高中化学必修三 晶体常识

原子呈周期性有序 排列
原子排列相对无序
内部微粒（原子、离子或分子）在空间按一定规律 做周期性重复排列构成的固体物质称为晶体。
晶体形成 的途径
实验3-1
教材P61图3～2
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
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）
1
2
3
雪 花
水晶石
5
祖母绿
猫眼石
紫水晶
黄水晶
6
明 矾 晶 体
单质硫
金刚石晶体
冰糖晶体 胆 矾 晶 体
7
观察图片,这些固体与前面固体在外形上有什么区别?
玛瑙
8
一、晶体和非晶体
自范性
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.分类 离子晶体 这是为什么呢？ 原子晶体 分子晶体 金属晶体 混合晶体
各向异性:晶体的不同方向上硬度、导热性、 导电性、光学性质等某些物理性质不同
本质：晶体内部粒子排列的有序性
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柱 面 涂 蜡 的 水 晶
水晶导热性的各向异性
表 面 涂 蜡 的 玻 璃
分 别 用 红 热 的 针 接 触 蜡 面 中 央
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晶体与非晶体的区别
晶体
宏观 微观 性质
非晶体
无规则的几何外形 质点排列相对无序， 无周期性 没有自范性 没有固定的熔点 没有各向异性
A: 14
B: 4
C: 8
D: 6
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Baidu Nhomakorabea
5、 晶胞中原子个数的计算
分摊法：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
棱边：1/4 体心：1
顶点：1/8
面心：1/2
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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
平行六 面体
3、特点：晶胞都是平 行六面体.晶胞在晶体 中是“无隙并置”而成 33 .
二﹑晶胞
1、描述晶体结构的基本单元叫做晶胞 2、三种典型立方晶体结构
简单立方
体心立方
面心立方
3、晶胞的特征： 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。
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［思考］ 铜晶体的一个晶胞中含有多少个铜原子?
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晶体自范性的条件之一：晶体的生长速率适当。
天然水晶球里的玛瑙和水晶
玛瑙是熔融态SiO2快速冷却形成——没有规则外形
水晶是熔融态SiO2缓慢冷却形成——有规则外形
Cu晶体结 构示意图
CO2晶体结 构示意图
12
金刚石晶体 结构示意图
13
NaCl晶体结构示意图：
Cl¯
Na+
14
晶体SiO2和非晶体SiO2的投影示意图
1
体心：1
1
小结：立方晶胞中对质点的占有率
晶胞
立方体
顶角
棱上
面上
中心
1/8
1/4
1/2
1
顶角
棱上
面上
［思考］ 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
B
顶点：8× 1/8 = 1 面上：6× 1/2= 3 总共：1+3=4
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二﹑晶胞 1、概念：描述晶体结构的基本单元 2、晶胞中原子个数的计算——分摊法 顶点： 1/8 棱边： 1/4 立方晶胞 面心：1/2
有规则的几何外形 质点呈周期性的有 序排列 具有自范性 具有固定的熔点 具有各向异性
鉴别晶体和非晶体
（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： 对固体进行X-射线 衍射实验。
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学与问
1.某同学在网站上找到一张 玻璃的结构示意图，如右图， 这张图说明玻璃是不是晶体？ 为什么？ 玻璃的结构示意图 2.根据晶体的物理性质的各向异性的特点，人 们很容易识别用玻璃仿造的假钻石。你能列举 一些可能有效的方法鉴别假钻石吗？ 观察对称性、刻划玻璃、 加热、X—射线衍射（最可靠） 23 非晶体
体心： 1
40
练习: 1: 下面几种晶胞中分别含有几个原子?
各1/2个
绿色：8×1/8＋6×1/2 ＝ 4 灰色：12×1/4＋1＝4
学与问
下列晶胞中各含有几个原子？
金属钠
金属锌
碘固体
金刚石
2
2
8
8
8×1/8+1=2 8×1/8+6×1/2+4=8 8×1/8+1=2 2× [8×1/8+6×1/2]=8
晶体
有
固定
非晶 不具有规 粒子排列 体 则的几何 相对无序 外形
没有
各向 不固 同性 定
本质 微观粒子在三维空间是否呈现周期性有序排列 区别
25
金刚石晶体 结构示意图
26
二﹑晶胞 1.描述晶体结构的基本单元叫做晶胞
蜂巢与蜂室
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。
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晶体
自范性：晶体能自发地呈现多面体外形的性质
本质：晶体中粒子在微观空间里呈现周期性有序排列
3、晶体与非晶体的本质差异
自范性 晶体 有（能自发呈现多面体外形） 没有（不能自发呈现多面体外 形） 微观结构 原子在三维空间里呈周期性有序 排列
非晶体
原子排列相对无序
本质区别
微观粒子在三维空间是否呈现周期性有序排列
[课堂练习]
1、下列物质有固定熔点的是 D A、水玻璃 B、塑料 C、玻璃 D、氯化钠 2、下列哪些性质不能区别晶体与玻璃体 A、各向异性 B、导电性 C、自范性 D、x-射线衍射实验
B
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小结：晶体和非晶体的差异
固体 外观 具有规 则的几 何外形 微观结构 粒子在三 维空间周 期性有序 排列 自范性 各向 异性 各向 异性 熔点
那么怎样判断固体是晶体还是非晶体呢？
晶体的特点和性质：
（1） 自范性（几何外形和内部质点排列的高 度有序性，非晶体没有）
（2）固定的熔点（非晶体不具有固定的熔点）
（3）对称性（非晶体不具有对称性）
（4）均一性 （5）各向异性（强度、导热性、光学性质—反 映了晶体内部粒子排列的有序性）
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石墨(C)和蓝宝石(Al2O3· SiO2)是常见的晶体,其中 石墨的结构呈层状,在与层垂直方向的导电率为与 层平行方向上导电率的1/10000;蓝宝石在不同方 向上的硬度是不同的.
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铜晶体
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金刚石的多面体外形、晶体结构和晶胞示意图 29
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NaCl晶体结构和晶胞
思考与交流:
1.上述铜晶体、金刚石、NaCl晶体的晶胞空间构形是 怎样的？ 2.在NaCl晶体中，晶胞是如何排列的？晶胞之间是否 存在空隙？
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2、三种典型立方晶体结构
简单立方
体心立方
面心立方
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无隙并置