认识晶体(共42张PPT)

解析： 可通过“切割法”计算： 甲中心 x 为 1， 1 6 顶点 y 为： ×6，所以 x∶y＝1∶ ＝4∶3； 8 8 同理可计算出乙、 丙中微粒个数及个数之比。
答案：4∶3
1∶1
4
4
探究整合应用
NaCl晶胞结构如图所示，结合所学知识，回答下 列问题： Ⅰ.如果忽略Na＋的存在，Cl－的堆积方式是 ___________________________________________ _____________________________。
目求算 则微粒的________属于该晶胞 1/n
思考感悟 3.(1)晶胞是否全是平行六面体？ (2)由晶胞构成的晶体，其化学式是否表示一个 分子中原子的数目？ 【提示】 (1)不一定。例如有的晶胞呈六棱柱 形。 (2)不表示。只表示每个晶胞中各类原子的最简 整数比。
自主体验 1．普通玻璃和水晶的根本区别在于( )
2．下列有关晶胞的叙述，正确的是( ) A．晶胞是晶体中最小的结构重复单元 B．不同的晶体中晶胞的大小和形状都相同 C．晶胞中的任何一个粒子都只属于该晶胞 D．已知晶胞的组成也无法推知晶体的组成 解析：选A。根据定义可知A项正确；晶胞是晶 体中重复出现的最小单元，已知晶胞组成即可确 定晶体组成，D项不正确；不同的晶体中晶胞的 形状可能相同但大小不相同，B项错误；晶胞中 的粒子有的和其他晶胞共用，C项错误。
变式训练1 金属晶体、离子晶体和分子晶体采 取密堆积方式的原因是( ) A．构成晶体的微粒均可视为圆球 B．金属键、离子键、分子间作用力均无饱和性 和方向性 C．三种晶体的构成微粒相同 D．三种晶体的构成微粒多少及相互作用力相同 解析：选B。金属键、离子键、分子间作用力均 无方向性和饱和性，趋向于使原子、离子或分子 吸引尽可能多的其他原子、离子或分子分布于周 围并以密堆积的方式降低体系的能量使分子变得 比较稳定。
三、晶胞 概念 最小重复单元 描述晶体结构的_________________ 平行六面体 晶胞一般都是____________，晶体是由无 数晶胞“无隙并置”而成 种类、个数 形状 所有晶胞的____及内部的原子___________
形状
特点
及几何排列是完全相同的
微粒数 某晶胞中的微粒，如果被n个晶胞所共有，
方体。
例2 元素X的某价态离子Xn＋中所有电子正好
充满K、L、M三个电子层，它与N3－形成的晶 体结构如图所示。

(1)该晶体的阳离子与阴离子个数比为______。
(2)该晶体中Xn＋中n＝________。
(3)X元素的原子序数是________。 (4)晶体中每个N3－被________个等距离的Xn＋ 包围。
第1节
认识晶体
学习目标
1.了解晶体的重要特征。
2.通过等径圆球与非等径圆球的堆积模型认识
晶体中微粒排列的周期性规律。
3.了解晶胞的概念，以及晶胞与晶体的关系，
会用“切割法”确定晶胞中的粒子数目(或粒
子数目比)和晶体的化学式。
课前自主学案 课堂互动讲练 第1节 探究整合应用
知能优化训练
课前自主学案
自主学习
一、晶体的概念与特性
1．晶体的概念
内部微粒(原子、离子或分子)在空间按一定规律做
周期性 ___________重复排列构成的固体物质。 2．晶体的特性
自范性
物理性质
思考感悟 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？
【提示】 (1)晶体有自范性的本质原因是：晶
相接触，故每个球与周围12个球相接触，所以 它们的配位数是12。上述两种堆积方式的堆积 密度(原子的空间利用率)最大。
下列叙述，不正确的是( ) A．氯化钠的晶体结构为非等径圆球密堆积 B．晶体尽量采取紧密堆积方式，以使其变得比较 稳定 C．因为共价键有饱和性和方向性，所以原子晶体 不遵循“紧密堆积”原则 D．金属铜和镁均以ABAB方式堆积
【解析】 (1)X 位于晶胞的棱上，其数目 1 3－ 为 12× ＝3 个，N 位于晶胞的顶角，其数 4 1 目为 8× ＝1 个，故其个数比为 3∶1； 8 (2)由晶体的化学式 X3 N 知 X 的所带电荷为 1； (3)因为 K、L、M 三个电子层充满，故为 2、 8、18，所以 X 的原子序数是 29； (4)N3 － 位于晶胞顶角，故其被 6 个 Xn＋在上、 下、左、右、前、后包围。
A．外形不一样 B．普通玻璃的基本构成微粒无规律性地排列， 水晶的基本构成微粒按一定规律做周期性重复排 列 C．水晶有固定的熔点，普通玻璃无固定的熔点 D．水晶可用于能量转换，普通玻璃不能用于能 量转换 解析：选B。普通玻璃为非晶体，水晶为晶体， 它们的根本区别在于内部微粒是否按一定规律做 周期性重复排列，B项正确。
由于在这种排列中可以画出面心立方晶胞，故 称这种堆积方式为面心立方最密堆积。
2．六方最密堆积(A3型) 将密置层按…ABAB…方式做最密堆积，这时 重复周期为两层，如图。由于在这种排列方式 中可画出密排六方晶胞，故称此排列为六方最 密堆积。
由以上堆积可知，同一层上每个球与同层中周
围6个球相接触，同时又与上下两层中各3个球
课堂互动讲练
晶体堆积方式 1．面心立方最密堆积(A1型) 将第一密置层记作A，第二层记作B，B层的 球心对准A层中相邻三个球所围成的空隙的 中心；第三层记作C，C层上的小球的球心正 好落在A层球所形成的另一类空隙的中心， 以后各层分别重复A，B，C等，这种排列方 式三层为一周期，记作„ABCABC„，如图。
【答案】 Ⅰ.A1 型最密堆积 Ⅱ.(1)C (2)不能 NaCl 会溶于水，使体积变小 58.5V (3) 3 2a · m
知能优化训练
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(2)步骤②中能否用水代替苯________，理由是 ________________________________________ ________________________________ ________________________________________ ________________________________。 (3)已知NaCl晶体中，靠得最近的Na＋、Cl－间 的距离为a cm(如图)，则用上述方法测得的阿 伏加德罗常数NA的表达式为 ________________________________________ ________________________________。
n＋
【答案】 (1)3∶1 (2)1 (3)29 (4)6 【规律方法】 有关晶体空间结构的推断题， 要努力发挥三维空间的想象能力。 变式训练2 现在甲、乙、丙三种晶体的晶胞 (甲中x处于晶胞的中心，乙中a处于晶胞的中心) ，可推知：甲晶体中x与y的个数比是________， 乙 中 a 与 b 的 个 数 比 是 ________ ， 丙 晶 胞 中 有 ________个c离子，有________个d离子。
二、晶体结构的堆积模型 1．等径圆球的密堆积
一条直线
六 密置层
ABAB
ABCABC
2.非等径圆球的密堆积
不等径圆球 等径圆球的密堆积 空隙
方向性 饱和性
思考感悟 2．为什么在金属晶体、离子晶体、分子晶体中 各微粒尽量采取紧密堆积的排列方式？ 【提示】 由于在金属晶体、离子晶体和分子晶 体的结构中，金属键、离子键和分子间作用力均 无方向性，因此都趋向于使原子、离子或分子吸 引尽可能多的其他原子、离子或分子分布于其周 围，并以密堆积的方式降低体系的能量，使晶体 变得比较稳定。
Ⅱ.随着科学技术的发展，阿伏加德罗常数的测 定手段越来越多，测定的精度也越来越高。现有 一种简单可行的测定方法，具体步骤为： ①将NaCl固体研细、干燥后，准确称取m g NaCl固体并转移到定容仪器A中。 ②用滴定管向A仪器中加苯，不断振荡，继续加 苯到A仪器的刻度，计算出NaCl固体的体积为V cm3。 (1)步骤①中仪器A最好使用________(填编号)。 A．量筒 B．烧杯 C．容量瓶 D．试管
体中粒子在微观空间里呈现周期性的有序排列。
(2)固体不一定是晶体，如玻璃、橡胶等都是玻
璃体，不属于晶体。
3．晶体的类型 晶体 微粒间的相互作 微粒种类 实例 类型 用 离子 ______________ NaCl 阴、阳离子 离子键 晶体 金属阳离子和自 金属 ________________ 金属键 铜 由电子 _________ 晶体 原子 共价键 __________ 原子 金刚石 晶体 分子 分子间作用力 ______________ 分子 冰 晶体
例1
【解析】 在NaCl晶体中，半径较大的Cl－ 按A1 型方式进行最密堆积，Na ＋ 填在Cl － 所构成的空 隙中，因此NaCl晶体结构为非等径圆球密堆积， A选项正确。密堆积原理适合于没有方向性的金 属键、离子键和分子间作用力相互作用形成的金 属晶体、离子晶体和分子晶体，而不适合于具有 方向性和饱和性的共价键所形成的原子晶体以及 氢键所形成的分子晶体，采用密堆积的方式可降 低体系的能量，使晶体变得比较稳定，B和C两选 项都正确。金属铜采用“„ABCABC„”方式堆 积，金属镁采用“„ABAB„”方式堆积，所以D 选项错误。 【答案】 D
由金属原子M和非金属原子N构成的气态团簇分 子，如图所示，顶角和面上的原子是M原子，棱 中心和体心的原子是N原子，由于M、N原子并 不存在共用关系，所以由气态团簇分子结构图可 知，其分子式可由示意图查原子个数来确定，M 原子共14个，N原子13个，即分子式M14N13。
特别提醒：(1)晶胞中粒子个数的计算，其重要 问题是正确分析晶胞中任意位置上的一个粒子 被几个晶胞所共用。 (2)晶体的晶胞不一定只是一个小立方体。例如 食盐晶体的晶胞是由8个小立方体构成的大立
【解析】 Ⅰ.相邻A、B、C三层中，A、B、 C三个粒子中心不在同一条垂直线上对应，即 三个C围成的空隙与三个B围成的空隙不垂直 对应，属A1型最密堆积方式。
Ⅱ.(1)准确定容的仪器为容量瓶。 (2)由于 NaCl 可溶于水，用水代替苯会造成 NaCl 的体积减小。 1 － ＋ (3)NaCl 晶胞中含 Cl ：12× ＋1＝4，含 Na ： 4 1 1 8× ＋6× ＝4， 每个晶胞中含 NaCl 微粒 4 个。 8 2 58.5 4× m NA 58.5 则 ρ(NaCl)＝ ＝ 。 3 ＝ 3 V 2a 2a NA 58.5V NA ＝ 3 。 2a · m
晶胞中粒子数目的计算——均摊法
1 如某个粒子为 n 个晶胞所共有， 则该粒子有 n 属于这个晶胞。 1．长方体晶胞中不同位置的粒子数的计算
2．非长方体晶胞中粒子视具体情况而定，如石 墨晶胞每一层内碳原子排成六边形，其顶点(1个 碳原子)被三个六边形共有，每个六边形占该粒 子的1/3。 3．对于独立原子构成的分子则不能用均摊法。