高中化学晶体结构-晶体的常识

晶胞一般是平行六面体，整块晶体 可看作数量巨大的晶胞“无隙并置” 而成（晶胞间无间隙，平行排列， 取向相同）
金刚石的多面体外形、晶体结构和晶胞示意图
NaCl晶体结构和晶胞
思考与交流:
上述铜晶体、金刚石、NaCl晶体的晶胞空间构形是怎 样的？
无隙并置
平行六面体
思考： 铜晶胞含有4个铜原子，为什么不是14个？
观察对称性、刻划玻璃、 加热、X—射线衍射
X-ray diffraction
晶体可对X射线发生衍射，非晶体不可对X射线发生衍射。
当单一波长的 X- 射线通过晶体时，会在记录仪上看到分立的斑 点或明锐谱线。而在同一条件下摄取的非晶体图谱中却看不到分 立的斑点或明锐谱线。 晶格具有一定的对称性和周期性，周期性排列的晶体相当于三 维光栅，能使波长相当的 X射线、电子流和中子流产生衍射效应， 成为了解晶体内部结构的重要实验方法。非晶质没有周期性结构， 只能产生散射效应，得不到衍射图像。
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
★晶体的自范性即晶体能自发地呈现多面体外形的性质。
所谓自发过程，即自动发生的过程
不过“自发”过程的实现仍需要的一定的条件
晶体呈现自范性的条件之一是晶体生长的速率适当，熔融态物质 冷却凝固，有时得到晶体，但晶体凝固速率过快，常常只得到粉 末或没有规则外形的块状物
Exercises
5、某离子晶体晶胞结构如右图所示，X位于立方体的顶点， Y位于立方体的中心，晶体中距离最近的两个X与一个Y形 成的夹角∠XYX的角度为： A. 90° B. 60° C. 120° D. 109°28′
Exercises
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： CaTiO3 (1)该化合物的化学式为_______. (2)在该化合物晶体中，与某个钛离 子距离最近且相等的其他钛离子共 6 有__________ 个. (3)设该化合物的相对分子质量为M， 3 密度为 ag / cm ，阿伏加德罗常数 为NA，则晶体中钙离子与钛离子之间 的最短距离为 ______________.
Na
Zn
I2
C
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
A、MgB B、 MgB2 C、Mg2B D、Mg3B2
典例分析
Mg原子的数目： 12×1/6+2×1/2=3 B原子的数目：6 故化学式可表示为
Mg2B
Exercises
1、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 B、晶体有自范性但排列无序 C、非晶体无自范性而且排列无序 D、固体SiO2一定是晶体 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 C、颜色 D、x-射线衍射实验
2、晶胞中原子个数的计算
wk.baidu.com
晶胞中原子个数的计算
体心：1
面心:1/2
顶点:1/8
棱边:1/4
晶胞空间结构
Cl-
Na+
小结:晶胞对质点的占有率 顶点： 1/8 棱边： 1/4 面心： 1/2 体心： 1
立方晶胞
探究: 下图依次是金属钠(Na)、金属锌(Zn)、碘(I2)、金刚石(C) 晶胞的示意图，数一数，它们分别平均含几个原子?
第三章 第一节
晶体结构与性质 晶体的常识
一、晶体与非晶体
你知道固体有晶体和非晶体之分吗？ 能否举例说明？
Crystals
胆 矾 冰 糖 晶 体
明 矾 晶 体
水 晶
水晶石
祖母绿
绿宝石
猫眼石
紫水晶
Noncrystals
塑料
玻璃
Crystal structures
NaCl晶体结构示意图：
Cl-
Exercises
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 B、a3M/8NA D、a3M/NA
顶点-Cs+ 中心-Cl-
Na+
金刚石晶体
结构示意图
干 冰 晶 体 结 构
玻 璃 结 构 示 意 图
B M O Si
晶体SiO2和非晶体SiO2的投影示意图
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？
特点和性质： （1） 晶体有自范性 （几何外形和内部质点排列的高度有序性，非晶体没有） （2）晶体具有各向异性（非晶体不具有各向异性） （3）晶体具有固定的熔点（非晶体不具有固定的熔点）
C
D
Exercises
3、如图所示晶体中每个阳离子 A或阴离子B，均可被 另一种离子以四面体形式包围着，则该晶体对应的 化学式为
A．AB C．AB3
B． A2B D ． A 2 B3
Exercises
4、右面图形是石墨晶体的层面结构图， 试分析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： A、 6， 6 B 、 2， 4 C、 2， 3 D、 3， 2
思考:根据已有知识,举例说明如何制得晶体?
晶体形成的途径： 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.
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。
重铬酸钾
[chó ng gèsuān jiǎ]
思考与交流:
1.如何鉴别晶体和非晶体?
（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。
2、某同学在网站找到一张玻璃 的结构示意图如图所示，这张图 说明玻璃是不是晶体?为什么?
非晶体 晶体内部粒子排列无序
3 、根据晶体的物理性质的各向异性的特点， 人们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？
X-ray diffraction
有尖锐的峰
晶体
X-ray diffraction
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。
Conclusions
固体 外观 微观结构 自范性 各向 熔点 异性
有 各向 异性 各向 同性 固定
晶体 非晶 体
具有规则的 粒子在三维空 几何外形 间周期性有序 排列 不具有规则 的几何外形 粒子排列 相对无序
没有
不固定
本质 微观粒子在三维空间是否呈现周期性有序排列 区别
Exercises
Exercises
Exercises
Exercises
Exercises
二﹑晶胞
1.描述晶体结构的基本单元叫做晶胞
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。 但蜂巢是有形的，晶胞是无形的，是人为划定的。