晶体基本结构和性质第一节晶胞
选修二3.1.1晶体的常识
第一节 晶体的常识 第一课时
物质的聚集状态
物质的三态变化是物理变化，变化时克服分子间作用力或破坏 化学键，但不会有新的化学键形成。
固态
凝固
凝华
（放热）
（放热）
融化 升华
（吸热）（吸热）
液态
气化 （吸热） 气态
液化 （放热）
物质的聚集状态
物质的聚集状态
气态 等离子体
通常物质有三种存在状态,这
课堂练习4：计算下列晶胞中原子数目，确定化学式。
晶胞1 X：6/12=1/2 化学式：
Y：6/4+3/6=2 Z：1
X2ZY4
晶胞2
Mg：12/6+2/2=3 B:（在体内） 6
化学式： MgB2
课堂练习5：科学家发现了一种由钛原子和碳 原子构成的气态团簇分子。如图所示，顶角和 面心的原子是钛原子，棱的中心和体心的原子
Cl-数＝8×
1 8
+6 × 12＝4
一个晶胞含4个NaCl
氯化钠的化学式为NaCl
应用：根据晶胞确定化学式。
思考与讨论：
(1)晶胞有几套平行棱？有几套平行面？ 晶胞有三套各4根平行棱，有3套各两个平行面
(2)数一数，它们分别平均含有几个原子？
金属钠（Na）
1+8 1 =2 8
金属锌（Zn）
1+8 1 =2 8
外层冷却快，内层冷却慢；晶体生长速率适当 是保持自范性的条件之一。
晶体自范性的条件之一是生长的速率适当 玛瑙
水晶
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 思考：除了冷却的方法，还有没有其它途径得到晶体 内部：1
第一章晶体结构(四晶体的结构与性质--无机化合物结构 )
纤锌矿型结构的晶体， 纤锌矿型结构的晶体，如ZnS、CdS、GaAs等和 、 、 等和 其它II与 族 族化合物， 其它 与IV族，III与V族化合物，制成半导体器件，可 与 族化合物 制成半导体器件， 以用来放大超声波。这样的半导体材料具有声电效应。 以用来放大超声波。这样的半导体材料具有声电效应。 通过半导体进行声电相互转换的现象称为声电效应。 通过半导体进行声电相互转换的现象称为声电效应。 声电效应
二、AX2型结构
AX2型结构主要有萤石（CaF2，fluorite）型，金红石 型结构主要有萤石（ ） （TiO2，rutile）型和方石英（SiO2，α-cristobalite）型结构。 ）型和方石英（ ）型结构。 其中CaF2为激光基质材料，在玻璃工业中常作为助熔剂和晶 其中 为激光基质材料， 核剂，在水泥工业中常用作矿化剂。 核剂，在水泥工业中常用作矿化剂。TiO2为集成光学棱镜材 料，SiO2为光学材料和压电材料。AX2型结构中还有一种层 为光学材料和压电材料。 型的CdI2和CdCl2型结构，这种材料可作固体润滑剂。AX2 型结构，这种材料可作固体润滑剂。 型的 型晶体也具有按r 选取结构类型的倾向， 型晶体也具有按 +/r-选取结构类型的倾向，见表1-7。 。
型化合物的结构类型与r 表1-4 AX型化合物的结构类型与 +/r-的关系 型化合物的结构类型与
结构类型 CsCl 型 NaCl 型 r+/r1.000~0.732 0.732~0.414 KF RbCl PbBr SrS SrSe MgO NaBr LiCl 1.00 0.82 0.76 0.73 0.66 0.59 0.50 0.43 实例（右边数据为 r+/r-比值） CsCl 0.91 CsBr 0.84 CsI 0.75 SrO 0.96 BaS 0.82 BaSe 0.75 RbI 0.68 CaS 0.62 LiF 0.59 CaTe 0.50 MgSe 0.41 BaO 0.96 RbF 0.89 CaO 0.80 CsF 0.80 NaF 0.74 KCl 0.73 KBr 0.68 BaTe 0.68 KI 0.61 SrTe 0.60 CaSe 0.56 NaCl 0.54 MgS 0.49 NaI 0.44 LiBr 0.40 LiF 0.35 0.20 BeSe 0.18
晶体结构——精选推荐
第七章晶体结构第一节晶体的点阵结构一、晶体及其特性晶体是原子（离子、分子）或基团（分子片段）在空间按一定规律周期性重复地排列构成的固体物质。
晶体中原子或基团的排列具有三维空间的周期性，这是晶体结构的最基本的特征，它使晶体具有下列共同的性质：(1)自发的形成多面体外形晶体在生长过程中自发的形成晶面，晶面相交成为晶棱，晶棱会聚成顶点，从而出现具有几何多面体外形的特点。
晶体在理想环境中应长成凸多面体。
其晶面数（F）、晶棱数（E）、顶点数（V）相互之间的关系符合公式：F+V=E+2 八面体有8个面，12条棱，6个顶点，并且在晶体形成过程中，各晶面生长的速度是不同的，这对晶体的多面体外形有很大影响：生长速度快的晶面在晶体生长的时候，相对变小，甚至消失，生长速度小的晶面在晶体生长过程中相对增大。
这就是布拉维法则。
(2)均匀性：晶体中原子周期性的排布，由于周期极小，故一块晶体各部分的宏观性质完全相同。
如密度、化学组成等。
(3)各向异性：由于晶体内部三维的结构基元在不同方向上原子、分子的排列与取向不同，故晶体在不同方向的性质各不相同。
如石墨晶体在与它的层状结构中各层相平行方向上的电导率约为与各层相垂直方向上电导率的410倍。
(4)晶体有明显确定的熔点二、晶体的同素异构由于形成环境不同，同一种原子或基团形成的晶体，可能存在不同的晶体结构，这种现象称为晶体的同素异构。
如：金刚石、石墨和C60是碳的同素异形体。
三、晶体的点阵结构理论1、基本概念（1）点阵：伸展的聚乙烯分子具有一维周期性，重复单位为2个C原子，4个H 原子。
如果我们不管其重复单位的内容，将它抽象成几何学上的点，那么这些点在空间的排布就能表示晶体结构中原子的排布规律。
这些没有大小、没有质量、不可分辨的点在空间排布形成的图形称为点阵。
构成点阵的点称为点阵点。
点阵点所代表的重复单位的具体内容称为结构基元。
用点阵来研究晶体的几何结构的理论称为点阵理论。
（2）直线点阵：根据晶体结构的周期性，将沿着晶棱方向周期的重复排列的结构单元，抽象出一组分布在同一直线上等距离的点列，称直线点阵。
晶胞、晶体结构的测定-高二化学课件(人教版2019选择性必修2)
A 1．关于测定晶体结构错误的是( )
A．对乙酸晶体进行测定，晶胞中含有1个乙酸分子 B．经过计算可以从衍射图形获得晶胞形状和大小 C．经过计算可以从衍射图形获得分子或原子在微观空间有序排列 呈现的对称类型 D．经过计算可以从衍射图形获得原子在晶胞里的数目和位置
4.晶胞中原子个数的计算(重点) ——均摊法
小结：晶胞对质点的占有率
顶点：1/8
立方晶胞
棱边：1/4 面心：1/2
体心： 1
1体
心
切割法
顶 点
1/8
棱
边 1/4
面 心
1/2
【思考】1个铜晶胞平均含有几个铜原子呢？ →铜晶胞含有4个铜原子，为什么不是14个？
铜晶胞
金属铜的一个晶胞的原子数=8×
1 8
问题：一个平行六面体(长方体或正方体)中，
一共有多少个顶点？多少条棱？多少个面？ 课本P73
晶胞是8个顶角相同、 三套各4根平行棱分别相同、 三套各两个平行面分别相 同的最小平行六面体。
8个顶角相同
三套各4根平行棱分别相同
y
z x
三套各4根平行棱分别相同
y
z x
三套各4根平行棱分别相同 (共12根棱)
81＋6×
1 2
＝4
面心立方面心立方
思考与讨论
1. 计算一个NaCl晶胞中含多少Na+和Cl-？
Cl-
8×
81＋6×
1 2
＝4
立方晶胞
氯化钠晶胞
Na+ 12×41 ＋ 1 ＝4
①Cl－位于顶点 和 面心，共有 4 个 ②Na＋位于棱边 和 体心，共有 4 个
化学物质的晶体结构和性质
偏振光
某些晶体具有双折射性质，能将入 射光分解为两束偏振方向不同的光 线，广泛应用于偏光器件、光学仪 器等领域。
发光和荧光
部分晶体在受到激发时能发出可见 光，如荧光粉、激光晶体等，应用 于照明、显示、激光技术等领域。
电学性质及应用
导电性
金属晶体具有良好的导电性，广 泛应用于电线、电缆、电路等导 电材料。
04
分子晶体结构特征及实例
01
02
03
04
特征：由分子通过分子间作用 力结合而成，熔点和沸点较低
，硬度较小。
实例：冰、干冰(CO2)、碘 (I2)等。
冰晶体中，水分子通过氢键结 合成六方晶系结构，具有特定
的空间排列方式。
干冰晶体中，二氧化碳分子以 线性方式排列，分子间通过较
弱的范德华力相互作用。
金属晶体结构特征及实例
02
03
微波辅助合成法
利用微波加热的快速、均匀特点 来加速化学反应过程，从而制备 晶体材料。
04
05
晶体结构表征与测试技术
X射线衍射技术原理及应用
原理
X射线衍射技术是利用X射线在晶体 中的衍射现象，通过分析衍射图谱来 推断晶体的结构。
应用
该技术广泛应用于无机、有机、金属 和非金属材料的晶体结构分析，如药 物多晶型研究、催化剂表征、纳米材 料结构解析等。
学、热学、电学、光学等物理性质。
晶体缺陷对物理性质的影响
02
晶体中的点缺陷、线缺陷和面缺陷等会导致物质物理性质的变
化，如导电性、导热性和机械强度等。
晶体结构相变与物理性质变化
03
晶体在不同温度和压力条件下可能发生结构相变，从而导致其
物理性质发生显著变化。
晶体结构与性质知识点
第三章晶体构造与性质第一节晶体的常识【知识点梳理】一、晶体与非晶体1、晶体与非晶体① 晶体：是内部微粒〔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物质。
② 非晶体：是内部的原子或分子的排列呈杂乱无章的分布状态的物质。
2、晶体的特征〔1〕晶体的根本性质晶体的根本性质是由晶体的周期性构造决定的。
① 自范性：a．晶体的自范性即晶体能自发的呈现多面体外形的性质。
b．“自发〞过程的实现，需要一定的条件。
晶体呈现自范性的条件之一是晶体生长的速率适当。
② 均一性：指晶体的化学组成、密度等性质在晶体中各局部都是一样的。
③ 各向异性：同一晶体构造中，在不同方向上质点排列一般是不一样的，因此，晶体的性质也随方向的不同而有所差异。
④ 对称性：晶体的外形与内部构造都具有特有的对称性。
在外形上，常有相等的对称性。
这种一样的性质在不同的方向或位置上做有规律的重复，这就是对称性。
晶体的格子构造本身就是质点重复规律的表达。
⑤ 最小内能：在一样的热力学条件下，晶体与同种物质非晶体固体、液体、气体相比拟，其内能最小。
⑥ 稳定性：晶体由于有最小内能，因而结晶状态是一个相对稳定的状态。
⑦ 有确定的熔点：给晶体加热，当温度升高到某温度便立即熔化。
⑧ 能使X射线产生衍射：当入射光的波长与光栅隙缝大小相当时，能产生光的衍射现象。
X射线的波长与晶体构造的周期大小相近，所以晶体是个理想的光栅，它能使X射线产生衍射。
利用这种性质人们建立了测定晶体构造的重要试验方法。
非晶体物质没有周期性构造，不能使X射线产生衍射，只有散射效应。
〔2〕晶体SiO2与非晶体SiO2的区别① 晶体SiO2有规那么的几何外形，而非晶体SiO2无规那么的几何外形。
② 晶体SiO2的外形与内部质点的排列高度有序，而非晶体SiO2内部质点排列无序。
③ 晶体SiO2具有固定的熔沸点，而非晶体SiO2无固定的熔沸点。
④ 晶体SiO2能使X射线产生衍射，而非晶体SiO2没有周期性构造，不能使X射线产生衍射，只有散射效应。
《晶体的常识》
1、什么是晶体？什么是非晶体？
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 2、晶体有什么特点和性质？
（1） 晶体有自范性 （2）晶体具有各向异性 （3）晶体具有固定的熔点
3、晶体和非晶体的本质区别是什么？
构成固体的粒子在三维空间里是否呈现周 期性的有序排列
4.晶体形成的途径
(2)在该晶体中，氧、钙、钛的粒子个数比是________。 答案 (1)6 (2)3∶1∶1
答案
学生自主学习
课堂互动探究
学习效果检测
课时作业
4
73
8
51
62
1
5、下列是NaCl晶胞示意图，晶胞中Na+和 Cl¯的个数比是多少？
该晶胞中有 4个Na+4个Cl-
1∶1
正六棱柱晶胞
顶点： 1/6 面心： 1/2 （上、下）棱：1/4 侧棱： 1/3
正确的是( A) A．ZXY3 C．ZX4Y8
B．ZX2Y6 D．ZX8Y12
4．在高温超导领域中，有一种化合物叫钙钛矿，其晶体结构中有代表性 的最小单位结构如图所示。试回答：
(1) 在 该 晶 体 中 ， 每 个 钛 离 子 周 围 与 它 最 近 且 距 离 相 等 的 钛 离 子 有 ________个。
[课堂练习]
1.下列物质都是固体,其中不是晶体的 是( A )
①橡胶 ②水晶 ③冰 ④干冰 ⑤ 冰醋酸 ⑥石蜡 ⑦玻璃
A.①⑥⑦ B.①②⑦ C.②④⑤⑦ D.①③⑥⑦
2.晶体是一类非常重要的材料,在很多领域都 有广泛的应用。下列对晶体硅的叙述中正确的
是( C )
A.形成晶体硅的速度越快越好 B.晶体硅没有固定的熔点 C.可用X-射线衍射实验来鉴别晶体硅和玻璃 D.晶体硅与非晶体的本质区别是有固定熔点
2019-2020学年度高中化学第三章晶体结构与性质第一节晶体的常识课时作业
——教学资料参考参考范本——2019-2020学年度高中化学第三章晶体结构与性质第一节晶体的常识课时作业______年______月______日____________________部门[目标导航] 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。
一、晶体1．晶体与非晶体的本质差异自范性微观结构晶体有原子在三维空间里呈周期性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。
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。
【议一议】1．某同学在网站上找到一张玻璃的结构示意图(如下图所示)，这张图说明玻璃是不是晶体，为什么？答案不是。
从玻璃的结构示意图来看，玻璃中粒子质点排列无序，没有晶体的自范性。
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)金属铜的一个晶胞的均摊到的原子数为8×＋6×＝4。
【议一议】2．晶体与晶胞有什么关系？答案(1)晶胞是描述晶体结构的基本单元。
第一章 晶体的基本性质
研究表明，数以千计的不同种类晶体 尽管各种晶体的结构各不相同，但都具有 格子状构造，这是一切晶体的共同属性。
与晶体结构相反， 内部质点不作周期 性的重复排列的固 体，即称为非晶质 体。
11
水晶
玻璃
晶体:短(或近)程有序, 长(远)程有序
非晶体:短(或近)程有序, 长(远)程无序
12
二.空间格子的概念与获得
（1）空间格子—是表示晶体内部结构中质点周 期性重复排列规律的几何图形。
（2）等同点或相当点：点的内容(或种类)相同; 点的周围环境相同。
（3）空间格子的获得： ①首先必须找出晶体结构中的相当点； ②按照一定的规则将相当点连接起来，就形 成了空间格子。
13
石盐的晶体结构
14
空间格子的获得：
一维图案
26
五.研究简史及主要分支
研究简史：
★1000多年前，认识了石英和石盐具有规则的外 形； ★ 17世纪中叶前，以外形研究为主 ； ★ 1912年，X射线晶体衍射实验成功，结晶学进入快速发展阶
段； ★ 19世纪中叶开始对晶体内部结构探索，逐渐发展成为一门
独立的学科； ★ 20世纪初, 内部结构的理论探索 。
► 最小内能性: 在相同的热力学条件下，与同种化学成分的气
体、液体及非晶质体相比，以晶体的内能为最小。
内能 = 动能 + 质点在平衡点 周围作无规则 振动的能量
势能 质点间相对 位置所产生 能量
25
► 稳定性：在相同的热力学条件下，具有相同化学 成分的晶体和非晶质体相比，晶体是稳定的， 而非晶质体是不稳定的。对于化学成分相同的 物质，以不同的物理状态存在时，其中以结晶 状态最为稳定。这一性质与晶体的内能最小是 吻合的。在没有外加能量的情况下，晶体是不 会自发地向其它物理状态转变的。
晶体的结构及性质
晶体的结构及性质基础知识一．晶体和非晶体1.定义：内部粒子（原子、分子或离子）在空间按一定规律做周期性重复排列的固体物质称为晶体。
例如：高锰酸钾、金刚石、干冰、金属铜、石墨等。
绝大多数常见固体都是晶体。
非晶体:内部原子或分子的排列呈现杂乱无章的分布状态的固体称为非晶体。
例如：玻璃、沥青、石蜡等。
非晶体又称为无定形体。
2.晶体的重要特征（1）具有规则的几何外形（2）具有各向异性（3）有固定的熔点（4）X—射线衍射实验二．几类晶体的概念1.分子晶体：分子间以分子间作用力形成的晶体。
2.原子晶体：相邻原子间以共价键相结合形成的空间网结构的晶体叫原子晶体。
原子晶体又叫共价晶体。
3.离子晶体：由阴阳离子通过离子键结合而成的晶体叫做离子晶体。
4.金属晶体：金属原子通过金属键形成的晶体称为金属晶体。
金属晶体的成键粒子是金属阳离子和自由电子。
三．离子晶体、原子晶体、分子晶体和金属晶体比较晶体类型离子晶体原子晶体分子晶体组成晶体的粒子阳离子和阴离子原子分子组成晶体粒子间的相互作用离子键共价键范德华力（有的还有氢键）典型实例NaCl 金刚石、晶体硅、SiO2、SiC冰（H2O）、干冰（CO2）晶体的物理特性熔点、沸点熔点较高、沸点高熔、沸点高熔、沸点低导热性不良不良不良导电性固态不导电，熔化或溶于水能导电差差机械加工性能不良不良不良硬度略硬而脆高硬度硬度较小四．几种常见的晶体结构1.氯化钠晶体（离子晶体）在氯化钠晶体中：（1）与每个Na等距紧邻的Cl－有6个（2）与每个+Na等距紧邻的+Na有12个（3）每个氯化钠晶胞中含有4个NaCl。
（4）+Na周围与每个+Na等距紧邻的6个Cl－围成的空间构型为正八面体。
2.氯化铯晶体（离子晶体）在氯化铯晶体中：（1）与每个Cs+等距紧邻的Cl－有8个（2）与每个Cs+等距紧邻的Cs+有6个（3）每个氯化钠晶胞中含有1个CsCl。
3.干冰（分子晶体）在干冰的晶体中：（1）与每个CO2分子等距紧邻的CO2分子有12个。
晶体学基础PPT课件
➢ 复单位：即每一个格 子单位分摊到一个以 上的点阵点。
点阵
图1-4 平面点阵单位 上图所示，平行四边形I和II都 只分摊到一个点阵点，故它们 都是单位格子；平行四边形III 分摊到两个点阵点，故它是复 单位。
点阵
3.三维点阵(空间点阵)
➢分布在三维空间的点阵叫空间点阵。 ➢空间点阵对应的平移群可用下式表示：
T m n m p n a p b ,m c ,n ,p 0 , 1 , 2 (1 .
图1-5 空间点阵单位
点阵
➢空间格子：空间点阵按确定的 平行六面体单位划分后所形成 的格子称为空间格子 。
➢基本单位：每个平行六面体格 子单位只分摊到1个点阵点， 称为空间点阵的基本单位 。
我们把所有阵点可用位矢(1.1)、(1.2)或(1.3) 来描述的点阵称为布拉菲点阵。
➢ 点阵的这两条基本性质也正是判断一组点是否 为点阵的依据。
点阵
三.直线点阵、平面点阵与空间点阵
点阵和平移群
➢ 能使一个点阵复原的全部平移矢量组成 的一个平移群(它符合数学上群的定义) 称为该点阵对应的平移群。
➢ 点阵和平移群有一一对应的关系。一个 点阵所对应的平移群能够反映出该点阵 的全部特征。
第一章 晶体学基础
内容提要
晶体的基本性质 晶体结构几何理论的历史发展简况 点阵 平面点阵与空间点阵的性质 晶体的点阵结构 晶胞 典型晶体结构举例 晶向指数与面指数 晶体结构的对称性
第一节 晶体的基本性质
一.晶体与非晶体在宏观性质上的区别
➢晶体具有固定的外形，各向异性，固定 的熔点。 • 微细单晶体的集合体，称为多晶体 • 取向杂乱的单晶体集合成的多晶体， 显示出各向同性 • 择优取向的多晶体呈现出各向异性
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。
晶体的结构及性质
（ 1 ） 直 线 点 阵
（ 2 ） 平 面 点 阵
（3）晶胞
空间点阵必可选择3个不相平行的连结相邻两个
点阵点的单位矢量a，b，c，它们将点阵划分成
并置的平行六面体单位，称为点阵单位。相应 地，按照晶体结构的周期性划分所得的平行六
2 空间点阵型式
3 根据晶体结构的对称性，将点阵 空间的分布按正当单位 形状的规定和带心型式进行分类，得到14种型式：
⑴简单三斜(ap) ⑵简单单斜(mP) ⑶C心单斜(mC,mA,mI) ⑷简单正交(oP) ⑸C心正交(oC,oA,oB) ⑹体心正交(oI) ⑺面心正交(oF)
⑻简单六方(hP) ⑼R心六方(hR) ⑽简单四方(tP) ⑾体心四方(tI) ⑿简单立方(cP) ⒀体心立方(cI)
晶体的结构和性质
第一节 晶体的结构
1、晶体的分类 按来源分为： 天然晶体（宝石、冰、 砂子等） 人工晶体（各种人工晶体材料等）
一、晶体的分类
按成键特点分为： 原子晶体：金刚石 离子晶体：NaCl 分子晶体：冰 金属晶体： Cu
晶体的定义
“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。” 注意： （1）一种物质是否是晶体是由其内部结 构决定的，而非由外观判断； （2）周期性是晶体结构最基本的特征。
整个晶体就是由晶胞周期性的在三维空 间并置堆砌而成的。
并置堆砌
整个晶体就是由 晶胞周期性的在 三维空间并置堆 砌而成的。
晶胞中质点个数的计算
第二节、晶体结构的对称性
一、晶体的对称性
1 晶系
根据晶体的对称性，按有无某种特征对称元 素为标准，将晶体分成7个晶系：
第一节 晶体的常识
栏目 导引
第三章 晶体结构与性质
(2)六方晶胞中不同位置的粒子对晶胞的贡献
栏目 导引
第三章 晶体结构与性质
(3)晶胞中粒子数目的计算要先根据具体情况分析晶胞中的粒子 在晶胞中的位置以及为几个晶胞所共用，然后运用均摊法具体 计算。如石墨晶胞每一层内碳原子排成六边形，其顶角碳原子 被三个六边形共用，每个六边形占有该原子的13，则每个六元环 占有的碳原子数为 6×13＝2，如图所示。
第三章 晶体结构与性质
第一节 晶体的常识
第三章 晶体结构与性质
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。
第三章 晶体结构与性质
晶体与非晶体
1．晶体与非晶体的本质差异 自范性
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) 不 同 的 晶 体 中 晶 胞 的 大
小和形状都相同
栏目 导引
第三章 晶体结列举反例
(2)晶胞中的任何一个粒子
都属于该晶胞
(3) 已 知 晶 胞 的 组 成 就 可 推
栏目 导引
第三章 晶体结构与性质
(4)依据能否发生 X-射线衍射(最科学的区分方法) 当入射光的波长与光栅隙缝大小相当时，能产生光的衍射现象。 X-射线的波长与晶体结构的周期大小相近，所以晶体是个理想 的光栅，它能使 X-射线产生衍射。利用这种性质人们建立了测 定晶体结构的重要实验方法。非晶体物质没有周期性结构，不 能使 X-射线产生衍射，只有散射效应。
晶体结构与性质知识总结（完善）
晶体结构与性质知识总结（完善）晶体结构与性质知识总结(完善)-CAL-FENGHAI-(2020YEAR-YICAI)_JINGBIAN3-1、晶体的常识⼀、晶体和⾮晶体1、概述——⾃然界中绝⼤多数物质是固体，固体分为和两⼤类。
微观空间⾥呈现周期性有序排列的宏观表象。
* 晶体不因颗粒⼤⼩⽽改变，许多固体粉末⽤⾁眼看不到规则的晶体外形，但在显微镜下仍可看到。
* 晶体呈现⾃范性的条件之⼀是晶体⽣长的速率适当，熔融态物质凝固速率过快常得到粉末或没有规则外形的块状物。
* 各向异性——晶体的许多物理性质如强度、热导性和光导性等存在各向异性即在各个⽅向上的性质是不同的⼆、晶胞1、定义——描述晶体结构的基本单元。
2、特征——（1）习惯采⽤的晶胞都是体，同种晶体所有的晶胞⼤⼩形状及内部的原⼦种类、个数和⼏何排列完全相同。
（2）整个晶体可以看作是数量巨⼤的晶胞“⽆隙并置”⽽成。
<1> 所谓“⽆隙”是指相邻晶胞之间没有任何间隙；<2> 所谓“并置”是指所有晶胞都是平⾏排列的，取向相同。
3、确定晶胞所含粒⼦数和晶体的化学式——均摊法分析晶胞与粒⼦数值的关系（1）处于内部的粒⼦，属于晶胞，有⼏个算⼏个均属于某⼀晶胞。
（2）处于⾯上的粒⼦，同时为个晶胞共有，每个粒⼦有属于晶胞。
（3）处于90度棱上的粒⼦，同时为个晶胞共有，每个粒⼦有属于晶胞。
（4）处于90度顶点的粒⼦，同时为个晶胞共有，每个粒⼦有属于晶胞；处于60度垂⾯顶点的粒⼦，同时为个晶胞共有，每个粒⼦有属于晶胞；处于120度垂⾯顶点的粒⼦，同时为个晶胞共有，每个粒⼦有属于晶胞。
4、例举三、分类晶体根据组成粒⼦和粒⼦之间的作⽤分为分⼦晶体、原⼦晶体、⾦属晶体和离⼦晶体四种类型。
3-2、分⼦晶体和原⼦晶体⼀、分⼦晶体1、定义——只含分⼦的晶体。
2、组成粒⼦——。
3、存在作⽤——组成粒⼦间的作⽤为（），多原⼦分⼦内部原⼦间的作⽤为。
* 分⼦晶体中定含有分⼦间作⽤⼒，定含有共价键。
高二化学选修晶体结构与性质全章
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
◆
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： (1)该化合物的化学式为_C_a_T_i_O_3_. (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
有____6______个.
(3)设该化合物的相对分子质量为M， 密度为 ag / cm3 阿伏加德罗常数为
氧（O2）的晶体结构
碳60的晶胞
（与每个分子距离最近的相同分子共有12个 ）
干冰的晶体结构图
分子的密堆积
（与CO2分子距离最近的 CO2分子共有12个 ）
冰中１个水分子周围有４个水分子
冰的结构
4、晶体结构特征
（1）密堆积 只有范德华力，无分子间氢键——分子
密堆积。这类晶体每个分子周围一般有12 个紧邻的分子，如：C60、干冰 、I2、O2。 （2）非密堆积
NA，则晶体中钙离子与钛离子之间 的最短距离为_______.
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
（单位：克/cm3）
A、8M/a3NA C、M/a3NA
chap1 晶体与晶体的基本性质
之一
三斜原始格子
单斜原始格子
单斜底心格子
十四种布拉维格子
之二
斜方原始格子
斜方底心格子
斜方体心格子
斜方面心格子
十四种布拉维格子
之三
四方原始格子
四方体心格子
六方原始格子
三方原始格子
十四种布拉维格子
之四
立方原始格子
立方体心格子
立方面心格子
第四节 晶体的基本性质
一切晶体所共有、并能以此与其他状态 的物体相区别的性质
面网AA’间距 d1 面网BB’间距 d2 面网CC’间距
面网间距依次减小，面网密度也是 依次减小的。 所以: 面网密度与面网间距成正比。
（4）平行六面体
结点在三维空间形成的最小重复单位。
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
b
a
c
空间格子可视为由平行六面体在三维空间平行地、 毫无间隙地重复堆砌而成的。
平行六面体可具有各种不同的形状，各种形状的平行
等同点的分布可以体现晶体结构中所有质点的平移重复规律，连接三维
空间的相当点，即可获得空间格子。
2 空间格子的定义
空间格子：晶体内部质点在三维空间作周期性平移 重复排列所构成的几何图形。 说明：同一种晶体结构中的所有质点所构成的空间 格子类型是相同的(只有一种)，只是在组成晶体结
构时有所平移，但等同点可以有很多种。
斜方格子 abc, ===90
之三
三方格子
a=b=c, ==90
三斜格子
abc, 90
4种类型的格子
原始格子 （P）
底心格子 （C）
体心格子 （ I）
面心格子 （F）
14 Why not 28 (47) ?
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
)×3 =12
晶体的基本结构与性质第一节晶胞
典例2：金刚石晶胞中有几个碳原子？
金 刚 石 晶 胞 示 意 图
晶体的基本结构与性质第一节晶胞
8个
典例三、石墨及其结构
空间层状结构 空间结构俯视图
练习：如图所示，
在石墨晶体的层状结构中，
（1）每一个最小的碳环完全
拥有碳原子数为 2 ，
（2）每一层内碳原子数目与C－C共价键数目比
启发石墨
顶点;1/6； 水平棱:1/4； 竖棱:1/3 面心：1/2 ； 体心：完全属于
典例：小题巧练10：-18题 晶体的基本结构与性质第一节晶胞
归纳：均摊法 小技巧：
顶点：有1/8属于 该立方体
顶点:(360。/晶胞α夹角)×2 竖棱:(360。/晶胞夹角)
棱边：有1/4属于 该立方体
面心：有1/2属于 该立方体
一个立方体 棱上的原子 被四个晶胞 共用，则平 分给一个晶 胞的只有1/4
晶体的基本结构与性质第一节晶胞
面心：占1/2 体心：完全属于
晶体的基本结构与性质第一节晶胞
典例1：下图是CO2分子晶体的晶胞结构示 意图，其中有多少个CO2分子？多少个原子？
8×
1 8
+
6
×1
2
=4
(8×
1 8
+
6
×
1 2
2a 2 + a 2 = (4r) 2
3 a 2 16 r 2
空间利用率 r
3a 4
= 晶胞含有原子的体积 / 晶胞体积 100%
24r3 24( 3a)3
一个晶胞两个球
=
3 a3
3a34晶体的基本结1构与0性% 质0第一节6晶胞% 8
思考：密置层的堆积方式有哪些？
第二层对第一层来讲最紧密的堆积方 式是将球对准1,3,5位(或对准2,4,6位)
A
B A B A
审题一定要注意 是晶体结构 (均摊法)， 还是分子结构
体心：完全属于
分子结构(其化学式由
该立方体
图中所有实际存在的
原子个数决定) 晶体的基本结构与性质第一节晶胞
二、金属晶体的原子堆积模型
1、堆积原理
组成晶体的金属原子在没有其他因 素影响时，在空间的排列大都遵循紧 密堆积原理。这是因为金属键没有方 向性，因此都趋向于使金属原子吸引 更多的其他原子分布于周围，并以紧 密堆积方式降低体系的能量，使晶体 变得比较稳定。
体心：1
面心：1/2 棱边：1/4
晶体的基本结构与性质第一节晶胞
顶点：1/8
晶体的基本结构与性质第一节晶胞
顶点
一个立方体 顶点的原子 被八个晶胞 共用，则平 分给一个晶 胞的只有1/8
一层上为四个 立方体堆积， 上、下共两层 晶体的基本结构与性质第一节晶胞
顶点：
晶体的基本结构与性质第一节晶胞
（2）：棱上
，
12
6
3
54
AB
关键是第三层。对第一、二层来说，第 三层可以有两种最紧密的堆积方式。
晶体的基本结构与性质第一节晶胞
第一种是将第三层的 球对准第一层的球。
下图是此种六方 紧密堆积的前视图
12
6
3
54
于是每两层形成一个周期 ，即 AB AB 堆积方式 ，形成六方紧密堆积
配位数12 ( 同层 6 ，上下层各 3 晶体的基本结构与性质第一节晶胞
值为 2:3
晶体的基本结构与性质第一节晶胞
知识拓展---非立方晶胞中
三棱柱晶胞中： 顶点：1/12； 水平棱:1/4； 竖棱:1/6 面心：1/2 ； 体心：完全属于
顶点，水平棱是空间 上下两层共同所有
典例：导学案102-513题
晶体的基本结构与性质第一节晶胞
知识拓展---非立方晶胞中
六方棱柱晶胞中：
3、金属原子在二维平面的堆积方式
金属原子在二维空间（平面）上有两种排列方式
配位数=4
配位数=6
（a）非密置层不同方式堆积时金属晶体的
配位数、原子的空间利用率、晶胞的区别？ 晶体的基本结构与性质第一节晶胞
（1）简单立方堆积： 只有金属（Po）
β，γ来描述
晶体的基本结构与性质第一节晶胞
金刚石晶体
铜晶体 石墨烯晶体
晶体的基本结构与性质第一节晶胞
CO2晶胞
思考与交流:
NaCl晶体结构和晶胞
1.上述铜晶体、金刚石、CO2晶体、NaCl 晶体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
胞之间是否存在空隙？ 晶体的基本结构与性质第一节晶胞
晶体的基本结构与性质第一节晶胞
2、堆积几个概念
紧密堆积：微粒之间的作用力，使微粒 间尽可能的相互接近，使它们占有最小 的空间。
空间利用率：空间被晶格质点占据的百 分数。用来表示紧密堆积的程度。
配位数：在密堆积中，一个原子或离子 周围距离最近且相等的原子或离子的数 目。
晶体的基本结构与性质第一节晶胞
晶体的基本结构与性质 第一节 晶胞
晶体的基本结构与性质第一节晶胞
二﹑晶胞
1. 晶胞：描述晶体结构的基本单元
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。
晶体的基本结构与性质第一节晶胞
晶胞参数(三维点阵) 晶胞的大小和形
状可用晶胞的三 条棱边长度(轴 长)a, b, c 及三棱 边夹角(轴角)α，
晶体的基本结构与性质第一节晶胞
（2）体心立方堆积 钾型 （ IA，VB，VIB）
许多金属（如碱金属、Fe 等）采取这种堆积方式。 每个晶胞含原子数 ：2 ：配位数：8 非密置层堆积，晶空体的基间本结构利与性质用第一节率晶胞 不高（68%）
体心立方堆积空间利用率计算
设原子半径为r 、 晶胞边长为a ，根据 勾股定理，
采取这种堆积方式
每个晶胞含原子数：1 配位数是 6 个.
非密置层堆积，
空间利用率低
（52%）
晶体的基本结构与性质第一节晶胞
空间利用率的计算：
空间利用率=晶胞所含原子体积总和*100% 晶体体积 a：晶胞单位长度 r=原子半径 简单立方一个晶胞 含有一个原子
晶体的基本结构与性质第一节晶胞
2、非密置层的另一种堆积是将上层金属原 子填入下层的金属原子形成的凹穴中
2.晶胞“无隙并置”
无隙 并置
平行六 面体
特点：晶胞一般都是平 行六面体.晶胞在晶体 中“无隙并置”。
晶体的基本结构与性质第一节晶胞
3、三种典型立方晶体结构
简单立方
体心立方 面心立方
晶体的基本结构与性质第一节晶胞
4.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n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/n