晶体结构和性质2PPT课件
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晶体的结构和性质课件
晶体的化学性质
晶体在特定条件下可以发 生化学反应，参与催化和 合成等重要化学过程。
晶体的力学性质
晶体的力学性质决定了晶 体的强度和变形特性，在 工程领域有重要应用。
晶体的应用
1
半导体材料
晶体在半导体领域有广泛应用，包
晶体管和集成电路
2
括集成电路和太阳能电池。
晶体管和集成电路的发明使得电子
技术得以飞速发展。
晶体的结构和性质
本课件介绍了晶体的结构和性质。包括晶体的概念和分类，晶体的周期性结 构和晶胞，晶体的点阵和空间群，晶体的物理、化学和力学性质，以及晶体 的应用。
晶体的概念和分类
Hale Waihona Puke 晶体的定义晶体是具有周期性结构的固体材料，由原 子、离子或分子按照一定规律排列而成。
晶体的分类
晶体可以根据化学成分、晶体形态和晶体 结构等特征进行分类。
3
晶体振荡器和滤波器
晶体振荡器和滤波器是电子设备中
医用晶体材料
4
关键的频率控制元件。
晶体材料在医学领域用于制作医疗 设备，如X光片和超声传感器。
结束语
晶体在现代科技中扮演着重要的角色，推动了许多领域的发展。展望未来，晶体的应用前景仍然 广阔。
晶体的结构
晶体的周期性结构
晶体具有高度有序的周期性 结构，使其具有特定的物理 和化学性质。
晶体的晶胞和晶格
晶体的结构是由晶胞和晶格 组成的，晶胞是最小重复单 元。
晶体的点阵和空间群
晶体的点阵和空间群描述了 晶体的几何特征和对称性。
晶体的性质
晶体的物理性质
晶体具有独特的光学、热 学和电学性质，可以应用 于光学器件、导热材料和 电子元件。
第三章第二节分子晶体与共价晶体第二课时-2024-2025学年高中化学选择性必修二课件
3.常见的共价晶体 （1）部分单质。
以碳为中心
金刚石、硼(B)、硅(Si)、锗(Ge) 和灰锡(Sn)等。 （2）部分非金属化合物。
碳化硅(SiC，俗称金刚砂)、二氧化硅
(SiO2)、氮化硼(BN)、氮化硅(Si3N4)等 （3）极少数金属氧化物。
刚玉(Al2O3)等 近年来以Si3N4 为基础，用Al取代部分 Si，用O取代部分N而获得结构多样化的 陶瓷，用于制造LED发光材料。
(2)第ⅣA族相邻元素间也可形成相似结构的晶体(如SiC) (3)与第ⅣA族 相 邻 的元素间根，如BN、GaAs等也可形成与金刚石 结构相似的晶体。
金刚石
晶体硅
SiC
GaAs
(2)二氧化硅晶体
①SiO2在自然界分布： SiO2是自然界含量最高的二元氧化物，熔点1713 ℃， 有多种结构 ，最常见的是低温石英。遍布河岸的黄沙、带状的石英矿脉、 花岗石里的白色晶体以及透明的水晶都低温石英。
√ 类型。( ) × (6)SiO2是二氧化硅的分子式。( )
5.共价晶体的结构特征
(1)金刚石晶体
天然金刚石呈 现多面体外形
金刚石的结构
金刚石的晶胞
金刚石晶体的结构特点
①每个碳与相邻_4__个碳以 共__价__键__键结合， 形成__正__四__面__体__结构。键角为1__0_9_°__2_8_'.每个碳 原子都采取_s_p_3_杂__化_。 ②晶体中最小的碳环由__6_个碳组成，且_不__在__ 同一平面内；
碳原子 硅原子
(4)依据导电性判断。 分子晶体为非导体,但部分溶于水后能导电;原子晶体多数为非导体,但晶体 硅、锗是半导体。 (5)依据物质的分类判断 常见的共价晶体单质有金刚石、晶体硅、晶体硼等，常见的共价晶体化合 物有SiC、BN、AlN、Si3N4、C3N4、SiO2等； 大多数非金属单质(除金刚石、石墨、晶体硅、晶体硼外)、气态氢化物、 非金属氧化物(除SiO2外)、酸、绝大多数有机物(除有机盐外)都是分子晶体。 (6)依据物质的状态判断 一般常温常压下，呈气态或液态的单质与化合物，在固态时属于分子晶体。
《晶体结构与性质》课件
总结词
密排六方结构是一种晶体结构，其特点是原子或分子的排列具有高度的六方对称性，且每个原子或分子的周围都有相同数量的最近邻。
详细描述
密排六方结构是一种晶体结构，其原子或分子在晶格中以密排六方的形式排列。这种结构的六方对称性使得原子或分子的排列非常紧密。由于每个原子或分子周围都有相同数量的最近邻，这种结构也具有高度的稳定性。密排六方结构在金属材料中较为常见，如镁、锌、镉等。
总结词
金属材料在晶体结构与性质方面具有广泛的应用，其性能受到晶体结构的影响。
详细描述
金属材料的物理和化学性质，如导电性、导热性、耐腐蚀性等，都与其晶体结构密切相关。通过了解金属材料的晶体结构，可以预测其在不同环境下的性能表现，从而优化材料的选择和应用。
陶瓷材料的晶体结构对其硬度、耐磨性和耐高温性能具有重要影响。
分子晶体结构是一种由分子通过范德华力结合形成的晶体结构。
总结词
分子晶体结构是一种由分子通过范德华力结合形成的晶体结构。范德华力是一种较弱的作用力，因此分子晶体通常具有较低的熔点和硬度。常见的分子晶体有冰、干冰等。分子晶体在材料科学和工程中也有一定的应用，如某些塑料和橡胶材料。
详细描述
晶体结构与材料性能的应用
总结词
硬度是衡量晶体抵抗被划痕或刻入的能力的物理量。硬度通常与晶体中原子的排列方式和相互间的作用力有关。例如，金刚石是自然界中硬度最高的物质，这归功于其独特的碳原子排列方式。
详细描述
VS
晶体的光学性质主要取决于其内部结构和对称性。
详细描述
当光照射到晶体上时，会发生折射、反射、双折射等光学现象。这些现象的产生与晶体内原子或分子的振动和排列方式有关。例如，某些晶体具有特殊的颜色，这是由于它们对不同波长的光有不同的折射率。
结构化学 第7章：晶体结构与性质2 英文课件
Point groups
Point groups are a way of classifying molecules in terms of their internal symmetry. Molecules can have many symmetry operations that result into indistinguishable configurations. Different collections of symmetry operations are organized into groups. These 11 groups were developed by Schoenflies.
2. vertical (v) if it contains the principal axis. Examples: ammonia, with the plane going through one H atom. Ammonia has three v axes.
3. dihedral (d) if it bisects angles formed by C2 axes. Example: staggered ethane. The principal axis is a C3 axis going through the
Linear molecules have a C containing the molecular axis. The principal axis is the axis of rotation of highest order.
6
Reflection and symmetry plane
Reflection in the xz plane transforms x,y,z into x,-y,z.
《晶体结构和性质》课件
2 光学特性
晶体可以表现出不同的光学效应，如双折射 和干涉。
3 热学性质
晶体对温度变化的响应，包括热胀冷缩和热 导率。
4 电学特性
晶体具有不同的电导性、电介质性和压电体类型 离子晶体 共价晶体 金属晶体 分子晶体
原子结构 正负离子排列 共用、局部或全局共轭键 阳离子和电子云共享 分子间的弱范德华力
键型 离子键 共价键 金属键 范德华键
晶体的力学性质和热学性质
1
力学性质
晶体的强度、脆性和弹性。
热学性质
2
晶体的热膨胀、热导率和热扩散。
3
电学性质
晶体的电导性和介电性。
金属晶体
由阳离子的原子核与电子云共享而成，具有良 好的导电性和延展性。例如：铁。
共价晶体
由共用、局部或全局共轭键连接而成，具有高 硬度和高熔点。例如：金刚石。
分子晶体
由分子间的弱范德华力相吸结合而成，具有低 熔点和溶解性。例如：葡萄糖。
常见晶体结构的特点和应用领域
钻石晶体结构
金属晶体结构
由纯碳形成的立方晶系结构，具有高硬度和透明度， 主要用于珠宝制作。
由金属元素形成的晶体结构，具有良好的导电性和 延展性，广泛应用于制造业。
离子晶体结构
由正负离子按比例排列形成的晶体结构，具有高熔 点和电导性，用于制造陶瓷和玻璃。
分子晶体结构
由分子间的弱范德华力结合而成的晶体结构，用于 食品和制药行业。
晶体的性质和物理特征
1 硬度
晶体的强度特征，取决于原子间键的强度和 排列方式。
《晶体结构和性质》PPT 课件
晶体结构和性质简介
晶体的定义和特点
• 晶体是由高度有序的原子、离子、或分子组成的固体。 • 具有规则的几何形状和平整的平面。 • 晶体呈现独特的物理与化学性质。 • 晶体结构中的最小重复单元称为晶胞。
第二章 晶体结构ppt课件
1-1 晶向指数 [u v w]
建立步骤： ①建立坐标系。以某一阵点为坐标原点，三个棱边为 坐 标轴，并以点阵常数(a、b、c)作为各个坐标轴的单位长度； ②作 OP // AB ； ③确定P点的三个坐标值（找垂直投影）； ④将坐标值化为互质的最小整数，并放入到[ ] 中，则 [uvw]即为所求；
1.晶体结构与空间点阵（续）
1-4 晶胞 ①定义：在空间点阵中，能够代表晶格中原子排列特征的最小单元体。 晶胞通常是平行六面体，将晶胞作三维的重复堆砌就构成了空间点 阵。 ②晶胞的选取原则：
几何形状与晶体具有同样的对称性； 平行六面体内相等的棱与角的数目最多； 当平行六面体棱间有直角时，直角数目最多； 在满足上述条件下，晶胞的体积应最小。
o o a a a c , 9 0 , 1 2 0 1 2 3
菱方：简单菱方 o a b c , 9 0
单斜：简单单斜 底心单斜
a b c ,
9 0
o
三斜：简单三斜
a b c ,
9 0
第二章 晶体结构
第一节 晶体的特征
各项异性 晶体由于具有按照一定几何规律排列的内 部结构，空间不同方向上原子排列的特征不同， 如原子间距及周围环境，因而在一般情况下， 单晶体的许多宏观物理量（如弹性模量、电阻 率、热膨胀悉数、折射率、强度及外表面化学 性质等）的大小是随测试方向的不同而改变的， 这个性质称为各项异性。晶体断裂的解理性就 是晶体具有各项异性的最明显例子。
晶体具有确定的熔点
熔点是晶体物质的结晶状态与非结晶状态互相转 变的临界温度，晶体熔化时发生体积变化。 晶体有一些其他共同特征：晶体中存在不完整性， 晶体内原子排列并不是理想的有序排列，而是有 缺陷的；晶体的原子周期排列促成晶体有一些共 同的性质，如均匀性、自限性和对称性等。
固体物理课件第二章_晶体的结构
Na+构成面心立方格子 Cl－也构成面心立方格子
(6) CsCl: 由两个简单立方子晶格彼此沿 立方体空间对角线位移1／2 的长度套构而成
(7) 闪锌矿结构
化合物半导体 —— 锑化铟、砷化镓、磷化铟 面心立方的嵌套
（8） 钙钛矿结构
钛酸钙（CaTiO3） 钛酸钡（BaTiO3） 锆酸铅（PbZrO3） 铌酸锂（LiNbO3） 钽酸锂（LiTaO3）等
面心立方格子:原点和12个近邻格点连线的垂 直平分面围成的正十二面体
体心立方格子:原点和8个近邻格点连线的垂直 平分面围成的正八面体，沿立方轴的6个次近 邻格点连线的垂直平分面割去八面体的六个角， 形成的14面体 —— 八个面是正六边形，六个面是正四边形
§1.2 晶列和晶面
思考： 金刚石为什么有固定的面？ 这些面和晶格结构有什么关系？
根据周期性：
f e
k k
ikx
fk e
k
ik ( x na )
f k eikx f k eik( x na)
k k
e
ik na
1
m 0,1,2,
k na k Rn 2m
2 k h Gh a
k=b的波传过一个晶格长度，相位改变2π
晶面：所有结点可以看成分布在一系列相互平 行等距的平面族上，每个平面族称为一个晶面 晶面用法向或晶面指数标志
例：同一个格子，两组不同的晶面族
晶面的性质： –晶格中一族的晶面不仅平行，并且等距 –一族晶面必包含了所有格点 –三个基矢末端的格点必分别落在该族的不 同晶面上（有理指数定理）
晶面（米勒）指数：晶面把基矢 a1 , a2 , a3 分别
《晶体和非晶体》课件
晶体和非晶体
晶体是由有序排列的原子或分子组成的固体，具有明确的形状和结构。非晶 体是由无序排列的原子或分子组成的固体，没有明确的形状和结构。
晶体的定义和特点
1 晶体的定义
晶体是由高度有序排列的原子或分子组成的固体。
2 晶体的结构和形态
晶体具有明确的结构和形状，在结晶过程中形成。
3 晶体的物理性质
晶体具有特定的物理性质，如透明度、折射率和硬度。
总结晶体和非晶体的定义、特点、比较和应用。
2 学生提问
鼓励学生提问，并回答他们关于晶体和非晶体的问题。
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
晶体和非晶体的应用
1 晶体的应用
晶体广泛应用于电子器件、光学仪器和化学领域。
2 非晶体的应用
非晶体常用于材料制备、包装和隔热等领域。
实验和展示
1 晶体和非晶体实验
通过实验展示晶体和非晶体的形成过程和特 点。
2 晶体和非晶体展示
展示各种晶体和非晶体的形态、性质和应用。
总结和提问
1 总结本节课内容
非晶体的定义和特点
1 非晶体的定义
非晶体是由无序排列的原子或分子组成的固体。
2 非晶体的结构和形态
非晶体没有明确的结构和形状，呈现非晶态。
3 非晶体的物理性质
非晶体具有特定的物理性质，如不透明度和变形性。
晶体和非晶体的比较
1 相似之处
晶体和非晶体都是固体，具有一定的物理性质。
2 不同之处
晶体具有有序排列的结构和形状，而非晶体没有明确的结构和形状。
晶体是由有序排列的原子或分子组成的固体，具有明确的形状和结构。非晶 体是由无序排列的原子或分子组成的固体，没有明确的形状和结构。
晶体的定义和特点
1 晶体的定义
晶体是由高度有序排列的原子或分子组成的固体。
2 晶体的结构和形态
晶体具有明确的结构和形状，在结晶过程中形成。
3 晶体的物理性质
晶体具有特定的物理性质，如透明度、折射率和硬度。
总结晶体和非晶体的定义、特点、比较和应用。
2 学生提问
鼓励学生提问，并回答他们关于晶体和非晶体的问题。
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
晶体和非晶体的应用
1 晶体的应用
晶体广泛应用于电子器件、光学仪器和化学领域。
2 非晶体的应用
非晶体常用于材料制备、包装和隔热等领域。
实验和展示
1 晶体和非晶体实验
通过实验展示晶体和非晶体的形成过程和特 点。
2 晶体和非晶体展示
展示各种晶体和非晶体的形态、性质和应用。
总结和提问
1 总结本节课内容
非晶体的定义和特点
1 非晶体的定义
非晶体是由无序排列的原子或分子组成的固体。
2 非晶体的结构和形态
非晶体没有明确的结构和形状，呈现非晶态。
3 非晶体的物理性质
非晶体具有特定的物理性质，如不透明度和变形性。
晶体和非晶体的比较
1 相似之处
晶体和非晶体都是固体，具有一定的物理性质。
2 不同之处
晶体具有有序排列的结构和形状，而非晶体没有明确的结构和形状。
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2020年10月2日
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典型晶体的空间结构
15．二氧化硅晶体中，每个硅原子周围有_________ 个氧原子，每个氧原子周围有_________个硅原子， 硅氧原子个数比为_________。若去掉二氧化硅晶体 中的氧原子，且把硅原子看做碳原子，则所得空间网 状结构与金刚石空间网状结构相同，试推测每个硅原 子与它周围的4个氧原子所形成的空间结构为 _________型；并推算二氧化硅晶体中最小的硅氧原 子环上共有_________个原子。
回答下列13～14小题。
11．泽维尔用飞秒(fs)技术(时间单位：)、激光技术 研究氰化碘(ICN)的分解反应：ICN→I+CN，发现该变 化可在200fs内完成。已知的性质和卤素相似。以下有 关ICN的叙述中正确的是 ( C )
A．ICN的晶体是原子晶体 B．ICN不能和NaOH溶液反 应 C．ICN是一种共价化合物
2020年10月2日
3
5．下列物质中，化学式能准确表示该物质分子组成
的是( C )
A．氯化铵(NH4Cl) B．二氧化硅(SiO2)
C．白磷(P4)
D．硫酸钠(Na2SO4)
6．下列各组物质的晶体中，化学键类型相同、晶体
类型也相同的是(B )
A．SO3和SiO2 C．NaCl和HCl
B．CO2和H2O D．CCl4和KCl
7．三氯化氮(NCl3)在常温下是一种淡黄色液体，其 分子呈三角锥形，以下关于NCl3的叙述正确的是( C )
A．NCl3晶体为原子晶体 B．分子中N—Cl键是非 极性共价键
C．NCl3是一种含极性键的极性分子 D．N—Cl键
能20大20年，10月故2日NCl3沸点高
4
8．下列晶体中，其中任何一个原子都被相邻四个原
11
17．如图6-3所示在氯化钠晶体中，与每个Na+等距
离 且 最 近 的 几 个 Cl- 所 围 成 的 空 间 几 何 构 型 为
( B)
A．十二面体
B．八面体
C．正六面体
D．正四面体
2020年10月2日
12
演讲完毕，谢谢观看！
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子包围，以共价键形成正四面体，并向空间伸展成网 状结构的是( C )
A．四氯化碳 B．石墨 C．金刚石 D．水晶
9．下列每组物质发生状态变化所克服的粒子间的相
互作用属于同种类型的是( C ) A．食盐和蔗糖熔化 B．钠和硫熔化
C．碘和干冰升华 D．二氧化硅和氧化钠熔化
10．分析下列各物质的物理性质，可判断其固态不属
晶体的类型和性质
要点、疑点、重点
1. 晶体类型的判断 2. 四类晶体的性质 3. 典型晶体的空间构型
2020年10月2日1源自晶体类型的判断1、下列8种物质分别是哪类晶体 ①过氧化钠 ②氯化铵 ③于冰 ④二氧化硅 ⑤氯 化铯 ⑥硫磺 ⑦碳化硅 ⑧硫酸铜
2020年10月2日
2
2．下列物质为固态时，必定是分子晶体的是
请参考上述数据填空和回答问题：
(1)工业上常用电解熔融的氯化镁方法生产金属镁，
电解氧化铝与冰晶石熔融混合物的方法生产金属铝，而
不 用 电 解 熔 融 MgO 的 方 法 生 产 镁 的 原 因 是
__________________，也不用电解熔融氯化铝的方法生
产铝的原因是____________；
汇报人：XXX 汇报日期：20XX年10月10日
13
D．离子晶体可能含有共价键
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13．(10分)已知有关物质的熔沸点数据如下：
物质 MgO Al 2O3 MgC2l AlCl3
熔点 /℃
2852
2072
714
190（）
MAlCg2OlC332l
沸点 /℃
3600
2980
1412
182．7
MAlCg2OlC332l MAlCglC3 2l 2.5105Pa
于分子晶体的是(A )
A．碳化铝，黄色晶体，熔点2200℃，熔融态不导电
B．溴化铝，无色晶体，熔点98℃，熔融态不导电
C．五氟化钒，无色晶体，熔点19.5℃，易溶于乙醇、
氯仿、丙酮中
2D020．年1溴0月化2日 钾，无色晶体，熔融时或溶于水中都能导
5
晶体的性质
1999年诺贝尔化学奖授予具有双重国籍的科学家艾哈 迈德·泽维尔，以表彰他使“运用激光技术观测化学 反应时原子的运动。成为可能。
(2)设计实验，证明、所属晶体类型，其实验方法是
2_02_0_年_10_月_2_日________。
8
14．Pt (NH3)2 Cl2成平面四边形结构，它可以形成两种 固体，一种为淡黄色，在水中溶解度较小；另一种为 黄绿色，在水中溶解度较大。
(1)画出这两种固体分子的几何构型图：_________。 (2)黄绿色固体溶解度大的原因是：_________。
20D20．年1I0月CN2日可与水发生氧化还原反应
6
12．泽维尔研究发现，当激光脉冲照射NaI时，和两 核间距10至，呈离子键；当两核靠近约距时，呈现 共价键。根据泽维尔的研究成果能得出的结论是 (B ) A．NaI晶体是离子晶体和分子晶体的混合物
B．共价键和离子键没有明显的界限
C．NaI晶体中既有离子键，又有共价键
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16、已知晶体硼的基本结构单元是由硼原子组 成的正二十面体(如图1—6所示)，其中有20个 等边三角形的面和一定数目的顶点，每个顶点 上各有1个硼原子。通过观察图形及推算，此基 本结构单元由_________个硼原子构成。其中 B—B键的键角为_________。
2020年10月2日
(D ) A．酸性氧化物 B．非金属单质 C．碱性氧化物
D．含氧酸
3．金属的下列性质中，不能用金属晶体结构加以解
释的是 ( D )
A．易导电 B．易导热 C．有延展性 D．易锈蚀
4．氮化硅()是一种新型的耐高温耐磨材料，在工业
上有广泛的用途，它属于 ( A )
A．原子晶体
B．分子晶体
C．金属晶体
D．离子晶体