【化学】2023-2024学年鲁科版选择性必修二 认识晶体课件.pptx

第第1节认识晶体节认识晶体课程标准1了解晶体的重要特征，能说出晶体与非晶体的区别。2了解晶胞的概念及其与晶体的关系。3学会运用“切割法”确定晶胞中的粒子数目和晶体的化学式。学法指导1.运用“结构决定性质、性质反映结构”的化学观，理解晶体结构和性质之间的关系，进而能够区分晶体和非晶体。2运用“宏微结合”的化学观并结合模型，分析理解晶体的微观结构特点及微观结构与宏观晶体外形之间的关系。3理解宏观的晶体与微观的晶胞之间的关系(无隙并置)，通过建立微观的晶胞模型，学会分析并计算晶胞所含微粒数。知识点一晶体的特性1.晶体与非晶体的概念固体类型内部微粒排列方式晶体原子、离子或分子微粒在空间按一定规律做_构成的固体物质非晶体微粒无周期性排列的固体物质周期性重复排列2.晶体的特性晶体的特性具体表现举例或应用自范性在适宜的条件下，晶体能够自发地呈现封闭的、规则的多面体外形水晶完好时呈六棱柱状对称性由于晶体内部的微粒在空间按照一定规律做周期性重复排列，使晶体在生长过程中依据内部微粒的_排列形成_的多面体几何外形，从而具有特定的对称性规则的食盐晶体具有立方体外形，它既有对称轴也有_规则规则对称面_在不同的方向上表现出不同的物理性质(如导电性、导热性、强度、光学性质等)石墨在与层_的方向上的电导率数值约为在与层_的方向上的电导率数值的1万倍具有固定的_加热晶体，温度达到熔点时即开始熔化，在没有全部熔化之前，继续加热，温度不再升高，完全熔化后，温度才继续升高氯化钠、冰等都具有固定的熔、沸点各向异性平行垂直熔、沸点能使X射线产生衍射当入射光的波长与光栅缝隙大小相当时，能产生光的衍射现象。X射线的波长与晶体中原子之间的距离大小相近，所以晶体是理想的光栅，它能使_区分晶体和非晶体最可靠的科学方法是对固体进行_实验X射线产生衍射X射线衍射3.晶体的分类(1)依据：根据晶体内部微粒种类和微粒间的_不同。(2)类型晶体类型构成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金属晶体金属原子金属键Cu共价晶体原子共价键金刚石分子晶体分子分子间作用力冰相互作用4.晶体与非晶体的用途(1)晶体把机械能变成电能。制作红外夜视仪。做电子元件。(2)非晶体某些非晶态合金的强度和硬度比相应的晶态合金的强度和硬度高。非晶态硅对阳光的吸收系数比单晶硅大，可以有效吸收阳光。微点拨(1)有规则几何外形或美观、对称外形的固体，不一定是晶体。如玻璃制品既可以塑造出规则的几何外形，也可以具有美观、对称的外形。(2)具有固定组成的物质不一定是晶体，如某些无定形体也有固定的组成。(3)晶体不一定都有规则的几何外形，如玛瑙。(4)晶体和非晶体的本质区别在于晶体中的微粒在空间呈现周期性有序排列。学思用1判断下列说法是否正确，正确的打“”，错误的打“”。(1)有规则几何外形的固体就是晶体。()(2)熔融态的晶体冷却凝固，得到的固体不一定呈规则的几何外形。()(3)同一物质可能是晶体，也可能是无定形体。()(4)溶质从溶液中析出可以得到晶体。()(5)晶体具有自范性，非晶体没有自范性。()2下列物质具有自范性、各向异性的是()A钢化玻璃B塑料C水晶D陶瓷答案：C解析：晶体具有自范性和各向异性，钢化玻璃、塑料、陶瓷均不属于晶体。知识点二晶体结构的基本重复单元晶胞1.晶胞的定义(1)定义：晶体中的微粒呈现_排列，晶体结构中基本的_称为晶胞，晶胞的形状为_。可重复的周期性重复单元平行六面体(2)金属铜和金属镁晶体及其中截取出的晶胞金属金属铜及其晶胞金属镁及其晶胞图示结构特点8个顶点各有1个粒子，6个面的面心各有1个粒子8个顶点各有1个粒子，体心有1个粒子2.晶胞与晶体的关系将一个个晶胞及其中包含的微粒_并置，就构成了整个晶体结构。因此，知道了晶胞的大小和形状以及晶胞中包含的微粒的_、_和_，就可以了解整个晶体的结构。3晶胞中微粒数求法切割法某晶胞中的微粒，如果被n个晶胞所共有，则微粒的_属于该晶胞。上、下、前、后、左、右种类数目空间位置1微点拨在由分子构成的晶体中，尽管其构成微粒(分子)通常比金属(原子)要复杂，但同样可看作其构成微粒(分子)在空间的周期性重复排列。学思用1判断下列说法是否正确，正确的打“”，错误的打“”。(1)晶胞都是正八面体。()(2)晶胞就是晶体中的最小立方体。()(3)不同的晶体中晶胞的大小和形状都相同。()(4)晶胞中的任何一个粒子都只属于该晶胞。()(5)晶胞是晶体结构中的基本结构单元。()(6)位于晶胞顶点上的粒子一定被8个晶胞共有。()2.某离子化合物的晶胞如图所示。阳离子位于晶胞的中心，阴离子位于晶胞的8个顶点上，则该离子化合物中阴、阳离子的个数比为()A18B14C12D11答案：D提升点一晶体与非晶体的区别1.晶体与非晶体的区别晶体非晶体外观具有规则的几何外形不具有规则的几何外形微观结构微粒在三维空间周期性有序排列微粒排列相对无序自范性有没有各向异性各向异性各向同性熔点固定不固定能否发生X射线衍射能不能本质区别微观粒子在三维空间是否呈现周期性有序排列2.晶体与非晶体鉴别方法(1)间接方法：看是否具有固定的熔点或根据某些物理性质的各向异性。晶体有固定的熔点，融化过程中温度不变，某些物理性质也会呈现各向异性。(2)科学方法：对固体进行X射线衍射实验。X射线通过晶体时能产生衍射现象，而非晶体不能产生此现象。互动探究问题1晶体的各向异性及对称性是由哪些因素引起的？提示：晶体内部微粒在空间按照一定规律作周期性重复排列，使晶体具有规则几何外形和对称性；内部微粒在各个方向上的不同排列是晶体具有各向异性的本质原因。问题2同种元素组成的物质可能既属于晶体也属于无定形体吗？举例说明。提示：可能。硅、碳的单质既有晶体又有无定形体两种状态。典例示范典例1下列关于晶体的说法正确的是()A将饱和硫酸铜溶液降温，析出的固体不是晶体B可用X射线衍射实验鉴别晶体硅和玻璃C石蜡和玻璃都是非晶体，但它们都有固定的熔点D蓝宝石在不同方向上的硬度一定相同答案：B素养训练训练1云母属于晶体，是单斜晶系一族层状结构的硅酸盐矿物的总称。用烧热了的针去接触涂有薄薄一层石蜡的云母片的反面时，熔化了的石蜡呈现椭圆形，这是因为()A云母是热的不良导体，传热不均匀B石蜡是热的不良导体，传热不均匀C石蜡具有各向异性，不同的方向导热性不同D云母具有各向异性，不同的方向导热性不同答案：D3气态团簇分子不能用切割法如图所示，由金属原子M和非金属原子N构成的气态团簇分子，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，则分子式可表示为M14N13或N13M14。互动探究问题1晶胞是否全是平行六面体？提示：不一定，如有的晶胞呈六棱柱形，有的呈八面体形。问题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：由晶胞构成的晶体，其化学式不表示一个分子中原子的真实数目，只表示每个晶胞中各类原子的最简整数比。问题3科学家把C60和K掺杂在一起制造出的物质具有超导性能，其晶胞结构如图所示。该物质中K和C60的个数之比为多少？典例示范典例2(1)Cu2O为半导体材料，在其立方晶胞内部有4个氧原子，其余氧原子位于面心和顶点，则该晶胞中有_个铜原子。(2)利用“卤化硼法”可合成含B和N两种元素的功能陶瓷，如图为其晶胞结构示意图，则每个晶胞中含有B原子的个数为_，该功能陶瓷的化学式为_。162BN(3)某晶体结构模型如图所示。该晶体的化学式是_，在晶体中1个Ti原子、1个Co原子周围距离最近的O原子数目分别为_个、_个。CoTiO3612【思维建模】素养训练训练2硅、锗(Ge)及其化合物广泛应用于光电材料领域。下图是Mg、Ge、O三种元素形成的某化合物的晶胞示意图。(1)已知化合物中Ge和O的原子个数比为14，图中Z表示_原子(填元素符号)，该化合物的化学式为_；(2)已知该晶胞的晶胞参数分别为anm、bnm、cnm，90，则该晶体的密度_gcm3(设阿伏加德罗常数的值为NA，用含a、b、c、NA的代数式表示)。OMg2GeO4课 堂 总 结知识导图误区警示1晶体是由无数个晶胞堆积得到的。知道晶胞的大小和形状以及晶胞中粒子的种类、数目和粒子所处的空间位置，就可以认识整个晶体的结构。2晶胞中微粒个数的计算，其关键是正确分析晶胞中任意位置上的一个微粒被几个晶胞所共用。不同形状的晶胞，情况不同。1下列叙述正确的是()A具有规则几何外形的固体一定是晶体B具有特定对称性的固体一定是晶体C具有各向异性的固体一定是晶体D依据构成粒子的堆积方式可将晶体分为金属晶体、离子晶体、分子晶体、共价晶体答案：C解析：晶体具有规则几何外形、各向异性和特定的对称性是其内部粒子规律性排列的外部反映，有些人工加工而成的固体也具有规则几何外形和高度对称性，故A、B错误；具有各向异性的固体一定是晶体，C项正确；晶体划分为金属晶体、离子晶体、分子晶体、共价晶体的依据是构成晶体微粒的种类和微粒间相互作用的不同，D项错误。2晶体是一类非常重要的材料，在很多领域都有广泛的应用。我国现已能够拉制出直径为300毫米，重量达81千克的大直径硅单晶，晶体硅大量用于电子产业。下列对晶体硅的叙述正确的是()A晶体硅没有固定的熔、沸点B形成晶体硅的速率越快越好C可用X射线衍射实验来鉴别晶体硅和玻璃D晶体硅的形成与晶体的自范性有关，形成的晶体无各向异性答案：C3如图为一块密度、厚度均匀的矩形样品，长为宽的两倍，若用多用电表沿两对称轴测其电阻均为R，则这块样品一定是()A金属B半导体C非晶体D晶体答案：D解析：由于AB2CD，而AB、CD间的电阻却相等，说明样品横向(AB)与纵向(CD)的导电性不同，具有各向异性，而晶体的特征之一是各向异性，非晶体则具有各向同性，故该样品为晶体。4(双选)现有四种晶体，其构成粒子(均为单原子核粒子)的排列方式与化学式对应的是()答案：BC5如图是冰块融化过程中温度随时间的变化图像。(1)分析图像可知，冰块融化过程持续_min，此过程需_(填“吸热”或“放热”)，温度_(填“升高”“不变”或“降低”)。(2)由以上分析可知，冰是_(填“晶体”或“非晶体”)。区分晶体与非晶体的重要依据_。10吸热不变晶体晶体有固定的熔点，而非晶体没有固定的熔点