晶体的类型与性质PPT
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晶体结构(共78张PPT)
多为无色透明，折 射率较高
山东大学材料科学基础
共价键结合，有方 向性和饱和性，键 能约80kJ/mol
Si,InSb, PbTe
金属键结合， 无方向性，配 位数高，键能 约80kJ/mol
Fe,Cu,W
范得华力结合 ，键能低， 约 8-40 kJ /mol
Ar,H2,CO2
熔点高
强度和硬度由中到 高，质地脆
闪锌矿〔立方ZnS〕结构 S
Zn
属于闪锌矿结构的晶体有β-SiC，GaAs，AlP，InSb
山东大学材料科学基础
•
•
•
•
萤石〔CaF2〕型结构
立方晶系Fm3m空间群，
a0=0.545nm， Z=4。 AB2型化合物， rc/ra>0.732〔0.975〕 配位数：8：4
Ca2+作立方紧密堆积，
F-填入全部四面体 空隙中。 注意：所有八面 体空隙都未被占据。
山东大学材料科学基础
钙钛矿〔CaTiO3〕结构
Ti
ABO3型
立方晶系：以
•
一个Ca2+和3个
O2-作面心立方
Ca
密堆积，
Ti4+占1/4八面体C空aT隙iO3。晶胞 配位多面体连接与Ca2+配位数
Ti4+配位数6，rc/ra=0.436(0.414-0.732)
Ca2+配位数12，rc/ra=0.96
O2-配位数6；
取决温度、组成、掺杂等条件，钙钛矿结构呈现立方、
四方、正交等结构形式。
山东大学材料科学基础
许多化学式为ABO3型的化合物，其中A与B两种阳 离子的半径相差颇大时常取钙钛矿型结构。在钙钛矿 结构中实际上并不存在一个密堆积的亚格子，该结构 可以看成是面心立方密堆积的衍生结构。较小的B离 子占据面心立方点阵的八面体格位，其最近邻仅是氧 离子。
山东大学材料科学基础
共价键结合，有方 向性和饱和性，键 能约80kJ/mol
Si,InSb, PbTe
金属键结合， 无方向性，配 位数高，键能 约80kJ/mol
Fe,Cu,W
范得华力结合 ，键能低， 约 8-40 kJ /mol
Ar,H2,CO2
熔点高
强度和硬度由中到 高，质地脆
闪锌矿〔立方ZnS〕结构 S
Zn
属于闪锌矿结构的晶体有β-SiC，GaAs，AlP，InSb
山东大学材料科学基础
•
•
•
•
萤石〔CaF2〕型结构
立方晶系Fm3m空间群，
a0=0.545nm， Z=4。 AB2型化合物， rc/ra>0.732〔0.975〕 配位数：8：4
Ca2+作立方紧密堆积，
F-填入全部四面体 空隙中。 注意：所有八面 体空隙都未被占据。
山东大学材料科学基础
钙钛矿〔CaTiO3〕结构
Ti
ABO3型
立方晶系：以
•
一个Ca2+和3个
O2-作面心立方
Ca
密堆积，
Ti4+占1/4八面体C空aT隙iO3。晶胞 配位多面体连接与Ca2+配位数
Ti4+配位数6，rc/ra=0.436(0.414-0.732)
Ca2+配位数12，rc/ra=0.96
O2-配位数6；
取决温度、组成、掺杂等条件，钙钛矿结构呈现立方、
四方、正交等结构形式。
山东大学材料科学基础
许多化学式为ABO3型的化合物，其中A与B两种阳 离子的半径相差颇大时常取钙钛矿型结构。在钙钛矿 结构中实际上并不存在一个密堆积的亚格子，该结构 可以看成是面心立方密堆积的衍生结构。较小的B离 子占据面心立方点阵的八面体格位，其最近邻仅是氧 离子。
《常见晶胞类型》课件
晶胞与晶体结构的关系
01
晶胞的形状和内部结构决定了晶 体结构的对称性和空间排列规律 。
02
通过研究晶胞的结构特点，可以 了解晶体的物理性质和化学性质 ，如熔点、导电性、光学性质等 。
常见晶胞类型的特性
01
02
03
简单立方
具有八个顶点，每个顶点 上都有一个原子或分子。
面心立方
具有六个面，每个面上都 有一个原子或分子。
个稳定的四面体结构。
每个原子的配位数为4，即每个 原子与四个相邻原子形成共价键
。
原子间的距离和键角是固定的， 保证了晶胞的稳定性和对称性。
闪锌矿型晶胞的几何特征
闪锌矿型晶胞具有立方晶系结构，其 晶格常数为a=b=c，α=β=γ=90°。
原子间的距离和键角是固定的，保证 了晶胞的稳定性和对称性。
每个面心有一个原子，每个顶点被四 个原子所共享。
是晶胞的角度。
空间群
密排六方晶胞属于P63/mmc空间 群，具有高度的对称性。
原子间距
在密排六方晶胞中，原子间距相等 ，且与晶胞的边长成比例。
05
CATALOGUE
氯化钠型晶胞
定义与特性
定义
氯化钠型晶胞是一种离子晶体结构，由阳离子和阴离子按一定的规律排列而成，具有较高的离子电导 率和热稳定性。
特性
闪锌矿型晶胞是一种立方晶系 结构，其特点是每个顶点被四 个原子所共享，每个面心有一 个原子。
闪锌矿型晶胞具有较高的对称 性，其晶格常数为a=b=c， α=β=γ=90°。
闪锌矿型晶胞的原子排列紧密 ，具有较高的密度和稳定性。
原子排列与配位数
在闪锌矿型晶胞中，每个原子被 其他四个原子所包围，形成了一
《常见晶胞类型》 ppt课件
《晶体物理》课件
色散与光谱线
色散
当白光通过棱镜时，会分解成不同颜色的光谱。这种现象称为色散。在晶体中， 由于晶格结构的周期性，光波的传播速度会随波长而变化，从而导致色散现象。 了解色散现象对于研究晶体的结构和性质具有重要意义。
光谱线
当单色光通过物质时，其波长可能会发生变化。这种变化在光谱上表现为线或暗 线。在晶体中，由于晶格结构的周期性，光波的波长可能会发生变化，从而产生 光谱线。了解光谱线对于研究晶体的结构和性质具有重要意义。
热传导概述
热传导是指热量在物质内部 或不同物质之间传递的过程 。对于晶体而言，其热传导 机制与晶体的结构和原子间 相互作用等因素有关。
热传导的物理模型
描述晶体热传导的物理模型 有多种，如Fourier导热定 律、扩散传热模型等。这些 模型可以帮助我们更好地理 解晶体热传导的机制和特性 。
03 晶体光学性质
详细描述
随着科技的不断进步，新型晶体材料的探索 成为了一个备受关注的研究领域。科研人员 通过实验和计算模拟相结合的方法，不断探 索具有优异性能的新型晶体材料，如拓扑晶 体、超硬材料、高温超导材料等。这些新型 晶体材料在能源、环境、医疗等领域具有广 泛的应用前景。
晶体物理在新能源领域的应用
要点一
总结词
《晶体物理》ppt课件
目录
Contents
• 晶体物理概述 • 晶体振动与热力学性质 • 晶体光学性质 • 晶体电学性质 • 晶体磁学性质 • 晶体物理前沿研究
01 晶体物理概述
定义与特性
定义
晶体物理是一门研究晶体内部原 子或分子的排列规律、结构特征 以及与物理性质之间关系的科学 。
特性
晶体具有长程有序的结构，其原 子或分子的排列呈现周期性重复 的特点，这使得晶体具有一系列 独特的物理性质。
晶体类型和性质.
结束
习题讲练：
1、共价键、离子键和范德瓦耳斯力是构成物 质粒子间的不同作用方式，下列物质中， 只含有上述一种作用的是 ( B ) A.干冰 B.氯化钠 C.氢氧化钠 D.碘
2、在解释下列物质性质的变化规律与物质结构间的因果 关系时，与键作用强弱无关的变化规律是( C D) A.HF、HCI、HBr、HI的热稳定性依次减弱 B.NaF、NaCl、NaBr、NaI的熔点依次减低 C.F2、C12、Br2、I2的熔、沸点逐渐升高 D.H2S的熔沸点小于H2O的熔、沸点
结束
3、PtCl2(NH3)2成平面正方形结构，它可以形 成两种固体。一种为淡黄色，在水中溶解度较小， 则其为___________ 性分子，构型为 ___________ ； 另一种为黄绿色，在水中溶解度较大则其为___________ 性分子，构型为 ___________ 。 4、试解释：钠的卤化物比相应的硅的卤化物熔点高的多 5、在干冰晶体中每个CO2分子周围紧邻的 CO2分子 12 有___________ 个 在晶体中截取一个最小的正方体； 使正方体的四个顶点部落到CO2分子的中心， 4 个C02分子。 则在这个正方形的平面上有___________
结束
◆什么叫分子晶体？ ●分子间通过分子间作用力结合成的晶体。 ◆分子晶体的特点？ ●有单个分子存在；化学式就是分子式。“相似相溶” ●熔沸点较低，硬度较小，易升华。固体或熔化时不导电 ◆哪些物质可以形成分子晶体？ ●卤素、氧气、氢气等多数非金属单质、稀有气体、非金 属氢化物、多数非金属氧化物等。 ◆分子晶体中的化学键与结构 ●有的分晶体中无化学键（如：Ar等），其它一般含共价 键
结束
物质溶沸点高低的比较
(1)不同晶体类型的物质: 原子晶体大于离子晶体大于分子晶体 (2)同种晶体类型的物质: 晶体内粒子间的作用力越大,熔沸点越高 ①对原子晶体：一般是原子半径越小，键能越大，键长 越短共价键越强，晶体的熔沸点越高。 ②对离子晶体：一般是离子半径越小，离子电荷数越多 离子键作越强，晶体的熔沸点越高。 ③对分晶体：A 组成和结构相似的物质，相对分子质量越 大熔沸点越高；B 组成和结构不相似的物质，极性大则熔 结束 沸点高。C有的还与分子形状有关。
习题讲练：
1、共价键、离子键和范德瓦耳斯力是构成物 质粒子间的不同作用方式，下列物质中， 只含有上述一种作用的是 ( B ) A.干冰 B.氯化钠 C.氢氧化钠 D.碘
2、在解释下列物质性质的变化规律与物质结构间的因果 关系时，与键作用强弱无关的变化规律是( C D) A.HF、HCI、HBr、HI的热稳定性依次减弱 B.NaF、NaCl、NaBr、NaI的熔点依次减低 C.F2、C12、Br2、I2的熔、沸点逐渐升高 D.H2S的熔沸点小于H2O的熔、沸点
结束
3、PtCl2(NH3)2成平面正方形结构，它可以形 成两种固体。一种为淡黄色，在水中溶解度较小， 则其为___________ 性分子，构型为 ___________ ； 另一种为黄绿色，在水中溶解度较大则其为___________ 性分子，构型为 ___________ 。 4、试解释：钠的卤化物比相应的硅的卤化物熔点高的多 5、在干冰晶体中每个CO2分子周围紧邻的 CO2分子 12 有___________ 个 在晶体中截取一个最小的正方体； 使正方体的四个顶点部落到CO2分子的中心， 4 个C02分子。 则在这个正方形的平面上有___________
结束
◆什么叫分子晶体？ ●分子间通过分子间作用力结合成的晶体。 ◆分子晶体的特点？ ●有单个分子存在；化学式就是分子式。“相似相溶” ●熔沸点较低，硬度较小，易升华。固体或熔化时不导电 ◆哪些物质可以形成分子晶体？ ●卤素、氧气、氢气等多数非金属单质、稀有气体、非金 属氢化物、多数非金属氧化物等。 ◆分子晶体中的化学键与结构 ●有的分晶体中无化学键（如：Ar等），其它一般含共价 键
结束
物质溶沸点高低的比较
(1)不同晶体类型的物质: 原子晶体大于离子晶体大于分子晶体 (2)同种晶体类型的物质: 晶体内粒子间的作用力越大,熔沸点越高 ①对原子晶体：一般是原子半径越小，键能越大，键长 越短共价键越强，晶体的熔沸点越高。 ②对离子晶体：一般是离子半径越小，离子电荷数越多 离子键作越强，晶体的熔沸点越高。 ③对分晶体：A 组成和结构相似的物质，相对分子质量越 大熔沸点越高；B 组成和结构不相似的物质，极性大则熔 结束 沸点高。C有的还与分子形状有关。
晶体的类型和性质
C
B A
ABC3
2006年江苏-15
• 下列关于晶体的说法一定正确的 是（ B ）。
• A．分子晶体中都存在共价键 • B．CaTiO3晶体中每个Ti4+和 • 12个O2-相紧邻 • C．SiO2晶体中每个硅原子与 • 两个氧原子以共价键相结合 • D．金属晶体的熔点都比分子 • 晶体的熔点高
A2BC2
4.常见的离子晶体： 强碱（NaOH、KOH）、活 泼金属氧化物（Na2O、MgO、Na2O2）、大多 数盐类[BeCl2、AlCl3、Pb（Ac)2等除外]。
(二)分子晶体
1．定义：分子间以分子间作用力相结合而形成的晶体。 2．结构特点:
（1）构成粒子：分子。 （2）粒子间的作用：分子间作用力或氢键。 （3）存在单个的分子，有分子式。其化学式就是分子式。
2.由共价键形成的的原子晶体中，原子半径小的,键长 ( 短 )，键能（ 大 ），共价键( 强 ) ,晶体的熔沸点就 ( 高 ) 。如:金刚石 > 碳化硅 > 晶体硅。
3.离子晶体中比( 离子键 )强弱。一般地说,阴、阳离子的 电荷数越多,离子半径越小,则离子间的作用力就越 ( 强 ),其晶体的熔、沸点就越( 高 ), 如CsCl < NaCl < MgCl2 < MgO 。
4.分子晶体:组成和结构相似的物质,相对分子质量
越大,熔、沸点就越( 高 ),如HI > HBr > HCl 。
分子间有氢键作用的物质(如HF 、H2O 、NH3 、 低级醇和羧酸等)熔、沸点反常。同分异构体中, 一般地说,支链数越多,熔、沸点就越( ),如沸
点低:正戊烷 异戊烷 >新戊烷; 5>.金属晶体中金
2.结构特点：
B A
ABC3
2006年江苏-15
• 下列关于晶体的说法一定正确的 是（ B ）。
• A．分子晶体中都存在共价键 • B．CaTiO3晶体中每个Ti4+和 • 12个O2-相紧邻 • C．SiO2晶体中每个硅原子与 • 两个氧原子以共价键相结合 • D．金属晶体的熔点都比分子 • 晶体的熔点高
A2BC2
4.常见的离子晶体： 强碱（NaOH、KOH）、活 泼金属氧化物（Na2O、MgO、Na2O2）、大多 数盐类[BeCl2、AlCl3、Pb（Ac)2等除外]。
(二)分子晶体
1．定义：分子间以分子间作用力相结合而形成的晶体。 2．结构特点:
（1）构成粒子：分子。 （2）粒子间的作用：分子间作用力或氢键。 （3）存在单个的分子，有分子式。其化学式就是分子式。
2.由共价键形成的的原子晶体中，原子半径小的,键长 ( 短 )，键能（ 大 ），共价键( 强 ) ,晶体的熔沸点就 ( 高 ) 。如:金刚石 > 碳化硅 > 晶体硅。
3.离子晶体中比( 离子键 )强弱。一般地说,阴、阳离子的 电荷数越多,离子半径越小,则离子间的作用力就越 ( 强 ),其晶体的熔、沸点就越( 高 ), 如CsCl < NaCl < MgCl2 < MgO 。
4.分子晶体:组成和结构相似的物质,相对分子质量
越大,熔、沸点就越( 高 ),如HI > HBr > HCl 。
分子间有氢键作用的物质(如HF 、H2O 、NH3 、 低级醇和羧酸等)熔、沸点反常。同分异构体中, 一般地说,支链数越多,熔、沸点就越( ),如沸
点低:正戊烷 异戊烷 >新戊烷; 5>.金属晶体中金
2.结构特点：
晶体的类型与性质
子，大球表示O原子）。下列用粗线画
出的CoO2层状结构的晶胞（晶胞是在 晶体中具有代表性的最小重复单元）示
意图不符合化学式的是
D
30
27
练习5、 晶体硼的基本结构单元都是由硼原子 组成的正二十面体的原子晶体。其中含有20个 等边三角形和一定数目的顶角，每个顶角各有 一个原子，试观察图形回答。这个基本结构单 元由 12 个硼原子组成，其中B－B的键角 为 60O，共含有 30 个B-B键。
---Cl-
30
--- Na+
结论： 1个氯离子同时受6个钠离子共同吸 引；1个钠离子同时受6个氯离子共
同吸引 。它们构成正八面体 15
NaCl晶体结构示意图：
（4）每
个晶胞含
氯离子、
Cl-
钠离子的
个数？
Na+
30
16
晶胞中微粒个数的确定
有1/8属于 该立方体
有1/4属于 该立方体
有1/2属于 该立方体
二氧化碳1分2个子的个数： 4 个
30
23
3、金刚石（硅）
1、金刚石晶体中每 个碳原子和几个碳原 子相连？形成的什么
样的空间构型？
每个碳原子周围有4个 碳原子，形成正四面 体构型
2、晶体中有最小 的环是什么样的环？最 但不小的共环平面是六元环，
30
24
30
25
练习3、石墨能与熔融金属钾作用，形成石墨间
晶体的类型与性质
30
1
雪花
30
2
明矾
30
3
金刚石
30
4
1、晶体的定义
经过结晶过程而形成的具 有规则的几何外形的固体叫晶 体。 2、晶体的特征：
第一章 晶体
第四节 晶体的形成（第八章）
一、形成晶体的方式
晶体是在物相转变的情况下形成的。物 相有三种，即气体、液体和固体。 1．由液相结晶析出晶体 2．由气相转变为晶体 3．由固态再结晶为新晶体
1. 由液相结晶析出晶体 熔体
晶体
溶液
1） 从熔体中结晶 当温度低于熔点时，晶体开始析出，即过 冷却条件下晶体才能发生。如岩浆岩中的橄
行列(row)：质点在一条直线上的排列 结点间距：同一行列中相邻两质点间的距离 行列是无限多的。 在相互平行的行列中，结点间距相等；不平行 的行列中结点间距一般不相等。
面网：结点在平面上的分布即构成面网
任意两个相交的行列就可决定一个面网。面网上单位 面积内的结点数称为面网密度。相互平行的面网，其 面网密度相同，且任二相邻面网间的垂直距离——面 网间距也必定相等；互不平行的面网，其面网密度一 般不同。
a 立方格子
b 四方格子
c 六方格子
d 三方格子
e 斜方格子
f 单斜格子
g 三斜格子
同平行六面体中结点的分布情况也不相同，按分布方式又划 分出格子基本类型： 原始格子P：结点分布于角顶，三方菱面体格子用R 表示； 底心格子C：结点分布于角顶和一对面的面心； 体心格子I：结点分布于角顶和体中心； 面心格子F：结点分布于角顶和各面的中心。
远程规律：构成晶体的原子在整个 空间（或者至少在长距离的宏观范 围内）的排列是有规则的、周期性 的。整个晶体可看作是一个小单 位——原胞的周期性重复。 近程规律：在非晶体中一个宏观范 围内，原子在空间排列是不规则的， 但每个局部，在几或十几个原子间 距的范围内，却常常有一定程度的 规则排列，在液体中，原子的空间 排列同样是长程无序，短程有序的。
晶面、晶棱、角顶与面网、行 列、结点的关系示意图
第1章晶体学PPT课件
.
34
点群
利用对称要素组合定律和结晶多面体的形态特 点可以推导出晶体的宏观对称性只有32种，称为32 种点群(或对称型)，晶体只属于32种对称型中的一 种。
将32种对称性分为7种晶系 。 划分晶系的依据是特征对称性而不是晶胞参数。
.
35
32个宏观对称性(点群)
.
36
.
37
空间群
除了宏观对称要素之外，还有平移、平移与旋 转结合形成的螺旋对称轴、平移和反映结合形成的 滑移反映面等微观对称要素。
②把终点坐标减去起点坐标: u’=u2-u1, v’=v2-v1,w’=w2-w1；
③化为最小整数，给出指数u、
v、w。则[uvw]就是所求晶向 指数。
如OF: X Y Z ½½1
uvw 1 12
与晶面标定
方法不同
晶向[ 1 1 2]
.
50
注意： ①晶向指数[uvw]中如果某一个数字
为负，则将负号标注在该数的上方。 ②一个晶向指数并不表示一个晶向，而是一组相互平
.
9
空间点阵、晶格
阵点的两大特点： 排列的周期性 等同性
晶格
为了便于描述空间点 阵的图形，用许多组假想 的平行直线将阵点连接起 来构成空间格子，这些空 间格子称为晶格。
.
10
晶胞概念的由来
为了说明点阵排列的规律和特点，可以在空间点阵中取出一
个最有代表性的基本单元作为点阵的组成单元，其基本单元称为
空间点阵 ＋ 结构基元
.
晶体结构
15
1.3 晶体的对称性
晶体多面体最 显著特点就是 对称，对于参 观者来说，对 称就是几何形 体中相同部分 有规律地重复 出现。
.
认识晶体(共42张PPT)
解析： 可通过“切割法”计算： 甲中心 x 为 1， 1 6 顶点 y 为： ×6，所以 x∶y＝1∶ ＝4∶3； 8 8 同理可计算出乙、 丙中微粒个数及个数之比。
答案：4∶3
1∶1
4
4
探究整合应用
NaCl晶胞结构如图所示，结合所学知识，回答下 列问题： Ⅰ.如果忽略Na＋的存在，Cl－的堆积方式是 ___________________________________________ _____________________________。
目求算 则微粒的________属于该晶胞 1/n
思考感悟 3.(1)晶胞是否全是平行六面体？ (2)由晶胞构成的晶体，其化学式是否表示一个 分子中原子的数目？ 【提示】 (1)不一定。例如有的晶胞呈六棱柱 形。 (2)不表示。只表示每个晶胞中各类原子的最简 整数比。
自主体验 1．普通玻璃和水晶的根本区别在于( )
2．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．不同的晶体中晶胞的大小和形状都相同 C．晶胞中的任何一个粒子都只属于该晶胞 D．已知晶胞的组成也无法推知晶体的组成 解析：选A。根据定义可知A项正确；晶胞是晶 体中重复出现的最小单元，已知晶胞组成即可确 定晶体组成，D项不正确；不同的晶体中晶胞的 形状可能相同但大小不相同，B项错误；晶胞中 的粒子有的和其他晶胞共用，C项错误。
变式训练1 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、分子间作用力均无饱和性 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多少及相互作用力相同 解析：选B。金属键、离子键、分子间作用力均 无方向性和饱和性，趋向于使原子、离子或分子 吸引尽可能多的其他原子、离子或分子分布于周 围并以密堆积的方式降低体系的能量使分子变得 比较稳定。
第三章第一节晶体的常识PPT课件
B
A、MgB B、 MgB2 C、Mg2B D、Mg3B2
Mg原子的数目： 12×1/6+2×1/2=3 B原子的数目：6 故化学式可表示为
MgB2
5、涉及密度的计算
1
a
ρ = m = nM =
V
V
2 NA
M
a3
或者：
Na+ Cl-
ρ=
4 NA
M
(2a)3
三、晶体分类
根据组成晶体的微粒的种类及微粒之间的 作用不同而分成四种类型：
不导电
良好
溶解性
典型实例
多Na数ONNH易aaO2、O溶H等N、于aCN水la、ClH、相CHHl、似Ce、Cl相、lP2 溶C4、、l2S、S、等C金不O刚2、溶石金SiO、刚2S、石i、S、i一数等Si般与CN、不水a、溶反NFAea，应、l、少CAul
（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。
思考:根据已有知识,举例说明如何制得晶体?
5、晶体形成的途径： ①熔融态物质凝固. ②气态物质冷却不经液态直接凝固(凝华). ③溶质从溶液中析出.
小结：晶体和非晶体的差异
固体 外观 微观结构
定义： 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、晶体的特点和性质：
（1）自范性 ： 即晶体能自发地呈现多面体外形的性质
（2）各向异性 （3）有固定的熔点 （4）均一性 （5）对称性
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
4、晶体和非晶体的鉴别：
晶体
非晶 体
A、MgB B、 MgB2 C、Mg2B D、Mg3B2
Mg原子的数目： 12×1/6+2×1/2=3 B原子的数目：6 故化学式可表示为
MgB2
5、涉及密度的计算
1
a
ρ = m = nM =
V
V
2 NA
M
a3
或者：
Na+ Cl-
ρ=
4 NA
M
(2a)3
三、晶体分类
根据组成晶体的微粒的种类及微粒之间的 作用不同而分成四种类型：
不导电
良好
溶解性
典型实例
多Na数ONNH易aaO2、O溶H等N、于aCN水la、ClH、相CHHl、似Ce、Cl相、lP2 溶C4、、l2S、S、等C金不O刚2、溶石金SiO、刚2S、石i、S、i一数等Si般与CN、不水a、溶反NFAea，应、l、少CAul
（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。
思考:根据已有知识,举例说明如何制得晶体?
5、晶体形成的途径： ①熔融态物质凝固. ②气态物质冷却不经液态直接凝固(凝华). ③溶质从溶液中析出.
小结：晶体和非晶体的差异
固体 外观 微观结构
定义： 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、晶体的特点和性质：
（1）自范性 ： 即晶体能自发地呈现多面体外形的性质
（2）各向异性 （3）有固定的熔点 （4）均一性 （5）对称性
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
4、晶体和非晶体的鉴别：
晶体
非晶 体
晶体和非晶质体课件
成分分析
电子显微镜结合能谱分析 可以用于测定晶体或非晶 质体的元素组成。
物理性质测量技术
电学性质测量
通过电学测量技术可以了 解晶体或非晶质体的导电 性能，如电导率、电阻率 等。
热学性质测量
热学测量技术可用于研究 晶体的热稳定性、热膨胀 系数等性质。
磁学性质测量
对于具有磁性的晶体或非 晶质体，磁学测量技术可 以了解其磁化率、磁矩等 性质。
X射线衍射可以确定晶体的结晶方 向，对于了解材料的性质和性能具 有重要意义。
晶体粒度分析
X射线衍射还可以用来测定晶体粒度 ，了解材料的微观结构。
电子显微镜观察
01
02
03
表面形貌观察
通过电子显微镜可以观察 晶体或非晶质体的表面形 貌，了解其粗糙度、颗粒 大小等信息。
内部结构观察
高分辨的电子显微镜还可 以用于观察晶体或非晶质 体的内部结构，如晶格畸 变、相变等。
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感谢聆听
非晶质体
非晶质体是指原子、离子或分子在固态时没有长程有序结构的物 质，其特性包括各向同性、光学和电学性能等。
晶体与非晶质体的分类
晶体分类
根据晶体内部结构特点，晶体可 分为离子晶体、共价晶体、金属 晶体、分子晶体等。
非晶质体分类
非晶质体主要分为玻璃体、橡胶 体、陶瓷体等。
晶体和非晶质体的应用
晶体应用
晶体的结构与化学键
晶体结构
晶体中的原子、离子或分子在三维空间按照一定的规律排列，形 成独特的结构形式。
化学键
晶体中的原子、离子或分子之间通过化学键结合在一起，这些化学 键包括离子键、共价键和金属键等。
晶体结构与化学键的关系
晶体结构与其化学键类型密切相关，不同的化学键类型会导致不同 的晶体结构。
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Ca Ti O
达标潜能练习
12、如图所示，晶体硼的基本结构单元都是由硼原子组 成的正二十面体的原子晶体，其中含有20个等边三角形 和一定数目的顶角，每个顶角上各有一个原子，观察 图形回答：
这个基本单元由 12 个硼原子
60o ，共含有 30 个 组成，键角是
B—B键。
达标潜能练习
13、在一定温度下, 用X—射线衍射法测得干冰晶胞边 长为a cm,则该温度下干冰的密度为 g/cm3. 14、设氯化钠的摩尔质量为Mg/mol,密度为ρ g/cm3 , 阿伏加德罗常数为NA,则晶体中两个距离最近的Na+中心 的距离为 .
5
4 3 2
1
6
典例分析 例2、在氯化钠晶体中，假若钠离子与周围最近 的氯离子的距离为a，那么每个钠离子周围最近 6 且等距离的氯离子有__个，钠离子有___个,钠 12 2 a 离子之间的距离为____ 。
b a
a
典例分析 ⑵在干冰晶体中每个CO2分子周围最近且等距 离的CO2有__个。
晶 体 空 间 结 构
Cu
典例分析 例5:2001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、 MgB2 C、Mg2B D、Mg3B2
典例分析
达标潜能练习
11、图示为高温超导领域的一种化合物——钙钛矿晶体结构，该 结构是具有代表性的最小重复单元。1）在该物质的晶体中，每
6 个钛离子周围与它最接近且距离相等的钛离子共有___个。
2）该晶体结构单元中，氧、钛、钙离子的个数比是 3∶1∶1。
解：O：12×1/4＝3 Ti: 8 ×1/8＝1 Ca：1
2 4
5、⑺Na ⑽ Fe ⑿Ar ⒄Hg 5、 ⑽ Al＞ ⑺Na ＞ ⒄Hg ＞ ⑿Ar 6、⒀NH3 ⒄Hg ⒅Br＞ ⒅ Br ＞ 6、 ⒇金刚石＞ ⒄Hg 2 ⒇金刚石 ⒀NH
2
3
7、 ⑷H2 ＞ ⑷H2 (22)H2S 7、 (21)I2 O (21)I2 O ＞ (22)H2S
归纳总结
晶 体 空 间 结 构 你能具体的描述出NaCl晶体的微观结构吗?
晶 体 空 间 结 构
CsCl
晶 体 空 间 结 构
CO2
典例分析 例2、在氯化钠晶体中，假若钠离子与周围最近 的氯离子的距离为a，那么每个钠离子周围最近 6 且等距离的氯离子有__个，钠离子有___个,钠 离子之间的距离为____ 。
部分属共价化合物、单质 原子 共价键 分子 分子间作用力
金属阳离子、 电子 金属键
物 质 性 质
熔、沸点 硬 度
较高
硬而脆 固态时 不导电 不良 不良
大多数易溶 于极性溶剂
很高
大
低
小
多数高
多数硬
导电性
传热性 延展性
溶解性
非导体
不良 不良
不溶于任何 溶剂
非导体
不良 不良
相似相溶
良导体
良好 良好
不溶
晶体熔沸点的比较
0.585 4a 3
5.85 3 8a 3
58.5 2a 3
达标潜能练习 9、许多事实都证明氯化铝是分子晶体.请你设 计一个实验证实这一结论.实验方案为: ______________________________________ 10、最近发现一种有钛原子和碳原子构成的气 态团簇分子，结构如图所示，顶角和面心的原 子是钛原子，棱的中心和体心的原子是碳原子， 它的化学式为______
物质的熔沸点与晶体类型的关系
1、若晶体类型不同，一般情况下： 原子晶体＞离子晶体＞分子晶体 2、若晶体类型相同，则有： ⑴离子晶体中，结构相似时，离子半径越小， 离子电荷越高，离子键就越强，熔沸点就越高。 ⑵原子晶体中，结构相似时，原子半径越小， 熔沸点越高。
归纳总结 ⑶分子晶体中（不含氢键），分子组成和结构 相似时，相对分子质量越大，分子间作用力就 越强，熔沸点就越高。 ⑷金属晶体中，离子半径越小，离子电荷越高， 金属键就越强，熔沸点就越高。合金的熔沸点 比它的各成分金属的熔点低。
达标潜能练习
4、下列有关共价化合物的说：①具有较低的熔沸点 ②不是电解质③固态时是分子晶体④都由分子构成
⑤液态时不导电，其中一定正确的说法是：
A.①③④ B.②⑤ C.⑤ D.全部正确
5、关于晶体的下列说法正确的是：
A、在晶体中只要有阴离子就一定有阳离子
B、在晶体中只要有阳离子就一定有阴离子
例2、将下列各组物质按要求按由高到低的，顺序排列：
1、⑶CaCl2 ⑷H2O ⑹KCl ⒆晶体硅 ＞⑷H O 1、 ⒆晶体硅＞ ⑶CaCl2 ＞⑹KCl 2 2、⑾SiC ⒆晶体硅 ⒇金刚石 2、 ⒇金刚石 ＞ ⑾SiC＞ ⒆晶体硅 3、⑴CH4 ⑵CCl4 (23)CBr4(24)CF4 3、 (23)CBr4 ＞ ⑵CCl4 ＞(24)CF4 ＞ ⑴CH4 4、⑶CaCl2 ⑸ NH4Cl ⑹KCl ⑻NaCl NH Cl 4、 ⑻NaCl ＞ ⑶CaCl ＞ ⑹KCl ＞⑸
D、分子晶体的熔点一定比金属晶体的低
6、晶体中的一个微粒周围有6个微粒，这种晶体是：
达标潜能练习
C.干冰
A.金刚石
B.石墨
D.氯化钠
7、若使NaCl晶体内离子间距扩大2倍，晶体密度变 为原来的 A. 1/16倍 B.1/8倍 C.1/4倍 D.1/2倍
8、测知NaCl晶体中Na+与Cl-平均距离为a cm该晶体 密度为,则阿伏加德罗常数可表示为 A. B. C. D.117a 3
晶体的类型与性质
1
命题趋势
1、化学键类型和晶体类型的判断 2、各类晶体物理性质的比较 3、根据粒子排列空间推断化学式 4、晶体的空间结构及信息迁移式试题 5、晶胞中粒子间距离等相关计算
离子晶体 原子晶体 分子晶体 金属晶体
存在的化学键 物质的类别 构成晶体的微粒 微粒间的作用力 离子键 离子化合物 阴、阳离子 离子键 共价键 共价键 金属键 金属及合金
Cl-
Na +
8
3
7
4
1
5
1
6
2
归纳小结
晶胞抽取的计算原则
①顶点：由8个小立方体共有，所以为1/8
②棱上：由4个小立方体共有，所以为1/4 ③面心：由2个小立方体共有，所以为1/2 ④体内：由1个晶胞拥有，所以为1
典例分析 例3:现有甲、乙、丙三种晶体的晶胞如图所示： 可推知：
1∶8×1/8=1∶1 甲晶体中 A与B的个数比是_____________, C2D EF 乙晶体的化学式是______,丙晶体的化学式是____
15、中学教材上图示了NaCl晶体结构，它向三维空间延
伸得到完美晶体。NiO晶体的结构与NaCl相同，Ni2+与最
邻近O2－的核间距离为a×10－8cm，计算NiO晶体的密度
（已知NiO的摩尔质量为74.4g/mol－1）
附加练习
1、⑴中学教材上图示了NaCl晶体结构，它向三维空 间延伸得到完美晶体。NiO晶体的结构与NaCl相同， Ni2+与最邻近O2－的核间距离为a×10－8cm，计算NiO 晶体的密度（已知NiO的摩尔质量为74.4g/mol－1）
Mg原子的数目： 12×1/6+2×1/2=3 B原子的数目：6 故化学式可表示为
Mg2B
归纳小结
晶体结构图形解题思路
找出晶体中结构单元（晶胞） 分析一个原子被几个结构单元共用
图中结构单元中原子数目×1/A
A表示几个结构单元共用
得出结论：一个结构单元平均占有几个原子
典例分析
例6、中学教材上图示的NaCl晶体结构，它 向三维空间沿伸得到完美晶体。假若钠离子 与周围最近的氯离子的距离为a cm (阿伏加 德罗常数为NA，NaCl的摩尔质量为M) ，求 NaCl晶体的密度是_____。
附加练习
NaCl晶体结构如图所示。已知FexO晶体晶胞为 NaCl型，由于晶胞缺陷，x值小于1。测知FexO晶体 密度ρ为5.71g/cm3，晶胞边长为4.28×10－10m（铁 的相对原子质量为55.9，氧相对原子质量为16）求 ⑴ FexO中x的值. ⑵晶体中的铁分别为Fe2+、Fe3+，在Fe2+和Fe3+的总数 中， Fe2+所占的质量分数。 ⑶确定出此晶体的化学式（化学式中表示 出Fe2+和Fe3+的个数） ⑷在该晶体中，铁元素的离子间的最短距 离为多少米？
4M/(NAa3)
达标潜能练习 1、下列不存在化学键的晶体是： A.硝酸钾 B.干冰 C.石墨 D.固体氩 2、常温常压下的分子晶体是： A.碘 B.水 C. 硫酸铵 D.干冰 3、同组物质中化学键类型相同、晶体类型也相 同的是： A、I2 Ar N2 Si B、金刚石 O2 F2 C、Ba(OH)2 K2O CaCl2 D、HCHO CO2 C2H5OH
XY3Z 丁晶体的化学式是_________
Y
A
B
C
D
E
X
甲
乙
丙
F
丁
Z
典例分析 例4、1987年2月，朱经武（PaulChu）教授等发 现钇钡铜氧化合物在90K温度下即具有超导性， 若该化合物的结构如下图所示， 则该化合物的化学式可能是（C ） A、YBa2CuO7—x Ba B、YBa2Cu2O7—x O C、YBa2Cu3O7—x Y D、YBa2Cu4O7—x