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(共47張PPT)
魯科版選擇性必修2
物質結構與性質
同學們好
歡迎來到化學課堂
meiyangyang8602
請你思考！
水有三態的變化，你對水中微粒間的相互作用有什么新的思考
氣態水
液態水
固態水
氣體降溫加壓
會液化
液體降溫
會凝固
meiyangyang8602
請你思考！
固態(冰)、液態(水)和氣態(水蒸氣)，那么，這三種狀態之間是如何轉化的呢？
固態
液態
氣態
氣化
(吸熱)
液化
(放熱)
凝固
(放熱)
融化
(吸熱)
升華
(吸熱)
凝華
(放熱)
物質的聚集狀態只有固態、液態、氣態三種嗎？
第二章 不同聚集狀態的物質與性質
第 1 節 認識晶體
教材分析
本節教材首先從實物出發，介紹了晶體的重要特征（宏觀：規則的幾何外形、各向異性），推測晶體具有不同于非晶體明顯特征的原因（微觀：微粒空間排列的周期性）。借助晶體 X射線衍射驗證推測，從微觀角度得出了晶體與非晶體的區別，并且指出正是由于晶體中微粒排列的重復性和有序性，使得人們只要認識了晶體中一個重復單元的空間結構，便可以推知整個晶體的結構特點，從而打開了認識物質結構的大門。在此基礎上介紹了晶體結構的基本重復單元———晶胞的定義、形狀及從晶體中選取品胞的方式，并以銅的晶胞為例，介紹了如何分析一個品胞中包含的微粒數。教材還介紹了晶體的分類、晶體材料的廣泛用途、非晶體材料的一些優異性能，并目通過"拓展視野"欄日補充了準晶體的知識，豐富了人們對物質世界的認識。
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雪花晶體
在我國漢代，人們就曾用“雪花六出”來描繪雪花晶體
具有自發形成的、規則的幾何外形
01
晶體的特性
meiyangyang8602
請你思考！
觀察圖片，這些固體在外形上有什么區別？
玻璃
橡膠
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請你思考！
究竟什么樣的物質才能稱為晶體？
玻璃
橡膠
晶體
非晶體
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晶體的特性
物質的聚集狀態
氣態
固態
液態
20世紀前，人們以為分子是所有化學物質能夠保持其性質的最小粒子，物質固、液、氣三態的相互轉化只是分子間距離發生了變化。
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晶體的特性
聯想·質疑
物質的聚集狀態
20世紀初，通過X射線衍射等實驗手段，發現許多常見的晶體中并無分子，如氯化鈉、石墨、二氧化硅、金剛石以及各種金屬等。
對固體進行X射線衍射實驗判斷是否是晶體的方法是最可靠的科學方法。
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X射線衍射與晶體結構
非晶態物質沒有周期性結構,不能使X射線產生衍射現象,只有散射現象。
晶體SiO2
非晶體SiO2
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X射線衍射與晶體結構
非晶態物質沒有周期性結構,不能使X射線產生衍射現象,只有散射現象。
晶體SiO2
非晶體SiO2
當單一波長的X射線通過晶體時
單晶衍射圖
非晶態和晶態SiO2 粉末衍射圖譜的對比
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1、晶體與非晶體
(1)晶體：內部微粒（原子、離子或分子）在空間按一定規律做周期性重復排列構成的固體物質。
(2)非晶體：把內部微粒無周期性重復排列的固體物質稱為非晶體
橡膠、石蠟、玻璃、瀝青等
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2、晶體的特征
固體 自范性 微觀結構
晶體 原子在三維空間里呈 排列
非晶體 原子排列相對_____
無序
周期性有序
有
(能自發呈現多面體外形)
無
(不能自發呈現多面體外形)
硫酸銅結晶
醋酸鈉結晶
自范性
（1）自范性：在適宜條件下，晶體能夠自發地呈現封閉的、規則的多面體外形。
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2、晶體的特征
（2）各向異性：晶體在不同方向上表現出不同的物理性質。
如導電性、導熱性、膨脹系數、折光率、硬度、光學性質等，因研究角度不同而產生差異，即為各向異性。
云母片上的長軸方向與短軸方向傳熱速度不同，熱導率有各向異性。
玻璃片的蠟熔成圓形
云母片的蠟熔成橢圓形
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2、晶體的特征
（2）各向異性：晶體在不同方向上表現出不同的物理性質。
如導電性、導熱性、膨脹系數、折光率、硬度、光學性質等，因研究角度不同而產生差異，即為各向異性。
不同方向觀察紅寶石，發現寶石的顏色不同
在不同方向，晶體對光線的吸收與反射是不同的，折射率有各向異性。
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2、晶體的特征
（2）各向異性：晶體在不同方向上表現出不同的物理性質。
如導電性、導熱性、膨脹系數、折光率、硬度、光學性質等，因研究角度不同而產生差異，即為各向異性。
導電性差
導電性強
在不同方向，石墨的導電能力不同，導電率有各向異性。
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2、晶體的特征
（3）對稱性：晶體的外形和內部結構都具有特有的對稱性。
二氧化硅晶體
晶態結構示意圖
二氧化硅非晶體
非晶態結構示意圖
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2、晶體的特征
⑷固定的熔點：晶體有固定的熔點而非晶體沒有。
晶體
非晶體
溫度
時間
溫度
時間
溫度
時間
溫度
時間
晶體
非晶體
物質熔化時的溫度變化曲線
物質凝固時的溫度變化曲線
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3. 晶體的種類
依據：晶體構成微粒種類和相互作用不同
分類：可以將晶體分為離子晶體、金屬晶體、共價晶體和分子晶體。
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4、晶體與非晶體的用途
(1)晶體:
①把機械能變成電能;②制作紅外夜視儀;③做電子元件。
(2)非晶體:
①某些非晶態合金的強度和硬度比相應的晶態合金的強度和硬度高;
②某些非晶態合金在中性鹽溶液或酸性溶液中耐腐蝕性比不銹鋼好得多
③非晶態硅對陽光的吸收系數比單晶硅大,可以有效吸收陽光。
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準晶體
拓展視野
練習
1.下列關于晶體和非晶體的本質區別的敘述中，正確的是( )
A.是否為具有規則幾何外形的固體
B.是否具有各向異性
C.是否具有美觀、對稱的外形
D.內部微粒在空間是否呈周期性有序排列
2.下列物質中屬于晶體的是( )
①橡膠　②玻璃　③食鹽　④水晶　⑤塑料　⑥膽礬
A.①④⑤ B.②③⑥
C.①③④ D.③④⑥
D
D
練習
3、如圖是a、b兩種不同物質的熔化曲線,下列說法正確的是(　)
A
A.a是晶體 B.a是非晶體
C.b是晶體 D.a、b都是非晶體
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請你思考！
晶體可以看成是微粒按照一定規律無限堆積而得到的，
整個晶體里排列著無數個微粒。那么，如何研究晶體內部微粒的排列規律呢
通過X射線衍射等實驗證明晶體是微粒按照一定規律可重復的周期型排列而無限堆積得到的。我們研究晶體的結構只需找出其中的基本的重復單元并加以分析，就可以了解整個晶體。
02
晶體結構的基本重復單元
——晶胞
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晶體結構的基本重復單元——晶胞
乙酸晶體
乙酸晶胞
乙酸分子的空間結構
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晶體結構的基本重復單元——晶胞
1.晶胞含義：晶體結構中基本的重復單元。
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晶體結構的基本重復單元——晶胞
2.晶胞形狀：平行六面體
3、排布原則——無隙并置
無隙并置
無隙：相鄰晶胞之間沒有任何間隙。
并置：所有晶胞平行排列取向相同。
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晶體結構的基本重復單元——晶胞
4．晶體與晶胞的關系
銅晶胞
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晶體結構的基本重復單元——晶胞
4．晶體與晶胞的關系
晶體結構
晶胞示意圖
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請你思考！
應該如何分析一個晶胞中包含的微粒數呢？
交流·研討
請討論銅晶胞中包含的微粒數
以銅的晶胞為例，表面上看有 14 個微粒，但考慮到此晶胞的上、下、前、后、左、右還并置著其他晶胞，所以處于頂點和面心上的微粒并不為一個晶胞所獨占。
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晶體結構的基本重復單元——晶胞
5．晶胞中粒子數目的計算方法——切割法
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晶胞中粒子數目的計算方法——切割法
頂點：
位于頂點的微粒，同時為8個晶胞共有,晶胞完全擁有其 。
1/8
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晶胞中粒子數目的計算方法——切割法
棱上：
位于棱上的微粒，同時為4個晶胞共有,晶胞完全擁有其 。
1/4
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晶胞中粒子數目的計算方法——切割法
面心：
位于面心上的微粒，同時為2個晶胞共有,晶胞完全擁有其 。
1/2
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晶胞中粒子數目的計算方法——切割法
體心：
位于體心上的微粒，為1個晶胞所有,晶胞完全擁有其 。
1
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晶胞中粒子數目的計算方法——切割法
請討論銅晶胞中包含的微粒數
8×
8
1
＋
8×
1
2
=4
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晶胞中粒子數目的計算方法——切割法
計算鎂晶胞中包含的微粒數。
8×
8
1
＋
1
=2
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晶胞中粒子數目的計算方法——切割法
計算金剛石晶胞中包含的微粒數。
8×1/8+6×1/2+4=8
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晶胞中粒子數目的計算方法——切割法
⑴
⑵
⑶
⑶ 微粒數為：12×1/6 + 2×1/2 + 3 = 6
⑴ 微粒數為：8×1/8 + 6×1/2 = 4
⑵ 微粒數為：8×1/8 + 1 = 2
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晶胞中粒子數目的計算方法——切割法
1.某離子化合物的晶胞結構如圖所示，晶胞是整個晶體中最基本的重復單元。陰離子位于此晶胞的中心，陽離子位于8個頂點，該離子化合物中，陰、陽離子個數之比是
A.1：8 B.1：4
C.1：2 D.1：1
D
練習
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晶胞中粒子數目的計算方法——切割法
練習
2，形成化合物晶體的晶胞如右圖所示，該化合物的化學式為_________。
ZnS
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晶胞中粒子數目的計算方法——切割法
練習
3，最近發現,只含鎂、鎳和碳三種元素的晶體竟然也具有超導性。該新型超導晶體的一個晶胞如圖所示,則該晶體的化學式為(　　)
A.Mg2CNi3 B.MgC2Ni
C.MgCNi2 D.MgCNi3
D
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晶胞中粒子數目的計算方法——切割法
練習
4，硼和鎂可形成超導化合物。如圖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、下面還各有一個鎂原子；6個硼原子位于棱柱的側棱上，則該化合物的化學式可表示為(　　)
A．MgB　　　　　B．Mg3B2
C．MgB2 D．Mg2B3
B
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晶體缺陷及其應用
拓展視野

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