(共37张PPT)
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固态
液态
气态
凝固
凝华
融化
升华
气化
液化
（放热）
（放热）
（放热）
（吸热）
（吸热）
（吸热）
物质的三态变化是物理变化，变化时克服分子间作用力或破坏化学键，但不会有新的化学键形成。
第1节 物质的聚集状态和晶体常识
第三章 晶体结构与性质
学习目标
1.了解等离子晶体和液晶
2.了解晶体和非晶体
3.了解晶体的重要特征，简单了解晶体的分类
4.了解晶胞的概念，以及晶胞与晶体的关系，会用“切割法”确定晶胞中的粒子数目（或粒子数目比）和晶体的化学式
预习检测
1.液晶是介于 和 之间的物质状态，具有液体的 、 、 等又有像晶体那样的 、 等
2.什么是等离子体？
等离子体中正、负电荷相等，总体来看等离子体呈电中性，等离子体具有很好的导电性和流动性
3.晶体有哪些特性？
液态
4.什么是晶胞？晶体中的晶胞是如何排列的？
描述晶体结构的基本单元。
晶态
流动性
黏性
形变性
各向异性
光学性质
自范性和各向异性
晶体中的晶胞的排列--无隙并置。
5.根据晶体内部微粒的种类和微粒间的 的不同，可以将晶体分为 、 、 、 。
离子晶体
共价晶体
金属晶体
分子晶体
你知道吗
日常生活中所接触到的物质会有哪些状态呢？
钻石
松香
塑料
玻璃
固态：
流水
液态：
氧气
气态：
极光
雷电
那么雷电和极光里的物质又是什么状态的呢？
物质的聚集状态
气态物质在 或者在 激发下，分子发生分解，产生 等。这种由电子、阳离子和电中性粒子组成的整体上呈 的物质 称为等离子体。
高温
外加电场
电子和阳离子
电中性
聚集体
一、等离子体
等离子体具有良好的 和 。
特点
等离子体是一种特殊的气体
导电性
流动性
物质的聚集状态
介于 和 之间的物质状态
晶态
液态
流动性、黏度、形变性等
导热性、光学性质等
固体
液体
液晶的温度范围
液晶
T1(熔点)
T2(澄清点)
温度逐渐升高
二、液晶
思考与讨论
1.如何使气体转变为等离子体？
高温加热气体或用紫外线、X射线和γ射线照射气体，都能使气体转变为等离子体
2.为什么液晶具有显示功能？
液晶的显示功能与液晶材料内部分子的有序排列有关，在施加电场时，液晶分子能够沿电场方向有序排列，而移去电场后，液晶分子又恢复到原来的状态，所以液晶具有显示功能。
课堂练习
D
B
晶体与非晶体
蜡状的白磷（P4）
黄色的硫黄（S8）
紫黑色的碘（I2）
蓝色的硫酸铜（CuSO4·5H2O）
晶体与非晶体
玻璃又称玻璃体
炭黑又称无定形体
绝大多数常见的固体是晶体
只有如玻璃、炭黑之类的物质属于非晶体
思考：晶体与非晶体有什么本质差异呢？
判断下列物质是晶体还是非晶体：
思考与讨论
1.晶体有哪些特性？如何理解
①自范性：晶体能自发呈现封闭的、规则的多面体外形
②各向异性：同一晶体在不同方向上表现出不同的物理性质
原因：同一晶体在不同方向上质点排列一般是不一样的，因此，晶体的物理性质常常随方向的不同而有所差异。
非晶体则不具有物理性质各向异性的特点
③晶体的熔点固定，非晶体没有固定的熔点。
原因：晶体中粒子在微观空间里呈现周期性的有序排列（晶体内部粒子排列的有序性）
非晶体粒子的排列则相对无序，无自范性。
④晶体能使X-射线产生的衍射
晶体物质能使X-射线产生衍射，非晶体只有散射效应。
晶体和非晶体的比较
思考与讨论
1.判断下图哪个是晶体融化的图，哪个是非晶体融化的图像，为什么？
晶体与非晶体
晶体与非晶体
二、晶体和非晶体的本质差异
自范性
晶体 有 (能自发呈现多面体外形) 有
(能自发呈现多面体外形)
非晶体 没有 (不能自发呈现多面体外形) 没有
(不能自发呈现多面体外形)
晶体与非晶体
三、晶体的自范性
一定条件下，晶体能自发地呈现多面体外形的性质。
晶体呈现自范性的条件之一：晶体生长速率适当
天然水晶球
岩浆里熔融态的SiO2侵入地壳内的空洞冷却形成的
玛瑙
水晶
熔融态的SiO2快速冷却形成的，无晶体外形
熔融态的SiO2缓慢冷却形成的，呈现晶体外形
晶体与非晶体
思考与讨论
4.晶体的自范性、各向异性是由哪些因素引起的？
因为非晶体的内部微粒的排列是相对无序的。
1.为什么非晶体没有晶体所具有的各向异性和自范性？
2.晶体一定是固体，固体一定是晶体吗？
3.晶体组成均一，那么晶体一定是透明的吗？
晶体一定是固体，固体不一定是晶体，如玻璃、橡胶等。
不一定。
晶体内部微粒在空间内按照一定规律做周期性重复排列，使晶体具有规则的几何外形，内部微粒在各个方向上不同排列使晶体具有各项异性的本质原因。
晶体与非晶体
晶体与非晶体
晶体与非晶体
从饱和硫酸铜溶液中析出的硫酸铜晶体
从熔融态结晶出的硫晶体
升华得到的碘晶体
B
D
当堂训练
晶胞
常规的晶胞都是平行六面体，整块晶体可以看作是数量巨大的晶胞“无隙并置”而成。
“无隙”：相邻晶胞之间没有任何 。
“并置”：所有晶胞都是 排列的，取向 。
间隙
平行
相同
所有晶胞的 及其内部的 、 及 是完全相同的。
形状
原子种类
个数
几何排列
无隙并置
晶胞
概念 晶体结构中最小的重复单元
形状 常规的晶胞是大小、形状完全相同的平行六面体
类型 六方最密堆积--六方晶胞
面心立方最密堆积--面心立方晶胞
“切割法”计算 某晶胞中的微粒，如果被n个晶胞所共有，则微粒的1/n属于该晶胞
晶胞中粒子个数的计算
1
2
4
3
7
6
8
5
1
2
2
1
3
4
1
体心：1
面心：1/2
顶点：1/8
棱边：1/4
晶胞中粒子个数的计算
粒子
位于顶点： 。
位于棱上： 。
位于面上： 。
位于内部： 。
同为8个晶胞所共有，1/8粒子属于该晶胞
同为4个晶胞所共有，1/4粒子属于该晶胞
同为2个晶胞所共有，1/2粒子属于该晶胞
整个粒子都属于该晶胞
一、平行六面体晶胞
类型 简单立方 体心立方 面心立方
结构特点 在平面六面体的8个顶角上有粒子 除8个顶角上有粒子外，平行六面体的体心上还有1个粒子 除8个顶角上有粒子外，平行六面体的6个面的面心上均有1个粒子
一个晶胞的原子数
1
2
4
晶胞中粒子个数的计算
二、非平行六面体晶胞
晶胞中粒子对晶胞的贡献视具体情况而定，如正六棱柱形晶胞，顶点上的每个微粒对晶胞的贡献为1/6，水平棱边为1/4,竖直棱边为1/3，面为1/2,内部为1
顶角：1/6
上、下棱：1/4
侧棱：1/3
面上：1/2
内部：1
思考与讨论
1.晶胞有几套平行棱？有几套平行面？
2.图3-11依次是金属钠（Na）、金属锌（Zn）、碘（I2）、金刚石（C）晶胞的示意图，数一数，他们分别平均含有几个原子？
金属钠（C） 金属锌（Zn） 碘（I2） 金刚石（C）
思考与讨论
1.由晶胞构成的晶体，其化学式是否表示一个分子中原子的数目？
2.计算晶胞中的微粒数目为什么采用均摊法？？
不表示，只表示每个晶胞中各类原子的最简整数比
整块晶体可以看作是数量巨大的晶胞无隙并置而成。所谓无隙是指相邻细胞之间没有任何间隙，所谓并置是指所有晶胞都平行排列，取向相同。位于晶胞顶点、棱上、面上的微粒不完全属于晶胞，只占该微粒的1/n，因此，需采用均摊法。
晶体结构的测定
非晶态和晶态二氧化硅粉末X射线衍射图谱的对比
通过晶体的X射线衍射实验获得衍射图后，经过计算可以从衍射图形获得晶体结构的有关信息。
当堂训练
1.下列关于晶胞的叙述正确的是（ ）
A.所有的晶胞都是平行六面体
B.不同的晶体中晶胞的大小和形状都相同
C.晶胞中的任何一个粒子都属于该晶胞
D.已知晶胞的组成可推知晶体的组成
2.金晶体的最小重复单元（也称晶胞）是面心立方体，即在立方体的8个顶点各有一个金原子，各个面的中心有一个金原子，每个金原子被相邻晶胞所公用，金原子的直径为d,用NA表示阿伏伽德罗常数，M表示金的摩尔质量。
（1）金晶体的每个晶胞中含有 个金原子。
（2）如果金原子是钢性球，且面对角线上三个小球两两相切，那么一个晶胞的体积为 。（3）金晶体的密度是 。
D
4
迁移应用
A
迁移应用
4∶3
1∶1
4
4
C
D
B
迁移应用
谢谢
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