1、 高中化學新人教版選修3系列課件物質結構與性質 3.1晶體的常識 教學目標教學目標 知識與能力：知識與能力： 1、通過實驗探究理解晶體與非晶體的差異。2、學會分析、理解、歸納和總結的邏輯思維方法，提高發現問題、分析問題和解決問題的能力。、了解區別晶體與非晶體的方法，認識化學的實用價值，增強學習化學的興趣。 教學重難點：教學重難點： 1、晶體與非晶體的區別 2、晶體的特征 教學方法建議：教學方法建議： 探究法 你知道固體有晶體和非晶體之分嗎？你知道固體有晶體和非晶體之分嗎？ 晶體晶體:具有規則幾何外形的固體具有規則幾何外形的固體 非晶體非晶體:沒有規則幾何外形的固體沒有規則幾何外形的固體 能否舉

2、例說明？能否舉例說明？ 雪花晶體雪花晶體食糖晶體食糖晶體明礬晶體明礬晶體食鹽晶體食鹽晶體 祖祖 母母 綠綠 綠寶石 貓 眼 石 紫水晶 黃黃 水水 晶晶 黃黃 水水 晶晶 Na+ Cl- 金剛石晶體金剛石晶體結構示意圖結構示意圖 干冰晶體結構干冰晶體結構 非晶態又稱玻璃態非晶態又稱玻璃態 玻璃結構示意圖玻璃結構示意圖BOSiM 晶體的原子呈周期性排列晶體的原子呈周期性排列 非晶體的原子不呈周期性排列非晶體的原子不呈周期性排列 宏觀晶體的形貌宏觀晶體的形貌 立方 1.從外形看從外形看,晶體與非晶體有何不同晶體與非晶體有何不同? 2.構成晶體的微粒在空間的排列有何特點構成晶體的微粒在空間的排列有何

3、特點? 自范性自范性 微觀結構微觀結構晶體晶體有有(能自發呈現多面能自發呈現多面體外形體外形)粒子在三維空間呈粒子在三維空間呈周期性有序排列周期性有序排列非晶非晶體體沒有沒有(不能自發呈現不能自發呈現多面體外形多面體外形)粒子排列相對無序粒子排列相對無序 說明說明:(1)晶體自范性的本質晶體自范性的本質:是晶體中粒是晶體中粒子微觀空間里呈現周期性的有序子微觀空間里呈現周期性的有序排列的宏觀表象。排列的宏觀表象。在一定條件下晶體能自動地呈現具在一定條件下晶體能自動地呈現具有一定對稱性的多面體的外形有一定對稱性的多面體的外形（晶體的形貌）。（晶體的形貌）。非晶體不能呈現多面體的外形。非晶體不能呈現

4、多面體的外形。(2)晶體自范性的條件之一晶體自范性的條件之一:生長速生長速率適當。率適當。 水晶石水晶石 3.晶體形成的途徑晶體形成的途徑 熔融態物質凝固熔融態物質凝固. 氣態物質冷卻不經液態直接凝固氣態物質冷卻不經液態直接凝固(凝華凝華). 溶質從溶液中析出溶質從溶液中析出. 1.石墨石墨(C)和藍寶石和藍寶石(Al2O3SiO2)是常見的是常見的晶體晶體,其中石墨的結構呈層狀其中石墨的結構呈層狀,在與層垂直方在與層垂直方向的導電率為與層平行方向上導電率的向的導電率為與層平行方向上導電率的1/10000;藍寶石在不同方向上的硬度是不藍寶石在不同方向上的硬度是不同的同的. 2.石蠟和玻璃都是非

5、晶體石蠟和玻璃都是非晶體,如果將二者加熱如果將二者加熱,當溫度升高到一定程度后當溫度升高到一定程度后,開始軟化開始軟化,流動性流動性增強增強,最后變成液體最后變成液體.整個過程溫度不斷上升整個過程溫度不斷上升,并且在這個過程中沒有固定的熔解熱效應并且在這個過程中沒有固定的熔解熱效應. 思考與交流思考與交流: 1.如何鑒別晶體和非晶體如何鑒別晶體和非晶體? 2.右圖是玻璃的結構示右圖是玻璃的結構示意圖意圖,根據該圖判斷玻璃根據該圖判斷玻璃是不是晶體是不是晶體?為什么為什么? 3.你能列舉一些可能有你能列舉一些可能有效的方法鑒別真假寶石效的方法鑒別真假寶石(假寶石通常是用玻璃仿假寶石通常是用玻璃仿

6、造的造的)嗎嗎? 閱讀教材第65頁 科學視野晶體的晶體的X-射線衍射實驗射線衍射實驗用于晶體鑒別用于晶體鑒別 晶體與非晶體 性 質 晶 體 非晶體 自范性 有 無 熔 點 固定 不固定 各向異性 有 無 X-衍射（粉末）明銳線條 漫峰晶體晶體1.定義：有規則幾何形狀的固體定義：有規則幾何形狀的固體 2. 晶體自范性的條件之一晶體自范性的條件之一:生長速率適當生長速率適當3.晶體形成的途徑：晶體形成的途徑：熔融態物質凝固熔融態物質凝固.氣態物質冷卻不經液態直接凝固氣態物質冷卻不經液態直接凝固(凝華凝華).溶質從溶液中析出溶質從溶液中析出. 1.下列關于晶體與非晶體的說法正下列關于晶體與非晶體的說

7、法正確的是確的是A.晶體一定比非晶體的熔點高晶體一定比非晶體的熔點高B.晶體有自范性但排列無序晶體有自范性但排列無序C.非晶體無自范性而且排列無序非晶體無自范性而且排列無序D.固體固體SiO2一定是晶體一定是晶體2.區別晶體與非晶體最可靠的科學區別晶體與非晶體最可靠的科學方法是方法是 A.熔沸點熔沸點 B.硬度硬度 C.顏色顏色 D.x-射線衍射實驗射線衍射實驗CD 1、下列不屬于晶體的特點是、下列不屬于晶體的特點是（ ）A.一定有固定的幾何外形一定有固定的幾何外形B.一定有各向異性一定有各向異性C.一定有固定的熔點一定有固定的熔點D.一定是無色透明的固體一定是無色透明的固體D 2.晶體具有各

8、向異性。如藍晶石晶體具有各向異性。如藍晶石（Al2O3SiO2）在不同方向上）在不同方向上的硬度不同；又如石墨在與層垂的硬度不同；又如石墨在與層垂直的方向上的導電率與層平行的直的方向上的導電率與層平行的方向上的導電率方向上的導電率1104。晶體的。晶體的各向異性主要表現在是：（各向異性主要表現在是：（ ）硬度硬度 導熱性導熱性 導電性導電性 光光學性質學性質A. B. C. D.D 二二晶胞晶胞1.描述晶體結構的基本單元叫做晶胞描述晶體結構的基本單元叫做晶胞蜂巢與蜂室蜂巢與蜂室銅晶體銅晶體銅晶胞銅晶胞晶體與晶胞的關系可用蜂巢與峰室的關系比喻然而，晶體與晶胞的關系可用蜂巢與峰室的關系比喻然而，蜂

9、巢是有形的，晶胞是無形的，是人為劃定的。蜂巢是有形的，晶胞是無形的，是人為劃定的。 金剛石的多面體外形、晶體結構和晶胞示意圖金剛石的多面體外形、晶體結構和晶胞示意圖 NaCl晶體結構和晶胞晶體結構和晶胞思考與交流思考與交流: : 1.上述銅晶體、金剛石、上述銅晶體、金剛石、NaCl晶體的晶胞空間構形是晶體的晶胞空間構形是怎樣的？怎樣的？ 2.在在NaCl晶體中，晶胞是如何排列的？晶胞之間是否晶體中，晶胞是如何排列的？晶胞之間是否存在空隙？存在空隙？ 平行六平行六面體面體無隙并置無隙并置 三種典型立方晶體結構三種典型立方晶體結構 二晶胞二晶胞1.描述晶體結構的基本單元叫做晶胞描述晶體結構的基本單

10、元叫做晶胞2.一般來說一般來說,晶胞都是平行六面體晶胞都是平行六面體. 晶胞在晶體中是晶胞在晶體中是“無隙并置無隙并置”而成而成.3.晶胞中粒子數的計算：均攤法晶胞中粒子數的計算：均攤法 3.晶胞中原子個數的計算晶胞中原子個數的計算體心：體心：1面心面心:1/2頂點頂點:1/8棱邊棱邊:1/4 立方晶胞立方晶胞體心：體心：1面心：面心： 1/2棱邊：棱邊： 1/4頂點：頂點： 1/8小結小結: :晶胞對質點的占有率晶胞對質點的占有率 3.常見晶胞中微粒數的計算 (1)六方晶胞：在六方體頂點的微粒為六方晶胞：在六方體頂點的微粒為6個晶個晶胞共有，在面心的為胞共有，在面心的為2個晶胞共有，在體內的

11、微個晶胞共有，在體內的微粒全屬于該晶胞。粒全屬于該晶胞。 微粒數為：微粒數為：121/6 + 21/2 + 3 = 6 長方體晶胞中不同位置的粒子對晶胞的貢獻：長方體晶胞中不同位置的粒子對晶胞的貢獻： 頂頂 -1/8 -1/8 棱棱-1/4 -1/4 面面-1/2 -1/2 心心-1-1（2）面心立方：在立方體頂點的微粒為）面心立方：在立方體頂點的微粒為8個晶胞共有，在面心的為個晶胞共有，在面心的為2個晶胞共有。個晶胞共有。 微粒數為：微粒數為：81/8 + 61/2 = 4 (3)體心立方：在立方體頂點的微粒體心立方：在立方體頂點的微粒為為8個晶胞共享，處于體心的金屬原個晶胞共享，處于體心的

12、金屬原子全部屬于該晶胞。子全部屬于該晶胞。 微粒數為：微粒數為：81/8 + 1 = 2 石墨晶體的層狀結構，石墨晶體的層狀結構，層內為平面正六邊形結構層內為平面正六邊形結構（如圖），試回答下列問題：（如圖），試回答下列問題：（1 1）圖中平均每個正六邊）圖中平均每個正六邊形占有形占有C C原子數為原子數為_個、個、占有的碳碳鍵數為占有的碳碳鍵數為_個。個。碳原子數目與碳碳化學鍵數碳原子數目與碳碳化學鍵數目之比為目之比為_._.練習一：練習一：2:32:32 23 3 練習二練習二2001年報道的硼和鎂形成的化合物刷新了金屬化合物年報道的硼和鎂形成的化合物刷新了金屬化合物超導溫度的最高記錄。如

13、圖所示的是該化合物的晶體超導溫度的最高記錄。如圖所示的是該化合物的晶體結構單元：鎂原子間形成正六棱柱，且棱柱的上下底結構單元：鎂原子間形成正六棱柱，且棱柱的上下底面還各有面還各有1個鎂原子，個鎂原子，6個硼原子位于棱柱內。則該化個硼原子位于棱柱內。則該化合物的化學式可表示為合物的化學式可表示為A、MgB B、 MgB2 C、Mg2B D、Mg3B2 Mg原子的數目：原子的數目：121/6+21/2=3B原子的數目：原子的數目：6故化學式可表示為故化學式可表示為 MgB2 練習三練習三2001年報道的硼和鎂形成的納米顆粒，如圖所示的是年報道的硼和鎂形成的納米顆粒，如圖所示的是該納米顆粒：鎂原子間形成正六棱柱，且棱柱的上下該納米顆粒：鎂原子間形成正六棱柱，且棱柱的上下底面還各有底面還各有1個鎂原子，個鎂原子，6個硼原子位于棱柱內。則該個硼原子位于棱柱內。則該納米顆粒化學式可表示為納米顆粒化學式可表示為A、MgB B、 MgB2 C、Mg2B D、Mg14B6注意晶胞結構與納米顆粒、分注意晶胞結構與納米顆粒、分子簇的區別子簇的區別 2.晶體硼的基本結構單元都是由硼原子組成晶體硼的基本結構單元都是由硼原子組成的正二十面體的正二十面體,其中含有其中含有20個等邊三角形和個等邊三角形和一定