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第三章
晶體結構與性質
第一節(jié) 晶體的常識
課時2
晶體是內(nèi)部微粒(原子、離子或分子)在三維空間里呈周期性排列而構成的具有規(guī)則幾何外形的固體。
金剛石
干冰
自然界中，有很多不同的晶體，如何描述晶體中的微粒在空間的排列規(guī)律呢？
在晶體微觀空間里取出一個基本重復單元。
氯化鈉
一、晶胞的常識
晶胞：
描述晶體結構的基本單元叫做晶胞。
銅晶胞
銅晶體結構
銅晶胞
晶胞是晶體中最小的結構重復單元。
一、晶胞的常識
晶胞與晶體的關系
一般來說，晶胞都是____________體，整塊晶體可以看作是數(shù)量巨大的晶胞“無隙并置”而成。
平行六面
“無隙”是指相鄰晶胞之間___________。
無任何間隙
“并置”是指所有晶胞都是__________排列的，取向________。
平行
相同
無隙并置
晶體
晶胞
一、晶胞的常識
金剛石晶胞
干冰晶胞
NaCl晶胞
觀察下列晶胞，有什么特點？
晶體中所有晶胞的______及其內(nèi)部的_________、_____及_________是完全相同的。
形狀
原子種類
個數(shù)
幾何排列
CsCl晶胞
一、晶胞的常識
晶胞的特點
x
y
z
8個頂角相同
三套各兩個平行面分別相同
(共6個面)
三套各4根平行棱分別相同
(共12根棱)
一、晶胞的常識
結合所學內(nèi)容并判斷下列4個圖中結構，屬于晶胞的是________
A
一、晶胞的常識
1個銅晶胞含有幾個銅原子呢？
14個
觀察晶胞圖時，千萬不能忘記，晶胞只是晶體微觀空間結構里的一個基本單元，在它的上下、左右、前后無隙并置地排列著無數(shù)晶胞，而且所有晶胞的形狀及其內(nèi)部的原子種類、個數(shù)及幾何排列(包括取向)是完全相同的。
二、晶胞中粒子的計算
晶胞中粒子數(shù)目的計算——均攤法
1
2
4
3
7
6
8
5
1
2
2
1
3
4
1
晶胞的體心：1
晶胞的面心：
晶胞的頂角:
晶胞的棱邊：
8
1
4
1
2
1
二、晶胞中粒子的計算
銅晶胞平均含有的銅原子數(shù)目
金屬銅的一個晶胞的原子數(shù)
2
1
8
1
＝ 8× ＋ 6× ＝4
二、晶胞中粒子的計算
1.下圖依次是金屬鈉(Na)、金屬鋅(Zn)、碘(I2)、金剛石(C)晶胞的示意圖，數(shù)一數(shù)，它們分別平均含幾個原子？
(1)鈉____個；(2)鋅____個；(3)碘____個；(4)金剛石____個。
2
2
8
8
二、晶胞中粒子的計算
② Cl－ 位于 和 ，共有 個
Na+：Cl-=1:1
8× ＋6× ＝4
2
1
8
1
12× ＋1 ＝4
4
1
離子晶體化學式只表示每個晶胞或晶體中各類粒子的最簡整數(shù)比
① Na＋ 位于 和 ，共有 個
頂點
面心
4
棱邊
體心
4
化學式為NaCl
一個晶胞含4個NaCl
Na+
Cl-
NaCl晶胞
Cl-
Na+
二、晶胞中粒子的計算
六棱柱（六方）晶胞
三棱柱晶胞
晶胞不一定都取平行六面體
二、晶胞中粒子的計算
當單一波長的X射線通過晶體時，X射線和晶體中的電子相互作用，在記錄儀上形成衍射圖譜。
X射線衍射方向
——晶胞的形狀、大小與取向
X射線管
鉛板
晶體
非晶體衍射圖譜
晶體能產(chǎn)生分立的斑點
三、晶體結構的測定
X射線衍射強度
——原子的種類與位置
15 20 25 30 35
2θ/°
晶態(tài)SiO2
非晶態(tài)SiO2
晶體能產(chǎn)生明銳的衍射峰
三、晶體結構的測定
衍射圖
計算獲得
晶胞形狀和大小
分子或原子在微觀空間有序排列呈現(xiàn)的對稱類型
原子在晶胞里的數(shù)目和位置
結合晶體化學組成的信息推出原子之間的相互關系
三、晶體結構的測定
發(fā)現(xiàn)X射線，獲1901年物理學獎
發(fā)現(xiàn)X射線在晶體中的衍射效應
勞厄
用X射線衍射研究晶體結構
布拉格父子
倫琴
1901
1914物理學獎
1915物理學獎
1936化學獎
1962化學獎
利用X射線等技術研究分子結構
X射線衍射法測定蛋白質晶體結構
1964化學獎
X射線衍射法測定復雜晶體與大分子結構
1980化學獎
X射線衍射確定DNA核苷酸順序與基因結構
1985化學獎
……
發(fā)展了X射線衍射確定晶體與分子結構的方法。
Hauptman與Karle
三、晶體結構的測定

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