状结构，层内为平面正六边形结构（如图），试,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、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）,规律总结,三、有关晶体的计算,晶胞,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,思考,1.NaCl,晶体中，每个,Na,+,周,围最近距离的,Cl,-,有,个？,每个,Cl,-,周围最近距离的,Na,+,有,个？,2.,在,NaCl,晶体中，每个,Na,+,周,围最近距离的,Na,+,有,个？,3.,氯化钠的化学式用“,NaCl”,来表示，原因何在？能否,把“,NaCl”,称为分子式？,4.,每个晶胞中平均有,个,Na,+,？,个,Cl,-,？（位于顶,点、棱边、面心、体心上的粒子对该晶胞的贡献）,5.,该晶胞中，若,Na,+,和,Cl,-,间的最近距离为,0.5a,x,10,-10,m,，则晶体的密度,=,6,6,12,4,4,039/a,3,（,g/cm,3,）,晶胞,思考1.NaCl晶体中，每个Na+周661244039/a,2,1,3,4,晶胞,2134晶胞,晶胞,晶胞,a,10,-8,cm,晶体中最小正方体中所含的,Na,+,和,Cl,的个数均为,:,（个）,8,4,=,1,2,1,6.0210,23,2,1,58.5g,即每个小正方体中平均含 个“,NaCl”,，质量为,:,2,1,解,法,2,：,而此小正方体体积为,(0.5a10,-8,),3,3,6.0210,23,2,1,58.5g,(0.5a10,-8,),3,3,0.39,a,3,g.,-3,=,故,NaCl,晶体的密度为：,解,法,1,：,每个晶胞中所含的,Na,+,和,Cl,的个数均为,4,个，即含,4,个,“,NaCl”,。,每个晶胞的质量为：,6.0210,23,58.5,4g,每个晶胞的体积为：,(a10,-8,),3,3,故,NaCl,晶体的密度为：,6.0210,23,58.5,4,(a10,-8,),3,=,0.39,a,3,g.,-3,晶胞,a10-8cm晶体中最小正方体中所含的Na+和Cl的个数,解,法,3,：依,=,m,/,v,每个晶胞中所含的,Na,+,和,Cl,的个数均为,4,个，即含,4,个,“,NaCl”,。,每个晶胞的体积为：,(a10,-8,),3,3,故,NaCl,晶体的密度为：,=,0.39,a,3,g.,-3,即含,4,个,“,NaCl”,所占的体积为：,(a10,-8,),3,3,那么,1,个,“,NaCl”,所占的体积为：,(a10,-8,),3,/4,3,则：,1molNaCl,所占的体积为：,6.0210,23,(a10,-8,),3,/4,3,而,1molNaCl,的质量为：,58.5,g,6.0210,23,(a10,-8,),3,/4,3,58.5g,6.0210,23,(a10,-8,),3,3,58.5 4g,=,晶胞,解法3：依=m/v每个晶胞中所含的Na+和Cl的个数均,-Cs,+,-Cl,-,CsCl,的晶体结构示意图,晶胞,-Cs+-Cl-CsCl的晶体结构示意图晶胞,Cl,-,1.,在,CsCl,晶体中，每个,Cs,+,周围最近距离的,Cs,+,有几个？每个,Cl,-,周围最近距离的,Cl,-,有几个？,2.,分析“,CsCl”,化学式的由来。,思考,6,5,8,7,2,1,3,4,1,6,个,晶胞,Cl-思考6587213416个晶胞,晶胞,晶胞,二氧化碳及其晶胞,晶胞,二氧化碳及其晶胞晶胞,每,8,个,CO,2,构成立方体，且在,6,个面的中心又各占据,1,个,CO,2,。,每个晶胞中有,4,个,CO,2,分子，,12,个原子。,在每个,CO,2,周围等距离的最近的,CO,2,有,12,个,(,同层,4,个，上层,4,个、下层,4,个,),晶胞,每8个CO2构成立方体，且在6个面的中心又各占据1个CO2。,1.,晶体与非晶体的严格判别可采用,(),A.,有否自范性,B.,有否各向异性,C.,有否固定熔点,D.,有否周期性结构,2.,某物质的晶体中含,A,、,B,、,C,三种元素，其排列方式如图所示,(,其中前后两面心上的,B,原子未能画出,),，晶体中,A,、,B,、,C,的中原子个数之比依次为,(),A.1:3:1 B.2:3:1,C.2:2:1 D.1:3:3,【,课后巩固练习,】,D,A,晶胞,1.晶体与非晶体的严格判别可采用 (,3.1987,年,2,月，未经武（,Paul Chu,）教授等发现钛钡铜氧化合物在,90K,温度下即具有超导性。若该化合物的结构如右图所示，则该化合物的化学式可能是 （）,A.YBa,2,CuO,7,x,B.YBa,2,Cu,2,O,7,x,C.YBa,2,Cu,3,O,7,x,D.YBa,2,Cu,4,O,7,x,C,晶胞,3.1987年2月，未经武（Paul Chu）教授等发现,4.,白磷分子如图所示：则,31 g,白磷分子中存在的共价键数目为（）,A,4,N,A,B,N,A,C,1.5,N,A,D,0.25,N,A,C,晶胞,4.白磷分子如图所示：则31 g白磷分子中存在的共价键数目为,5,某离子化合物的晶胞如右图所示立体结构，晶胞是整个晶体中最基本的重复单位。阳离子位于此晶胞的中心，阴离子位于,8,个顶点，该离子化合物中，阴、阳离子个数比是 （）,A,、,1,8 B,、,1,4,C,、,1,2 D,、,1,1,D,晶胞,5某离子化合物的晶胞如右图所示立体结构，晶胞是整个晶体中最,6.,如右图石墨晶体结构的每一层里平均每个最小的正六边形占有碳原子数目为（）,A,、,2 B,、,3 C,、,4 D,、,6,A,晶胞,6.如右图石墨晶体结构的每一层里平均每个最小的正六边形占有碳,7.,许多物质在通常条件下是以晶体的形式存在，而一种晶体又可视作若干相同的基本结构单元构成，这些基本结构单元在结构化学中被称作晶胞。已知某化合物是由钙、钛、氧三种元素组成的晶体，其晶胞结构如图所示，则该物质的化学式为 （）,A,Ca,4,TiO,3,B,Ca,4,TiO,6,C,CaTiO,3,D,Ca,8,TiO,120,C,晶胞,7.许多物质在通常条件下是以晶体的形式存在，而一种晶体又可,8.,下列有关晶体的特征及结构的陈述中不正确的是 （）,A,单晶一般都有各向异性,B,晶体有固定的熔点,C,所有晶体都有一定的规整外形,D,多晶一般不表现各向异性,D,多晶,指的是多种晶形共存，单晶指只有一种晶形。,单晶,体,-,晶体内部的晶格方位完全一致,.,多晶体,许多晶粒组成,晶胞,8.下列有关晶体的特征及结构的陈述中不正确的是,9.,晶体中最小的重复单元,晶胞，凡处于立方体顶点的微粒，同时为,个晶胞共有；凡处于立方体棱上的微粒，同时为,个晶胞共有；凡处于立方体面上的微粒，同时为,个晶胞共有；凡处于立方体体心的微粒，同时为,个晶胞共有。,8,4,2,1,晶胞,9.晶体中最小的重复单元晶胞，凡处于立方体顶点的微,10.,现有甲、乙、丙,(,如下图,三种晶体的晶胞：,(,甲中,x,处于晶胞的中心，乙中,a,处于晶胞的中心,),，可推知：甲晶体中,x,与,y,的个数比是,_,，乙中,a,与,b,的个数比是,_,，丙晶胞中有