晶体的特征(精品).ppt

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1、光泽一中 朱光海祖祖 母母 绿绿紫水晶紫水晶 黄黄 水水 晶晶 金刚石金刚石 碳单质碳单质 钻石钻石 水晶水晶天然水晶球里的玛瑙和水晶天然水晶球里的玛瑙和水晶天然水晶球里的玛瑙和水晶天然水晶球里的玛瑙和水晶晶体和非晶体的差异晶体和非晶体的差异本质本质区别区别微观粒子在三维空间是否呈现微观粒子在三维空间是否呈现微观粒子在三维空间是否呈现微观粒子在三维空间是否呈现周期性有序周期性有序排列排列排列排列为了描述晶体在微观空间里原子的为了描述晶体在微观空间里原子的排列无需画出千千万万个原子只需排列无需画出千千万万个原子只需在晶体微观空间里取出一个基本单在晶体微观空间里取出一个基本单元即可。元即可。三三晶

2、体结构的最小结构重复单元晶体结构的最小结构重复单元晶胞晶胞 1.1.晶胞：晶体中最小的重复单元晶胞：晶体中最小的重复单元蜂巢与蜂室蜂巢与蜂室铜晶体铜晶体铜晶胞铜晶胞 晶体与晶胞的关系可用蜂巢与峰室的关系比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，晶胞是喻然而蜂巢是有形的，晶胞是无形无形的，是人为的，是人为划定的。划定的。【思考】我们又如何去划分晶胞呢？晶胞必须符合什么条件？晶胞必须符合两个条件：一是代表晶体的化学组成 二是代表晶体的对称性。划分晶胞要遵循2个原则：一是平移后能无隙并置。无隙并置。二是结构中最小重复单元。铜晶体铜晶体铜晶胞铜晶胞金刚石的多金刚石的多金刚石的多金刚石

3、的多面体外形面体外形面体外形面体外形晶体结构晶体结构晶体结构晶体结构晶胞示意图晶胞示意图晶胞示意图晶胞示意图NaCl晶体结构和晶胞晶体结构和晶胞思考与交流思考与交流:1.1.上述铜晶体、金刚石、上述铜晶体、金刚石、上述铜晶体、金刚石、上述铜晶体、金刚石、CO2CO2晶体、晶体、晶体、晶体、NaClNaCl晶体的晶胞晶体的晶胞晶体的晶胞晶体的晶胞空间构形是怎样的？空间构形是怎样的？空间构形是怎样的？空间构形是怎样的？2.2.在在在在NaClNaCl晶体中，晶胞是如何排列的？晶胞之间是否晶体中，晶胞是如何排列的？晶胞之间是否晶体中，晶胞是如何排列的？晶胞之间是否晶体中，晶胞是如何排列的？晶胞之间是

4、否存在空隙？存在空隙？存在空隙？存在空隙？平行六面体COCO2 2晶胞晶胞晶胞晶胞无隙并置平行六平行六面体面体无隙并置无隙并置2 2、特点：晶胞都是平行六面体、特点：晶胞都是平行六面体.晶胞在晶体晶胞在晶体中是中是“无隙并置无隙并置”而成而成.3、三种典型立方晶胞结构、三种典型立方晶胞结构体心立方体心立方简单立方简单立方面心立方面心立方体心：体心：1面心面心：1/2顶点：顶点：1/8棱边棱边：1/44.4.晶胞中原子个数的计算晶胞中原子个数的计算切割法切割法切割法切割法：晶胞任意位置上的一个原子如果是：晶胞任意位置上的一个原子如果是被被x个晶胞所共有，那么，每个晶胞对这个个晶胞所共有，那么，每

5、个晶胞对这个原子分得的份额就是原子分得的份额就是1/x (1)六方晶胞：在六方体顶点的微粒为六方晶胞：在六方体顶点的微粒为6个晶胞共有，在面心的为个晶胞共有，在面心的为2个晶胞共有，在个晶胞共有，在体内的微粒全属于该晶胞。体内的微粒全属于该晶胞。微粒数为：微粒数为：121/6+21/2+3=6 （2）面心立方：在立方体顶点的微粒为）面心立方：在立方体顶点的微粒为8个晶胞共有，在面心的为个晶胞共有，在面心的为2个晶胞共有。个晶胞共有。微粒数为：微粒数为：81/8+61/2=4 (3)体心立方：在立方体顶点的微粒体心立方：在立方体顶点的微粒为为8个晶胞共享，处于体心的金属原个晶胞共享，处于体心的金

6、属原子全部属于该晶胞。子全部属于该晶胞。微粒数为：微粒数为：81/8+1=21、简单立方晶胞的原子个数、简单立方晶胞的原子个数2、体心立方晶胞的原子个数、体心立方晶胞的原子个数3、面心立方晶胞的原子个数、面心立方晶胞的原子个数4、六方晶胞的原子个数、六方晶胞的原子个数探究探究1:下下图图依依次次是是金金属属钠钠(Na)、金金属属锌锌(Zn)、金金刚刚石石(C)晶晶胞胞、碘碘(12)、CO2分分子子晶晶体体的的晶晶胞胞、NaCl晶晶胞胞的的示示意意图图，数数一一数数，它们分别平均含几个原子、分子、离子它们分别平均含几个原子、分子、离子?2个原子2个原子4个分子8个原子4个分子4个Na+、4个Cl

7、-如图所示的晶体结构是一种具有优良的压电、铁电、光电等功能的晶体材料的晶胞。求晶胞各种微粒个数，试写出化学式探究探究25、通过晶胞确定晶体的化学式 注注注注意意意意事事事事项项项项：(1)(1)晶晶晶晶胞胞胞胞中中中中粒粒粒粒子子子子个个个个数数数数的的的的计计计计算算算算，其其其其重重重重要要要要问问问问题题题题是是是是正正正正确确确确分析晶胞中任意位置上的一个粒子被几个晶胞所共用。分析晶胞中任意位置上的一个粒子被几个晶胞所共用。分析晶胞中任意位置上的一个粒子被几个晶胞所共用。分析晶胞中任意位置上的一个粒子被几个晶胞所共用。(2)(2)晶晶晶晶体体体体的的的的晶晶晶晶胞胞胞胞不不不不一一一一

8、定定定定只只只只是是是是一一一一个个个个小小小小立立立立方方方方体体体体。例例例例如如如如食食食食盐盐盐盐晶晶晶晶体体体体的的的的晶胞是由晶胞是由晶胞是由晶胞是由8 8个小立方体构成的大立方体。个小立方体构成的大立方体。个小立方体构成的大立方体。个小立方体构成的大立方体。（3 3）非非非非长长长长方方方方体体体体晶晶晶晶胞胞胞胞中中中中粒粒粒粒子子子子视视视视具具具具体体体体情情情情况况况况而而而而定定定定，如如如如石石石石墨墨墨墨晶晶晶晶胞胞胞胞每每每每一一一一层层层层内内内内碳碳碳碳原原原原子子子子排排排排成成成成六六六六边边边边形形形形，其其其其顶顶顶顶点点点点(1(1个个个个碳碳碳碳原

9、原原原子子子子)被被被被三三三三个个个个六六六六边形共有，每个六边形占该粒子的边形共有，每个六边形占该粒子的边形共有，每个六边形占该粒子的边形共有，每个六边形占该粒子的1/31/3。（4 4）对于多原子构成的团簇分子则不能用切割法。）对于多原子构成的团簇分子则不能用切割法。）对于多原子构成的团簇分子则不能用切割法。）对于多原子构成的团簇分子则不能用切割法。【练习练习练习练习】最近发现一种由钛原子和碳原子构成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原子是钛原子，棱的中心和体心的原子是碳

10、原子，它的化学式是子，它的化学式是 。解析：由于本题团簇分子指的是一个解析：由于本题团簇分子指的是一个解析：由于本题团簇分子指的是一个解析：由于本题团簇分子指的是一个分子的具体结构，并不是晶体中的最分子的具体结构，并不是晶体中的最分子的具体结构，并不是晶体中的最分子的具体结构，并不是晶体中的最小的一个重复单位，不能小的一个重复单位，不能小的一个重复单位，不能小的一个重复单位，不能采用切割法采用切割法采用切割法采用切割法分析，所以只需数出该结构内两种原分析，所以只需数出该结构内两种原分析，所以只需数出该结构内两种原分析，所以只需数出该结构内两种原子的数目就可以了。答案为：子的数目就可以了。答案为

11、：子的数目就可以了。答案为：子的数目就可以了。答案为：TiTi1414C C1313Cu与与F形形成成的的化化合合物物的的晶晶胞胞结结构构如如下下图图所所示示，若若晶晶胞胞参参数数为为anm，则则晶晶体体密密度度为为_ gcm3。(阿阿伏伏加加德德罗罗常常数数用用NA表表示示，列列出出计计算算表表达达式式，不不用用化化简简；图图中中为为Cu，为为F)通过晶胞计算晶体的密度 三.晶体结构的最小结构重复单元晶体结构的最小结构重复单元晶胞晶胞1.晶胞定义 2、特点：晶胞都是平行六面体，晶胞在晶体中是“无隙并置”而成3、三种典型的立方晶体结构：4.晶胞中原子个数的计算方法：5、通过晶胞确定晶体的化学式

12、小结：小结：1.某物质的晶体中含某物质的晶体中含A、B、C三种元素，其排三种元素，其排列方式如图所示列方式如图所示(其中前后两面心上的其中前后两面心上的B原子未原子未能画出能画出)，晶体中，晶体中A、B、C的中原子个数之比的中原子个数之比依次为依次为 ()A.1:3:1 B.2:3:1 C.2:2:1 D.1:3:3 【巩固练习巩固练习】A2某离子化合物的晶胞如右图所示立体结某离子化合物的晶胞如右图所示立体结构，晶胞是整个晶体中最基本的重复单位。构，晶胞是整个晶体中最基本的重复单位。阳离子位于此晶胞的中心，阴离子位于阳离子位于此晶胞的中心，阴离子位于8个个顶点，该离子化合物中，阴、阳离子个数比

13、顶点，该离子化合物中，阴、阳离子个数比是是 （）A、18 B、14 C、12 D、11D3.现有甲、乙、丙现有甲、乙、丙(如下图如下图三种晶体的晶胞：三种晶体的晶胞：(甲中甲中x处于晶胞的中心，乙中处于晶胞的中心，乙中a处于晶胞的中处于晶胞的中心心)，可推知：甲晶体中，可推知：甲晶体中x与与y的个数比是的个数比是_，乙中，乙中a与与b的个数比是的个数比是_，丙晶胞中有，丙晶胞中有_个个c离子，离子，有有_个个d离子。离子。4:31:1443.解析：解析：x:y4:3 a：b1：1 4个个c 4个个d 处处于晶胞中心的于晶胞中心的x或或a为该晶胞单独占有，位于为该晶胞单独占有，位于立方体顶点的微

14、粒为立方体顶点的微粒为8个立方体共有，位于立个立方体共有，位于立方体棱边的微粒为四个立方体共有，位于立方体棱边的微粒为四个立方体共有，位于立方体面的微粒为两个立方体共有，所以方体面的微粒为两个立方体共有，所以x:yl:6184:3；a:b=1:8181:1；丙晶胞中丙晶胞中c离子为离子为1214+14(个个)；d离子为离子为818+6124(个个)4.2001年报道的硼和镁形成的化合物刷新了金属化合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还各有1个镁原子，个镁原子，6个硼原子位于棱柱内。则该化合物个硼原子位于棱柱内。则该化合物的化学式可表示为的化学式可表示为A、MgB B、MgB2 C、Mg2B D、Mg3B2Mg原子的数目：原子的数目：121/6+21/2=3B原子的数目：原子的数目：6故化学式可表示为故化学式可表示为 MgB2