資源簡介

(共25張PPT)
3.1.1 認識晶體
學習目標定位
1、能從微觀角度理解晶體的結構特征，并能結合晶體的特點判斷晶體與非晶體。
2、了解晶胞的概念，形成分析晶胞結構的思維模型(均攤法)，能根據晶胞的結構確定微粒個數及化學式。
引入新課
物質的性質、變化和用途與物質的聚集狀態密切相關。
物質通常有三中聚集狀態：氣態、液態和固態，固態物質通常分為晶體與非晶體。
哪些物質可以被稱為晶體？哪些不可以？
一、晶體的特征
觀察下列物質的結構模型，思考晶體內部、非晶體的內部微粒排列各有什么特點？
組成晶體的微粒在空間按一定規律呈周期性重復排列，而組成非晶體的微粒在空間雜亂無章地排列。
一、晶體的特征
1、概念：
(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。如金剛石、食鹽、干冰等。
(2)非晶體：內部微粒無周期性重復排列的固體物質。如橡膠、玻璃、松香等。
內部微粒排列是否規律是晶體與非晶體的本質區別。
閱讀課本P91，總結晶體的特性
一、晶體的特征
2、晶體的特性：
(1)自范性：晶體在適宜條件下可以自發地呈現封閉的、規則的多面體外形的性質。
(2)各向異性：是指在不同的方向上表現出不同的物理性質，如強度、導熱性、光學性質等。
(3)對稱性：晶體具有特定的對稱性，如規則的食鹽晶體具有立方體外形，它既有軸對稱性，也有面對稱性。
(4)晶體具有固定的熔點。非晶體沒有固定熔點。
一、晶體的特征
3、常見的四種晶體類型
根據晶體內部微粒的種類和微粒間的相互作用的不同，
一、晶體的特征
將晶體分為四種類型：
晶體類型 構成微粒種類 微粒間的相互作用 實例
離子晶體 陰、陽離子 離子鍵 NaCl
金屬晶體 金屬原子 金屬鍵 Cu
原子晶體 原子 共價鍵 金剛石
分子晶體 分子 分子間作用力 干冰
總結歸納
(1)晶體具有的三個基本特征是自范性、各向異性和特定的對稱性。
(2)晶體與非晶體的區別方法
①間接方法：看是否有固定的熔點
②科學方法：對固體進行 X 射線衍射實驗（教材P92）
(3)判斷晶體類型的方法之一：根據晶體結構微粒的種類及微粒間的相互作用。
判斷正誤
(1)晶體有自范性但其微粒排列無序(　　)
(2)晶體具有各向同性，非晶體具有各向異性(　　)
(3)晶體有固定的熔點(　　)
(4)粉末狀固體也可能是晶體(　　)
×
×
√
√
跟蹤強化
1、下列敘述中正確的是(　　)
A．具有規則幾何外形的固體一定是晶體
B．具有特定對稱性的固體一定是晶體
C．具有各向異性的固體一定是晶體
D．依據構成粒子的堆積方式可將晶體分為金屬晶體、離子晶體、分子晶體、原子晶體
C
跟蹤強化
2、關于晶體的自范性，下列敘述正確的是(　　)
A．破損的晶體能夠在固態時自動變成規則的多面體
B．缺角的氯化鈉晶體在飽和 NaCl 溶液中慢慢變為完美的立方體塊
C．圓形容器中結出的冰是圓形的體現了晶體的自范性
D．由玻璃制成規則的玻璃球體現了晶體的自范性
B
二、晶胞
晶體中的微粒呈現可重復的周期性排列，因此研究晶體結構時只需要找出基本的重復單元對其加以分析就能知道整個晶體的結構。
1、概念：晶體結構中基本的重復單元稱為晶胞，一般為平行六面體。
2、晶胞選取原則：在保證對稱性的前提下，依據晶胞盡量簡潔的原則進行選取。
二、晶胞
二、晶胞
3、晶胞與晶體的關系：將一個個晶胞及其中包含的微粒上、下、前、后、左、右無隙并置，就構成了整個晶體結構。
因此，知道了晶胞的大小和形狀以及晶胞中包含的微粒種類、數目和空間位置，就可以了解整個晶體的結構。
分子構成的晶體盡管其構成微?？瓷先碗s，但同樣
可看作其構成微粒在空間的周期性重復排列，如苯。
二、晶胞
4、晶胞中粒子數目的計算
計算一個晶胞中實際擁有的微粒數，常用“切割法”(或“均攤法”)。即某個微粒為 n 個晶胞所共有，那么切割后的每個晶胞對這個微粒分得的份額是1/n。
以銅的晶胞為例：
(1)位于頂點上的銅原子為8個晶胞共有。
(2)位于面心上的銅原子為2個晶胞共有。
(3)晶體銅中完全屬于某一晶胞的銅原子數是4。
二、晶胞
4、晶胞中粒子數目的計算
(1)平行六面體形(正方體)晶胞中不同位置的微粒數的計算
①處于頂點上的微粒，同時為 8 個晶胞所共有，每個微粒有1/8屬于該晶胞。
②處于晶面上的微粒，同時為 2 個晶胞所共有，每個微粒有1/2屬于該晶胞。
③處于棱邊上的微粒，同時為 4 個晶胞所共有，每個微粒有1/4屬于該晶胞。
④處于晶胞內部的微粒，則完全屬于該晶胞。
二、晶胞
4、晶胞中粒子數目的計算
(2)非平行六面體形晶胞中微粒數的計算
①處于頂點的微粒，為6個晶胞共用，每個微粒有1/6屬于該晶胞。
②處于面心的微粒，為2個晶胞共用，每個微粒有1/2屬于該晶胞。
③處于體內的微粒，完全屬于該晶胞。
如右圖，六方晶胞中所含的微粒數為12×1/6＋3＋2×1/2＝6。
判斷正誤
(1)晶胞中的任何一個粒子都完全屬于該晶胞(　　)
(2)已知晶胞的組成就可推知晶體的組成(　　)
(3)由晶胞組成的晶體，其化學式表示一個分子中原子的數目(　　)
×
√
×
跟蹤強化
1、下列有關晶胞的敘述，正確的是(　　)
A．晶胞的結構就是晶體的結構
B．不同的晶體中晶胞的大小和形狀都相同
C．晶胞中的任何一個粒子都屬于該晶胞
D．已知晶胞的組成就可推知晶體的組成
D
跟蹤強化
3.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。
平均含有的原子數為鈉____個；鋅___個；碘____個；金剛石___個。
2
2
8
8
跟蹤強化
2、如圖所示為某晶體的一個晶胞，該晶體由A、B、C三種基本粒子組成。試根據圖示判斷，該晶體的化學式是________。
晶胞是晶體中的最小重復單元，每個晶胞中平均擁有的各類微粒的最簡個數比即為晶體的化學式。
A3BC
跟蹤強化
3、如圖為高溫超導領域里的一種化合物——鈣鈦礦晶體結構，該結構是具有代表性的最小重復單元。
(1)在該物質的晶體中，每個鈦原子周圍與它最接近且距離相等的氧離子、鈣離子、鈦離子各有________個、________個、________個。
(2)該晶體結構中，元素氧、鈦、鈣的離子個數比是________，
該物質的化學式可表示為________。
(3)若鈣、鈦、氧三元素的相對原子質量分別為a、b、c，晶體結構圖中正方體邊長(鈦原子之間的距離)為d nm(1 nm＝10－9m)，則該晶體的密度為________ g·cm－3。
6
8
6
3:1:1
CaTiO3
總結歸納
1、晶胞是晶體中的最小重復單元，每個晶胞中平均擁有的各類微粒的最簡個數比即為晶體的化學式。
2、立方晶胞中各物理量的關系：
3、晶胞空間利用率
＝
總結歸納

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