认识晶体
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)。
第15页/共41页
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。
第21页/共41页
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。
第2页/共41页
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
第3页/共41页
自范性
物理性质
第4页/共41页
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 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。
自主体验 1．普通玻璃和水晶的根本区别在于( )
第13页/共41页
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。
第10页/共41页
三、晶胞
概念 形状
描述晶体结构的_最__小__重__复__单__元______ 晶胞一般都是__平__行__六__面__体__，晶体是由无
数晶胞“无隙并置”而成
所有晶胞的_形__状_及内部的原子_种__类__、__个__数__ 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，
第16页/共41页
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。
第17页/共41页
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。
第18页/共41页
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 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。
第19页/共41页
例1 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
第20页/共41页
【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
第14页/共41页
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。
目求算 则微粒的__1_/n_____属于该晶胞
第11页/共41页
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。
第12页/共41页
第5页/共41页
3．晶体的类型
晶体 类型
微粒种类
微粒间的相互作 用
实例
离子 晶体
_阴__、__阳__离__子_____
离子键
NaCl
金属 _金__属__阳__离__子__和__自___
晶体
_由__电__子____
金属键
铜
原子 晶体
原子
___共__价__键___ 金刚石
分子 晶体
分子
_分__子__间__作__用__力___ 冰
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。
第1页/共41页
第1节
课前自主学案 课堂互动讲练 探究整合应用 知能优化训练
第6页/共41页
二、晶体结构的堆积模型 1．等径圆球的密堆积
第7页/共41页
一条直线 六
密置层
ABAB
第8页/共41页
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
饱和性
方向性
第9页/共41页
源自文库
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。
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。
第21页/共41页
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。
第2页/共41页
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
第3页/共41页
自范性
物理性质
第4页/共41页
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 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。
自主体验 1．普通玻璃和水晶的根本区别在于( )
第13页/共41页
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。
第10页/共41页
三、晶胞
概念 形状
描述晶体结构的_最__小__重__复__单__元______ 晶胞一般都是__平__行__六__面__体__，晶体是由无
数晶胞“无隙并置”而成
所有晶胞的_形__状_及内部的原子_种__类__、__个__数__ 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，
第16页/共41页
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。
第17页/共41页
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。
第18页/共41页
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 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。
第19页/共41页
例1 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
第20页/共41页
【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
第14页/共41页
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。
目求算 则微粒的__1_/n_____属于该晶胞
第11页/共41页
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。
第12页/共41页
第5页/共41页
3．晶体的类型
晶体 类型
微粒种类
微粒间的相互作 用
实例
离子 晶体
_阴__、__阳__离__子_____
离子键
NaCl
金属 _金__属__阳__离__子__和__自___
晶体
_由__电__子____
金属键
铜
原子 晶体
原子
___共__价__键___ 金刚石
分子 晶体
分子
_分__子__间__作__用__力___ 冰
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。
第1页/共41页
第1节
课前自主学案 课堂互动讲练 探究整合应用 知能优化训练
第6页/共41页
二、晶体结构的堆积模型 1．等径圆球的密堆积
第7页/共41页
一条直线 六
密置层
ABAB
第8页/共41页
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
饱和性
方向性
第9页/共41页
源自文库
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。