1、20222022年年4 4月月2929日星期五日星期五4/29/2022 8:04 PM第一節第一節 晶體的常識晶體的常識目目 錄錄的定義的定義的分類的分類無隙并置無隙并置晶體形成的途徑晶體形成的途徑典型立方晶體結構典型立方晶體結構晶胞中原子個數的計算晶胞中原子個數的計算學學.科科.網網自然界中美麗的雪花自然界中美麗的雪花膽膽礬礬 明明礬礬晶晶體體冰冰糖糖晶晶體體 水水晶晶水晶石水晶石祖祖 母母 綠綠紫水晶紫水晶 黃黃 水水 晶晶 金剛石金剛石宏觀晶體的形貌宏觀晶體的形貌 立方一、晶體與非晶體一、晶體與非晶體1.1.晶體與非晶體晶體與非晶體（1 1）晶體：）晶體： 在結晶過程中形成的具有規則幾

2、何外形的固體。在結晶過程中形成的具有規則幾何外形的固體。（2 2）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。(3) (3) 常見的晶體和非晶體常見的晶體和非晶體: : 晶體：晶體： 食鹽食鹽( (離子化合物的固態一般為晶體離子化合物的固態一般為晶體) )、冰、金屬、寶石、水晶、大部分礦石。冰、金屬、寶石、水晶、大部分礦石。 非晶體：非晶體： 玻璃及玻璃態物質、橡膠、塑料。玻璃及玻璃態物質、橡膠、塑料。4/29/2022 8:04 PM2 2、分類分類：思考：思考： 為什么晶體呈現規則的幾何外形，為什么晶體呈現規則的幾何外形，而非晶體沒有規則的幾何外形呢？你而非晶體沒有

3、規則的幾何外形呢？你認為可能和什么因素有關？認為可能和什么因素有關？3.3.晶體的自范性晶體的自范性（1 1）自范性：）自范性： 晶體能自發地呈多面體幾何外形的性質晶體能自發地呈多面體幾何外形的性質（2 2）晶）晶體自范性的本體自范性的本質質: : 晶體中粒子周期性有序排列的宏觀表像晶體中粒子周期性有序排列的宏觀表像瑪瑙瑪瑙水晶水晶（3 3）晶體自范性的條件）晶體自范性的條件: :適當的結晶速率適當的結晶速率4 4、晶體與、晶體與非晶體的本質差異非晶體的本質差異自范性自范性微觀結構微觀結構晶體晶體有（有（能自發能自發呈現多面體呈現多面體外形）外形）原子在三維空間里呈原子在三維空間里呈周期性有序

4、排列周期性有序排列非晶非晶體體沒有（沒有（不能自發不能自發呈現多呈現多面體外形）面體外形）原子排列相對無序原子排列相對無序4/29/2022 8:04 PM5.5.晶體形成的途徑晶體形成的途徑4/29/2022 8:04 PM4/29/2022 8:04 PM各向異性：各向異性：在不同的方向上有不同的物理性質。在不同的方向上有不同的物理性質。如：如：的熔點的熔點石蠟、塑料、玻璃受熱到一定溫度開始軟化、流動性增強，石蠟、塑料、玻璃受熱到一定溫度開始軟化、流動性增強，直至完全變成液體，整個過程溫度不斷升高。直至完全變成液體，整個過程溫度不斷升高。非晶態和晶態石英的非晶態和晶態石英的X-射線粉末衍射

5、圖譜射線粉末衍射圖譜晶態石英的譜圖晶態石英的譜圖非晶態石英的譜圖非晶態石英的譜圖4/29/2022 8:04 PM學與問學與問非晶體非晶體A.A.采采用用X X射線衍射實驗，當射線衍射實驗，當X X射線照射假寶射線照射假寶石時，石時， 不不能使能使X X射線產生衍射，只有散射效應。射線產生衍射，只有散射效應。B.B.觀觀看是否具有對稱性，在外形上假寶石沒有相看是否具有對稱性，在外形上假寶石沒有相等的晶面、晶棱和頂角重復出現。等的晶面、晶棱和頂角重復出現。C.C.用用它來刻劃玻璃，真寶石硬度大，可刻劃玻璃；它來刻劃玻璃，真寶石硬度大，可刻劃玻璃；而假寶石硬度小，不能用來刻劃玻璃。而假寶石硬度小，

6、不能用來刻劃玻璃。D D、加熱，真寶石沸點很高，而假寶石無固定的熔、加熱，真寶石沸點很高，而假寶石無固定的熔沸點，在一定的范圍內便開始熔化。沸點，在一定的范圍內便開始熔化。E.E.可可利用寶石的折光率鑒別利用寶石的折光率鑒別4/29/2022 8:04 PM固體固體外觀外觀微觀結構微觀結構自范性自范性各向異性各向異性熔點熔點晶體晶體非晶非晶體體本質本質區別區別鑒別鑒別4/29/2022 8:04 PM無形無形4/29/2022 8:04 PM4/29/2022 8:04 PM4/29/2022 8:04 PM平行六平行六面體面體無隙并置無隙并置無隙并無隙并置置NaCl晶體結構和晶胞晶體結構和晶

7、胞通過上、下、左、右、前、后的通過上、下、左、右、前、后的平移平移能與下一能與下一個完個完全重合全重合 晶體可以看作是數量巨大的晶胞晶體可以看作是數量巨大的晶胞無隙并置無隙并置而成而成4/29/2022 8:04 PM3 3、三種典型立方晶體結構、三種典型立方晶體結構4/29/2022 8:04 PM體心：體心：1面心：面心：1/2頂點：頂點：1/8棱心：棱心：1/44.4.晶胞中粒子個數的計算晶胞中粒子個數的計算1 12 24 43 37 76 68 85 51 12 22 21 13 34 4請看請看:1 1體心：體心：1面心：面心：1/2頂點：頂點：1/8棱心：棱心：1/4晶晶胞中粒子個

8、數計算規律胞中粒子個數計算規律晶胞晶胞頂角頂角 棱心棱心 面心面心 體心體心立方體立方體 1/81/8 1/4 1/4 1/2 1/2 1 1常見晶胞微粒數的計算常見晶胞微粒數的計算微粒數微粒數=81/8 = 1微粒數微粒數=8=81 1/8 +1 /8 +1 1 1/1 = 2/1 = 2微粒數微粒數=81/8 + 61/2 = 4微粒數微粒數=121/6 + 21/2 + 31/1 = 64/29/2022 8:04 PM第一節第一節 晶體的常識晶體的常識小小 結結的定義的定義的分類的分類無隙并置無隙并置晶體形成的途徑晶體形成的途徑典型立方晶體結構典型立方晶體結構晶胞中原子個數的計算晶胞中

9、原子個數的計算4/29/2022 8:04 PM1 1C2DEFXY3Z2、下圖依次是金屬鈉、下圖依次是金屬鈉(Na)、金屬鋅金屬鋅(Zn)、碘、碘(12)、金剛石金剛石(C)晶胞的示意圖，數一數，它們分別平均晶胞的示意圖，數一數，它們分別平均含有幾個原子含有幾個原子?NaZnI2金剛石金剛石Na Z = 2 Zn Z = 2金剛石金剛石 C Z= 8 I2 Z = 44/29/2022 8:04 PM3、鈣、鈣-鈦礦晶胞結構如圖所示。觀察鈣鈦礦晶胞結構如圖所示。觀察鈣-鈦礦晶胞結構，求該晶體中，鈣、鈦、氧鈦礦晶胞結構，求該晶體中，鈣、鈦、氧的微粒個數比為多少？的微粒個數比為多少？CaTiO3

10、1 1 34 4、在碳單質的成員中還有一種混合型晶體、在碳單質的成員中還有一種混合型晶體石墨，石墨，如圖所示。它是層狀結構，層與層之間依靠作用力相結如圖所示。它是層狀結構，層與層之間依靠作用力相結合。每層內部碳原子與碳原子之間靠作用力相結合，其合。每層內部碳原子與碳原子之間靠作用力相結合，其鍵角為鍵角為120120 ? 1。分析圖中每個六邊形含有。分析圖中每個六邊形含有 個碳原子，個碳原子， 2占有的碳碳鍵數為占有的碳碳鍵數為_個，碳原子數目與碳碳化學個，碳原子數目與碳碳化學鍵數目之比為鍵數目之比為_。32 34/29/2022 8:04 PM5、下列是、下列是NaCl晶胞示意圖，晶胞中晶胞示

11、意圖，晶胞中Na+和和Cl的個數比是多少？的個數比是多少？1 14/29/2022 8:04 PM(8 + 6 )3 =1281216、下圖是、下圖是CO2分子晶體的晶胞結構示意圖，分子晶體的晶胞結構示意圖，其中有多少個原子？其中有多少個原子？4/29/2022 8:04 PMTi14C13 8.NiO晶體結構如圖，晶體結構如圖，Ni2與鄰近的與鄰近的O2-核間距核間距為為a10-8 ，計算，計算NiO晶體密度（已知晶體密度（已知NiO摩摩爾質量為爾質量為74.7gmol-1)9.20019.2001年報道的硼和鎂形成的化合物刷新了金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

12、。如圖所示的是屬化合物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，且棱柱的上下底面還各有棱柱，且棱柱的上下底面還各有1 1個鎂原子，個鎂原子，6 6個硼原子位于棱柱內。則該化合物的化學式可個硼原子位于棱柱內。則該化合物的化學式可表示為表示為( )( ) A、MgB B、 MgB2 C、Mg2B D、Mg3B2Mg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：MgB210.10.晶體硼的基本結構單元都是由硼原子組成的正晶體硼的基本結構單元都是由硼原子組成的正

13、二十面體二十面體, ,其中含有其中含有2020個等邊三角形和一定數目的個等邊三角形和一定數目的頂角，每個頂角各有一個原子，試觀察圖形回答。頂角，每個頂角各有一個原子，試觀察圖形回答。這個基本結構單元由這個基本結構單元由 _ _ _個硼原子組成，共個硼原子組成，共含有含有_ _ 個個B-BB-B鍵。鍵。1212303020203 3606060605 5121260602 23030注意注意： 在使用均攤法計算規律時一定先看清楚晶胞構型；若晶胞構型不是立方體，晶胞中的微粒數視情況而定！ 在晶體結構中確定一個具有代表性在晶體結構中確定一個具有代表性的最小重復單元為研究對象，運用點、的最小重復單元為

14、研究對象，運用點、線、面的量進行解答。線、面的量進行解答。（摩爾質量、阿伏加德羅常數與密度的關系）（摩爾質量、阿伏加德羅常數與密度的關系）有有關晶體的計算關晶體的計算思考思考1.NaCl1.NaCl晶體中，每個晶體中，每個NaNa+ +周周 圍最近距離的圍最近距離的ClCl- -有有 個？個？ 每個每個ClCl- -周圍最近距離的周圍最近距離的 NaNa+ +有有 個？個？2.2.在在NaClNaCl晶體中，每個晶體中，每個NaNa+ +周周 圍最近距離的圍最近距離的NaNa+ +有有 個？個？3.3.氯化鈉的化學式用氯化鈉的化學式用“NaCl”NaCl”來表示，原因何在？能來表示，原因何在？

15、能否否 把把“NaCl”NaCl”稱為分子式？稱為分子式？ 4.4.每個晶胞中平均有每個晶胞中平均有 個個NaNa+ +？ 個個ClCl- -？（位于頂？（位于頂 點、棱邊、面心、體心上的粒子對該晶胞的貢獻）點、棱邊、面心、體心上的粒子對該晶胞的貢獻）5.5.該晶胞中，若該晶胞中，若NaNa+ +和和ClCl- -間的最近距離為間的最近距離為0.5a0.5ax1010-10-10m m， 則晶體的密度則晶體的密度= = 6 66 6121244039/a3 （g/cm3）2 21 13 34 4a a1010-8-8cmcm晶體中最小正方體中所含的晶體中最小正方體中所含的NaNa+ +和和Cl

16、Cl的個數均為的個數均為: :（個）（個）84 4= =1216.0210232158.5g 即每個小正方體中平均含即每個小正方體中平均含 個個“NaCl”NaCl”，質量為，質量為: :21解解法法2 2： 而此小正方體體積為而此小正方體體積為(0.5a(0.5a1010-8-8) )3 33 36.0210232158.5g(0.5a(0.5a1010-8-8) )3 33 30.39a3g. -3=故故NaClNaCl晶體的密度為：晶體的密度為：解解法法1 1： 每個晶胞中所含的每個晶胞中所含的NaNa+ +和和ClCl的個數均為的個數均為4 4個，即含個，即含4 4個個“NaCl”Na

17、Cl”。 每個晶胞的質量為：每個晶胞的質量為：6.02102358.54g 每個晶胞的體積為：每個晶胞的體積為：(a(a1010-8-8) )3 33 3故故NaClNaCl晶體的密度為：晶體的密度為：6.02102358.54(a(a1010-8-8) )3 3= =0.39a3g. -3解解法法3 3：依：依= = m m/ /v v每個晶胞中所含的每個晶胞中所含的NaNa+ +和和ClCl的個數均為的個數均為4 4個，即含個，即含4 4個個“NaCl”NaCl”。 每個每個晶胞的體積為：晶胞的體積為： (a(a1010-8-8) )3 33 3故故NaClNaCl晶體的密度為：晶體的密度

18、為：= =0.39a3g. -3即含即含4 4個個“NaCl”NaCl”所占的體積為：所占的體積為：(a(a1010-8-8) )3 33 3那么那么1 1個個“NaCl”NaCl”所占的體積為：所占的體積為：(a(a1010-8-8) )3 3 /4/4 3 3則：則：1molNaCl1molNaCl所占的體積為：所占的體積為： 6.021023 (a(a1010-8-8) )3 3 /4/4 3 3而而1molNaCl1molNaCl的質量為：的質量為：58.5g6.021023(a(a1010-8-8) )3 3 /4/4 3 358.5g6.021023(a(a1010-8-8) )3

19、 3 3 358.5 4g=-Cs+-Cl-CsClCsCl的晶體結構示意圖的晶體結構示意圖 返回原處ClCl- - 1.1.在在CsClCsCl晶體中，每個晶體中，每個CsCs+ +周圍最近距離的周圍最近距離的CsCs+ + 有幾個？每個有幾個？每個ClCl- -周圍最近距離的周圍最近距離的ClCl- -有幾個？有幾個？2.2.分析分析“CsCl” CsCl” 化學式的由來。化學式的由來。思考思考6587213416個個2 21 13 34 4二氧化碳及其晶胞 每8個CO2構成立方體，且在6個面的中心又各占據1個CO2。每個晶胞中有4個CO2分子，12個原子。 在每個CO2周圍等距離的最近的

20、CO2有12個(同層4個，上層4個、下層4個)SiSiOOOOOOO 6-干冰晶體結構分析圖干冰晶體結構分析圖CO2 分子中心干冰晶體結構分析圖干冰晶體結構分析圖CO2 分子 19.如如圖是圖是CsCl晶體的晶胞（晶體中最小的重復單元）晶體的晶胞（晶體中最小的重復單元）已知晶體中已知晶體中2個最近的個最近的Cs+核間距離為核間距離為acm，氯化銫，氯化銫的相對分子質量為的相對分子質量為M，NA為阿佛加德為阿佛加德羅常數，則羅常數，則CsCl晶體的密度為晶體的密度為（單位：克（單位：克/cm3）A、8M/a3NA B、a3M/8NAC、M/a3NA D、a3M/NA20.下下列關于晶體與非晶體的說法正確的是列關于晶體與非晶體的說法正確的是 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21.區區別晶體與非晶體最可靠的科學方法是別晶體與非晶體最可靠的科學方法是 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CD2