第一节 晶体的常识(1;2).ppt

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1、第三章第三章 晶体结构晶体结构第一课时 晶体常识第一节第一节 晶体的常识晶体的常识让我们一起先欣赏几种美丽的晶体雪雪花花金刚石金刚石冰糖冰糖石墨石墨水晶石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：请同学们判断下列物质是晶体还是非晶体：水晶石水晶石思考：思考：什么是晶体？什么是什么是晶体？什么是非晶体？非晶体？晶体有什么特点和晶体有什么特点和性质？性质？晶体和非晶体的本质区别是什么？晶体和非晶体的本质区别是什么？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2.分类晶体晶体离子型晶体离子型晶体 原子型晶体原子型晶体 分子型晶体分子型晶体 金属型晶体金

2、属型晶体 混合型晶体混合型晶体3、晶体与非晶体的本质差异说明：晶体自范性的本质：是晶体中粒子微观空间里呈现周期性的有序排列的宏观表象。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）原子排列相对无序石英玻璃石英玻璃天然水晶球里的玛瑙和水晶（见教材见教材见教材见教材P P6060图图图图3 31 1）玛瑙和水晶都是玛瑙和水晶都是玛瑙和水晶都是玛瑙和水晶都是SiOSiO2 2的晶体，不同的是玛瑙是熔的晶体，不同的是玛瑙是熔的晶体，不同的是玛瑙是熔的晶体，不同的是玛瑙是熔融态融态融态融态SiOSiO2

3、 2快速冷却形成的，而水晶则是熔融态快速冷却形成的，而水晶则是熔融态快速冷却形成的，而水晶则是熔融态快速冷却形成的，而水晶则是熔融态SiOSiO2 2缓缓缓缓慢冷却形成的。慢冷却形成的。慢冷却形成的。慢冷却形成的。玛瑙玛瑙水晶水晶经不同途径得到的晶体经不同途径得到的晶体（见教材见教材见教材见教材P P6161图图图图3 32 2）4、晶体形成的途径熔融态物质凝固。气态物质冷却不经液态直接凝固（凝华）。溶质从溶液中析出。问题与思考粉末状的固体是否都为非晶体呢？粉末状的固体是否都为非晶体呢？粉末状的固体是否都为非晶体呢？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？那么怎样判断

4、固体是晶体还是非晶体呢？那么怎样判断固体是晶体还是非晶体呢？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一些晶体的显微照片一些晶体的显微照片一些晶体的显微照片：（：（：（：（见教材见教材见教材见教材P P P P61616161图图图图3 3 3 33 3 3 3）5、晶体的特性.有规则的几何外形（晶体内部质点和外形质点排列的高度有序性）晶体内部质点和外形质点排列的高度有序性）.有固定的熔沸点.各向异性（强度、导热性、光学性质等）.当一波长的射线通过晶体时，会在记录仪上看到分立的斑点或者普线区分晶体和非晶体最可靠的科学方法是：区分晶体和非晶体最可靠的科学方法是：对固体进行对固体进行X

5、射线衍射实验。射线衍射实验。学与问 教材教材62页页1：不是晶体，粒子排列无序，没有晶体的自范性。：不是晶体，粒子排列无序，没有晶体的自范性。2：A、采用、采用X射线衍射实验，当射线衍射实验，当X射线照射假宝石射线照射假宝石 时，时，不能使不能使X射线产生衍射，只有散射效应。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、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。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；、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。而假宝石硬度小，不能用来刻

6、划玻璃。D、加热，真宝石沸点很高，而假宝石无固定的熔、加热，真宝石沸点很高，而假宝石无固定的熔沸点，在一定的范围内便开始熔化。沸点，在一定的范围内便开始熔化。E、可利用宝石的折光率鉴别、可利用宝石的折光率鉴别你想知道人造钻石和天然钻石的区别吗？你想知道人造钻石和天然钻石的区别吗？思考思考“学与问学与问”：教材教材62页页人造钻石和天然钻石的区别人造钻石和天然钻石的区别相同方面不同方面X-射线亲油性亲水性天然钻石成分硬度密度发蓝色荧光油会融在钻石表面在钻石表面水呈小珠状人造钻石发黄色荧光和磷光形成油珠在钻石表面分散流走晶体为什么具有上述特征呢晶体为什么具有上述特征呢?问题研究的方法问题研究的方法

7、:三种典型立方晶胞结构三种典型立方晶胞结构简单立方简单立方体心立方体心立方面心立方面心立方第二课时 晶胞1.1.定义定义：描述描述晶体结构的晶体结构的基本单元基本单元2.2.（习惯采用平行六面体）（习惯采用平行六面体）2.2.晶胞和晶体的晶胞和晶体的关关系：系：晶体可以看作是数量巨大的晶胞晶体可以看作是数量巨大的晶胞“无隙无隙并置并置”而成而成.局部与整体关系局部与整体关系“并置并置”-晶胞平行排列，取向相晶胞平行排列，取向相同同“无隙无隙”-相邻晶胞间无任何空相邻晶胞间无任何空隙隙请理解：请理解：平行六面体平行六面体无隙并置无隙并置 铜铜晶体的一个晶胞中含有晶体的一个晶胞中含有多少个铜原子多

8、少个铜原子?A:14 B:4 C:8 D:6答案答案:B为什么呢为什么呢?问题问题（书（书63-3-7）：）：3.晶胞中微粒个数的计算 均摊法、切割法a、均摊法、均摊法 若若微粒微粒被被n个晶胞共用，均摊个晶胞共用，均摊一个晶胞中为一个晶胞中为1n,(立方晶胞立方晶胞)b b、切割法、切割法(二二):晶胞中原子个数的计算体心：体心：1面心：面心：1/2顶点：顶点：1/8棱边：棱边：1/4为什么为什么？1 12 24 43 37 76 68 85 51 12 22 21 13 34 4请看请看:1 1体心：体心：1面心：面心：1/2顶点：顶点：1/8棱边：棱边：1/4铜晶胞中原子的计算铜晶胞中原

9、子的计算 顶点顶点 8*1/8=1 面面 6*1/2=3所以铜原子个数所以铜原子个数 1+3=4b切割法切割法棱棱棱棱上上上上 晶胞 顶角 棱上 面上 中心立方体 1/8 1/4 1/2 1面面面面上上上上顶顶顶顶角角角角学与问（教材教材64页页:）钠钠 8*1/8+1=2 锌锌 8*1/8+1=2碘碘 （8*1/8+6*1/2）*2=8 金刚石金刚石 8*1/8+6*1/2+4=8 各各4个个绿色：绿色：8 =4或或8 1/8+61/2=4灰色：灰色：12+1=4各各1/2个个 练习练习:1:下面几种晶胞中分别含有几个原子下面几种晶胞中分别含有几个原子?2 2 钛酸钡的热稳定性好钛酸钡的热稳

10、定性好,介电常数高介电常数高,在小型变在小型变 压器、话筒和扩音器压器、话筒和扩音器 中都有应用。其晶体中都有应用。其晶体 的结构示意图如右图的结构示意图如右图 所示。则它的化学式所示。则它的化学式 为（为（）A.BaTiA.BaTi8 8O O1212 B.BaTi B.BaTi4 4O O6 6 C.BaTi C.BaTi2 2O O4 4 D.BaTiO D.BaTiO3 3BaTiOD1.NaCl1.NaCl晶体中，每个晶体中，每个NaNa+周周 围最近距离的围最近距离的ClCl-有有 个？个？每个每个ClCl-周围最近距离的周围最近距离的 NaNa+有有 个？个？6 66 6NaCl

11、晶体结构晶体结构2 21 13 34 42.在在NaCl晶体中，每个晶体中，每个Na+周周 围最近距离的围最近距离的Na+有有 个？个？12123.每个晶胞中平均有每个晶胞中平均有 个个Na+？个个Cl-？（位于顶（位于顶 点、棱边、面心、体心上的粒子对点、棱边、面心、体心上的粒子对该晶胞的贡献）该晶胞的贡献）4 44 44.氯化钠的化学式用氯化钠的化学式用“NaCl”来表示，来表示，原因何在？原因何在？能否能否 把把“NaCl”称为分子式？称为分子式？-Cs+-Cl-CsClCsCl的晶体结构示意图的晶体结构示意图 CsClCsCl晶体结构晶体结构（1 1）铯离子和氯离子的位置：）铯离子和氯

12、离子的位置：铯离子：体心铯离子：体心氯离子：顶点；或者反之。氯离子：顶点；或者反之。（2 2）每个晶胞含铯离子）每个晶胞含铯离子_个、个、氯离子氯离子_个个1 1（3 3）与）与CsCs+等距离且最近的等距离且最近的ClCl-有有个、个、与与CsCs+等距离且最近的等距离且最近的CsCs+个个1 1 8 86 6 干冰晶体结构干冰晶体结构（1 1）二氧化碳分子）二氧化碳分子的位置：的位置：面心和顶点面心和顶点（2 2）每个晶胞含）每个晶胞含_个二氧化碳分子个二氧化碳分子4 4 （3 3）与每个二氧化碳分子等距离且最近的二）与每个二氧化碳分子等距离且最近的二氧化碳分子有氧化碳分子有_个个121210928共价键（1 1）最小环由）最小环由 个个C C组成组成（5 5）n(C)n(C):n(C:n(C-C)=-C)=6 61:21:2 金刚石的晶体结构金刚石的晶体结构（2 2）每个）每个C C原子被原子被_个六元环共用个六元环共用（3 3）每个环含有）每个环含有_个个C C原子原子12120.50.5（4 4）每个）每个C C原子与原子与_个个C C原子相连原子相连4 4（1 1）最小环由）最小环由_个个C C组成组成（3 3）n(C)n(C):n(C:n(C-C)=-C)=6 62:32:3 石墨的晶体结构石墨的晶体结构（2 2）每个环含有）每个环含有_个个C C原子原子2 2