晶体的常识

①中学常见的晶胞——平行六面体晶胞
粒子位于体心：整个粒子都属于该晶胞。
粒子位于面心：同为2个晶胞所共有， ½ 粒子属于该晶胞.
粒子位于棱上：同为4个晶胞所共有， ¼ 粒子属于该晶胞.
粒子位于顶点，同为8个晶胞所共有， 1/8粒子属于该晶胞.
总结 晶胞
平行六 面体
顶点 1/8
棱上 1/4
面心 1/2
（2）外形和内部质点的高度有序性
（3）晶体具有固定的熔点 （4）某些物理性质表现各向异性
（强度、导热性、光学性质等）
指同一晶体在不同方向上表现出不同 的物理性质
例如：石墨在与层垂直的方向上的导电率为与层平行方 向上导电率的1/10000 ；蓝晶石（Al2O3 · SiO2）在不同 方向上的硬度不同。
体心 1
思考
4 4 + 每个晶胞中平均有 个Na ？ 个Cl-？（位于顶
点、棱边、面心、体心上Βιβλιοθήκη Baidu粒子对该晶胞的贡献）
1 3
4
2
②.正六棱柱晶胞
注意：在使用均摊 法计算晶胞中粒子 个数时，首先要注 意晶胞的形状. 顶点： 1/6
面心： 1/2 （上、下）棱：1/4
中棱： 1/3
5、2001年报道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。图 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 各有一个镁原子；六个硼原子位于棱柱 内。则该化合物的化学式可表示为 （ ） A、MgB C、Mg2B B、MgB2 D、Mg3B2
思考？
为什么晶体呈现规则的几何外形，而非晶体
没有规则的几何外形呢？
食 盐 NaCl晶体结构示意图： 晶 体
Cl-
Na+
金刚石晶体
结构示意图
玻璃结构示意图
非 晶 体
B M O Si
构成晶体与非晶体的微粒在空间的排列有何不同?
晶体SiO2和非晶体SiO2的投影示意图
2、晶体与非晶体的本质区别
自范性
并置：所有晶胞平行排列,取向相同。从一个晶 胞到另一个晶胞只需平移，不需转动。
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”.
思考：
铜晶胞中平均含有4个铜原子，还是 14个呢？
2.计算晶胞中粒子数的一般方法—均摊法
如果某个粒子为n个晶胞所共有，则该粒子有1/n 属于这个晶胞.
二﹑晶胞
1定义：描述晶体结构特征的基本单元叫做晶胞. （即晶体中的最小重复单元）
铜晶胞 晶体与晶胞的关系可用蜂巢与蜂室的关系比喻， 但蜂室是有形的，晶胞是无形的，是人为划定的。
蜂巢与蜂室
铜晶体
铜晶体
铜晶胞
金刚石的多面体外形， 晶体结构和晶胞示意图
说明：
①晶胞一般是平行六面体（人为规定）。
②晶体与晶胞的关系：整块晶体可看作数量巨 大的晶胞“无隙并置”而成。 无隙：相邻晶胞间无间隙;
例、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，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 Ti14C13 。
解析：纳米材料或团簇分子指的是一个分子的具体 结构，并不是晶胞，不能采用均摊法分析，所以只 需数出该结构内各微粒的数目就可以了。
• 视频引入
吉 林 雾 凇 奇 观
食 盐 晶 体
明 矾 晶 体
水 晶
黄 水 晶 黄水晶
自然界中美丽的雪花
从外形上看这些固体有何不同？
一、晶体和非晶体
1.定义： 晶体——具有规则几何外形的固体（如：食盐、 冰、金属、宝石、水晶、大部分矿石等） 非晶体——没有规则几何外形的固体（如：玻璃、 橡胶等） 又称玻璃体。
晶体
微观结构
粒子在三维空 间里呈周期性 有序排列 粒子排列相 对无序
有
非晶体
没有
3.晶体的特点：
（1）自范性（晶体与非晶体的本质区别）
①定义：晶体能自发呈现多面体外形的性质。 ②晶体呈现自范性的条件：晶体生长速率适当。 （生成晶体的速率不能快、溶液的浓度不能过大、 温度不能变化过快） ③晶体呈现自范性的本质原因： 晶体中粒子在微观空间里呈现周期性的有序排列 .
5、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是对固体进行X-射 线衍射实验。
6.晶体 基本 类型
离子晶体 如：NaCl晶体
分子晶体
如：干冰
原子晶体 如：金刚石、SiO2 金属晶体
如：金属
晶体SiO2
非晶体SiO2
白鹅与黑鹅图案
此图案是由多少个小黑白天鵝图案组成的？
······ ······ ······
晶体内部粒子排列
• 由于晶体内部各个方向上排列的质点的距离不 同，故而导致晶体各个方向上的物理性质也不一定 相同。即为晶体的各向异性。——同样反映了晶体 内部粒子排列的有序性。
4、获得晶体的三条途径
(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） (3)溶质从溶液中析出