晶体结构

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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

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
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