选修3晶体与非晶体晶胞
【高中物理】高中物理人教版选修3-3学案:第九章1固体
1固体1.晶体与非晶体(1)常见的晶体和非晶体①常见的晶体:石英、云母、明矾、食盐、硫酸铜、蔗糖、味精、雪花。
说明:雪花是水蒸气凝华时形成的晶体,它们的形状虽然不同,但都是六角形的图案。
食盐晶体总是立方体形,明矾晶体总是八面体形,石英晶体(俗称水晶)的中间是一个六棱柱,两端是六棱锥。
如图所示。
几种晶体的几何形状②常见的非晶体:玻璃、蜂蜡、松香、沥青、橡胶。
(2)单晶体与多晶体①单晶体:如果一个物体就是一个完整的晶体,这样的晶体叫做单晶体。
例如:雪花、食盐小颗粒、单晶硅、单晶锗等。
②多晶体:如果整个物体是由许多杂乱无章地排列着的小晶体组成的,这样的物体叫做多晶体。
其中的小晶体叫做晶粒。
如:由许多食盐单晶体粘在一起而成大块的食盐,就是多晶体。
其中的小晶体叫做晶粒。
多晶体a.多晶体没有规则的几何形状。
b.不显示各向异性(每一晶粒内部都是各向异性的)。
c.有确定的熔点。
(3)非晶体:没有规则的几何形状。
(4)晶体和非晶体的差异①在外形上:单晶体具有规则的几何形状,多晶体和非晶体没有规则的几何形状。
②在物理性质上,晶体的物理性质与方向有关(这种特性叫各向异性),非晶体的物理性质在各个方向是相同的(这种特性叫各向同性)。
云母导热性上表现出显著的各向异性,而有些晶体在导电性上表现出显著的各向异性,如方铝矿;有些晶体在光的折射上表现出显著的各向异性,如方解石。
例如:将石蜡均匀涂在云母片上和玻璃板上,用烧红的钢针接触没有涂蜡的另一面。
现象:熔化了的石蜡在云母片上呈椭圆形,而在玻璃片上呈圆形。
结论:晶体云母在各个方向上的导热性能不同,而非晶体玻璃在各个方向上的导热性能相同。
谈重点:晶体、非晶体辨析(1)晶体具有各向异性,并不是每种晶体在各种物理性质上都表现出各向异性。
(2)固体是否有确定的熔点,可作为区分晶体和非晶体的标志。
【例1-1】晶体和非晶体除在外形上有差别外,晶体都具有________,而非晶体________;单晶体具有________,多晶体具有________。
高中化学选修三——晶体结构与性质
晶体结构与性质一、晶体的常识 1.晶体与非晶体得到晶体的途径:熔融态物质凝固;凝华;溶质从溶液中析出 特性:①自范性;②各向异性(强度、导热性、光学性质等) ③固定的熔点;④能使X-射线产生衍射(区分晶体和非晶体最可靠的科学方法) 2.晶胞--描述晶体结构的基本单元,即晶体中无限重复的部分一个晶胞平均占有的原子数=18×晶胞顶角上的原子数+14×晶胞棱上的原子+12×晶胞面上的粒子数+1×晶胞体心内的原子数思考:下图依次是金属钠(Na)、金属锌(Zn)、碘(I 2)、金刚石(C)晶胞的示意图,它们分别平均含几个原子?eg :1.晶体具有各向异性。
如蓝晶(Al 2O 3·SiO 2)在不同方向上的硬度不同;又如石墨与层垂直方向上的电导率和与层平行方向上的电导率之比为1:1000。
晶体的各向异性主要表现在( )①硬度 ②导热性 ③导电性 ④光学性质 A.①③ B.②④ C.①②③ D.①②③④ 2.下列关于晶体与非晶体的说法正确的是( )A.晶体一定比非晶体的熔点高B.晶体一定是无色透明的固体C.非晶体无自范性而且排列无序D.固体SiO 2一定是晶体 3.下图是CO 2分子晶体的晶胞结构示意图,其中有多少个原子? 二、分子晶体与原子晶体1.分子晶体--分子间以分子间作用力(范德华力、氢键)相结合的晶体 注意:a.构成分子晶体的粒子是分子 b.分子晶体中,分子内的原子间以共价键结合,相邻分子间以分子间作用力结合 ①物理性质a.较低的熔、沸点b.较小的硬度c.一般都是绝缘体,熔融状态也不导电d.“相似相溶原理”:非极性分子一般能溶于非极性溶剂,极性分子一般能溶于极性溶剂②典型的分子晶体a.非金属氢化物:H 2O 、H 2S 、NH 3、CH 4、HX 等b.酸:H 2SO 4 、HNO 3、H 3PO 4等c.部分非金属单质::X 2、O 2、H 2、S 8、P 4、C 60d.部分非金属氧化物:CO 2、SO 2、NO 2、N 2O 4、P 4O 6、P 4O 10等 f.大多数有机物:乙醇,冰醋酸,蔗糖等③结构特征a.只有范德华力--分子密堆积(每个分子周围有12个紧邻的分子)CO2晶体结构图b.有分子间氢键--分子的非密堆积以冰的结构为例,可说明氢键具有方向性④笼状化合物--天然气水合物2.原子晶体--相邻原子间以共价键相结合而形成空间立体网状结构的晶体注意:a.构成原子晶体的粒子是原子 b.原子间以较强的共价键相结合①物理性质a.熔点和沸点高b.硬度大c.一般不导电d.且难溶于一些常见的溶剂②常见的原子晶体a.某些非金属单质:金刚石(C)、晶体硅(Si)、晶体硼(B)、晶体锗(Ge)等b.某些非金属化合物:碳化硅(SiC)晶体、氮化硼(BN)晶体c.某些氧化物:二氧化硅( SiO2)晶体、Al2O3金刚石的晶体结构示意图二氧化硅的晶体结构示意图思考:1.怎样从原子结构角度理解金刚石、硅和锗的熔点和硬度依次下降2.“具有共价键的晶体叫做原子晶体”,这种说法对吗?eg:1.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,与键能无关的变化规律是()、HCI、HBr、HI的热稳定性依次减弱B.金刚石、硅和锗的熔点和硬度依次下降、C12、Br2、I2的熔、沸点逐渐升高可用做保护气2.氮化硼是一种新合成的无机材料,它是一种超硬耐磨、耐高温、抗腐蚀的物质。
高中化学选修3之知识讲解_晶体的常识 分子晶体与原子晶体_基础-
晶体的常识分子晶体与原子晶体【学习目标】1、初步了解晶体的知识,知道晶体与非晶体的本质差异,学会识别晶体与非晶体的结构示意图;2、知道晶胞的概念,了解晶胞与晶体的关系,学会通过分析晶胞得出晶体的组成;3、了解分子晶体和原子晶体的特征,能以典型的物质为例描述分子晶体和原子晶体的结构与性质的关系;4、知道分子晶体与原子晶体的结构粒子、粒子间作用力的区别。
【要点梳理】要点一、晶体与非晶体【分子晶体与原子晶体#晶体与非晶体】1、概念:①晶体:质点(分子、离子、原子)在空间有规则地排列成的、具有整齐外型、以多面体出现的固体物质。
晶体具有的规则的几何外形源于组成晶体的微粒按一定规律周期性的重复排列。
②非晶体:非晶态物质内部结构没有周期性特点,而是杂乱无章地排列,如:玻璃、松香、明胶等。
非晶体不具有晶体物质的共性,某些非晶态物质具有优良的性质要点诠释:晶体与非晶体的区分:晶体是由原子或分子在空间按一定规律周期性地重复排列构成的固体物质。
周期性是晶体结构最基本的特征。
许多固体的粉末用肉眼是看不见晶体的,但我们可以借助于显微镜观察,这也证明固体粉末仍是晶体,只不过晶粒太小了。
晶体的熔点较固定,而非晶体则没有固定的熔点。
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,X射线透过晶体时发生衍射现象。
特别注意:一种物质是否晶体,是由其内部结构决定的,而非由外观判断。
2、分类:说明:①自范性:晶体能自发性地呈现多面体外形的性质。
所谓自范性即“自发”进行,但这里要注意,“自发”过程的实现仍需一定的条件。
例如:水能自发地从高处流向低处,但若不打开拦截水流的闸门,水库里的水不能下泻;②晶体自范性的条件之一:生长速率适当;③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。
4、晶体形成的途径:①熔融态物质凝固,例:熔融态的二氧化硅,快速冷却得到玛瑙,而缓慢冷却得到水晶。
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。
晶体与非晶体 晶胞
1 3 73
4
2
面心:1/2
6 2 2
顶点:1/8
1
体心:1
1
6、晶胞中原子个数的计算
顶角 棱上 立方体 1/8 1/4
晶胞
面上 1/2
中心 1
1、下列是NaCl晶胞示意图,晶胞中 Na+和Cl¯的个数比是多少?
晶胞中Na+ 周围等距离的Cl¯ 的个数是多少? 晶胞中Na+周围等距离的Na+的个数是多少?
ห้องสมุดไป่ตู้
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
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
5、三种典型立方晶胞结构
简单立方
体心立方
面心立方
思考:铜晶胞结构中有几个铜原子?
最常见的题型:已知晶胞的结构,求晶体的化学式。 明确一个概念:由晶胞构成的晶体,其化学式不一定是表
示一个分子中含有多少个原子,而是表示每个晶胞中平均
含有各类原子的个数,即各类原子的最简个数比。 在一个晶胞结构中出现的多个原子,这些原子并不 是只为这个晶胞所独立占有,而是为多个晶胞所共有,那 么,在一个晶胞结构中每个原子,这个晶胞能分摊到多少 比例呢。这就是分摊法。
请看:
8 5
4 1
棱边:1/4
晶 胞
知识回顾--晶体的性质
(1)具有规则的几何外形。 (2)自范性:
(3)各向异性: (4)晶体有固定的熔点:
(5)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谱线。
思考:晶体为什么具有上述特征呢?
二﹑晶胞
1. 晶胞:晶体中重复出现的最基本的结构单元
2019-2020学年人教版化学选修三江苏专用学案:第三章 第一节 晶体的常识 Word版含答案
姓名,年级:时间:第一节晶体的常识1.认识晶体和非晶体的本质差异,知道晶体的特征和性质。
2.了解获得晶体的途径。
3.知道晶胞的概念,学会晶胞中微粒数的计算方法(均摊法),能根据晶胞的结构确定晶体的化学式。
晶体与非晶体1.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晶体有序排列非晶体无原子排列相对无序2.获得晶体的三条途径(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。
3.晶体的特性(1)自范性:晶体能自发地呈现多面体外形的性质。
(2)各向异性:晶体在不同方向上表现出不同的物理性质。
(3)固定的熔点。
4.晶体与非晶体的测定方法测定方法测熔点晶体有固定的熔点,非晶体没有固定的熔点可靠方法对固体进行X.射线衍射实验1.正误判断(正确的打“√",错误的打“×”,并阐释错因或列举反例)。
语句描述正误阐释错因或列举反例(1)晶体有自范性但其微粒排列无序(2)晶体具有各向同性,非晶体具有各向异性(3)熔融态物质快速冷却即可得到晶体(4)熔融的硝酸钾冷却可得晶体,故液态玻璃冷却也能得到晶体(5)粉末状的固体也有可能是晶体答案:(1)×晶体的微粒排列有序(2)×晶体具有各向异性,非晶体具有各向同性(3)×熔融态物质凝固速率适当可得到晶体(4)×玻璃是非晶体(5)√2.在室温下,将一块不规则的CuSO4·5H2O固体放入饱和CuSO4溶液中,经过一段时间后会发生什么变化?答案:CuSO4·5H2O固体会变成规则的立方体.3.将冰和玻璃加热各有什么现象?答案:加热冰时,0 ℃达到冰的熔点,冰开始熔化,在全部熔化以前,继续加热,温度基本保持不变,完全熔化后,温度才开始升高。
加热玻璃,温度升高到某一程度后开始变软,继续加热流动性增强,最后变为液体.玻璃从软化到完全熔化,中间经过较大的温度范围.题组一晶体的性质1.下列不属于晶体的特点的是( )A.一定有规则的几何外形B.一定有各向异性C.一定有固定的熔点D.一定是无色透明的固体解析:选D.晶体的特点是有规则的几何外形(由晶体的自范性决定)、固定的熔点及各向异性,但不一定是无色透明的固体,如紫黑色的碘晶体、蓝色的硫酸铜晶体。
高中化学选修3人教版:第三章晶体结构与性质-归纳与整理
NaCl<MgCl2
原子晶体:原子半径越小,共价键键能越大,熔沸点越高。
Si,SiO2,SiC
SiO2>SiC > Si
分子晶体:结构相似的分子,分子量越大,分子间作用力
越大,熔沸点越高。
F2,Cl2,Br2,I2
F2 < Cl2 < Br2 < I2
三.四种晶体的比较
晶体类型 离子晶体 晶体粒子 阴、阳离子
60°
(W/124) ×6 ×NA
晶体中Na+和Cl-间最 小距离为a cm, 计 算NaCl晶体的密度
4 58.5g mol 1 N A mol 1
(2acm)3
29.25 a3 NA
g
cm3
第一单元 晶体的 类型与性质
2、晶体举例:
NaCl的晶体结构:
6:6
CsCl的晶体结构:
《晶体结构与性质 -归纳与整理》
一、晶体与非晶体
1.晶体与非晶体的区别
自范性
微观结构
晶体 有(能自发呈现多面体外 原子在三维空间里
形)
呈周期性有序排列
非晶体 没有(不能自发呈现多面 原子排列相对无序 体外形)
(1)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.
• (2)晶体自范性的条件之一:生长速率适当.
2.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.
3.晶体的特性
• 有规则的几何外形 • 有固定的熔沸点 • 物理性质(强度、导热性、光学性质等)各
向异性
二.晶胞
• 1.定义:晶体中重复出现的最基本的结构单元
高中化学选修3 第三章晶体结构与性质 讲义及习题
高中化学选修三第三章晶体结构与性质一、晶体常识1、晶体与非晶体比较2、获得晶体的三条途径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.3、晶胞晶胞是描述晶体结构的基本单元。
晶胞在晶体中的排列呈“无隙并置”.4、晶胞中微粒数的计算方法-—均摊法某粒子为n个晶胞所共有,则该粒子有1/n属于这个晶胞。
中学常见的晶胞为立方晶胞.立方晶胞中微粒数的计算方法如下:①晶胞顶角粒子为8个晶胞共用,每个晶胞占1/8②晶胞棱上粒子为4个晶胞共用,每个晶胞占1/4③晶胞面上粒子为2个晶胞共用,每个晶胞占1/2④晶胞内部粒子为1个晶胞独自占有,即为1注意:在使用“均摊法”计算晶胞中粒子个数时要注意晶胞的形状。
二、构成物质的四种晶体1、四种晶体的比较晶体类型分子晶体原子晶体金属晶体离子晶体质硬度一般较软很硬一般较硬,少部分软较硬熔沸点很低很高一般较高,少部分低较高溶解性相似相溶难溶于任何溶剂难溶于常见溶剂(Na等与水反应)大多易溶于水等极性溶剂导电传热性一般不导电,溶于水后有的导电一般不具有导电性(除硅)电和热的良导体晶体不导电,水溶液或熔融态导电延展性无无良好无物质类别及实例气态氢化物、酸(如HCl、H2SO4)、大多数非金属单质(如P4、Cl2)、非金属氧化物(如SO2、CO2,SiO2除外)、绝大多数有机物(有机盐除外)一部分非金属单质(如金刚石、硅、晶体硼),一部分非金属化合物(如SiC、SiO2)金属单质与合金(Na、Mg、Al、青铜等)金属氧化物(如Na2O),强碱(如NaOH),绝大部分盐(如NaCl、CaCO3等)2、晶体熔、沸点高低的比较方法(1)不同类型晶体的熔、沸点高低一般规律:原子晶体>离子晶体>分子晶体.金属晶体的熔、沸点差别很大,如钨、铂等熔、沸点很高,汞、铯等熔、沸点很低。
(2)原子晶体由共价键形成的原子晶体中,原子半径小的键长短,键能大,晶体的熔、沸点高。
如熔点:金刚石>碳化硅>硅(3)离子晶体一般地说,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,相应的晶格能大,其晶体的熔、沸点就越高。
高中化学选修三第三章 第一节 晶体的常识
2.某离子化合物的晶胞如图所示。阳离子位 于晶胞的中心,阴离子位于晶胞的8个顶 点上,则该离子化合物中阴、阳离子的个 数比为 A.1∶8 C.1∶2 B.1∶4 D.1∶1 ( )
1 解析:阴离子位于晶胞的8个顶点,个数为8× =1, 8 阳离子位于晶胞的中心,个数为1。 答案:D
3.某离子晶体的晶胞结构如图所示,X位于立 方体的顶点,Y位于立方体的中心。
2.晶胞中原子个数的计算(以铜晶胞为例) (1)晶胞的顶角原子是 8 个晶胞共用 的,晶胞棱上的原子是 4 个晶胞共用 的,晶胞面上的原子是 2 个晶胞共用的。 (2)金属铜的一个晶胞中铜的原子个 1 1 数为8× +6× =4。 8 2
1.常见的晶胞有几种类型?
提示:长方体(正方体)晶胞和非长方体(非正方体)晶胞。
5.如图所示的甲、乙、丙三种晶体:
X2Y ,乙晶体 试推断甲晶体的化学式(X为阳离子)为________ 1∶3____
8 D周围结合E的个数是________ 个。
解析
解析:甲中X位于立方体体心,有1个,Y位于立方体的 1 1 1 顶点,实际有 ×4= 个,N(X)∶N(Y)=1∶ =2∶1, 8 2 2 1 1 故甲的化学式为X2Y;乙中A有 ×8=1个,B有 ×6 8 2 =3个,C在体心,有1个,故N(A)∶N(B)∶N(C)= 1∶3∶1;丙中D点被8个同样的晶胞共用,故结合E的个 数是8个。
(2)非长方体(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 1 碳原子)对六边形的贡献为 。 3 2.晶胞密度的有关计算
(1)假设某晶体的晶胞如下:
以M表示该晶体的摩尔质量,NA表示阿伏加德罗常 数,N表示一个晶胞中所含的微粒数,a表示晶胞的棱 长,ρ表示晶体的密度,计算如下: 该晶胞的质量用密度表示:m=ρ· a3 N 用摩尔质量表示:m= M NA N N 则有:ρ· a = M,ρ= M NA NAa3
高中化学晶体与非晶体的区别知识点总结
高中化学晶体与非晶体的区别知识点总结一、晶体与非晶体晶体是具有规则的几何外形的固体,而非晶体则没有规则的几何外形。
晶体与非晶体的本质差异自范性微观结构晶体有( 能自发呈现多面体外形)原子在三维空间里呈周期性有序排列非晶体没有( 不能自发呈现多面体外形)原子排列相对无序晶体的特点:(1 )有固定的几何外形;(2 )有固定的熔点;(3 )有各向异性。
晶体形成的一段途径:(1 )熔融态物质凝固;(2 )溶质从溶液中析出;(3 )气态物质冷却不经液态直接凝固(凝华)。
说明:1 、晶体可以认为是内部粒子(原子、离子、分子)在空间按一定规律周期性重复排列构成的固体物质,如食盐、干冰、金刚石等;而非晶体则是内部原子或分子的排列呈杂乱无章的分布状态的固体物质,如:橡胶、玻璃、松香等。
2 、晶体的自范性是指:在适宜的条件下,晶体能够自发地呈现封闭的规则和凸面体外形的性质。
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。
晶体自范性的条件是:生长速率适当。
3 、由于晶体各个方向排列的质点的距离不同,而导致晶体各个方向的性质也不一样。
对于晶体来说, 许多物理性质:如硬度、导热性、光学性质等,因研究角度不同而产生差异,即为各向异性。
4 、加热晶体,温度达到晶体熔点时即开始熔化,在没有完全熔化之前,继续加热,温度不会升高,完全熔化后,温度才会升高,即晶体具有固定的熔点;加热非晶体,温度达到一定程度后开始软化,流动性很强,最后变为液体,从软化到熔化,中间经过一段很长的温度范围,即非晶体没有固定的熔点。
5 、当单一波长的X -射线通过晶体时,可发生衍射,会在记录仪上看到分立的斑点或谱线。
说明晶体可使X -射线产生衍射,而X -射线通过非晶体时只能产生散射。
因此,利用晶体的这一性质,来鉴别晶体与非晶体。
6 、熔融态物质凝固以及溶质从溶液中析出时,在适宜的生长速率下可以形成晶体,但如果生长速率不当,则形成的晶体外形很不规则。
【人教版】高中化学选修3知识点总结:第一章原子结构与性质
【人教版】高中化学选修3知识点总结:第一章原子结构与性质【人教版】高中化学选修3知识点总结:第一章原子结构与性质第一章原子结构与性质课标要求1.了解原子核外电子的能级分布,能用电子排布式表示常见元素的(1~36号)原子核外电子的排布。
了解原子核外电子的运动状态。
2.了解元素电离能的含义,并能用以说明元素的某种性质3.了解原子核外电子在一定条件下会发生跃迁,了解其简单应用。
4.了解电负性的概念,知道元素的性质与电负性的关系。
要点精讲一.原子结构1.能级与能层2.原子轨道3.原子核外电子排布规律⑴构造原理:随着核电荷数递增,大多数元素的电中性基态原子的电子按右图顺序填入核外电子运动轨道(能级),叫做构造原理。
能级交错:由构造原理可知,电子先进入4s轨道,后进入3d轨道,这种现象叫能级交错。
说明:构造原理并不是说4s能级比3d能级能量低(实际上4s能级比3d 能级能量高),而是指这样顺序填充电子可以使整个原子的能量最低。
也就是说,整个原子的能量不能机械地看做是各电子所处轨道的能量之和。
(2)能量最低原理现代物质结构理论证实,原子的电子排布遵循构造原理能使整个原子的能量处于最低状态,简称能量最低原理。
构造原理和能量最低原理是从整体角度考虑原子的能量高低,而不局限于某个能级。
(3)泡利(不相容)原理:基态多电子原子中,不可能同时存在4个量子数完全相同的电子。
换言之,一个轨道里最多只能容纳两个电子,且电旋方向相反(用“↑↓”表示),这个原理称为泡利(Pauli)原理。
(4)洪特规则:当电子排布在同一能级的不同轨道(能量相同)时,总是优先单独占据一个轨道,而且自旋方向相同,这个规则叫洪特(Hund)规则。
比如,p3的轨道式为↑↑↑或↓↓↓,而不是↑↓↑。
洪特规则特例:当p、d、f轨道填充的电子数为全空、半充满或全充满时,原子处于较稳定的状态。
即p0、d0、f0、p3、d5、f7、p6、d10、f14时,是较稳定状态。
人教版高二化学选修物质结构与性质第三章晶体
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。
分子间作用力与熔、沸点的关系
温度/℃
200
I2 沸
150
点
熔点
100
I2
50
Br2
100 150
。
2. 在SiO2 晶体中,每个硅原子形成 个共价键2;每个氧原子形成 3. 在SiO2 晶体中,最小环为 元环。
个共价键; 1:2
4 2
12
4.每个十二元环中平均含有硅原子
=6×1/1 硅原子个数与Si-O 共价键个数之是
=12×1/6=2 ;氧原子个数与Si-O 共价键个数之比是 1:。4
熔沸点很高,硬度很大,难溶于一般溶剂。
金刚石、单晶硅、碳化硅、二氧化硅等。
4、 原子晶体的特点
①、晶体中
单个分子存在;没化有学式只代表
。
原子个数之比
②、熔、沸点
;硬度 ; 很溶高于一般溶剂; 导电。 很 大
难
不
5、 影响原子晶体熔沸点、硬度大小的因素: 共价键的强弱 键长的大小
一般形成共价键的两原子半径越小键长越小,键能越 ,原子晶体的熔沸点越 ,硬度越 。 大
1.金属键
(1)定义: 金属离子和自由电子之间的强烈的相互作用。
(2)形成 成键微粒: 金属阳离子和自由电子 存 在: 金属单质和合金中
(3)方向性: 无方向性
三、金属晶体的结构与金属性质的内在联系
1、金属晶体结构与金属导电性的关系
【讨论1】 金属为什么易导电? 在金属晶体中,存在着许多自由电子,这些自由电子的运动是没有一定方向的,但在外加电场的条件下
2020新突破化学选修三人教版(新课标地区)专用讲义+精练:第3章第一节 晶体的常识 Word版含解析
第一节晶体的常识[知识梳理]一、晶体1.晶体与非晶体的本质差异2.获得晶体的三条途径(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。
3.晶体的特点(1)自范性:①定义:晶体能自发地呈现多面体外形的性质。
②形成条件:晶体生长的速率适当。
③本质原因:晶体中粒子在微观空间里呈现周期性的有序排列。
(2)各向异性:某些物理性质常常会表现出各向异性。
(3)晶体有固定的熔点。
(4)外形和内部质点排列的高度有序性。
【自主思考】1.区分晶体与非晶体的最可靠的方法是什么?提示最可靠的方法是对固体进行X-射线衍射实验。
二、晶胞1.概念晶胞是描述晶体结构的基本单元。
2.结构习惯采用的晶胞都是平行六面体,晶体是由无数晶胞“无隙并置”而成。
(1)“无隙”:相邻晶胞之间没有任何间隙。
(2)“并置”:所有晶胞都是平行排列的,取向相同。
(3)所有晶胞的形状及其内部的原子种类、个数及几何排列是完全相同的。
3.晶胞中微粒数目的计算(1)平行六面体(立方体形)晶胞中微粒数目的计算。
①晶胞的顶角原子是8个晶胞共用;②晶胞棱上的原子是4个晶胞共用;③晶胞面上的原子是2个晶胞共用。
如金属铜的一个晶胞(如图所示)均摊到的原子数为8×18+6×12=4。
(2)几种晶胞中原子数目的确定。
结合下图,钠、锌、碘、金刚石晶胞中含有原子的数目分别为2、2、8、8。
【自主思考】2.晶胞是否全是平行六面体?提示不一定,如有的晶胞呈六棱柱形。
3.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?提示不表示,只表示每个晶胞中各类原子的最简整数比。
[自我检测]1.判断正误,正确的打“√”;错误的打“×”。
(1)有规则几何外形的固体就是晶体。
()(2)熔融态的晶体冷却凝固,得到的固体不一定呈规则的几何外形。
()(3)晶胞都是平行六面体。
()(4)晶胞是晶体的最小重复单元。
()(5)不同的晶体中晶胞的大小和形状都相同。
选修3《物质结构与性质》第三章 晶体结构与性质 第一节 晶体常识(导学案)
第三章晶体结构与性质第一节晶体常识▍课标要求▍1.初步了解晶体知识,知道晶体与非晶体的本质差异。
2.学会识别晶体与非晶体的结构示意图。
3.掌握晶胞的概念以及晶胞中粒子个数的计算方法。
要点一晶体与非晶体1.晶体与非晶体的本质差异自范性微观结构晶体微粒在三维空间里呈排列非晶体微粒排列相对23.晶体的特点4.区分晶体与非晶体(1)测熔点:晶体有固定的熔点,非晶体没有固定的熔点。
(2)最可靠的科学方法是:对固体进行实验。
思考1:(1)晶体为什么有自范性?(2)晶体一定是固体,固体一定是晶体吗?要点二晶胞1.概念描述晶体结构的叫做晶胞。
2.晶体和晶胞的关系一般来说,晶胞都是体,晶体可以看作是数量巨大的晶胞“无隙并置”而成。
(1)“无隙”是指相邻晶胞之间。
(2)“并置”是指所有晶胞都是排列的,取向。
(3)所有晶胞的、内部的原子及几何排列是完全相同的。
3.晶胞中粒子个数的计算(以铜晶胞为例)晶胞的顶角是个晶胞共用的,棱上的原子是4个晶胞共用的,面上的原子是个晶胞共用的(如图所示)。
铜晶胞金属铜的一个晶胞所含的原子数有个。
思考2:铜晶胞含有4个铜原子,为什么不是14个?考点一晶体与非晶体的区别1.晶体和非晶体在结构上的差异,导致它们在性质上有所不同。
2.根据固体是否具有自范性、物理性质是否体现各向异性、有无固定熔沸点、外形和内部质点排列是否高度有序,可以判断是晶体还是非晶体。
【例题1】下列叙述正确的是()A.具有规则几何外形的固体一定是晶体B.晶体与非晶体的根本区别在于是否具有规则的几何外形C.具有各向异性的固体一定是晶体D.一种物质不是晶体就是非晶体【变式1】不能够支持石墨是晶体这一事实的选项是()A.石墨和金刚石是同素异形体B.石墨中的碳原子呈周期性有序排列C.石墨的熔点为3 625 ℃D.在石墨的X-射线衍射图谱上有明锐的谱线判断晶体的“4点”注意事项(1)晶体一般属于纯净物。
(2)微观上,晶体中的微粒在三维空间呈周期性有序排列,表现在外观上晶体往往有规则的几何外形。
人教版高二化学选修3教学案:第三章 第一节 晶体的常识含答案
1.了解晶体的特点。
2.了解晶体和非晶体的本质区别和性质上的差异。
3.了解晶胞的概念,能够计算晶胞的粒子个数。
细读教材记主干1.水晶属于晶体,有固定的熔点,而玻璃无固定的熔点,属于非晶体。
2.什么叫结晶?提示:在一定条件下,固体物质从它的饱和溶液中以晶体的形式析出的过程。
3.晶体一定是固体,固体一定是晶体吗?提示:晶体一定是固体,但固体不一定是晶体,如玻璃、橡胶等不属于晶体。
4.晶体与非晶体在外形上有何差别?提示:晶体具有规则的几何外形,而非晶体不具有规则的几何外形。
[新知探究]1.概念(1)晶体:内部粒子(原子、离子或分子)在三维空间里按一定规律呈周期性有序排列。
如NaCl晶体、I2晶体等。
(2)非晶体:内部粒子(原子、离子或分子)在三维空间里的排列呈现相对无序的分布状态。
如橡胶、玻璃等。
2.获得晶体的途径3.晶体的特点(1)自范性(2)各向异性:某些物理性质常常会表现出各向异性。
(3)晶体有固定的熔点。
(4)外形和内部质点排列的高度有序性。
4.区分晶体和非晶体最可靠的科学方法对固体进行X-射线衍射实验。
[名师点拨]晶体与非晶体的区别和判断方法(1)区别晶体非晶体自范性(本质区别) 有无是否均一均一不均一固定熔、沸点有无各向异性有无能否发生X-射线衍射(最科学的区能不能(能发生散射) 分方法)NaCl晶体、I2晶体、SiO2晶体、Na玻璃、橡胶等举例晶体等①测熔点:晶体具有固定的熔、沸点,而非晶体则没有固定的熔、沸点。
②可靠方法:对固体进行X-射线衍射实验。
[对点演练]1.(2016·廊坊高二检测)普通玻璃和水晶的根本区别在于( )A.外形不一样B.普通玻璃的基本构成微粒无规则排列,水晶的基本构成微粒按一定规律做周期性重复排列C.水晶有固定的熔点,普通玻璃无固定的熔点D.水晶可用于能量转换,普通玻璃不能用于能量转换解析:选B 普通玻璃为非晶体,水晶为晶体,它们的根本区别在于内部微粒是否按一定规律做周期性重复排列,即晶体具有自范性。
晶体与非晶体
晶体与非晶体晶体与非晶体是材料科学中常用的两个概念,它们具有不同的结构和性质。
本文将介绍晶体和非晶体的特点、分类以及应用领域。
一、晶体的特点晶体是由原子、分子或离子按照一定的规则有序排列而成的固体。
晶体具有以下特点:1. 高度有序排列:晶体中的原子、分子或离子按照特定的空间周期性排列,组成有规则的三维晶体结构。
2. 清晰的晶面与晶角:晶体的有序结构使得晶体表面呈现出清晰可见的晶面和晶角,有利于晶体的表征和研究。
3. 明确的晶格参数:晶体的空间排列有序,可以通过晶格参数(如晶胞体积和晶胞边长)来描述晶体的结构。
4. 具有各向异性:晶体在不同晶向上的物理性质(如光学各向异性和热导率)表现出差异,这是晶格结构的结果。
二、非晶体的特点非晶体是由原子、分子或离子以无序、非周期性的方式排列而成的固体。
非晶体具有以下特点:1. 无序排列:非晶体中的原子、分子或离子没有规则的排列方式,缺乏明确的周期性结构。
2. 无明显晶面与晶角:非晶体表面呈现出无规则、不清晰的外貌,没有明显的晶面和晶角。
3. 随机的局部密度:非晶体中的原子密度和局部排列方式随机分布,没有明确的晶格参数。
4. 具有各向同性:非晶体在各个方向上的物理性质基本相同,不像晶体那样表现出各向异性。
三、晶体与非晶体的分类根据晶体和非晶体的结构特点,可以将它们进一步分类:1. 晶体分类:晶体可以根据其晶胞的对称性和晶体结构进行分类,常见的晶体包括立方晶系、六角晶系、正交晶系等。
2. 非晶体分类:非晶体可以根据其制备方法和固化方式进行分类,例如金属非晶体、无定形陶瓷等。
四、晶体与非晶体的应用领域晶体和非晶体在不同领域有着广泛的应用,下面列举其中的几个领域:1. 光学与电子学:晶体具有优良的光学特性,可应用于激光器、光纤通信等领域。
而非晶体在电子器件中有较好的应用,如非晶硅太阳能电池。
2. 材料工程:晶体和非晶体在材料工程中被广泛应用,用于改善材料的强度、硬度和耐磨性等性能。
高三选修3晶胞知识点
高三选修3晶胞知识点晶胞是晶体中最小重复单元,它的形状和结构对于晶体性质的理解具有重要的作用。
在高三选修3中学习晶胞的知识点对于理解晶体结构和材料科学具有重要意义。
本文将从三个方面介绍高三选修3中的晶胞知识点。
第一部分:晶胞的定义和分类晶胞是晶体中最小重复单元,由原子或分子组成。
根据晶体的对称性,我们可以将晶胞分为7个晶系和14个晶格。
1. 立方晶系:晶胞为立方体,边长相等,相互垂直。
2. 正交晶系:晶胞为长方体,边长相互垂直,但不相等。
3. 单斜晶系:晶胞为斜方体,边长不相等,存在一个直角。
4. 斜方晶系:晶胞为斜方体,边长不相等,所有角均不为直角。
5. 三斜晶系:晶胞为斜四面体,边长不相等,所有角均不为直角。
6. 菱面晶系:晶胞为菱形面体,边长不相等,存在4个相邻的直角。
7. 六方晶系:晶胞为六面体,边长不相等,存在6个角为直角。
以上是根据晶体对称性所确定的晶胞分类,不同晶胞的形状和结构决定了晶体的不同性质和应用。
第二部分:晶胞参数及其计算方法晶体的晶胞参数是描述晶体结构的重要参数,包括晶胞长度、晶胞角度等。
1. 晶胞长度:晶胞的长度由晶格常数确定,晶格常数是指晶体沿不同方向上的原子、离子或分子排列的周期性重复距离。
2. 晶胞角度:晶胞的角度也由晶格常数决定,不同晶体的晶胞角度不同。
计算晶胞参数的方法包括使用X射线衍射、粉末衍射和电子衍射等实验方法,以及分子动力学模拟和第一性原理计算等理论方法。
这些方法可以精确确定晶体的晶胞结构,为材料科学的研究提供重要的依据。
第三部分:晶胞的应用和意义晶胞的形状和结构对晶体的性质和应用具有重要的影响。
1. 晶胞的形状决定了晶体的外观和结构,不同晶体的晶胞形状各异。
2. 晶胞的结构决定了晶体的物理和化学性质,如硬度、电导率、光学性质等。
3. 晶胞的研究为材料科学和固体物理学等领域提供了重要的基础,促进了材料的开发和应用。
总结:本文介绍了高三选修3中的晶胞知识点,包括晶胞的定义和分类、晶胞参数及其计算方法,以及晶胞的应用和意义。
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(单位:克/cm3)
A、8M/a3NA B、a3M/8NA
C、M/a3NA
D、a3M/NA
6、图是超导化合物一钙钛矿晶体中最小重复单元 (晶 胞)的结构.请回答: CaTiO3 (1)该化合物的化学式为_______. (2)在该化合物晶体中,与某个钛离 子距离最近且相等的其他钛离子共 6 有__________ 个. (3)设该化合物的相对分子质量为M, 3 密度为 ag / cm 阿伏加德罗常数为 NA,则晶体中钙离子与钛离子之间 的最短距离为_______.
(2)非长方体(非正方体)晶胞中不同位置的粒子数的计算
晶胞类型 六方体 正三棱柱 顶角贡献 1 6 1 12 棱上贡献 1 3 1 水平 4 1 竖 6 面上贡献 1 2 1 2 内部贡献 1 1
练习1:根据离子晶体的晶胞结构,判断下 列离子晶体的化学式:(A表示阳离子)
A
B
化学式: AB
练习2:根据离子晶体的晶胞结构,判断下 列离子晶体的化学式:(A表示阳离子)
3、如图所示晶体中每个阳离子 A或阴离子B,均可被 另一种离子以四面体形式包围着,则该晶体对应的化 学式为
A.AB
C.AB3
B.A2B
D.A2B3
◆
4、右面图形是石墨晶体的层面结构图, 试分析图形推测层面上每个正六边型拥有的 共价键数和碳原子数是分别: A、6,6 B、2,4 C、2,3 D、3,2
简单立方胞中原子个数的计算
均摊法:晶胞任意位置上的一个原子如果是 被x个晶胞所共有,那么,每个晶胞对这个 原子分得的份额就是1/x
体心:1
面心:1/2
棱边:1/4
顶点:1/8
小结:晶胞对质点的占有率
立方晶胞
顶点: 1/8 棱边: 1/4 面心: 1/2 体心: 1
1、体心——全部 2、面心——1/2 3、棱上的点——1/4 4、顶点(具体问题具体分析) 立方体——1/8 三棱柱——1/12 注:上述贡献的计算仅适用于离子晶 体和原子晶体而不适用于分子晶体
A B
化学式: A2B
BA2
练习3:根据离子晶体的晶胞结构,判断下 列离子晶体的化学式:(A表示阳离子)
A
B
化学式: AB
练习4:根据离子晶体的晶胞结构,判断下 列离子晶体的化学式:(A表示阳离子)
A B
C
化学式: ABC3
探究(即自学检测即课本P64学与问):
下图依次是金属钠 (Na) 、金属锌 (Zn) 、碘 (I2) 、金刚石 (C)晶胞的示意图,数一数,它们分别平均含几个原子?
7.晶体硼的基本结构单元都是由硼原子组成的正 二十面体,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,共 含有__ 30 __ 个B-B键。
20×3=60 60÷5=12 60÷2=30
常见晶胞中微粒数的计算:
4、晶体自范性的条件之一是生长的速率适当 5、晶体形成的途径
6、鉴别晶体和非晶体
(1)物理性质差异 如:质点排列是否有序、各向异性,硬度、 熔点、折光率等。 (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。
二﹑晶胞
1. 晶胞:描述晶体结构的基本单元(晶体中无限重复 的部分)
蜂巢与蜂室
A、MgB B、 MgB2 C、Mg2B D、Mg3B2
典例分析
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
[当堂训练 ] 1、下列关于晶体与非晶体的说法正确的是 A、晶体一定比非晶体的熔点高 B、晶体有自范性但排列无序 C C、非晶体无自范性而且排列无序 D、固体SiO2一定是晶体 2、区别晶体与非晶体最可靠的科学方法是 A、熔沸点 B、硬度 D C、颜色 D、x-射线衍射实验
◆
5、某离子晶体晶胞结构如右图所示,X位于立方体 的顶点, Y位于立方体的中心,晶体中距离最近的 两个X与一个Y形成的夹角∠XYX的角度为: A. 90° B. 60° C. 120° D. 109°28′
◆
7 、如图是 CsCl 晶体的晶胞(晶体中最小的重复单元 )已知晶体中 2个最近的 Cs+核间距离为 acm ,氯化铯 的相对分子质量为M,NA为阿佛加德 罗常数,则CsCl晶体的密度为
(1)六方晶胞:在六方体顶点的微粒为6个晶 胞共有,在面心的为2个晶胞共有,在体内的微 粒全属于该晶胞。 微粒数为:12×1/6 + 2×1/2 + 3 = 6
(2)面心立方:在立方体顶点的微粒为8 个晶胞共有,在面心的为2个晶胞共有。 微粒数为:8×1/8 + 6×1/2 = 4 (3)体心立方:在立方体顶点的微粒为8 个晶胞共享,处于体心的金属原子全部 属于该晶胞。 微粒数为:8×1/8 + 1 = 2 长方体晶胞中不同位置的粒子对晶胞的贡献: 顶 ----1/8 棱----1/4 面----1/2 心----1
1、现有甲、乙、丙、丁四种晶胞,可推 知:甲晶体中A与B的离子个数比 为 1∶1 ;乙晶体的化学式为 C2D ; EF 丙晶体的化学式为______ ;丁晶体的化 XY3Z 。 学式为______
2 、下图依次是金属钠 (Na) 、金属锌 (Zn) 、碘 (12) 、 金刚石(C)晶胞的示意图,数一数,它们分别平均含 有几个原子?
铜晶体
铜晶胞
晶体与晶胞的关系可用蜂巢与峰室的关系比喻 然而蜂巢是有形的,晶胞是无形的,是人为划定 的。
铜晶体 铜晶胞
晶体结构
晶胞示意图
无隙并置
平行六 面体
2、特点:晶胞都是 平行六面体,晶胞在 晶体中“无隙并置”.
思考: 铜晶胞含有4个铜原子,为什么不 是14个?
2、晶胞中原子个数的计算
3、三种典型立方晶体结构
Zn
Na
I2
金刚石
6、最近发现一种由钛原子和碳原子构成的气 态团簇分子,如下图所示,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, 它的化学式是 Ti14C13 。
解析:由于本题团簇分子指的 是一个分子的具体结构,并不 是晶体中的最小的一个重复单 位,不能采用均摊法分析,所 以只需数出该结构内两种原子 的数目就可以了。
6、下图是CO2分子晶体的晶胞结构示意图, 其中有多少个原子?
(8× + 6 × )×3 =12
1 8
1 2
4、在碳单质的成员中还有一种混合型晶体——石墨,如 图所示。它是层状结构,层与层之间依靠作用力相结合。 每层内部碳原子与碳原子之间靠作用力相结合,其键角 2 为120ْ。分析图中每个六边形含有 个碳原子, 3 个,碳原子数目与碳碳化学 占有的碳碳键数为____ 键数目之比为_______ 2∶3 。
晶胞
晶体与非晶体复习
1、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又称玻璃体
2、特点和性质: (1)自范性:晶体能自发地呈现多面体外形的性质— —是晶体中粒子在微观空间里呈现周期性有序排列的 宏观表现。 (2)物理性质表现各向异性(强度、导热性、 光学性质)——同样反映了晶体内部粒子排列 的有序性。 (3)晶体具有固定的熔点。 3、晶体与非晶体本质区别 微观粒子在三维空间是否呈现周期性有序排列
钠、锌晶胞都是:8×1/8+1=2; 碘:(8×1/8+6×1/2)×2=8; 金刚石:8×1/8+6×1/2+4=8。
◆
典例分析 例: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