3-1-2 认识晶体
《认识晶体》 学历案
《认识晶体》学历案一、学习主题认识晶体二、学习目标1、了解晶体的基本概念和特征，能够区分晶体和非晶体。
2、掌握晶体的微观结构，理解晶体中粒子的排列规律。
3、学习晶体的分类方法，认识常见的晶体类型。
4、了解晶体的性质，如熔点、硬度、导电性等，并能解释其与晶体结构的关系。
三、学习资源1、教材：《化学》相关章节。
2、网络资源：科普视频、晶体结构模拟软件。
3、实验器材：晶体标本、显微镜。
四、学习过程（一）引入在我们的生活中，有许多物质呈现出美丽而规则的外形，比如晶莹剔透的钻石、雪花的形状、食盐的颗粒等。
这些物质都属于晶体。
那么，什么是晶体呢？晶体又有哪些独特的性质和结构呢？让我们一起来探索晶体的奥秘。
（二）晶体与非晶体1、观察与比较（1）展示晶体标本（如食盐、石英、明矾等）和非晶体标本（如玻璃、松香、橡胶等），引导学生观察它们的外观。
（2）让学生用手触摸，感受它们的质地。
2、总结晶体与非晶体的特点（1）晶体具有规则的几何外形，而非晶体没有。
（2）晶体具有固定的熔点，在熔化过程中温度不变；非晶体没有固定的熔点，在熔化过程中温度不断升高。
（三）晶体的微观结构1、利用多媒体展示晶体的微观结构模型（1）展示氯化钠晶体中钠离子和氯离子的排列方式。
（2）展示金刚石晶体中碳原子的四面体结构。
2、讲解晶体中粒子的排列规律（1）晶体中的粒子在空间上按照一定的规律周期性地重复排列。
（2）这种周期性的排列决定了晶体的性质。
（四）晶体的分类1、根据粒子种类分类（1）离子晶体：由阴、阳离子通过离子键结合而成，如氯化钠、氯化铯等。
（2）原子晶体：由原子通过共价键结合而成，如金刚石、二氧化硅等。
（3）分子晶体：由分子通过分子间作用力结合而成，如干冰、冰等。
（4）金属晶体：由金属阳离子和自由电子通过金属键结合而成，如铁、铜等。
2、根据晶体的几何外形分类（1）立方晶系：如氯化钠晶体。
（2）六方晶系：如石墨晶体。
（3）单斜晶系：如石膏晶体。
高中化学 物质结构 第3章 3.1.1认识晶体
，
这两种紧密堆积空间占有率最高， A 从而使体系能量降低，比较稳定。
B A B A B
A
C B A C B
A
A
A3型密堆积的前视图
A1型密堆积的前视图
其他堆积
体心立方密堆积（A2型密堆积）（钠、钾、铁）
立方体 8 个顶点上的球互不相切，但均与体心位
置上的球相切。 配位数 8
体对角线=4r
2.下列物质中属于晶体的是（ C D） A.橡胶 B.玻璃 C.食盐 D.水晶 3. 关于晶体的自范性，下列叙述正确的是（ B ） A.破损的晶体能够在固态时自动变成规则的多面体 B.缺角的氯化钠晶体在饱和的NaCl溶液中慢慢变为完美 的立方块 C.圆形容器中结出的冰是圆形的 D.由玻璃制成的圆形的玻璃球 4.下列物质具有固定熔点的是（ D ） A.橡胶 B.玻璃 C.水玻璃 D.CuSO4•5H2O
5.下列关于晶体的性质叙述中，不正确的是（ B ） A．晶体的自范性指的是在适宜条件下晶体能够自发 地呈现封闭规则的多面体几何外形 B．晶体的各向异性和对称性是矛盾的 C．晶体的对称性是微观粒子按一定规律做周期性重 复排列的必然结果 D．晶体的各向异性直接取决于微观粒子的排列具有 特定的方向性
联想· 质疑
适用于：通过没有方向性的金属键、离子 键和分子间作用力相互作用分别形成的 、 和 。
1.等径圆球的密堆积
在一列上紧密堆积： 只有一种型式
在一层上紧密堆积：
. . . . .
哪种堆积方式更紧密呢？为什么？
密置层也只有一种型式。
在密堆积中， 一个原子或离 子周围所邻接 的原子或离子 的数目 堆积方式 空隙形状 配位数 体系能量
2 钡________ 个 1 钇________ 个
晶体的认识
晶体的认识
晶体是一种固态物质，其分子、原子或离子按照一定的规律排列而形成的具有有序结构的晶格。
晶体具有一系列特定的物理、化学和光学性质，对于科学、工程和技术领域都具有重要的意义。
1.结构特征：
有序排列：晶体内部的原子、分子或离子按照规则排列成三维结构，形成紧密有序的晶格。
周期性结构：晶体结构具有周期性，即晶胞结构会在三个方向上不断重复。
各向同性：晶体的性质在各个方向上基本上是相同的，具有各向同性的特点。
2.形成与生长：
凝固过程：晶体通常是在液态物质凝固时形成的，根据条件的不同，可以形成不同形态的晶体。
生长过程：晶体的生长是晶体原子或分子逐渐在晶体表面上沉积并排列，逐渐扩大晶体尺寸的过程。
3.物理性质：
光学性质：晶体具有各向异性，对于光的传播有一定的影响，因此在光学器件中具有广泛的应用。
热学性质：晶体的热传导、热膨胀等性质因晶格结构而异，影响材料的热学性能。
电学性质：某些晶体表现出特定的电学行为，如电介质、半导体和导体等。
4.应用与意义：
材料工程：晶体材料在材料科学和工程中具有广泛的应用，如半导体、光电子器件等。
地球科学：晶体矿物是地球科学中研究地壳结构和地球演化的重要对象。
化学合成：某些晶体结构被用于设计新型的化学反应和合成方法。
晶体的研究涉及多个领域，其特殊的结构和性质使其在科学研究、工程应用和技术创新中发挥着重要作用。
晶体的特征
原子晶体
原子
共价键
金刚石.SiC
分子晶体
金属晶体
分子
原子.离子
分子间力
金属键
CO2.NH3
W.Ag.Cu
【练习】 1.从我们熟悉的食盐.金属.冰到贵重的钻石等都是 晶体，而同样透明的玻璃却是非晶体。下列关于 晶体 和非晶体的本质区别的叙述中，正确的是（ D） A.是否具有规则的几何外形的固体 B.是否具有固定组成的物质 C.是否具有美观对称的外形 D.内部基本构成微粒是否按一定规律做周期性重 复排列
ห้องสมุดไป่ตู้
导 电 性 差
导电性强
热的铁针 涂有石蜡 的水晶片 热的铁针 涂有石蜡 的玻璃片
晶体的内部 微粒排列
非晶体的内 部微粒排列
3. 晶体的分类
根据晶体内部微粒的种类和微粒间相互作用。
离子晶体
晶体类型
分子晶体 原子晶体
金属晶体
晶体类型
离子晶体
组成微粒
阴.阳离子
微粒间作用 力
离子键
实 例
NaCl.MgO
一.晶体的特性
1.晶体与非晶体的本质区别 自范型 有 没有 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
晶体
非晶体
2. 晶体的特征
自范性： 在适宜条件下，晶体能自发呈现封闭 的.规则的多面体外形---自范性。 各向异性： 在不同的方向上表现不同的物理 性质（如导电）----向异性 对称性： 具有特定的对称性---对称性
2.下列物质中属于晶体的是（ CD ） A.橡胶 B.玻璃 C.食盐 D.水晶 B 3. 关于晶体的自范性，下列叙述正确的是（ ） A.破损的晶体能够在固态时自动变成规则的多面体 B.缺角的氯化钠晶体在饱和的NaCl溶液中慢慢变为完美 的立方块 C.圆形容器中结出的冰是圆形的 D.由玻璃制成的圆形的玻璃球 D ） 4.下列物质具有固定熔点的是（ A.橡胶 B.玻璃 C.水玻璃 D.CuSO4•5H2O
3.1.2 物质的聚集状态与晶体的常识高中化学选择性必修二
(2)“并置”是所有晶胞都是平行排列的,取向相同。
(3)所有晶胞的形状及其内部的原子种类、个数及几何排列是完全相同的。
课堂小结
一、晶胞
②晶胞中粒子数目的计算——均摊法
3.晶胞的特点及晶胞中粒子个数的计算
(1)长方体(含正方体)晶胞中不同位置的粒子数的计算(如下图)
(2)整个晶体就是晶胞按其周期性在三维空间重复排列而成。每个晶胞上下左右前后
无隙并置地排列着与其一样的无数晶胞，决定了晶胞的8个顶角、平行的面以及平行
的棱完全相同。
新课讲解
一、晶胞
例如，图3-8的右图是金属铜的一个晶胞，它是一
个立方体，含4个铜原子。这张图里不是有14个铜
原子吗？怎么说一个晶胞只含4个铜原子呢？
A.1∶1
B.1∶2
C.1∶4
D.1∶8
A)
解析:X粒子属于晶胞独立拥有,而每个Y粒子则为8个晶胞共用,每个晶胞均摊Y粒子
1
的个数为 8
×8=1,故A项正确。
课堂练习
3.话筒是声电转换的换能器,在话筒中有一种材料的结构如图所示,它的主要成分是钛酸
钡,根据晶胞的结构示意图,可知它的化学式是(
A.BaTi8O12
新课讲解
第三章
第一节
晶体结构与性质
物质的聚集状态与晶体的常识
第二课时
晶胞
新课讲解
1
课程学习目标
了解晶胞的概念，认识晶体与晶胞的关系，
理解晶胞“无隙并置”构成晶体的过程。
2
通过交流讨论，掌握不同晶胞中平均所含粒子
个数的计算方法——“均摊法”。
导入
为了描述晶体在微观空间里原子的排列，无须画出千千万万个原子，只需
鲁科版高中化学选择性必修第2册 第3章 第1节 认识晶体
为 XY2(或 Y2X)。
素养脉络
随堂检测
1.下列关于晶体性质的叙述中,不正确的是(
)
A.在适宜条件下,晶体能够自发地呈现封闭、规则的多面体几何外形
B.晶体的各向异性和对称性是矛盾的
C.晶体的对称性是微观粒子按一定规律做周期性重复排列的必然结果
D.晶体的各向异性直接取决于微观粒子的排列具有特定的方向性
各有一个粒子。
2.计算晶胞中的微粒数目为什么采用切割法?
提示 整块晶体可以看做是数量巨大的晶胞堆积而成。位于晶胞顶点、棱
上、面上的微粒并不为一个晶胞所独占,因此,需采用切割法。
3.晶体与晶胞的关系是怎么样的呢?
提示 将一个个晶胞及其包含的微粒上、下、前、后、左、右并置,就构成
了整个晶体结构。因此,知道了晶胞的大小和形状以及晶胞中包含的微粒
2
氧原子数的 2 倍,即 16 个。
1
(3)每个晶胞中含有白球表示的原子个数为 8× +1=2,灰球表示的原子个数为
8
1
1+4×4=2,所以每个晶胞中含有 N 原子和 B 原子各 2 个;N 的电负性大于 B,
所以该陶瓷的化学式为 BN。
(4)Ti原子位于晶胞的中心,其周围距离最近的O原子分别位于6个面的面心,
离最近的O原子数目分别为
、
。
答案 (1)CuCl
(2)16
(3)2
BN
(4)6
12
1
1
解析 (1)晶胞中灰球代表的微粒有 4 个,白球代表的微粒有 6×2+8×8=4 个,所
以该氯化物的化学式为 CuCl。
1
1
(2)一个 Cu2O 晶胞中含氧原子数为 ×8+ ×6+4=8,则该晶胞中铜原子数目是
认识晶体第三课时--晶胞
三、晶胞1.晶胞（1）定义：晶胞是晶体结构中最小的，是从晶体结构中截取下来的大小、形状完全相同的。
(2)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。
（即与晶体具有相同的对称元素——对称轴，对称面和对称中心 ) 。
（3）结构特点：整个晶体就是晶胞按其周期性在三维空间重复排列而成的。
这种排列必须是晶胞的并置堆砌。
所谓并置堆砌是指平行六面体之间没有任何空隙，同时相邻的八个平行六面体均能共用顶点。
2. 常见密堆积的晶胞A3型堆积六方最密堆积六方晶胞A1型堆积面心立方最密堆积面心立方晶胞3．晶胞中粒子数的计算方法：在一个晶胞结构中出现的多个原子，这些原子并不是只为这个晶胞所独立占有，而是为多个晶胞所共有，那么，在一个晶胞结构中出现的每个原子，这个晶体能分摊到多少比例呢。
这就是分摊法。
分摊法的根本目的就是算出一个晶胞单独占有的各类原子的个数。
分摊法的根本原则是：晶胞任意位置上的一个原子如果是被n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/n。
计算方法位置顶点棱边面心体心贡献4.晶胞中微粒数的计算（1）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2个晶胞共有。
微粒数为：(2)体心立方：在立方体顶点的微粒为8个晶胞共享，处于体心的微粒全部属于该晶胞。
微粒数为：练习1：根据离子晶体的晶胞结构，判断下列离子晶体的化学式：（A表示阳离子）AB练习2：根据离子晶体的晶胞结构，判断下列离子晶体的化学式：（A表示阳离子）AA BB练习3：根据离子晶体的晶胞结构，判断下列离子晶体的化学式：（A表示阳离子）AB练习4：根据离子晶体的晶胞结构，判断下列离子晶体的化学式：（A表示阳离子）ABC练习5：下图为高温超导领域的一种化合物——钙钛矿晶体结构，该结构是具有代表性的最小重复单元。
（1）在该物质的晶体中，每个钛离子周围与它最接近且距离相等的钛离子共有个（2）该晶体结构单元中，氧、钛、钙离子的个数比是。
高中化学 第3章 物质的聚集状态与物质性质 3.1 认识晶体素材 鲁科版选修3
第一节认识晶体多彩的人工晶体顾名思义，人工晶体就是使用人工方法合成出的晶体。
我们生活周围的很多物质都是晶体，比如地上的石头、沙土。
沙土颗粒虽小，人用肉眼无法观察到它的晶面、晶形，但它却实实在在是由晶体构成的。
构成物质的原子、离子或分子在空间作长程有序的排列，形成一定的点阵结构，就是晶体；而内部没有长程有序排列（只有短程有序）的物质就是非晶态固体，如玻璃、石蜡、橡胶等。
晶体通常具有规则的外形，棱角分明。
人工晶体的分类人工晶体按照功能不同，可粗略分为半导体晶体，激光晶体，非线性光学晶体，光折变晶体，闪烁晶体，电光、磁光、声光调制晶体，压电晶体，红外探测晶体，光学晶体，双折射晶体，宝石晶体与超硬晶体等十二类。
1.宝石晶体有极高的硬度、奇特的星彩闪光或艳丽颜色的晶体，是大家所熟悉的宝石晶体。
立方氧化锆的硬度仅次于金刚石，折射率也相当大，可以有很高的星彩效应。
下图是用氧化锆晶体制作的孔雀，由于不同的掺杂，显现出不同的颜色。
除金刚石外，其它宝石主要是人工合成品。
人工合成金刚石已达到宝石级尺寸，但因价格十分昂贵，尚未进入市场。
2.会唱歌的压电晶体当对某些晶体挤压或拉伸时，该晶体的两端就会产生不同的电荷，这种晶体就叫压电晶体。
当然，产生的电荷的量是非常少的，但却是仪器可以检测到的，并能够加以利用。
手表中用于稳定频率的谐振子就是用水晶这种压电晶体制作的。
压电晶体只有按照一定的方向切割，才具有压电效应。
切割方向不同，对晶体的压电效应影响很大。
如果在特定方向的压电晶片上镀上电极，加上交流电，则压电晶片会作周期性的伸长或缩短，产生振荡，如同人唱起歌来一样。
水晶的压电效应并不是最好，但因价格较便宜，稳定性与机械强度很好，至今仍是用量最多的一种压电晶体。
人工合成水晶主要是在高压釜中生长，一次可以生长大批的水晶。
晶体的X射线衍射1914年，诺贝尔物理学奖授予德国法兰克福大学的劳厄（M·Laue,1879-1960），以表彰他发现了晶体的X射线衍射。
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编号：25
第1节认识晶体
（第1课时）
2010年4月19日
班级__________ 姓名__________
【学习目标】
1、晶胞的概念。
2、知道晶胞是晶体的最小结构重复单元，能用切割法计算一个晶胞种实际拥有的微粒数。
【学习重难点】
重点：计算一个晶胞种实际拥有的微粒数
难点：计算一个晶胞种实际拥有的微粒数
【当堂检测】
1.1987年2月，未经武（Paul Chu ）教授等发现钛钡铜氧化合物在90K 温度下即具有超导性。
若该化合物的结构如右图所示，则该化合物的化学式可能是（ ）
A.YBa 2CuO 7－x
B.YBa 2Cu 2O 7－x
C.YBa 2Cu 3O 7－x
D.YBa 2Cu 4O 7－x
2．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。
阳离子位于此晶胞的中心，阴离子位于8个顶点，该离子化合物中，阴、阳离子个数比是（ ） A 、1∶8 B 、1∶4 C 、1∶2 D 、1∶1
3.如右图石墨晶体结构的每一层里平均每个最小的正六边形占有碳原子数目为（ ） A 、2 B 、3 C 、4 D 、6
4.许多物质在通常条件下是以晶体的形式存在，而一种晶体又可视作若干相同的基本结构单元构成，这些基本结构单元在结构
化学中被称作晶胞。
已知某化合物是由钙、钛、氧三种元素组成的晶体，其晶胞结构如图所示，则该物质的化学式为（ ） A ．Ca 4TiO 3 B ．Ca 4TiO 6 C ．CaTiO 3 D ．Ca 8TiO 12 5.下列有关晶体的特征及结构的陈述中不正确的是（ ）
A 单晶一般都有各向异性
B 晶体有固定的熔点
C 所有晶体都有一定的规整外形
D 多晶一般不表现各向异性
6.现有甲、乙、丙(如图)三种晶体的晶胞：(甲中x 处于晶胞的中心，乙中a 处于晶胞的中心)，可推知：甲晶体中x 与y
的个数比是__________，乙中a 与b 的个数比是_______，丙晶胞中有_______个c 离子，有____________个d 离子。
7、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 ；乙晶体的化学式为 ；丙晶体的化学式为__________；丁晶体的化学式为______。