单县职高高中化学 晶体的常识教案选修

芯衣州星海市涌泉学校单县职高2021-2021年高中化学晶体的常识教案新选修3
教材分析：本节内容是安排在原子构造、分子构造以及构造决定性质的内容之后来学习，对于学生的学习有一定的理论根底。

本节内容主要是通过介绍各种各样的固体为出发点来过渡到本堂课的主题——晶体和非晶体。

而晶体和非晶体的学习是以各自的自范性和微观构造比较为切入点，进而得出得到晶体的一般途径以及晶体的常见性质和区分晶体的方法。

[学习目的]
[
1.晶体的自范性即______________________________________________________.晶体呈自范性的条件之一是____________________________________________________.
2.得到晶体一般有三条途径:(1)____________,(2)___________________________,
(3)_________________________
3.自范性微观构造
晶体
非晶体
4.晶体的熔点较__________,而非晶体的熔点_______________,区分晶体与非晶体最可靠的科学方法是______________________________________________.
二、晶胞
5.__________________________________________________是晶胞。

[方法导引]晶胞中粒子数的计算方法：
晶体构造类习题最常见的题型就是晶胞的构造而求晶体的化学式。

解答这类习题首先要明确一个概念：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。

解答这类习题，通常采用分摊法。

在一个晶胞构造中出现的多个原子，这些原子并不是只为这个晶胞所独立占有，而是为多个晶胞所一一共有，那么，在一个晶胞构造中出现的每个原子，这个晶体能分摊到多少比例呢。

这就是分摊法。

分摊法的根本目的就是算出一个晶胞单独占有的各类原子的个数。

2．计算方法
例1．水的状态除了气、液和固态外，还有玻璃态。

它是由液态水急速冷却到165k时形成的，玻璃态的水无固态形状，不存在晶体构造，且密度与普通液态水的密度一样，有关玻璃态水的表达正确的选项是()
A.水由液态变为玻璃态，体积缩小
B.水由液态变为玻璃态，体积膨胀
C.玻璃态是水的一种特殊状态
D.玻璃态水是分子晶体
解析：这是一道信息题，从题给信息知玻璃态的水密度与普通液态水的密度一样，故A、B错误。

又只、知玻璃态的水无固定形态，不存在晶体构造，故D错误。

答案：D
例2．最近发现一种由钛原子和碳原子构成的气态团簇分子，如右图所示，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。

解析：考察学生对晶体构造、分子构造概念的理解、运用才能。

解题关键：此题是送给粗心同学的“礼
物〞，一些在初赛中得分较高的同学，包括部分后来冲进冬令营的同学都在此题“载了跟头〞。

从题目
本身来看，此题图形“就是〞NaCl晶胞的图形，按顶点算1/8，棱中点算1/4，面心算1/2，中心算1
的规那么很快可算出Na:Cl=1:1，或者者一部分同学甚至已记住答案，就是1:1，所以，阅卷发现相当多的考生答案为TiC可CTi。

部分考生把该分子当成晶体构造的一部分。

其实，此题命题者一开始就清楚交待：它是一个小分子，而非像NaCl晶体那样的巨型分子。

所以，审题清楚对考生来说是至关重要的。

答案：Ti14C13。

例3．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。

钛酸钡
晶体的构造示意图为右图，它的化学式是〔〕
A.BaTi8O12
B.BaTi4O6
C.BaTi2O4
D.BaTIO3
解析：结合识图考察晶体构造知识及空间想像才能。

解题关键：由一个晶胞想象出在整个晶体中，每个原子为几个晶胞一一共用是解题的关键。

仔细观察钛酸钡晶体构造示意图可知：Ba在立方体的中心，完全属于该晶胞；Ti处于立方体的8个顶点，每个Ti为与之相连的8个立方体所一一共用，即只有1/8属于该晶胞；O处于立方体的12条棱的中点，每条棱为四个立方体一一共用，故每个O只有1/4属于该晶胞。

即晶体中Ba:Ti:O=1:(8×1/8):(12×1/4)=1:1:3。

假设以为钛酸钡晶体就是一个个孤立的如题图所示的构造，就会错选C
答案：D
[根底训练]
1.晶体与非晶体的严格判别可采用()O Ti Ba
A.有否自范性
B.有否各向同性
C.有否固定熔点
D.有否周期性构造
2.某物质的晶体中含A、B、C三种元素，其排列方式如下列图(其中前后两面心上的B原子未能画出)，晶体中A、B、C的中原子个数之比依次为()
A.1:3:1
B.2:3:1
C.2:2:1
D.1:3:3
987年2月，未经武〔PaulChu〕教授等发现钛钡铜氧化合物在90K温度下即具有超导性。

假设该化合物的构造如右图所示，那么该化合物的化学式可能是〔〕
A.YBa2CuO7－x
B.YBa2Cu2O7－x
C.YBa2Cu3O7－x
D.YBa2Cu4O7－x
4.白磷分子如下列图：那么31 g白磷分子中存在的一一共价键数目为〔〕
A．4NAB．NAC．NAD．0.25NA
5．某离子化合物的晶胞如右图所示立体构造，晶胞是整个晶体中最根本的重复单位。

阳离子位于此晶胞的
中心，阴离子位于8个顶点，该离子化合物中，阴、阳离子个数比是〔〕
A、1∶8
B、1∶4
C、1∶2
D、1∶1
6.如右图石墨晶体构造的每一层里平均每个最小的正六边形占有碳原子数目为〔〕
A、2
B、3
C、4
D、6
7.许多物质在通常条件下是以晶体的形式存在，而一种晶体又可视作假设干一样的根本构造单元构成，这些根本构造单元在构造化学中被称作晶胞。

某化合物是由钙、钛、氧三种元素组成的晶体，其晶胞构造如下列图，那么该物质的化学式为〔〕
A．Ca4TiO3B．Ca4TiO6 C．CaTiO3D．Ca8TiO12
8.以下有关晶体的特征及构造的陈述中不正确的选项是〔〕
A单晶一般都有各向异性B晶体有固定的熔点
C所有晶体都有一定的规整外形D多晶一般不表现各向异性
9.晶体中最小的重复单元——晶胞，①凡处于立方体顶点的微粒，同时为个晶胞一一共有；②凡处于立方体棱上的微粒，同时为个晶胞一一共有；③凡处于立方体面上的微粒，同时为个晶胞一一共有；④凡处于立方体体心的微粒，同时为个晶胞一一共有。

11.右图是超导化合物----钙钛矿晶体的晶胞构造。

请答复：
(1)该化合物的化学式为。

(2)在该化合物晶体中，与某个钛离子间隔最近且相等的其他钛离子一一共有个。

12．右图是石英晶体平面示意图，它实际上是立体的网状构造，其中硅、
氧原子数之比为。

原硅酸根离子SiO44－的构造可表示为
二聚硅酸根离子Si2O76－中，只有硅氧键，它的构造可表示为。

13.在干冰晶体中每个CO2分子周围紧邻的CO2分子有___________个在晶体中截取一个最小的正方形；使正方形的四个顶点部落到CO2分子的中心，那么在这个正方形的平面上有___________个C02分子。

14.如图为NaCl晶体构造图，图中直线交点处为NaCl晶体中Na+与Cl-所处的位置(不考虑体积的大小)。

(1)请将其代表Na+的用笔涂黑圆点，以完成NaCl晶体构造示意图。

(2)确定晶体的晶胞，分析其构成。

(3)从晶胞中分Na+周围与它最近时且间隔相等的Na+一一共有多少个
[拓展进步]
1996年诺贝化学奖授予对发现C60有重大奉献的三位科学家。

C60分子
是形如球状的多面体(如图)，该构造的建立基于以下考虑：
①C60分子中每个碳原子只跟相邻的3个碳原子形成化学键；
②C60分子只含有五边形和六边形；
③多面体的顶点数、面数和棱边数的关系，遵循欧拉定理：
顶点数＋面数－棱边数＝2
据上所述，可推知C60分子有12个五边形和20个六边形，C60分子所含的双键数为30。

请答复以下问题：
15.固体C60与金刚石相比较，熔点较高者应是____________，理由是：
_________________________________________________________.
16.试估计C60跟F2在一定条件下，能否发生反响生成C60F60(填“可能〞或者者“不可能〞)_________________________，并简述其理由：
________________________________________________________。

17.通过计算，确定C60分子所含单键数。

C60分子所含单键数为。

18.C70分子也已经制得,它的分子构造模型可以与C60同样考虑面推知。

通过计算确定C70分子中五边形和六边形的数目。

参考答案
1.D
2.A
3.C
4.C
5.D
6.A
7.C
8.D、4、2、1
10.解析：x:y＝4:3 a：b＝1：14个c4个d处于晶胞中心的x或者者a为该晶胞单独占有，位于立方体顶点的微粒为8个立方体一一共有，位于立方体棱边的微粒为四个立方体一一共有，位于立方体面的微粒为两个立方体一一共有，所以x:y＝l：6×1／8＝4：3；a:b=1:8×1／8＝1：1；丙晶胞中c离子为12×1／4+1＝4(个)；d离子为8×1／8+6×1／2＝4(个)
11.解析：这个晶胞对位于顶点上的每个钛原子占有的份额为1/8，所以，它单独占有的钛原子个数为8×1/8=1个；它对位于棱上的每个氧原子占有的份额为1/4，所以，它单独占有的氧原子个数为12×1/4=3个；它全部拥有体内的那一个钙原子，所以，该晶胞中单独占有的钛原子、氧原子和钙原子的个数分别为：1、3、1.钛位于立方体的顶点上，与一个钛离子间隔最近的钛离子是与它一一共棱的,与它一一共棱的离子都是二个，所以，一一共6个。

答案：(1)该化合物的化学式为CaTiO3(2)6个
1∶2
Si
Si
O O
O
O
O
O
O
12个4个
15.金刚石金刚石属原子晶体,而固体C60不是,故金刚石熔点较高.
16.可能因C60分子含30个双键,与极活泼的F2发生加成反响即可生成C60F60
17.依题意，C60分子形成的化学键数为：1/2〔3*60〕=90
也可由欧拉定理计算键数(即棱边数):60+(12+20)-2=90
C60分子中单键为:90-30=60
18.设C70分子中五边形数为x,六边形数为y.依题意可得方程组:解得:五边形数x=12,六边形数y=25。