高中化学晶体结构-晶体的常识

第一节 晶体的常识,第三章 晶体结构与性质,你知道固体有晶体和非晶体之分吗？,能否举例说明？,一、晶体与非晶体,胆矾,明矾晶体,冰糖晶体,水晶,Crystals,水晶石,祖母绿,绿宝石,猫眼石,紫水晶,Noncrystals,玻璃,塑料,NaCl,晶体结构示意图：,Na,+,Cl,-,Crystal structures,金刚石晶体,结构示意图,干冰晶体结构,B,O,Si,M,玻璃结构示意图,晶体,SiO,2,和非晶体,SiO,2,的投影示意图,思考,?,1,、什么是晶体？什么是非晶体？,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,2,、晶体有什么特点和性质？,特点,和性质：,（,1,） 晶体有自,范性,（,几何,外形和内部质点,排列,的高度有序性，,非晶体没有,）,（,2,）晶体具有各向异性（,非晶体不具有各向异性,）,（,3,）晶体具有固定的熔点（,非晶体不具有固定的熔点,）,3,、晶体和非晶体的本质区别是什么？,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,晶体的自范性即晶体,能自发地呈现,多面体外形的性质。,所谓自发过程，即自动发生的过程,不过,“,自发,”,过程的实现仍需要的一定的条件,晶体呈现自范性的条件之一是晶体生长的速率适当，熔融态物质冷却凝固，有时得到晶体，但晶体凝固速率过快，常常只得到粉末或没有规则外形的块状物,晶体,形成的途径：,熔融态物质凝固,.,气态物质冷却不经液态直接凝固,(,凝华,).,溶质从溶液中析出,.,思考,:,根据已有知识,举例说明如何制得晶体,?,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。,chng g sun ji,重铬酸钾,思考与交流,:,1,.,如何鉴别晶体和非晶体,?,（,1,）性质差异,如外形、硬度、熔点、折光率,（,2,）区分晶体和非晶体最科学的方法是对固体进行,X-,射线衍射实验,。,2,、某同学在网站找到一张玻璃的结构示意图如图所,示，这,张图说明玻璃是不是晶体,?,为什么,?,非晶体,晶体内部粒子排列无序,3,、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,X-ray diffraction,晶体可对,X,射线,发生,衍射,，,非晶体不可对,X,射线发生,衍射。,当,单一波长的,X-,射线通过晶体时，会在记录仪上看到分立的斑点或明锐谱线。,而在同一条件下摄取的非晶体图谱中却看不到分立的斑点或明锐谱线,。,晶格,具有一定的对称性和周期性，周期性排列的晶体相当于三维光栅，能使波长相当的,X,射线、电子流和中子流产生衍射效应，成为了解晶体内部结构的重要实验方法。非晶质没有周期性结构，只能产生散射效应，得不到衍射图像。,X-ray diffraction,有尖锐的峰,晶体,X-ray diffraction,区分晶体和非晶体最科学的方法是对固体进行,X-,射线衍射实验,。,Conclusions,固体,外观,微观结构,自范性,各向异性,熔点,晶体,非晶体,本质区别,具有规则的几何外形,不,具有,规则的几何外形,粒子在三维空间周期性有序排列,粒子排列相对无序,有,没有,各向异性,各向同性,固定,不固定,微观粒子在三维空间是否呈现,周期性有序,排列,Exercises,Exercises,Exercises,Exercises,Exercises,二,晶胞,1.,描述晶体结构的基本单元叫做晶胞,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。,但蜂巢,是有形的，晶胞是,无形,的，是,人为划定,的。,晶胞一般是平行六面体，整块晶体可看作数量巨大的晶胞“无隙并置”而成（晶胞间无间隙，平行,排列，取向相同）,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,思考与交流,:,上述铜晶体、金刚石、,NaCl,晶体的晶胞空间构形是怎样的？,平行六面体,无隙并置,思考： 铜晶胞含有,4,个铜原子，为什么不是,14,个？,2,、,晶胞中原子个数的计算,晶胞中原子个数的计算,体心：,1,面心,:1/2,顶点,:1/8,棱边,:1/4,Cl,-,Na,+,晶胞空间结构,立方晶胞,体心：,1,面心：,1/2,棱边：,1/4,顶点：,1/8,小结,:,晶胞对质点的占有率,探究,:,下图依次是金属钠,(,Na,),、金属锌,(,Zn,),、碘,(,I,2,),、金刚石,(,C,),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：,81/8+1=2,碘：（,81/8+61/2,）,2=8,金刚石：,81/8+61/2+4=8,Na Zn I,2,C,例,: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,、,MgB,2,C,、,Mg,2,B,D,、,Mg,3,B,2,典例分析,Mg,原子的数目,：,121/6+21/2=3,B,原子的数目,：,6,故化学式可表示为,Mg,2,B,典例分析,1,、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,B,、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,D,、固体,SiO,2,一定是晶体,2,、区别晶体与非晶体最可靠的科学方法是,A,、熔沸点,B,、硬度,C,、颜色,D,、,x-,射线衍射实验,C,D,Exercises,3,、如图所示晶体中每个阳离子,A,或阴离子,B,，均可被另一种离子以四面体形式包围着，则该晶体对应的化学式为,A,AB,B,A,2,B,C,AB,3,D,A,2,B,3,Exercises,4,、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,共价键数和碳原子数是分别：,A,、,6,，,6 B,、,2,，,4 C,、,2,，,3 D,、,3,，,2,Exercises,5,、某离子晶体晶胞结构如右图所示，,X,位于立方体的顶点,，,Y,位于立方体的中心，晶体中距离最近的两个,X,与一个,Y,形成的夹角,XYX,的角度为：,A. 90 B. 60 C. 120 D. 10928,Exercises,6,、图是超导化合物一钙钛矿晶体中最小重复单元,(,晶胞,),的结构,.,请回答：,(1),该化合物的化学式为,_.,(2),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,有,_,个,.,(3),设该化合物的相对分子质量为,M,，,密度为,，阿伏加德罗常数,为,N,A,，则晶体中钙离子与钛离子之间,的最短距离,为,_.,CaTiO,3,6,Exercises,7,、如图是,CsCl,晶体的晶胞（晶体中最小的重复单元）已知晶体中,2,个最近的,Cs,+,核间距离为,acm,，氯化铯的相对分子质量为,M,，,N,A,为阿佛加德,罗常数，则,CsCl,晶体的密度为,（单位：克,/cm,3,）,A,、,8M/a,3,N,A,B,、,a,3,M/8N,A,C,、,M/a,3,N,A,D,、,a,3,M/N,A,Exercises,顶点,-,Cs,+,中心,-,Cl,-,