第一节晶体的常识及晶胞
第三章第一节 晶体的常识
第一节晶体的常识1、认识晶体和非晶体的本质差异,明白晶体的特征和性质。
2、了解获得晶体的途径。
3、明白晶胞的概念,学会晶胞中微粒数的计算方法(均摊法),能依照晶胞的结构确定晶体的化学式。
晶体与非晶体［学生用书Ｐ3５]1、晶体与非晶体的本质差异2３、晶体的特点(1)自范性①定义:晶体能自发地呈现多面体外形的性质。
②形成条件之一:晶体生长速率适当。
③本质原因:晶体中粒子在微观空间里呈现周期性的有序排列。
(2)各向异性:许多物理性质(强度、导热性、光学性质等)常常会表现出各向异性。
(3)有序性:外形和内部质点排列的高度有序、(4)熔点:有固定的熔点。
1、判断正误(正确的打“√”,错误的打“×")。
(1)晶体有自范性但其微粒排列无序、()(2)晶体具有各向同性,非晶体具有各向异性。
()(3)晶体有固定的熔点、()(4)熔融态物质快速冷却即可得到晶体。
( )(5)熔融的硝酸钾冷却可得晶体,故液态玻璃冷却也能得到晶体。
( )(6)粉末状的固体也有估计是晶体。
( )答案:(１)×(2)× (3)√(4)× (5)× (6)√2、下列物质中属于晶体的是＿_______。
A、橡胶B、玻璃C、食盐ﻩD、水晶E、塑料ﻩF、胆矾解析:固体有晶体和非晶体之分,晶体是内部微粒(原子、离子或分子)在空间按一定规律呈周期性有序排列构成的具有规则几何外形的固体,如食盐、冰、金属、水晶、大部分矿石等都是晶体;非晶体中内部粒子的排列则相对无序,如玻璃、橡胶等都是非晶体。
答案:CＤＦ1、晶体与非晶体的区别(1)依据是否具有自范性晶体具有自范性,能自发地呈现多面体的外形,而非晶体不具有自范性。
(２)依据是否具有各向异性晶体具有各向异性,在不同方向上质点排列一般是不一样的,而非晶体不具有各向异性。
(3)依据是否具有固定的熔、沸点晶体具有固定的熔、沸点,给晶体加热时,当温度升高到某温度时便马上熔化或汽化,在熔化过程中,温度始终保持不变,而非晶体没有固定的熔、沸点。
第一节-晶体的常识
（3）晶体具有固定的熔点
二、晶胞
1.晶胞：描述晶体结构的基本单元 2.晶胞的结构
晶胞都是平行六面体，上下左右前后无隙 并置排列着无数晶胞。
3.确定晶胞化学式的方法——均摊法
顶点占1/8
面占1/2
棱占1/4
氯化钠晶体
一个Na+吸引多少个 Cl－ ？ 6个
一个Cl－吸引多少个 Na+ ？ 6个 NaCl晶体中Na+ 与Cl－的离 子个数比为多少？︰1 1 与Na+等距离且距离最近的Na+为多少个？ 12个
与Cl－等距离且距离最近的Cl－为多少个？ 12个
二氧化碳结构模型
与二氧化碳距离最近且等距离的二氧化碳 有多少个？ 12个
第一节 晶体的常识
一、晶体与非晶体
1.晶体与非晶体的本质差异 自范性 晶体 有（能自发呈现多 面体外形） 没有（不能自发呈 现多面体外形）
具有规则的几何外 形的固体叫晶体
微观结构 原子在三维空间 里呈周期性有序 排列 原子排列相对无 序
非晶 体
2.晶体呈现自范性的条件
晶体生长的速率适当Fra bibliotek3.得到晶体的一般条件
（1）熔融态物质凝固
固体粉末仍是晶体， 只因晶粒太小，肉眼 看不到而已
（2）气体物质凝华
（3）溶质从溶液中析出
4.晶体的特点
（1）晶体的外形和内部质点排列高度有序
晶体SiO2与非晶体SiO2的投影示意图
（2）晶体具有各向异性
在晶体中，不同晶面和晶面上原子排列的方式不 同和密度不同，它们之间结合力的大小也不相同， 这种性质叫做晶体的各向异性
高中化学选修3课件-3.1 晶体的常识2-人教版
晶体可以看作是数量巨大的晶胞 “无隙并置”而成.
“无隙”指相邻的晶胞之间没有任何间隙；
一个晶胞与相邻的晶胞完全共顶点、共棱边、共面
“并置”指所有晶胞都是平行排列的，取向相同。
一个晶胞到另一个晶胞只需平移，不需转动
“完全等同” 指所有晶胞的形状、
内部的原子种类、个数及几何排列完全相同
平行六面体
无隙并置
4．三种典型立方晶体结构 简单立方 体心立方 面心立方
P63 图3-7
铜晶体的一个晶胞中含有 多少个铜原子?
A: 14
B: 4
C: 8
D: 6
答案: B 为什么呢?
请看:
84 51
顶点：1/8
棱边：1/4
中心 1
学与问 P64
2
2
8
8
练习1: 下面几种晶胞中分别含有几个原子?
各1/2个
各4个 绿色：8×1/8 + 6×1/2 = 4 灰色：12× ¼ + 1 = 4
练习2: 下面几种晶胞中分别含有几个原子?
看 图 写 化 学 式
A2BC2
挑战自我
1．现有甲、乙、丙、丁四种晶胞,可推
知：甲晶体中A与B的离子个数比为
31
42
73
面心：1/2
62 2
1
1
体心：1
5．晶胞中粒子个数的ຫໍສະໝຸດ 算方法：均摊法（或切割法） 原则：若粒子被n个晶胞共用，
均摊一个晶胞中为1／n
规律：对立方晶胞
体心：1
顶点：1/8
面心：1/2 棱边：1/4
晶胞中粒子个数计算规律（均摊法）
第一节 晶体的常识
GeCl4
熔点/℃ 沸点/℃ −49.5 83.1
GeBr4
26 186
GeI4
146 约400
（4）光催化还原CO2制备CH4反应中，带状纳米Zn2GeO4是该 反应的良好催化剂。Zn、Ge、O电负性由大至小的顺序是 ______________ 。 O>Ge>Zn 3 sp （5）Ge单晶具有金刚石型结构，其中Ge原子的杂化方式为__ ，
原子在三 有(能自 晶 发呈现多 维空间里 体 面体外形) 呈周期性 有序排列 没有(不 非 能自发呈 晶 现多面体 体 外形) 原子排 列相对 无序
有规则 有固 的几何 定的 外形 熔点
没有 没有规 固定 不具有物理性 则的几 的熔 质各向异性 何外形 点
1、把玻璃放在火上加热到一定程度，可以把它抽成细丝或 吹成泡状，为什么？ 无固定熔点，玻璃由固体转变为液体是在一定温度范 围内逐渐变化的，玻璃的这一特性使它可用吹、拉、 压等多种方法成形。 2、用沥青铺成的路面，冬天变硬，夏天变软，这说明沥青 是晶体材料还是非晶体材料？ 沥青是非晶体，因此没有固定的熔点，当温度升高 时，沥青就会变软；
Na+: 1+3=4个
Clˉ：1+3=4个 个数比为1:1 故化学式为NaCl
4、晶体密度的计算
下图为NaCl晶胞，晶胞的边长为a（cm），阿伏加德罗常数为 NA，求NaCl的密度ρ。
金属钠晶体为体心立方堆积（如图），实验测得钠的密度为ρ （g· cm-3）。已知钠的相对原子质量为a，阿伏加德罗常数为NA （mol-1），则钠原子的半径r（cm）为 （ C ）
面心：3个 顶点：1个 共有：12个
3、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，
第一节3-1晶体的常识
答案
A
自主探究
精要解读
实验探究
实验探究六
利用均摊法求算晶体的相对分子质 量或组成晶胞的微粒之间的距离
【探究原理】
解答该类题目只需用均摊法找到一个晶胞中含有的结构单 N 元的数目代入 m＝ρV＝n·M＝ ·M 求算即可。 NA
自主探究
精要解读
实验探究
【问题探究】 食盐晶体是由钠离子和氯离子组成的，如 图所示，且均为等距离的交错排列。已知
第一节 晶体的常识
自主探究
精要解读
实验探究
1．纯净物具有固定的熔、沸点，混合物没有固定的熔、沸 点，这句话对吗？请举例说明。 提示 点。 正确，比如水是纯净物，标准大气压下其沸点为 100℃；沥青和玻璃都是混合物，它们没有固定的熔、沸
食盐、铜和干冰分别是由哪些微粒直接构成的？ 2． 提示 食盐是由Na＋和Cl－直接构成的，金属铜是由铜原
自主探究 精要解读 实验探究
1 1 项中 E、F 都位于顶点，各有 4× ＝ 属于该晶胞，则该 8 2 晶胞中所含 E、F 个数的最简整数比为 1∶1，化学式为 EF；C 选项中属于该晶胞的 X 微粒(位于体心)1 个，Y 微 1 1 粒(面心)6× ＝3 个，Z 微粒(顶点)8× ＝1 个，最简整数 2 8 比为 1∶3∶1，化学式为 XY3Z；D 选项中 A 微粒位于晶 胞面心和顶点，B 微粒位于晶胞的体心和棱上，则该晶胞 1 1 1 中 A、 B 的个数比为 6×2＋8×8∶ 1＋12×4＝ 4∶4＝ 1∶1，化学式为 AB。
自主探究
精要解读
实验探究
得到晶体的三条途径 3． (1)_______ 熔融态 物质凝固； 气态 物质冷却不经液态，直接凝固(凝华)； (2)_____ (3)溶质从溶液中析出。 玛瑙 ，缓慢冷却形成_____ 水晶 。 熔融态的SiO2快速冷却形成_____ 外形和内部质点 排列的高度有序性；② 晶体的特点：①_______________ 4． 各向异性 ；③晶体的_____ _________ 熔点固定。
晶体结构与性质知识点
第三章晶体构造与性质第一节晶体的常识【知识点梳理】一、晶体与非晶体1、晶体与非晶体① 晶体：是内部微粒〔原子、离子或分子〕在空间按一定规律做周期性重复排列构成的物质。
② 非晶体：是内部的原子或分子的排列呈杂乱无章的分布状态的物质。
2、晶体的特征〔1〕晶体的根本性质晶体的根本性质是由晶体的周期性构造决定的。
① 自范性：a．晶体的自范性即晶体能自发的呈现多面体外形的性质。
b．“自发〞过程的实现，需要一定的条件。
晶体呈现自范性的条件之一是晶体生长的速率适当。
② 均一性：指晶体的化学组成、密度等性质在晶体中各局部都是一样的。
③ 各向异性：同一晶体构造中，在不同方向上质点排列一般是不一样的，因此，晶体的性质也随方向的不同而有所差异。
④ 对称性：晶体的外形与内部构造都具有特有的对称性。
在外形上，常有相等的对称性。
这种一样的性质在不同的方向或位置上做有规律的重复，这就是对称性。
晶体的格子构造本身就是质点重复规律的表达。
⑤ 最小内能：在一样的热力学条件下，晶体与同种物质非晶体固体、液体、气体相比拟，其内能最小。
⑥ 稳定性：晶体由于有最小内能，因而结晶状态是一个相对稳定的状态。
⑦ 有确定的熔点：给晶体加热，当温度升高到某温度便立即熔化。
⑧ 能使X射线产生衍射：当入射光的波长与光栅隙缝大小相当时，能产生光的衍射现象。
X射线的波长与晶体构造的周期大小相近，所以晶体是个理想的光栅，它能使X射线产生衍射。
利用这种性质人们建立了测定晶体构造的重要试验方法。
非晶体物质没有周期性构造，不能使X射线产生衍射，只有散射效应。
〔2〕晶体SiO2与非晶体SiO2的区别① 晶体SiO2有规那么的几何外形，而非晶体SiO2无规那么的几何外形。
② 晶体SiO2的外形与内部质点的排列高度有序，而非晶体SiO2内部质点排列无序。
③ 晶体SiO2具有固定的熔沸点，而非晶体SiO2无固定的熔沸点。
④ 晶体SiO2能使X射线产生衍射，而非晶体SiO2没有周期性构造，不能使X射线产生衍射，只有散射效应。
人教版高中化学选修三3.1 晶体的常识—晶胞
第二课时 晶胞
二.晶胞
1.定义:描述晶体结构的基本单元 晶体与晶胞的关系正好比蜂巢与蜂室的关系
蜂巢与蜂室
铜晶体
铜晶胞
铜晶体
铜晶胞
晶体结构 晶胞示意图
晶胞形状：
无隙并 置
平行六面 体
说明：
⑴晶胞一般是平行六面体，整块晶体是数量巨大 的晶胞“无隙并置”而成。
⑵晶胞是8个顶角相同的最小正六面体；晶胞的 平行棱相同；晶胞的平行面相同。
Zn： 8× +1=2
I2:
(8×
+
6
×
1 2
)×2
=8
8×1/8+6×1/2+4=8
练习1：
石墨晶体的层状结构，层 内为平面正六边形结构（如 图），试回答下列问题：
图中平均每个正六边形占 有C原子数为____2个、占有的 碳碳键数为____个3 。
碳原子数目与碳碳化学键 数目之比为_____2_:_3.
Cl－ 顶点 ( 1/8 ) 8 = 1，
面中心 ( 1/2 ) 6 = 3 ， 共 4 个
Na+ 棱上 ( 1/4 ) 12 = 3 ，
体中心
1 共4个
练习6、如图所示晶体中每个阳离子A或阴离子B，均可被 另一种离子以四面体形式包围着，则该晶体对应的化学式 为
A．AB C．AB3
B．A2B D．A2B3
练习2
2001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1个镁原子， 6个硼原子位于棱柱内。则该化合物的化学式可表示为( B )
A、MgB C、Mg2B
高中化学晶胞优秀课件
晶体结构 晶胞示意图
CO2晶胞
NaCl晶体结构和晶胞
二﹑晶胞
1、 晶胞：描述晶体结构的根本单元。 晶胞 “无隙并置〞形成晶体。
2、 晶胞的特点：晶胞通常都是平行六面体。
无隙并置
平行六 面体
CO2晶胞
NaCl晶胞
二﹑晶胞
1、 晶胞：描述晶体结构的根本单元。 晶胞 “无隙并置〞形成晶体。
2、 晶胞的特点：晶胞通常都是平行六面体。
晶胞：平行六面体
8个顶点相同 平行面相同 平行棱相同
三种典型立方晶胞结构
简单立方 体心立方 面心立方
思考：A和B中的晶胞是实线小立方体还是虚线大立方体？
A
B
不是晶胞！！！
晶胞：平行六面体
8个顶点相同 平行面相同 平行棱相同
思考：在金属铜的晶胞中 含有几个铜原子?
3、均摊法计算晶胞所含微粒数
均摊法：晶胞任意位置上的一个原子如果是被x个 晶胞所共有，那么，每个晶胞对这个原子分得的 份额就是1/x
1: 下面几种晶胞中分别含有几个原子?
各1/2个
各4个 绿色：8× ½ = 4 或8× 1/8+6×1/2 = 4 灰色：12× ¼+1=4
课堂练习题
2.钛酸钡的热稳定性好,
介电常数高,在小型变
Ba
压器、话筒和扩音器
中都有应用。其晶体
Ti
的结构示意图如右图Hale Waihona Puke O所示。那么它的化学式
为〔D
A.BaTi8O12 B. BaTi4O6
第一节 晶体的常识 〔第二课时 晶胞〕
蜂巢与蜂室
铜晶体 铜晶胞
晶体与晶胞的关系可用蜂巢与蜂室的关系 比喻。然而蜂巢是有形的，晶胞是无形的，是 人为划定的。
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晶体自范性的本质：是晶体中粒子在微观空间 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：晶体生长速率适当。
3、晶体的特性
<1>有规则的几何外形、有自范性
（即：晶体内部质点和外形质点排列的高度有序性） <2>各向异性（强度、导热性、光学性质等） <3> 有固定的熔沸点 <4>当一波长的ｘ－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
第三章
第一节
晶体结构与性质
晶体的常识
一、晶体与非晶体
1. 概念
晶体：原子在三维空间里呈周期性有序排列的固体，能自发 呈现多面体外形（有自范性）。 非晶体：原子排列相对无序的固体，不能自发呈现多面体外 形（无有自范性）。 如玻璃、陶瓷、橡胶、石蜡、塑料等
石英玻璃Βιβλιοθήκη 2.本质区别：内部粒子在空间是 否呈周期性有序排列
体心：1
面心：1/2
顶点：1/8
棱边：1/4
练习: 1:下面几种晶胞中分别含有几个原子?
X
Y
黑色：1个； 红色： 1/8×4=1/2个
绿色： 8× 1/8+6×1/2 = 4 灰色：12× ¼+1=4
学与问：
Na Na： Zn：
Zn
I2
C
1 8× 8
+1=2
1 × 2
8× 1 +1=2
(8×1 + 6
2.晶胞形状：
无隙并置
平行六 面体
3.晶胞中原子个数的计算-均摊法
8
顶点：1/8 练习：
4 1
73 6 2
5
1/8×8=1
3.晶胞中原子个数的计算
3 1
棱边：1/4 练习：
4
2
1/4×12=3
3.晶胞中原子个数的计算
2
面心：1/2 练习：
1
1/8×8+1/2×6=4
3.晶胞中原子个数的计算
（1）测熔点
（2）最可靠的科学方法是：对固体进行X—射线衍射 实验。
天然水晶球里的玛瑙和水晶
（见教材P60图3～1）
玛瑙
水晶
玛瑙和水晶都是SiO2的晶体，不同的 是玛瑙是熔融态SiO2快速冷却形成的，而 水晶则是熔融态SiO2缓慢冷却形成的。
二.晶胞
1.定义:描述晶体结构的基本单元。
铜晶体
铜晶胞
8
8
I2:
)×2 =8
NaCl晶体结构示意图：
Cl-
Na+
Na+：1+1/4×12 = 4 Cl-：1/8×8 +1/2×6=4