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第三章晶体结构与性质第一节晶体的常识第三章晶体结构与性质第一节晶体的常识•闪耀着六射星光的天然蓝宝石“亚洲之星”重330克拉，缅甸产，世界著名珍宝，现藏于美国华盛顿私密森博物馆。•“库利南二号”317.4克拉，镶在英国国王冠上•库利南大钻石是在1907年献给爱德华七世的，后被切割成几大块，其中最大一颗现在镶嵌在王室的宝杖上世界上最大的有色钻色：1977年12月21日，在山东省临沭县常林大队，女社员魏振芳发现1颗重158.786克拉的优质巨钻，全透明，色淡黄，可称金刚石的“中国之最”。被命名为“常林钻石”世界上最大的有色钻色：世界之最“库利南一号”非洲之星世界上最大的钻石“库利南一号”，重3106.75克拉，无价1905年1月8日，世界上最大的钻石柯利南大钻石在南非德兰士瓦被发现。本世界最大的钻石“莱索托诺言”食盐萘K2Cr2O7晶体什么样？晶体什么样（2）晶体什么样（3）晶体什么样（4）雪花晶体食糖晶体明矾晶体单质硫食盐晶体胆矾明矾晶体冰糖晶体水晶黄水晶黄水晶祖母绿绿宝石猫眼石紫水晶水晶石自然界中美丽的雪花观察图片,下列固体在外形上有什么区别?明矾玛瑙一、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:没有规则几何外形的固体。晶体离子晶体原子晶体分子晶体金属晶体混合型晶体2.分类如食盐、水晶、碘等如玻璃、橡胶、石蜡、塑料等如NaCl、CsCl等如金刚石、晶体硅等如冰、干冰等如铁、铝等如石墨NaCl晶体结构示意图：Na+Cl-金刚石晶体结构示意图干冰晶体结构宏观晶体的形貌立方晶体SiO2和非晶体SiO2的投影示意图3.晶体与非晶体的本质差异•说明:(1)晶体自范性的本质:是晶体中粒子在微观空间里呈现周期性的有序排列的宏观表象.(2)晶体自范性的条件之一:生长速率适当.自范性微观结构晶体非晶体有(能自发呈现多面体外形)没有(不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原子排列相对无序天然水晶球里的玛瑙和水晶探究实验【实验1】硫晶体的结晶取少量硫粉置于蒸发皿中，加热至熔融态，停止加热，观察硫晶体的析出【实验2】碘的凝华在一小烧杯中加入少量碘，用一个表面皿盖在小烧杯上，并在表面皿上加少量冷水。把小烧杯放在石棉网上加热，观察实验现象【实验3】硫酸铜晶体的析出取硫酸铜粉末配制高温饱和溶液，冷却析晶4.晶体形成的途径⑴熔融态物质凝固.⑵气态物质冷却不经液态直接凝固(凝华).⑶溶质从溶液中析出.⑵各向异性(强度、导热性、光学性质等）5晶体的特性⑴自范性（规则的几何外形）⑶有固定的熔点⑷能使X-射线产生衍射（最科学的区别晶体和非晶体的方法）•1.石墨(C)和蓝宝石(Al2O3·SiO2)是常见的晶体,其中石墨的结构呈层状,在与层垂直方向的导电率为与层平行方向上导电率的1/10000;蓝宝石在不同方向上的硬度是不同的.•2.石蜡和玻璃都是非晶体,如果将二者加热,当温度升高到一定程度后,开始软化,流动性增强,最后变成液体.整个过程温度不断上升,并且在这个过程中没有固定的熔解热效应.非晶态二氧化硅和晶态二氧化硅X-衍射粉末图谱的对比问题与思考•粉末状的固体由于没有规则的形状，所以不是晶体，对吗？某些晶体的显微照片玻璃结构示意图BOSiM1.晶体与非晶体的根本区别在于构成固体中的粒子在微观空间里是否呈现周期性的有序排列。观察教科书中的图3-5玻璃的结构示意图，构成玻璃的粒子无周期性的排列，是无序的，所以玻璃是非晶体。学与问:2.利用晶体与非晶体的性质差异来鉴别玻璃和宝石。宝石是晶体，具有固定的熔点和各向异性，可用硬度、熔点、折光率等性质来鉴别宝石。（1）可观察宝石的形状，具有多面体的外形；实验它的硬度，可在玻璃上划出痕迹，初步确定它是晶体。（2）可利用宝石的折光率鉴别；（3）可利用X-射线衍射仪鉴别。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CD3.下列不属于晶体的特点是（）A.有固定的几何外形B.有各向异性C.有固定的熔点D.一定是无色透明的固体D4.晶体具有各向异性。如蓝晶石（Al2O3·SiO2）在不同方向上的硬度不同；又如石墨在与层垂直的方向上的导电率与层平行的方向上的导电率1∕104。晶体的各向异性主要表现在是：（）①硬度②导热性③导电性④光学性质A.①③B.②④C.①②③D.①②③④•D6、区分方法：1、测定物质的熔沸点2、X-射线衍射实验3、测定物质的折射率4、测定晶体是否具有各向异性5、观察晶体的质点排列是否有序二、晶胞（一）概念：描述晶体结构的基本单元（晶体中无限重复的部分）（一）、由晶胞计算物质化学式的方法体心：1面心：1/2棱边：1/4顶点：1/8晶胞\体心.avi晶胞\棱.avi晶胞\顶点.avi晶胞\面.avi平行六面体晶胞内部：1面上：1/2棱上：1/4顶点：1/8小结:晶胞对质点（粒子）的占有率1、体心——全部2、面心——1/23、棱上的点——1/44、顶点（具体问题具体分析）立方体——1/8三棱柱——1/12注：上述贡献的计算仅适用于离子晶体和原子晶体而不适用于分子晶体AB练习1：根据离子晶体的晶胞结构，判断下列离子晶体的化学式：（A表示阳离子）化学式：AB练习2：根据离子晶体的晶胞结构，判断下列离子晶体的化学式：（A表示阳离子）AB化学式：A2BBA2AB化学式：练习3：根据离子晶体的晶胞结构，判断下列离子晶体的化学式：（A表示阳离子）ABB化学式：A练习4：根据离子晶体的晶胞结构，判断下列离子晶体的化学式：（A表示阳离子）CABC3探究（即自学检测即课本P64学与问）:下图依次是金属钠(Na)、金属锌(Zn)、碘(I2)、金刚石(C)晶胞的示意图，数一数，它们分别平均含几个原子?钠、锌晶胞都是：8×1/8+1=2；碘：（8×1/8+6×1/2）×2=8；金刚石：8×1/8+6×1/2+4=8。◆例: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[当堂训练]3、图是超导化合物一钙钛矿晶体中最小重复单元(晶胞)的结构.请回答：该化合物的化学式为_______.CaTiO3课后作业：1、课本P641、2、3、4、（做在书上）2、（选做）登陆中国科普博览网站，输入关键词“什么是矿物”并阅读，生动有趣、受益匪浅哦。3、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．A2B3◆4、右面图形是石墨晶体的层面结构图，试分析图形推测层面上每个正六边型拥有的共价键数和碳原子数是分别：A、6，6B、2，4C、2，3D、3，2◆5、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′◆7、如图是CsCl晶体的晶胞（晶体中最小的重复单元）已知晶体中2个最近的Cs+核间距离为acm，氯化铯的相对分子质量为M，NA为阿佛加德罗常数，则CsCl晶体的密度为（单位：克/cm3）A、8M/a3NAB、a3M/8NAC、M/a3NAD、a3M/NA6、图是超导化合物一钙钛矿晶体中最小重复单元(晶胞)的结构.请回答：(1)该化合物的化学式为_______.(2)在该化合物晶体中，与某个钛离子距离最近且相等的其他钛离子共有__________个.(3)设该化合物的相对分子质量为M，密度为阿伏加德罗常数为NA，则晶体中钙离子与钛离子之间的最短距离为_______.3/cmagCaTiO36