高中化学3.1 认识晶体(鲁科版选修3)名师优质课件

(3)为什么晶体具有明显不同于非晶体的特性？
1.概念 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。 _______________
2.特征
自范性
封闭的、 晶体能够自发地呈现_________ 规则的多面体外形 _____________
晶体在不同的方向上表现出 物理性质 不同的_________
如图所示，由金属原子M和非金属原子N构成的气态团簇分子，顶 角和面上的原子是M原子，棱中心和体心的原子是N原子，由于M、 N原子并不存在共用关系，所以由气态团簇分子结构图可知，其分 子式可由示意图查原子个数来确定，M原子共14个，N原子13个， 即分子式M14N13。 【特别提醒】晶胞中粒子数目的计算，应根据晶胞的结构特点具
特性
各向异性 特定的对称性 固定的熔沸点
3.分类 根据晶体内部微粒的种类和微粒间的相互作用的不同，可分 为四种类型。
晶体类型 离子晶体
金属晶体 原子晶体 分子晶体
微粒种类
阴、阳离子 金属原子 原子 分子
微粒间的相互作用 离子键
金属键 共价键
实例 NaCl
铜 金刚石
分子间作用力
冰
二、晶体的堆积模型 (1)晶体中的粒子在晶体内部是如何排序的？ (2)不同晶体中的粒子的排序方式相同吗？ 1.等径圆球的密堆积
但不是“自发”形成的。
【典例1】区分晶体和非晶体的最可靠的科学方法是( A.测定熔沸点的高低 B.看是否有规则的几何外形 C.对固体进行X-射线衍射实验 D.比较硬度
)
【思路点拨】解答本题时要注意以下两点： (1)有规则几何外形的固体也可能是由非晶体加工而成的。 (2)晶体具有固定的熔沸点,但高低不确定。 【解析】选C。从外形和某些物理性质可以初步鉴别晶体和非 晶体,但并不一定可靠。区分晶体和非晶体的最可靠的科学方 法是对固体进行X-射线衍射实验。
第1节 认识晶体
1.了解晶体的重要特征。
2.通过等径圆球与非等径圆球的堆积模型认识晶体中微粒排
列的周期性规律。 3.了解晶胞的概念，以及晶胞与晶体的关系，会用“切割法” 确定晶胞中的粒子数目(或粒子数目比)和晶体的化学式。
一、晶体
(1)食盐、冰、金属、宝石、水晶、大部分矿石等都是晶体，那么
什么样的物质才能称为晶体？ (2)晶体与玻璃、橡胶等非晶体有什么不同？
3.晶胞 概念 最小重复单元 描述晶体结构的_____________ 平行六面体 ，晶体 晶胞一般都是___________ 是由无数晶胞“无隙并置”而成 形状 及内部的原子种 所有晶胞的_____ 类、个数及几何排列是完全相同的 微粒数 目求算 某晶胞中的微粒，如果被n个晶胞 1/n属于该晶胞 所共有，则微粒的___
粒子属于该晶胞;
位于棱上
同为4个晶胞所共有，
1 4粒子属于该晶胞；位来自面上同为2个晶胞所共有，
1 2
粒子属于该晶胞；
位于体内
整个粒子都属于该晶胞
2.非长方体晶胞中粒子视具体情况而定 如石墨晶胞每一层内碳原子排成六边形，其顶点(1个碳原子)
被三个六边形共有，每个六边形占该粒子的1/3。
3.气态团簇分子不能用均摊法
体分析。长方体和正方体按上述方法分析，若不是长方体或正方
体，则应分析每个位置上的的粒子被几个晶胞共用，如六棱柱的 顶点上的粒子被6个晶胞共用， 1 粒子属于该晶胞，而棱上的粒 子有 1 属于该晶胞。 3
6
【典例2】
Al的晶体中原子的堆积方式如图甲所示，其晶胞特征如图乙 所示，原子之间相互位置关系的平面图如图丙所示。
若已知Al的原子半径为d,NA代表阿伏加德罗常数，Al的相对 原子质量为M，请回答： (1)一个晶胞中铝原子的数目为 (2)该晶体的密度为 。
一、晶体和非晶体的区别 固体 晶体 外观 具有规则 的几何外 形 不具有规 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 有 各向 异性 各向 熔点 固定
异性 各向
同性
非晶体
粒子排列相对 没有 无序
不固定
本质区别
微观粒子在三维空间是否呈现周期性有序排列
【特别提醒】晶体有规则的几何外形是指在凝固或从溶液中结晶 的自然生长过程中，能自发地形成规则的多面体外形，而不是指 加工成某种特定的几何形状。一些非晶体也有规则的几何外形，
4.由晶胞构成的晶体，其化学式就是晶胞中微粒的数目。( × )
分析：不同晶胞的化学式所表示的含义不相同，比如金属晶体的
化学式用金属的元素符号表示，与晶胞中拥有的微粒个数没有关系。 5.分子晶体都采用密堆积形式。( × )
分析：由于分子形状各异,因此,若没有氢键,则是密堆积(非球形);
若存在氢键,则不是密堆积。
一条直线
六
密置层
ABAB
ABCABC
2.非等径圆球的密堆积
离子
晶体 晶 体 堆 积 形 式 原子 晶体 方向性 和_______， 在原子晶体中，由于共价键的_______ 饱和性 决定了一个原子周围的其他原子的数目不仅是有 限的，而且堆积方向也是一定的。所以原子晶体 不遵循紧密堆积原理 分子 晶体 不等径圆球 的密堆积，即将不同半径圆 可视作___________ 球的堆积看作是大球先按一定方式做 等径圆球的密堆积 ，小球再填充到大球所形成 _________________ 的空隙中 分子间尽可能采取紧密堆积方式，但分子 分子的形状 有关 的堆积方式与___________
晶 胞
形状 特点
1.晶体一定是固体，固体一定是晶体。( × ) 分析：固体不一定是晶体，如玻璃、橡胶等都不属于晶体。 2.离子晶体中各微粒尽量采取密堆积的排列方式。( √ ) 分析：由于在离子晶体中，离子键无方向性，因此离子吸引
尽可能多的其他离子分布于其周围，并以密堆积的方式降低
体系的能量，使晶体变得比较稳定。 3.晶胞全是平行六面体。( × ) 分析：晶胞不一定都是平行六面体，例如有的晶胞呈六棱柱 形。
【方法技巧】晶体与非晶体的判定方法
(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。
二、晶胞中粒子数目的计算——均摊法 如某个粒子为n个晶胞所共有，则该粒子有 1.长方体晶胞中不同位置的粒子数的计算
位于顶角
同为8个晶胞所共有，
1 8
1 属于这个晶胞。 n