晶体结构

问题: 铜晶体的一个晶胞中含有多少个铜原子?
A: 14 B: 4 C: 8 D: 6
答案:
B
为什么呢?
平行六 面体
无隙并置
(二):晶胞中原子个数的计算
体心：1
面心：1/2
为什么？
顶点：1/8 棱边：1/4
请看:
8 5
4 1
棱边：1/4
1 3 73
4
2
面心：1/2
6 2 2
顶点：1/8
1
体心：1
高二化学（选修3）第三章
宁夏固原二中
黄占军
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。 课时：二课时
晶体
离子型晶体 原子型晶体 分子型晶体 金属型晶体 混合型晶体
3、晶体与非晶体的本质差异
自范性 微观结构 原子在三维空间里 呈周期性有序排列 原子排列相对无序
晶体
有（能自发呈现多面 体外形）
没有（不能自发呈现 非晶体 多面体外形）
说明： 晶体自范性的本质：是晶体中粒子微观空间里 呈现周期性的有序排列的宏观表象。 晶体自范性的条件之一：生长速率适当。
D、加热，真宝石沸点很高，而假宝石无固定的熔 沸点，在一定的范围内便开始熔化。
你想知道人造钻石和天然钻石的区别吗？
E、可利用宝石的折光率鉴别
人造钻石和天然钻石的区别
相同 不同方面 方面 X-射线 亲油性 亲水性 天然 成分 发蓝色 油会融在 在钻石表 钻石 钻石表面 面水呈小 荧光 硬度 珠状 人造 密度 发黄色荧 形成油珠 在钻石表
1
(二): 晶胞中粒子个数计算规律
顶角 棱上 立方体 1/8 1/4
晶胞
面上 1/2
中心 1
顶角
棱上
面上
练习: 1: 下面几种晶胞中分别含有几个原子?
各1/2个
各 4个 绿色：8× ½ = 4 或8× 1/8+6×1/2 = 4 灰色：12× ¼+1=4
课 堂 练 习 题
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（D ）[上海市2001年奥赛初赛试题]
问题与思考
粉末状的固体是否都为非晶体呢？ 一些晶体的显微照片：（见教材P61图3～3）
那么怎样判断固体是晶体还是非晶体呢？
5、晶体的特性
<1>.有规则的几何外形
（晶体内部质点和外形质点排列的高度有序性）
<2> .有固定的熔沸点 <3> .各向异性（强度、导热性、光学性质等） <4>.当一波长的ｘ－射线通过晶体时，会在记 录仪上看到分立的斑点或者普线．
石英玻璃
天然水晶球里的玛瑙和水晶
（见教材P60图3～1）
玛瑙
水晶
玛瑙和水晶都是SiO2的晶体，不同的是玛瑙是熔 融态SiO2快速冷却形成的，而水晶则是熔融态SiO2缓 慢冷却形成的。
经不同途径得到的晶体
（见教材P61图3～2）
4、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。
钻石 光和磷光 面分散流 走
课堂练习：P64 1、2
本节课结束
第二课时
问题研究的方法:
二:晶胞
晶体为什么具有上述特征呢?
三种典型立方晶胞结构
简单立方
体心立方
面心立方
(-):晶胞:
1.晶胞：晶体中的最小重复单元
2 .晶胞的特征： 通过上、下、左、右、前、后的平移能与下一个最 小单元（即晶胞）完全重合 3. 一般来说,晶胞都是平行六面体 4. 晶体和晶胞的关系：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66页图3-7)
思考
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。
6个
1 3
4
2
二、有关晶体的计算
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）
(0.5a×10-8)3㎝3
=
a3
g. ㎝
解法3：依ρ = 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： (a×10-8)3㎝3
即含4个“NaCl”所占的体积为：(a×10-8)3㎝3
那么1个“NaCl”所占的体积为：(a×10-8)3 /4 ㎝3 则：1molNaCl所占的体积为： 6.02×1023 ·(a×10-8)3 /4 ㎝3
而1molNaCl的质量为：58.5g ∴ 故NaCl晶体的密度为：
=
= 58.5g
6.02×1023(a×10-8)3
/4 ㎝3
58.5 ×4g
6.02×1023(a×10-8)3
㎝3
0.39 g. ㎝-3 a3
CsCl的晶体结构示意图
---Cs+
---Cl返回原处
4 8 2 7
3
Cl
1
1
5
6
1 （个） 2 1 即每个小正方体中平均含 2 个“NaCl”，质量为: 58.5g 1 -8)3㎝3 × 而此小正方体体积为 (0.5a × 10 6.02×1023 2 58.5g ×1 23 2 6.02×10 0.39 故NaCl晶体的密度为： -3
=
0.39 g. ㎝-3 a3
4×
1 8
=
学与问（教材64页: ）
学与问答案: 2
作业：
2
8
8
教材P64 3：列式计算下图晶胞中各有多少个原子
二氧化碳及其晶胞
思考
1.NaCl晶体中，每个Na+周 围最近距离的Cl-有 6 个？ 每个Cl-周围最近距离的 Na+有 6 个？ 2.在NaCl晶体中，每个Na+周 围最近距离的Na+有12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 4 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） -间的最近距离为 3 （g/cm3） 5.该晶胞中，若Na+和 0.5ax10-10m， 0Cl · 39/a 则晶体的密度ⅾ=
Ba
Ti O
A.BaTi8O12 C. BaTi2O4
B. BaTi4O6 D. BaTiO3
练习二： 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 2 个、 形占有C原子数为____ 3 个。 占有的碳碳键数为____ 碳原子数目与碳碳化学键数 2 ：3 。 目之比为_______
（教材６3页图３－６）
区分晶体和非晶体最可靠的科学方法是：
对固体进行X—射线衍射实验。（见课本P62科学视野）
学与问
教材62页
思考“学与问”：教材62页
1：不是晶体，粒子排列无序，没有晶体的自范性。 2： A、采用X射线衍射实验，当X射线照射假宝石 时， 不能使X射线产生衍射，只有散射效应。 B、观看是否具有对称性，在外形上假宝石没有相 等的晶面、晶棱和顶角重复出现。 C、用它来刻划玻璃，真宝石硬度大，可刻划玻璃； 而假宝石硬度小，不能用来刻划玻璃。
1 3
4
2
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 58.5 “NaCl ”。 ×4g 每个晶胞的质量为： 6.02×1023 ∴ (a×10-8)3㎝3 每个晶胞的体积为： 故NaCl晶体的密度为：
58.5 ×4 6.02×1023
(a×10-8㎝)3 a10-8cm 解法2：晶体中最小正方体中所含的Na+和Cl－的个数均为:
第一节
让我们一起先欣赏几种美丽的晶体
雪 花
冰糖
金刚石
石墨
水晶石
观察· 思考
请同学们判断下列物质是晶体还是非晶体：
水晶石
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ 思考
什么是晶体？什么是非晶体？ 晶体有什么特点和性质？ 晶体和非晶体的本质区别是 什么？
一、晶体与非晶体
1. 概念 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. 分类