晶体的特征
合集下载
相关主题
- 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)。
鲁科版 高中化学选修三 物质结构与性质
第三章 物质的聚集状态与物质性质
第一节认识晶体
光泽第一中学 王振芳 2019.4.24
问题探究1：知识回顾
1、什么是晶体？ 2、列举几种你认识的晶体，指出晶体
的类型。
一、晶体与非晶体
1.概念
晶体：具有多面体外形的固体（宏观） 内部微粒在空间按一定规律做周期性重复 排列构成的固体物质（微观）
问题探究4：研究方法
了解以上晶体的用途，说明研究晶体 结构有非常重要的意义，请同学说说 从微观上如何研究？用什么方法研究？
二、晶胞 1、定义：晶体结构的最小重复单元
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。
无隙并置
平行六 面体
2、特点：晶胞都是 平行六面体.晶胞在 晶体中是“无隙并置” 而成.
蓝宝石 红宝石
蓝刚玉：蓝宝石 （名贵宝石） 化学成分(Al2O3) 硬度为9，仅次于金刚石。熔点 为2000-2030℃。化学性质稳定， 不易被腐蚀。其高硬度作为研磨 材料和手表、精密机械及精密机 械的轴承材料或耐磨部件。
红刚玉：红宝石（名贵宝石） 化学成分 (Al2O3) 颜色紫红色，硬度较强，适 合制作切割类的磨具。
金刚石
金刚石：名贵宝石
化学成分:C
金刚石是自然界中最坚硬的
物质，钻石(金刚石)为摩氏
金 刚 石
硬度标准的最高级第10级， 有了许多重要的工业用途，
锯 如精细研磨材料、高硬切割
片 工具、各类钻头、拉丝模。
金 刚
还被作为很多精密仪器的部 件。是一种具有超硬、耐磨
石 等优异的物理性能，素有"硬
砂 轮
度之王"和宝石之王的美称。
云母 萤石
云母：矿石 化学成分KAl2(AlSi3O10)(OH)2 特性是绝缘、耐高温、应用于涂 料、油漆、电绝缘等行业。云母 的双折射能力，可制造光学仪器
萤石：矿石 化学成分：CaF2 萤石主要用于冶金行业制生产炼 铝熔剂冰晶石的原料，化工行业 制氢氟酸、各利氟盐及制冷剂氟 利昂的原料，建材行业作装饰材 料，其次用于轻工、光学、雕刻 和国防工业。
,其中原子坐标参数A为(0,0,0)、
B为
、C为
,
则D原子的坐标参数 为
高考题（2016年）
②晶胞参数描述晶胞的大小和形状,
已知Ge单晶的晶胞参数a=565.76 pm,
其密度为
g.cm-3
(列出计算式即可)
Ge的相对原 子量为73
高考题（2015年） 1、37(5)]氧和钠能够形成 化合物F，其晶胞结构 如图所示，晶胞参数 a＝0.566 nm，F的
铜晶体通过金 属键按一定规 则排列而成的 晶体
铜晶体
铜晶胞
食盐晶体通过离子键按一定规则排列而成的晶
体。
NaCl晶体模型
食盐
晶体
（1）如何计算NaCl晶体中，钠离子 、氯离 子个数 的比值 为多少 ？ （2 ）怎样证明氯化钠的化学式为N a Cl？
比例模型
问题
球棍模型
CO2分子 分子间通过分子间作用力按一定规则排列而成 的晶体。
2.分类 晶体
原子晶体 离子晶体 分子晶体
金属晶体
混合健型晶体 （过渡型晶体）
水晶石
h
钻石
金水刚晶石
活动探究2：观察晶体
1、请同Biblioteka Baidu观察老师带来的珠宝：
手链、耳环、项链，请同学观察并说 出晶体有哪些特性？
2、观察天然水晶球里的玛瑙和水晶， 说说晶体与非晶体的本质区别？用什 么方法鉴别它们？
3、特点和性质： （1）自范性：晶体能自发地呈现多面体外 形的性质——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、光学性质）——同样反映了晶体内部粒 子排列的有序性 （3）晶体具有特定的对称性
学与问：
Na
Zn
I2
C
Na：
8×
1 8
+1=2
Zn： 8×81 +1=2
I2:
8×
1 8
+
6
×
1 2
=4
C: 8×81 +6×12 +4=8
问题探究5：真题呈现
晶胞这么重要，那么在高考试题中将以 什么形式呈现？
高考题（2016年）
(6) 晶胞有两个基本要素:
①原子坐标参数,表示晶胞内部各原
子的相对位置,右图为Ge单晶的晶胞
（4）晶体具有固定的熔点
4、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
5、非晶体：没有规则几何外形的固体
玛瑙
6、晶体和非晶体的差异
固体 外观 微观结构 自范 各向异 熔点
性
性
晶体
具有规则 的几何外
粒子在三维 空间周期性
有
形
有序排列
各向 异性
固定
非晶 体
不具有规 则的几何 外形
（1）物理性质差异
如：外形(观察对称性)、硬度(刻 划玻璃)、熔点(加热)、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。
部分晶体的用途
水晶：光导纤维
水晶石：名贵宝石 化学成分:SiO2
水晶的五大功能： 聚焦折射：造出凸透镜、凹透镜 储存数据：计算机记亿体里的芯片 传递讯息：计算机间巨大讯息的传 输 能源转换：把不同的能源转换成其 它能源 能量扩大：能源通过水晶能够增强 而频率不变
化学式为__N__a_2O___；
晶胞中氧原子的配位数为___8_____；
问题探究6：晶体缺陷
阅读课本P76，若晶体的排列出现了偏 离理想的周期性排列，对物质的性质 有什么影响？举例说明
三、晶体缺陷：
晶体在生长过程 中，总是不可避免 地受到外界环境中 各种复杂因素不同 程度影响，不可能 按理想发育，即质 点排列不严格服从 空间格子规律，可 能存在空位、间隙 离子、位错、镶嵌 结构等缺陷，外形 可能不规则。
金刚石通过共价 键按一定规则排 列而成的晶体
晶体结构
金刚石的多 面体外形
晶胞示意图
3、三种典型立方晶体结构
简单立方 体心立方 面心立方
4.晶胞中原子个数的计算
切割法：晶胞任意位置上的一个原子如果是 被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
体心：1 面心：1/2 棱边：1/4 顶点：1/8
粒子排列相 没有 对无序
各向 同性
不固定
本质 区别 微观粒子在三维空间是否呈现周期性有序排列
活动探究3：珠宝鉴定
鉴别水晶和玻璃；钻石和锆石
X
X射线衍射图 射 线 衍 射 仪
X射线衍射应用
1、测晶体结构类型及大小 2、测量晶体取向 3、金属探伤 4、利用光谱进行元素定性定 量分析等等
7、晶体和非晶体的鉴别
第三章 物质的聚集状态与物质性质
第一节认识晶体
光泽第一中学 王振芳 2019.4.24
问题探究1：知识回顾
1、什么是晶体？ 2、列举几种你认识的晶体，指出晶体
的类型。
一、晶体与非晶体
1.概念
晶体：具有多面体外形的固体（宏观） 内部微粒在空间按一定规律做周期性重复 排列构成的固体物质（微观）
问题探究4：研究方法
了解以上晶体的用途，说明研究晶体 结构有非常重要的意义，请同学说说 从微观上如何研究？用什么方法研究？
二、晶胞 1、定义：晶体结构的最小重复单元
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。
无隙并置
平行六 面体
2、特点：晶胞都是 平行六面体.晶胞在 晶体中是“无隙并置” 而成.
蓝宝石 红宝石
蓝刚玉：蓝宝石 （名贵宝石） 化学成分(Al2O3) 硬度为9，仅次于金刚石。熔点 为2000-2030℃。化学性质稳定， 不易被腐蚀。其高硬度作为研磨 材料和手表、精密机械及精密机 械的轴承材料或耐磨部件。
红刚玉：红宝石（名贵宝石） 化学成分 (Al2O3) 颜色紫红色，硬度较强，适 合制作切割类的磨具。
金刚石
金刚石：名贵宝石
化学成分:C
金刚石是自然界中最坚硬的
物质，钻石(金刚石)为摩氏
金 刚 石
硬度标准的最高级第10级， 有了许多重要的工业用途，
锯 如精细研磨材料、高硬切割
片 工具、各类钻头、拉丝模。
金 刚
还被作为很多精密仪器的部 件。是一种具有超硬、耐磨
石 等优异的物理性能，素有"硬
砂 轮
度之王"和宝石之王的美称。
云母 萤石
云母：矿石 化学成分KAl2(AlSi3O10)(OH)2 特性是绝缘、耐高温、应用于涂 料、油漆、电绝缘等行业。云母 的双折射能力，可制造光学仪器
萤石：矿石 化学成分：CaF2 萤石主要用于冶金行业制生产炼 铝熔剂冰晶石的原料，化工行业 制氢氟酸、各利氟盐及制冷剂氟 利昂的原料，建材行业作装饰材 料，其次用于轻工、光学、雕刻 和国防工业。
,其中原子坐标参数A为(0,0,0)、
B为
、C为
,
则D原子的坐标参数 为
高考题（2016年）
②晶胞参数描述晶胞的大小和形状,
已知Ge单晶的晶胞参数a=565.76 pm,
其密度为
g.cm-3
(列出计算式即可)
Ge的相对原 子量为73
高考题（2015年） 1、37(5)]氧和钠能够形成 化合物F，其晶胞结构 如图所示，晶胞参数 a＝0.566 nm，F的
铜晶体通过金 属键按一定规 则排列而成的 晶体
铜晶体
铜晶胞
食盐晶体通过离子键按一定规则排列而成的晶
体。
NaCl晶体模型
食盐
晶体
（1）如何计算NaCl晶体中，钠离子 、氯离 子个数 的比值 为多少 ？ （2 ）怎样证明氯化钠的化学式为N a Cl？
比例模型
问题
球棍模型
CO2分子 分子间通过分子间作用力按一定规则排列而成 的晶体。
2.分类 晶体
原子晶体 离子晶体 分子晶体
金属晶体
混合健型晶体 （过渡型晶体）
水晶石
h
钻石
金水刚晶石
活动探究2：观察晶体
1、请同Biblioteka Baidu观察老师带来的珠宝：
手链、耳环、项链，请同学观察并说 出晶体有哪些特性？
2、观察天然水晶球里的玛瑙和水晶， 说说晶体与非晶体的本质区别？用什 么方法鉴别它们？
3、特点和性质： （1）自范性：晶体能自发地呈现多面体外 形的性质——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、光学性质）——同样反映了晶体内部粒 子排列的有序性 （3）晶体具有特定的对称性
学与问：
Na
Zn
I2
C
Na：
8×
1 8
+1=2
Zn： 8×81 +1=2
I2:
8×
1 8
+
6
×
1 2
=4
C: 8×81 +6×12 +4=8
问题探究5：真题呈现
晶胞这么重要，那么在高考试题中将以 什么形式呈现？
高考题（2016年）
(6) 晶胞有两个基本要素:
①原子坐标参数,表示晶胞内部各原
子的相对位置,右图为Ge单晶的晶胞
（4）晶体具有固定的熔点
4、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
5、非晶体：没有规则几何外形的固体
玛瑙
6、晶体和非晶体的差异
固体 外观 微观结构 自范 各向异 熔点
性
性
晶体
具有规则 的几何外
粒子在三维 空间周期性
有
形
有序排列
各向 异性
固定
非晶 体
不具有规 则的几何 外形
（1）物理性质差异
如：外形(观察对称性)、硬度(刻 划玻璃)、熔点(加热)、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。
部分晶体的用途
水晶：光导纤维
水晶石：名贵宝石 化学成分:SiO2
水晶的五大功能： 聚焦折射：造出凸透镜、凹透镜 储存数据：计算机记亿体里的芯片 传递讯息：计算机间巨大讯息的传 输 能源转换：把不同的能源转换成其 它能源 能量扩大：能源通过水晶能够增强 而频率不变
化学式为__N__a_2O___；
晶胞中氧原子的配位数为___8_____；
问题探究6：晶体缺陷
阅读课本P76，若晶体的排列出现了偏 离理想的周期性排列，对物质的性质 有什么影响？举例说明
三、晶体缺陷：
晶体在生长过程 中，总是不可避免 地受到外界环境中 各种复杂因素不同 程度影响，不可能 按理想发育，即质 点排列不严格服从 空间格子规律，可 能存在空位、间隙 离子、位错、镶嵌 结构等缺陷，外形 可能不规则。
金刚石通过共价 键按一定规则排 列而成的晶体
晶体结构
金刚石的多 面体外形
晶胞示意图
3、三种典型立方晶体结构
简单立方 体心立方 面心立方
4.晶胞中原子个数的计算
切割法：晶胞任意位置上的一个原子如果是 被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
体心：1 面心：1/2 棱边：1/4 顶点：1/8
粒子排列相 没有 对无序
各向 同性
不固定
本质 区别 微观粒子在三维空间是否呈现周期性有序排列
活动探究3：珠宝鉴定
鉴别水晶和玻璃；钻石和锆石
X
X射线衍射图 射 线 衍 射 仪
X射线衍射应用
1、测晶体结构类型及大小 2、测量晶体取向 3、金属探伤 4、利用光谱进行元素定性定 量分析等等
7、晶体和非晶体的鉴别