化学人教版（2019）选择性必修2 3.1物质的聚集状态与晶体的常识（共50张ppt）
文档属性
| 名称 | 化学人教版（2019）选择性必修2 3.1物质的聚集状态与晶体的常识（共50张ppt） |  | |
| 格式 | zip | ||
| 文件大小 | 3.4MB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（2019） | ||
| 科目 | 化学 | ||
| 更新时间 | 2022-09-27 21:37:26 | ||
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文档简介
(共50张PPT)
第一节 物质的聚集状态与晶体的常识
第三章 晶体结构与性质
学习目标
1. 能说出物质常见的聚集状态。
2. 能说出晶体与非晶体的区别。
3. 能结合实例描述晶体中微粒排布的周期性规律。
4. 能说明 X 射线衍射在物质结构研究中的作用。
一、物质的聚集状态
一、物质的聚集状态
一、物质的聚集状态
固态
液态
气态
融化（吸热）
升华
（吸热）
气化（吸热）
凝固
（放热）
凝华
（放热）
液化（放热）
物质三态间的相互转化
一、物质的聚集状态
一、物质的聚集状态
物质发生三态变化的原因是什么？
物质均由分子组成，三态变化是由于分子间的距离发生改变。
20 世纪前
这种认识全面吗？
阴阳离子
原子
氯化钠、 石墨、二氧化硅、金刚石
20 世纪初，通过X 射线衍射实验等手段，发现许多常见的晶体中并无分子。
一、物质的聚集状态
气态和液态的物质都是由分子构成的吗？
等离子体：由电子、阳离子和电中性粒子（原子或分子）
组成的整体上呈电中性的气体物质
离子液体：熔点不高的，仅由离子组成的液体物质
一、物质的聚集状态
不一定
气态物质在高温或者在外加电场激发下，分子发生分解，产生电子和阳离子等。这种由电子、阳离子和电中性粒子组成的整体上呈电中性的物质聚集体，称为等离子体，它是一种特殊气体。
1.等离子体
等离子体存在于我们周围
日光灯和霓虹灯的灯管里
蜡烛的火焰中
极光和雷电里
一、物质的聚集状态
等离子体显示器 化学合成 核聚变
等离子体的特性与用途
含有带电粒子且能自由运动，具有良好的导电性和流动性
一、物质的聚集状态
2. 液晶
液晶是介于液态和晶态之间的物质状态，既具有液体的流动性、黏度、形变性等，又有晶体的某些物理性质，如导热性等，表现出类似晶体的各向异性。
一、物质的聚集状态
液晶类别
液晶分为热致液晶和溶致液晶（即胶束等）。
图3-2 一定温度范围的液晶
一、物质的聚集状态
1. 液晶已广泛的应用，如手机、电脑和电视的液晶显示器
2.合成高强度液晶纤维已广泛应用于飞机、火箭、坦克、 舰船、防弹衣、防弹头盔等。
液晶的用途
一、物质的聚集状态
一、物质的聚集状态
物质的聚集状态
气态
固态
液态
晶态
塑晶态
液晶态
非晶态
等离子体
液晶
二、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）
二、晶体与非晶体
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
玻璃又称玻璃体
炭黑又称无定形体
二、晶体与非晶体
晶体与非晶体的本质差异
自范性 微观结构
晶体 有 (能自发呈现多面体外形) 原子在三维空间里呈
周期性有序排列
非晶体 没有 (不能自发呈现多面体外形) 原子排列相对无序
二、晶体与非晶体
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
二、晶体与非晶体
二、晶体与非晶体
二、晶体与非晶体
晶体的自范性
本质上，晶体的自范性是晶体中粒子在微观空间里呈现周期性有序排列的宏观表象。
非晶体粒子的排列则相对无序，无自范性。
二、晶体与非晶体
获得晶体的途径
液熔融态物质凝固
气态物质冷却不经也太直接凝固（凝华）
溶质从溶液中析出
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
二、晶体与非晶体
晶体的各向异性
晶体有固定的熔点；非晶体没有固定的熔点。
晶体在不同的方向上具有不同的物理性质。
包括晶体的强度、导电性 、导热性、光学性质等。
非晶体则不具有物理性质各向异性的特点
间接确定某固体是否属于晶体：
区分晶体和非晶体最可靠的科学方法是：
对固体进行X射线衍射实验
X射线衍射原理：单一波长的X射线通过晶体时，X射线和晶体中的电子相互作用，会在记录仪上产生分立的斑点或明锐的衍射峰。
测定晶体结构最常用的仪器是X射线衍射仪
二、晶体与非晶体
二、晶体与非晶体
X
射线
衍射
图谱
晶胞形状和大小、分子或原子在微观空间有序排列呈现的对称类型、原子在晶胞里的数目和位置等
计算
结合化学组成
原子之间的相互关系
即晶体结构
二、晶体与非晶体
晶体 非晶体
微观结构特征 粒子周期性有序排列 粒子排列相对无序
性质 特征 自范性 有 无
各向异性 有 无
熔点 固定 不固定
鉴别方法 间接方法 看是否具有固定的熔点或根据某些物理性质的各向异性
科学方法 对固体进行X－射线衍射实验
举例 NaCl、I2、SiO2、Na晶体等 玻璃、橡胶等
二、晶体与非晶体
④晶体不一定都有规则的几何外形，如玛瑙。
①同一物质可以是晶体，也可以是非晶体，
如晶体SiO2和非晶体SiO2。
②有着规则几何外形或者美观、对称外形的固体，不一定是晶体。例如，玻璃制品可以塑造出规则的几何外形，也可以具有美观对称的外观。
③具有固定组成的物质也不一定是晶体，
如某些无定形体也有固定的组成。
三、晶胞
铜晶体
铜晶胞
1. 晶胞：描述晶体结构的基本单元
即晶体中最小的结构重复单元
三、晶胞
金刚石晶体
金刚石晶胞
NaCl晶体结构和晶胞
CO2晶胞
晶胞一般为平行六面体
三、晶胞
简单立方
体心立方
面心立方
常见的三种晶胞类型
类型 简单立方 体心立方 面心立方
粒子位置 8个顶角 8个顶角 1个体心 8个顶角
6个面心
一个晶胞的原子数
1
2
4
三、晶胞
平行六面体
无隙并置
2.晶胞“无隙并置”形成晶体
无隙：共用交界处的粒子。
并置：平行排列，取向相同。
三、晶胞
3.晶胞中原子个数的计算
均摊法：
若晶胞上的某原子被x个晶胞所共有，晶胞就只占有该原子的1/x
Cu晶胞
该晶胞中含有14个铜原子吗？
三、晶胞
1
体心：1
三、晶胞
1
2
面心：1/2
三、晶胞
2
1
3
4
棱边：1/4
三、晶胞
1
2
4
3
7
6
8
5
顶点：1/8
三、晶胞
三、晶胞
（1）立方体
体心：
1
面心：
1/2
棱边：
1/4
顶点：
1/8
三、晶胞
金属钠（C） 金属锌（Zn） 碘（I2） 金刚石（C）
2、数一数，它们分别平均含有几个原子？
三、晶胞
( 8× ＋6× )×3＝12
3、下图是CO2分子晶体的晶胞结构示意图，其中有多少个CO2分子？多少个原子？
8× ＋6× ＝4
(2)三棱柱
体心
1
面心
1/2
棱边
水平1/4 竖1/6
顶点
1/12
三、晶胞
(3)六棱柱
体心
1
面心
1/2
棱边
水平1/4 竖1/3
顶点
1/6
三、晶胞
5、中平均每个正六边形占有C原子数为____个、占有的碳碳键数为____个。
2
3
4、黑球是Mg，红球是B，求该物质的化学式
MgB2
三、晶胞
五、晶体化学式的确定
晶体的化学式表示的是晶体（也可以说是晶胞）中各类原子或离子数目的最简整数比
团簇分子或纳米颗粒与晶胞不同，这两类物质是独立的分子，所有原子均为该分子所有。与晶体中多个晶胞共用原子不相同
A
B
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）
化学式：
AB
五、晶体化学式的确定
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）
A
B
化学式：
A2B
BA2
五、晶体化学式的确定
A
B
化学式：
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
五、晶体化学式的确定
B
化学式：
A
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）
C
ABC3
五、晶体化学式的确定
5.最近发现一种由钛原子和碳原子构成的气态团簇分子，如下图所示，顶角和面心的原子是钛原子，棱的中心和体心的原子是碳原子，它的化学式是 。
Ti14C13
五、晶体化学式的确定
第一节 物质的聚集状态与晶体的常识
第三章 晶体结构与性质
学习目标
1. 能说出物质常见的聚集状态。
2. 能说出晶体与非晶体的区别。
3. 能结合实例描述晶体中微粒排布的周期性规律。
4. 能说明 X 射线衍射在物质结构研究中的作用。
一、物质的聚集状态
一、物质的聚集状态
一、物质的聚集状态
固态
液态
气态
融化（吸热）
升华
（吸热）
气化（吸热）
凝固
（放热）
凝华
（放热）
液化（放热）
物质三态间的相互转化
一、物质的聚集状态
一、物质的聚集状态
物质发生三态变化的原因是什么？
物质均由分子组成，三态变化是由于分子间的距离发生改变。
20 世纪前
这种认识全面吗？
阴阳离子
原子
氯化钠、 石墨、二氧化硅、金刚石
20 世纪初，通过X 射线衍射实验等手段，发现许多常见的晶体中并无分子。
一、物质的聚集状态
气态和液态的物质都是由分子构成的吗？
等离子体：由电子、阳离子和电中性粒子（原子或分子）
组成的整体上呈电中性的气体物质
离子液体：熔点不高的，仅由离子组成的液体物质
一、物质的聚集状态
不一定
气态物质在高温或者在外加电场激发下，分子发生分解，产生电子和阳离子等。这种由电子、阳离子和电中性粒子组成的整体上呈电中性的物质聚集体，称为等离子体，它是一种特殊气体。
1.等离子体
等离子体存在于我们周围
日光灯和霓虹灯的灯管里
蜡烛的火焰中
极光和雷电里
一、物质的聚集状态
等离子体显示器 化学合成 核聚变
等离子体的特性与用途
含有带电粒子且能自由运动，具有良好的导电性和流动性
一、物质的聚集状态
2. 液晶
液晶是介于液态和晶态之间的物质状态，既具有液体的流动性、黏度、形变性等，又有晶体的某些物理性质，如导热性等，表现出类似晶体的各向异性。
一、物质的聚集状态
液晶类别
液晶分为热致液晶和溶致液晶（即胶束等）。
图3-2 一定温度范围的液晶
一、物质的聚集状态
1. 液晶已广泛的应用，如手机、电脑和电视的液晶显示器
2.合成高强度液晶纤维已广泛应用于飞机、火箭、坦克、 舰船、防弹衣、防弹头盔等。
液晶的用途
一、物质的聚集状态
一、物质的聚集状态
物质的聚集状态
气态
固态
液态
晶态
塑晶态
液晶态
非晶态
等离子体
液晶
二、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）
二、晶体与非晶体
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
玻璃又称玻璃体
炭黑又称无定形体
二、晶体与非晶体
晶体与非晶体的本质差异
自范性 微观结构
晶体 有 (能自发呈现多面体外形) 原子在三维空间里呈
周期性有序排列
非晶体 没有 (不能自发呈现多面体外形) 原子排列相对无序
二、晶体与非晶体
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
二、晶体与非晶体
二、晶体与非晶体
二、晶体与非晶体
晶体的自范性
本质上，晶体的自范性是晶体中粒子在微观空间里呈现周期性有序排列的宏观表象。
非晶体粒子的排列则相对无序，无自范性。
二、晶体与非晶体
获得晶体的途径
液熔融态物质凝固
气态物质冷却不经也太直接凝固（凝华）
溶质从溶液中析出
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
二、晶体与非晶体
晶体的各向异性
晶体有固定的熔点；非晶体没有固定的熔点。
晶体在不同的方向上具有不同的物理性质。
包括晶体的强度、导电性 、导热性、光学性质等。
非晶体则不具有物理性质各向异性的特点
间接确定某固体是否属于晶体：
区分晶体和非晶体最可靠的科学方法是：
对固体进行X射线衍射实验
X射线衍射原理：单一波长的X射线通过晶体时，X射线和晶体中的电子相互作用，会在记录仪上产生分立的斑点或明锐的衍射峰。
测定晶体结构最常用的仪器是X射线衍射仪
二、晶体与非晶体
二、晶体与非晶体
X
射线
衍射
图谱
晶胞形状和大小、分子或原子在微观空间有序排列呈现的对称类型、原子在晶胞里的数目和位置等
计算
结合化学组成
原子之间的相互关系
即晶体结构
二、晶体与非晶体
晶体 非晶体
微观结构特征 粒子周期性有序排列 粒子排列相对无序
性质 特征 自范性 有 无
各向异性 有 无
熔点 固定 不固定
鉴别方法 间接方法 看是否具有固定的熔点或根据某些物理性质的各向异性
科学方法 对固体进行X－射线衍射实验
举例 NaCl、I2、SiO2、Na晶体等 玻璃、橡胶等
二、晶体与非晶体
④晶体不一定都有规则的几何外形，如玛瑙。
①同一物质可以是晶体，也可以是非晶体，
如晶体SiO2和非晶体SiO2。
②有着规则几何外形或者美观、对称外形的固体，不一定是晶体。例如，玻璃制品可以塑造出规则的几何外形，也可以具有美观对称的外观。
③具有固定组成的物质也不一定是晶体，
如某些无定形体也有固定的组成。
三、晶胞
铜晶体
铜晶胞
1. 晶胞：描述晶体结构的基本单元
即晶体中最小的结构重复单元
三、晶胞
金刚石晶体
金刚石晶胞
NaCl晶体结构和晶胞
CO2晶胞
晶胞一般为平行六面体
三、晶胞
简单立方
体心立方
面心立方
常见的三种晶胞类型
类型 简单立方 体心立方 面心立方
粒子位置 8个顶角 8个顶角 1个体心 8个顶角
6个面心
一个晶胞的原子数
1
2
4
三、晶胞
平行六面体
无隙并置
2.晶胞“无隙并置”形成晶体
无隙：共用交界处的粒子。
并置：平行排列，取向相同。
三、晶胞
3.晶胞中原子个数的计算
均摊法：
若晶胞上的某原子被x个晶胞所共有，晶胞就只占有该原子的1/x
Cu晶胞
该晶胞中含有14个铜原子吗？
三、晶胞
1
体心：1
三、晶胞
1
2
面心：1/2
三、晶胞
2
1
3
4
棱边：1/4
三、晶胞
1
2
4
3
7
6
8
5
顶点：1/8
三、晶胞
三、晶胞
（1）立方体
体心：
1
面心：
1/2
棱边：
1/4
顶点：
1/8
三、晶胞
金属钠（C） 金属锌（Zn） 碘（I2） 金刚石（C）
2、数一数，它们分别平均含有几个原子？
三、晶胞
( 8× ＋6× )×3＝12
3、下图是CO2分子晶体的晶胞结构示意图，其中有多少个CO2分子？多少个原子？
8× ＋6× ＝4
(2)三棱柱
体心
1
面心
1/2
棱边
水平1/4 竖1/6
顶点
1/12
三、晶胞
(3)六棱柱
体心
1
面心
1/2
棱边
水平1/4 竖1/3
顶点
1/6
三、晶胞
5、中平均每个正六边形占有C原子数为____个、占有的碳碳键数为____个。
2
3
4、黑球是Mg，红球是B，求该物质的化学式
MgB2
三、晶胞
五、晶体化学式的确定
晶体的化学式表示的是晶体（也可以说是晶胞）中各类原子或离子数目的最简整数比
团簇分子或纳米颗粒与晶胞不同，这两类物质是独立的分子，所有原子均为该分子所有。与晶体中多个晶胞共用原子不相同
A
B
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）
化学式：
AB
五、晶体化学式的确定
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）
A
B
化学式：
A2B
BA2
五、晶体化学式的确定
A
B
化学式：
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
五、晶体化学式的确定
B
化学式：
A
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）
C
ABC3
五、晶体化学式的确定
5.最近发现一种由钛原子和碳原子构成的气态团簇分子，如下图所示，顶角和面心的原子是钛原子，棱的中心和体心的原子是碳原子，它的化学式是 。
Ti14C13
五、晶体化学式的确定