高三化学晶体的常识3
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一、晶体和非晶体
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1.定义:晶体——具有规则几何外形的固体 1.定义:晶体——具有规则几何外形的固体 定义 非晶体——没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 2.分类 思考: 思考: 为什么晶体呈现规则的几 离子晶体 何外形, 何外形,而非晶体没有规 原子晶体 晶体 则的几何外形呢? 则的几何外形呢?你认为 分子晶体 可能和什么因素有关? 可能和什么因素有关? 金属晶体
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
晶体
有
固定
非晶 体
不具有规 粒子排列 则的几何 相对无序 外形
没有
各向 不固 同性 定
本质 周期性有序排列 微观粒子在三维空间是否呈现周期性有序 微观粒子在三维空间是否呈现周期性有序排列 区别
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[课堂练习 课堂练习] 课堂练习
猫眼石
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紫水晶
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黄水晶
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自然界中美丽的雪花
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明 矾
观察图片,下列固体在外形上有什么区别? 观察图片,下列固体在外形上有什么区别?
玛瑙
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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, 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, 原子,棱的中心和体心的原子是碳原子,它的化 学式是 。
解析:由于本题团簇分子指的是 解析: 一个分子的具体结构, 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, 体中的最小的一个重复单位,不 能采用均摊法分析, 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。答案为: 以了。答案为:Ti14C13
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4. 下图是 下图是CO2分子晶体的晶胞结构示意图, 分子晶体的晶胞结构示意图, 其中有多少个分子? 其中有多少个分子?
8×
1 8+
6
1 ×2
=4
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5. 下列是 下列是NaCl晶胞示意图,晶胞中 +和Cl¯ 的 晶胞示意图, 晶胞示意图 晶胞中Na 个数比是多少? 个数比是多少?
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学与问
1.某同学在网站上找到一张玻 1.某同学在网站上找到一张玻 璃的结构示意图,如右图, 璃的结构示意图,如右图,这 张图说明玻璃是不是晶体? 张图说明玻璃是不是晶体?为 什么? 什么? 非晶体 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, 2.根据晶体的物理性质的各向异性的特点,人们 根据晶体的物理性质的各向异性的特点 很容易识别用玻璃仿造的假宝石。 很容易识别用玻璃仿造的假宝石。你能列举一些 可能有效的方法鉴别假宝石吗? 可能有效的方法鉴别假宝石吗? 观察对称性、刻划玻璃、加热、 观察对称性、刻划玻璃、加热、X—射线衍射 射线衍射
二﹑晶胞
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1.概念: 1.概念:描述晶体结构的基本单元 概念
2.晶胞中原子个数的计算 2.晶胞中原子个数的计算——分摊法 晶胞中原子个数的计算 分摊法
顶点: 1/8 顶点: 立方晶胞 棱边: 棱边: 1/4 面心: 面心 或阴离子 , 均可被另 如图所示晶体中每个阳离子A或阴离子 如图所示晶体中每个阳离子 或阴离子B, 一种离子以四面体形式包围着, 一种离子以四面体形式包围着 , 则该晶体对应的化学 式为
探究: 探究: 下图依次是金属钠(Na) 金属锌(Zn) (Na)、 (Zn)、 金刚石(C) 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,它们分别平均含几个原子? 晶胞的示意图,数一数,它们分别平均含几个原子?
Na
Zn
I2
金刚石
钠、锌晶胞都是:8×1/8+1=2; 锌晶胞都是: 碘:(8 ×1 / 8 + 6 ×1 / 2 )×2 = 8 ; 金刚石: 金刚石:8×1/8+6×1/2+4=8。
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4.NiO晶体结构如图,Ni2+与邻近的 2-核间距为 晶体结构如图, +与邻近的O 晶体结构如图 a×10-8 ㎝,计算 计算NiO晶体密度(已知 晶体密度( × 晶体密度 已知NiO摩尔质 摩尔质 量为74.7g·mol-1) 量为
(1)熔融态物质凝固 (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) (2)气态物质冷却不经液态直接凝固(凝华) 气态物质冷却不经液态直接凝固 (3)溶质从溶液中析出 (3)溶质从溶液中析出
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许多固体粉末用肉眼看不到晶体外形, 许多固体粉末用肉眼看不到晶体外形,但在光学 显微镜下可观察到规则的晶体外形
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1、现有甲、乙、丙、丁四种晶胞,可推知: 现有甲、 丁四种晶胞,可推知: 甲晶体中A 甲晶体中A与B的离子个数比为 C D ; 1:1 : 2 乙晶体的化学式为 EF ;丙晶体的化学 式为______Z 丁晶体的化学式为______。 式为______;丁晶体的化学式为______。 XY ;
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Cu晶 Cu晶 体结构 示意图
NaCl晶 NaCl晶 体结构示 意图
构成晶体与非晶体的微粒在空间的排列有何不同? 构成晶体与非晶体的微粒在空间的排列有何不同?
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3.特点和性质: 3.特点和性质: 特点和性质 自范性:晶体能自发 自发地呈现多面体外形的性 (1)自范性:晶体能自发地呈现多面体外形的性 ——是晶体中粒子在微观空间里呈现周期性有序 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、 物理性质表现各向异性(强度、导热性、 各向异性 光学性质)——同样反映了晶体内部粒子排列 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 晶体具有固定的熔点
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无隙并置
平行六 面体
2、特点:晶胞都是平 特点: 行六面体. 行六面体.晶胞在晶体 无隙并置” 中“无隙并置”.
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3.三种典型立方晶体结构 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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4.晶胞中原子个数的计算 4.晶胞中原子个数的计算
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3.某离子晶体晶胞结构如右图所示,X位于立方 某离子晶体晶胞结构如右图所示, 位于立方 某离子晶体晶胞结构如右图所示 体的顶点, 位于立方体的中心 位于立方体的中心, 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 形成的夹角∠ 与一个Y形成的夹角 的角度为: 近的两个 与一个 形成的夹角∠XYX的角度为: 的角度为 A. 90° B. 60° C. 120° D. 109°28′ ° ° ° °
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4. 晶体自范性的条件之一是生长的速率适当 晶体自范性的条件之一是生长的速率适当
天然水晶球里的玛瑙和水晶
思考: 思考:得到晶体的途 除了冷却的方法, 径,除了冷却的方法, 还有没有其它途径? 还有没有其它途径? 你能列举哪些? 你能列举哪些?
5. 晶体形成的途径
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水晶石
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胆 矾
冰 糖 晶 体
明 矾 晶 体
水 晶
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绿宝石
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金太阳新课标资源网 二﹑晶胞
1. 晶胞:描述晶体结构的基本单元 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, 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 无形的 然而蜂巢是有形的,晶胞是无形的,是人为划定 的。
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6.鉴别晶体和非晶体 6.鉴别晶体和非晶体
(1)物理性质差异 如:外形、硬度、熔点、折光率 外形、硬度、熔点、 (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 进行X-射线衍射实验。
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固体
外观 具有规 则的几 何外形
铜晶体 铜晶胞
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晶体结构
晶胞示意图
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CO2晶胞
NaCl晶体结构和晶胞 NaCl晶体结构和晶胞
思考与交流: 思考与交流: 1.上述铜晶体、金刚石、CO2晶体、NaCl晶体 1.上述铜晶体 金刚石、 上述铜晶体、 晶体、NaCl晶体 的晶胞的空间构形呈什么形状? 的晶胞的空间构形呈什么形状? 2.在上述晶体中,晶胞是如何排列的?晶胞之 2.在上述晶体中 晶胞是如何排列的? 在上述晶体中, 间是否存在空隙? 间是否存在空隙?
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A.AB . C.AB3 .
B.A2B . D.A2B3 .
◆
2.右面图形是石墨晶体的层面结构图,试分析图 右面图形是石墨晶体的层面结构图, 右面图形是石墨晶体的层面结构图 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: 原子数是分别: A、6,6 B、2,4 C、2,3 D、3,2 、 , 、 , 、 , 、 ,
1.下列关于晶体与非晶体的说法正确的是 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 晶体一定比非晶体的熔点高 B.晶体有自范性但排列无序 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 非晶体无自范性而且排列无序 D.固体 固体SiO2一定是晶体 固体 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 熔沸点 硬度 D C.颜色 D.x-射线衍射实验 颜色 射线衍射实验
3
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2.钙-钛矿晶胞结构如图所示。观察钙 钛 钙 钛矿晶胞结构如图所示 观察钙-钛 钛矿晶胞结构如图所示。 矿晶胞结构,求该晶体中, 矿晶胞结构,求该晶体中,钙、钛、氧的 微粒个数比为多少? 微粒个数比为多少?
3. 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 石墨, 石墨 如图所示。它是层状结构, 间依靠作用力相结合。 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,其键角为120 120ْ 之间靠作用力相结合,其键角为120。分析图中 2 个碳原子。 每个六边形含有 个碳原子。
分摊法: 分摊法:晶胞任意位置上的一个原子如果是被 个晶胞所共有,那么, 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 分得的份额就是1/x
体心: 体心:1
面心: 面心:1/2
棱边: 棱边:1/4
顶点: 顶点:1/8
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