高中化学鲁科版选修三第3章 第1节 认识晶体

欢迎进入化学课堂 第3章 第1节 课前预习 巧设计 名师课堂 一点通 创新演练 大冲关 设计1 设计2 考点一 考点二 课堂10分钟练习 课堂5分钟归纳 课下30分钟演练 一 晶体的特征1 晶体的概念内部微粒 原子 离子或分子 在空间按一定规律做构成的固体物质 2 晶体的特征有规则的 以及固定的 周期性重复排列 几何外形 自范性 各向异性 对称性 熔点 4 非晶体的概念内部原子或分子的排列呈现的分布状态的固体 称为非晶体 二 晶体结构的堆积模型1 等径圆球的密堆积 1 列 等径圆球同一列上进行紧密堆积的方式只有一种 即所有的圆球都在上排列 2 层 等径圆球在一个平面上进行最紧密堆积的方式只有一种 即每个等径圆球与周围其他个球相接触 这样形成的层称为 杂乱无章 一条直线 六 密置层 3 密置层间堆积方式 A3型最密堆积 仅有相邻两层间的球心不在同一条垂直线上的密堆积方式 即按周期性叠放 如金属的晶体属于A3型最密堆积 A1型最密堆积 仅有相邻三层间的球心不在同一条垂直线上的密堆积方式 即按ABCABC 周期性叠放 如金属的晶体属于A1型最密堆积 4 配位数 在密堆积中 一个原子或离子周围所邻接的的数目 ABAB 镁 原子或离子 铜 2 非等径圆球的密堆积 1 离子晶体 离子晶体可视作的密堆积 即将不同半径的圆球的堆积看成是先按一定方式做的密堆积 小球再填充在大球所形成的空隙中 例如NaCl晶体 ZnS晶体中 阴离子均按型方式进行最密堆积 阳离子填在阴离子所形成的空隙中 不等径圆球 大球 等径圆球 A1 2 分子晶体 在分子晶体中 原子先以形成分子 分子间再以形成晶体 由于范德华力没有性和性 因此分子间尽可能采取紧密堆积方式 但分子的堆积与分子的有关 如干冰中 线形分子CO2在空间是以型最密堆积方式形成晶体的 共价键 分子间作用力 方向 饱和 形状 A1 3 原子晶体 原子晶体中的微粒间以结合进行堆积 由于共价键具有性和性 就决定了一个原子周围的其他原子的是有限的 堆积方向也是一定的 这时晶体中微粒堆积的紧密程度会大大降低 共价键 方向 饱和 数目 三 晶体结构的基本单元 晶胞1 概念晶体结构中最小的单元 2 形状同一晶体中的每个晶胞都是大小 形状完全相同的 3 晶胞中微粒数的求算 切割法 重复 平行六 面体 1 具有规则几何外形的固体一定是晶体吗 分析 不一定 具有规则的几何外形是晶体的一个外部表现 其本质是固体内部的微粒在空间按一定规律做周期性重复排列 否则也不是晶体 如玻璃 2 为什么在金属晶体 离子晶体 分子晶体中各微粒尽量采取紧密堆积的排列方式 分析 由于在金属晶体 离子晶体和分子晶体的结构中 金属键 离子键和范德华力均无方向性 因此都趋向于使原子 离子或分子吸引尽可能多的其他原子 离子或分子分布于其周围 并以密堆积的方式降低体系的能量 使晶体变得比较稳定 3 为什么原子晶体中各微粒不服从紧密堆积原理 分析 原子晶体 如金刚石 中的微粒以共价键结合 由于共价键具有饱和性和方向性 所以原子周围的其他原子数目有限 而且堆积方向是一定的 所以原子晶体中微粒堆积不服从紧密堆积原理 4 下列有关晶胞的叙述 正确的是 A 晶胞是晶体中最小的结构重复单元B 不同晶体中晶胞的大小和形态都相同C 晶胞中的任何一个微粒都属于该晶胞D 已知晶胞的组成不能推知晶体的组成答案 A 1 面心立方最密堆积 A1型 将第一密置层记作A 第二层记作B B层的球心对准A层中相邻三个球所围成的空隙的中心 第三层记作C C层上的小球的球心正好落在A层球所形成的另一类空隙的中心 以后各层分别重复A B C等 这种排列方式三层为一周期 记作 ABCABC 如图 由于在这种排列中可以画出面心立方晶胞 故称这种堆积方式为面心立方最密堆积 2 六方最密堆积 A3型 将密置层按 ABAB 方式做最密堆积 这时重复周期为两层 如图 由于在这种排列方式中可画出密排六方晶胞 故称此排列为六方最密堆积 由以上堆积可知 同一层上每个球与同层中周围6个球相接触 同时又与上下两层中各3个球相接触 故每个球与周围12个球相接触 所以它们的配位数是12 上述两种堆积方式的堆积密度 原子的空间利用率 最大 例1 关于如图不正确的说法是 A 此种最密堆积为面心立方最密堆积B 该种堆积方式称为镁型最密堆积C 该种堆积方式可用符号 ABCABC 表示D 该种堆积方式为A3型最密堆积 解析 从图示可看出 该堆积方式的第一层和第四层重合 所以这种堆积方式属于A1型堆积 这种堆积方式可用符号 ABCABC 表示 属面心立方最密堆积 而Mg属于六方堆积 所以选项D不正确 答案 D 1 等径圆球和非等径圆球的密堆积的共同特点是微粒间的结合力没有方向性 故都采用密堆积结构 2 分子晶体中 范德华力无方向性和饱和性 分子间尽可能采取紧密堆积方式 但分子的形状影响分子堆积方式 3 有些分子间靠氢键结合形成晶体 如苯甲酸晶体 冰等 氢键是有方向性的 因此与原子晶体类似 一个分子周围其他分子的数目和位置是一定的 不服从紧密堆积原理 例2 许多物质在通常条件下是以晶体的形式存在 而一种晶体又可视做由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 晶体是由无数个晶胞通过无隙并置构成的 晶体的化学式表示的是晶体 也可以说是晶胞 中各类原子或离子的最简整数比 适用于离子晶体及部分原子晶体 点击下图进入课堂10分钟练习 1 晶体具有自范性 各向异性 对称性 均一性 稳定性 固定熔点等特征 2 金属晶体和分子晶体中的作用力无方向性和饱和性 其堆积方式为密堆积 3 晶体中微粒密堆积方式有两种 A3型最密堆积 六方最密堆积 和A1型最密堆积 面心立方最密堆积 点击下图进入课下30分钟演练 同学们 来学校和回家的路上要注意安全 同学们 来学校和回家的路上要注意安全