辽宁省凌海市高中化学 第3章 物质的聚集状态与物质性质 第1节 认识晶体学案鲁科版选修3.doc

第1节认识晶体课堂合作探究问题导学一、等径圆球的密堆积方式活动与探究1(1)将直径相等的圆球放置在平面上，使球面紧密接触，除下面两种方式外，还有没有第三种方式？你不妨用实物(如用乒乓球或玻璃球等)自己动手试一试。(2)面心立方最密堆积(A1)是如何形成的？(3)六方最密堆积(A3)是如何形成的？1由A1、A3堆积方式可知，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。2A1、A3两种堆积方式的堆积密度(原子的空间利用率)最大。3由离子构成的晶体可视为不等径圆球的密堆积，即将不同半径的圆球的堆积看成是大球先按一定方式做等径圆球的密堆积，小球再填充在大球所形成的空隙中。NaCl晶体、ZnS晶体中，Cl、S2均按A1型密堆积，Na、Zn2填在它们的空隙中。在干冰中，线形的二氧化碳分子在空间以A1型密堆积方式形成晶体。迁移与应用关于晶体结构型的说法正确的是()A所有的晶体的空间排列都服从紧密堆积原理B晶体尽量采用紧密堆积方式，以使其变得比较稳定C金属晶体的结构型可以归结为非等径圆球的密堆积D等径圆球的密堆积有A1、A3两种结构型式，其中Cu属于A3型密堆积二、晶体中的有关计算活动与探究2(1)如何利用均摊法求算晶体中的微粒数？计算出晶胞中的微粒个数后，根据微粒个数确定其最高整数即可确定相应物质的化学式。(2)计算晶体密度的思路是什么？迁移与应用如图所示为金属铜的晶胞的切割示意图，该晶胞的边长为3.621010m，每一个铜原子的质量为1.055 21025kg。试回答下列问题：(1)一个晶胞中“实际”拥有的铜原子数是多少？这些铜原子的质量是多少？(2)该晶胞的体积是多大？(3)利用(1)和(2)的结果来计算金属铜的密度。原子的空间利用率的计算方法：1首先把堆积方式抽象成晶胞模型。2均摊法计算晶胞的微粒个数，计算微粒所占的体积。3计算晶胞的总体积。4空间利用率等于微粒总体积比晶胞总体积。当堂检测1下列叙述不属于晶体特性的是()A有规则的几何外形 B具有各向异性C有对称性 D没有固定熔点2下列叙述正确的是()A固态物质一定是晶体B金属镁的晶体属于A1型最密堆积C晶体内部的微粒按一定规律做周期性重复排列D凡有规则外形的固体一定是晶体3金属晶体、离子晶体和分子晶体采取密堆积方式的原因是()A构成晶体的微粒均可视为圆球B金属键、离子键、范德华力均无饱和性和方向性C三种晶体的构成微粒相同D三种晶体的构成微粒的数目及相互作用力相同4有关A3型和A1型堆积的叙述中，正确的是()A晶胞都是六方晶胞B配位数都是6C堆积周期都是相邻的3个密置层D都是最紧密的堆积5下列晶体均按A1型方式紧密堆积的是()A干冰、氯化钠、铜B硫化锌、镁、氮化硼C水晶、金刚石、晶体硅D硫化锌、镁、氯化钠答案：课堂合作探究【问题导学】活动与探究1：(1)答案：没有。(2)答案：将第一密置层记作A，第二层记作B，B层的球对准A层中顶点向上(或向下)的三角形空隙位置；第三层记作C，C层的球对准B层的空隙，同时应对准A层中顶点向下(或向上)的三角形空隙(即C层球不对准A层球)。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，如下图。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。(3)答案：将密置层按ABAB方式做最密堆积，这时重复周期为两层，如下图。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。迁移与应用：B解析：离子晶体、分子晶体、金属晶体的空间排列服从紧密堆积原理，而原子晶体的构成粒子为原子，粒子间的相互作用为共价键，由于共价键有方向性和饱和性，所以原子晶体的空间排列不服从紧密堆积原理，A项不正确；金属晶体的结构型式为等径圆球的密堆积，C项不正确；Cu属于A1型密堆积，D项不正确。所以答案选B。活动与探究2：(1)答案：均摊法是指每个图形(晶胞)平均拥有的粒子数目。如果每个粒子为n个图形(晶胞)所共有，则该粒子有个粒子属于该图形(晶胞)。长方体形(正方体)晶胞中不同位置的粒子对晶胞的贡献。a处于顶点的粒子，同时为8个晶胞共有，每个粒子对晶胞的贡献为。b处于棱上的粒子，同时为4个晶胞共有，每个粒子对晶胞的贡献为。c处于面上的粒子，同时为2个晶胞共有，每个粒子对晶胞的贡献为。d处于体内的粒子，则完全属于该晶胞，对晶胞的贡献为1。非长方体形(非正方体)晶胞中粒子对晶胞的贡献视具体情况而定。如石墨晶胞每一层内碳原子排成六边形，其顶点(1个碳原子)对六边形的贡献为1/3。(2)答案：通过晶体微粒数计算晶体密度的基本思路是：微粒数物质的量质量密度。迁移与应用：答案：(1)4个，4.221025kg。(2)4.741029m3(3)8.90 gcm3解析：(1)从图上看，铜晶体采取的是面心立方最密堆积(A1)型，其晶胞结构如下图所示。每个晶胞中铜原子数目为：8+6=4这些铜原子的质量为：41.055 21025 kg=4.221025 kg。(2)由于该晶胞的边长为3.621010 m。所以该晶胞的体积为(3.621010)3 m3=4.741029 m3。(3)铜的密度为8.90 gcm3。【当堂检测】1D2C3B4D5A