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第三章晶体结构与性质让我们一起先欣赏几种美丽的晶体雪花金刚石冰糖石墨水晶石祖母绿猫眼石紫水晶黄水晶明矾硅藻土钻石食盐石蜡雪花泡沫塑料水晶石观察·思考请同学们判断下列物质是晶体还是非晶体：第一节一、晶体与非晶体1.概念晶体：具有规则几何外形的固体非晶体：不具有规则几何外形的固体晶体：内部微粒（原子、离子或分子）在空间按一定规律做周期性有序排列构成的固体物质。非晶体：内部微粒（原子、离子或分子）在空间相对无序排列构成的固体物质。晶体SiO2和非晶体SiO2的投影示意图水晶硅藻土2.分类根据组成晶体的粒子和粒子间的相互作用，将晶体分为分子晶体、原子晶体、金属晶体、离子晶体。另外还存在许多混合晶体或过渡型晶体。3.晶体与非晶体的本质差异自范性微观结构晶体有（能自发呈现多面体外形）原子在三维空间里呈周期性有序排列非晶体没有（不能自发呈现多面体外形）原子排列相对无序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思考：得到晶体的途径，除了冷却的方法，还有没有其它途径？你能列举哪些？玛瑙是熔融态SiO2快速冷却形成—没有规则外形水晶则是熔融态SiO2缓慢冷却形成—有规则外形熔融态物质凝固气态物质冷却不经液态直接凝固（凝华）溶质从溶液中析出教材P61图3～24、得到晶体一般途径：5、晶体的特征(1)自范性：即晶体能自发地呈现几何多面体外形的性质(2)各向异性（导电性、导热性、光学性质等）(3)晶体的对称性(4)有固定的熔、沸点石墨在与层平行的方向导电率约为在与层垂直方向上导电率的1万倍本质特征:晶体内部质点高度有序性的周期性重复排列问题与思考粉末状的固体是否都为非晶体呢？那么怎样判断固体是晶体还是非晶体呢？一些晶体的显微照片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（1）物理性质差异如：外形、硬度、熔点、折光率6、鉴别晶体和非晶体（2）区分晶体和非晶体最可靠的科学方法是：对固体进行X—射线衍射实验小结：晶体和非晶体的差异固体外观微观结构自范性各向异性熔点晶体非晶体本质区别具有规则的几何外形有粒子在三维空间周期性有序排列各向异性固定不具有规则的几何外形没有粒子排列相对无序各向同性不固定微观粒子在三维空间是否呈现周期性有序排列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CD【课堂练习】学与问玻璃的结构示意图2、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？1、某同学在网站上找到一张玻璃的结构示意图，如右图，这张图说明玻璃是不是晶体？为什么？观察对称性、刻划玻璃、加热、X—射线衍射不是晶体，因为粒子排列无序，没有晶体的自范性。2、参考答案A、采用X射线衍射实验，当X射线照射假宝石时，不能使X射线产生衍射，只有散射效应。B、观看是否具有对称性，在外形上假宝石没有相等的晶面、晶棱和顶角重复出现。C、用它来刻划玻璃，真宝石硬度大，可刻划玻璃；而假宝石硬度小，不能用来刻划玻璃。D、加热，真宝石沸点很高，而假宝石无固定的熔点，在一定的范围内熔化。E、可利用宝石的折光率鉴别二、晶体与晶胞1.晶胞：晶体中重复出现的最基本的结构单元2、特征：（1）一般来说,晶胞都是平行六面体（2）晶体和晶胞的关系：通过上、下、左、右、前、后的平移能与下一个晶胞完全重合（平移性）整块晶体可以看成是无数的完全等同晶胞无隙并置而成的晶胞只是晶体微观空间里的一个基本单元，在它的上下左右前后无隙并置地排列着无数晶胞无隙并置平行六面体平行六面体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。问题:铜晶体的一个晶胞中含有多少个铜原子?A:14B:4C:8D:6体心：1面心：1/2顶点：1/8棱边：1/43.晶胞中粒子个数的计算均摊法：晶胞任意位置上的一个粒子如果是被n个晶胞所共有，那么，这个粒子对每个晶胞的贡献就是1/n。2121341体心：1面上：1/2顶点：1/8棱上：1/4立方晶胞中原子个数24376185小结：立方晶胞中对质点的占有率晶胞顶角棱上面上体心立方体1/81/41/21顶点：8×1/8=1面上：6×1/2=3总共：1+3=44、三种典型立方晶胞结构简单立方体心立方面心立方数一数它们平均含几个原子答案:2288A=4×1/8=1/2练习:1、下面晶胞中含有原子个数及其化学式B-A+B=4×1/8=1/2A与B离子的个数比等于该物质化学式可表示为:1:1AB晶体化学式确定——晶胞内不同微粒的个数最简整数比2、钛酸钡的热稳定性好,介电常数高,在小型变压器、话筒和扩音器中都有应用。其晶体的结构示意图如右图所示。则它的化学式为（）A.BaTi8O12B.BaTi4O6C.BaTi2O4D.BaTiO3BaTiOD3.石墨晶体的层状结构，层内为平面正六边形结构（如图），试回答下列问题：（1）图中平均每个正六边形占有C原子数为____个、占有的碳碳键数为____个。碳原子数目与碳碳化学键数目之比为_______。2：3234、如图所示的NaCl晶胞中，Na+占据立方体的体心和12条棱的棱心，Cl-占据立方体的顶点和面心。你能推导氯化钠的化学式吗?4、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、MgBB、MgB2C、Mg2BD、Mg3B2典例分析Mg原子的数目：12×1/6+2×1/2=3B原子的数目：6故化学式可表示为MgB2典例分析5、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．ABB．A2BC．AB3D．A2B36、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′AD7、最近发现一种由钛原子和碳原子构成的气态团簇分子，如下图所示，顶角和面心的原子是钛原子，棱的中心和体心的原子是碳原子，它的化学式是。解析：由于本题团簇分子指的是一个分子的具体结构，并不是晶体中的最小的一个重复单位，不能采用均摊法分析，所以只需数出该结构内两种原子的数目就可以了。答案为：Ti14C13碘晶胞与CO2分子距离最近的CO2分子有12个金刚石晶胞109º28´共价键109º28´SiO共价键Na+Cl-Cl-Na+Na+Na+Cl-Cl-Na+Cl-Na+Na+Cl-Cl-Na+Cl-Na+Cl-Na+Cl-Cl-Na+Na+Na+Cl-Cl-Na+比例模型（1）NaCl型晶胞钠离子和氯离子在晶胞中的位置？Na+Cl-Na+Cl-Cl-Na+Na+Na+Cl-Cl-Na+Cl-Na+Na+Cl-Cl-Na+Cl-Na+Cl-Na+Cl-Cl-Na+Na+Na+Cl-Cl-Na+Cs+的配位数为：Cl-的配位数为：88CsCl晶体中阴、阳离子的配位数---Cs+---Cl-与铯离子距离最近的铯离子有个6