3.1《物质的聚集状态与晶体的常识》课件(共49张PPT)
文档属性
| 名称 | 3.1《物质的聚集状态与晶体的常识》课件(共49张PPT) |  | |
| 格式 | pptx | ||
| 文件大小 | 22.8MB | ||
| 资源类型 | 试卷 | ||
| 版本资源 | 人教版（2019） | ||
| 科目 | 化学 | ||
| 更新时间 | 2023-02-23 07:04:10 | ||
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文档简介
(共49张PPT)
物质的聚集状态
与晶体的常识
第一节
第三章 晶体结构与性质
原子结构与性质
核心素养
1.认识物质的聚集状态。
2.能从微观角度理解晶体的结构特征，并能结合晶体的特点判断晶体和非晶体。
3.能运用多种晶体模型来描述和解释有关晶体性质的现象，形成分析晶胞结构的思维模型，利用思维模型，根据晶胞结构确定微粒个数和化学式。
4.了解晶体结构的测定方法。
#0070C0
#00B0F0
你知道吗？
日常生活中我们所接触到的物质会有哪些状态呢？
极光
雷电
那么雷电和极光里的物质又是什么状态呢？
流水
液态
氧气
气态
钻石
松香
塑料
玻璃
固态
#0070C0
#00B0F0
一、物质的聚集状态
1.物质三态的相互转化
20世纪前，人们认为物质的三态变化只是分子间距离发生了变化。
20世纪初，通过X射线衍射等实验手段，发现许多常见的晶体中并无分子。气态和液态物质也不一定是由分子构成。
#0070C0
#00B0F0
一、物质的聚集状态
2.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
离子液体
液晶
#0070C0
#00B0F0
判断正误
(1)物质的聚集状态只有固、液、气三种状态( )
(2)气态和液态物质均是由分子构成的( )
(3)等离子体是一种特殊的气体，含有带电粒子，呈电中性( )
(4)液晶分为热致液晶和溶致液晶，胶束是一种溶致液晶( )
×
×
√
√
#0070C0
#00B0F0
二、晶体与非晶体
观察·思考
钻石
雪花
食盐
石蜡
玻璃砖
橡胶
泡沫塑料
请同学们判断下列物质是晶体还是非晶体：
#0070C0
#00B0F0
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
哪什么是晶体呢？什么又是非晶体呢？
玻璃又称玻璃体
炭黑又称无定形体
#0070C0
#00B0F0
1.晶体与非晶体的概念
⑴晶体
内部微粒(原子、离子或分子)在三维空间里呈周期性有序排列的固体物质。
原子呈周期性有序排列
①概念：
二、晶体与非晶体
#0070C0
#00B0F0
食盐晶体
明矾晶体
石墨
水晶
冰糖
常见的晶体
二、晶体与非晶体
#0070C0
#00B0F0
蜡状的白磷（P4）
紫黑色的碘（I2）
蓝色的硫酸铜（CuSO4·5H2O）
二、晶体与非晶体
#0070C0
#00B0F0
1.晶体与非晶体的概念
⑴晶体
②分类：
晶体
离子晶体
共价晶体
分子晶体
金属晶体
混合晶体
钠晶体的晶胞
金属晶体
分子晶体
共价晶体
离子晶体
二、晶体与非晶体
#0070C0
#00B0F0
1.晶体与非晶体的概念
⑵非晶体：
内部微粒(原子、离子或分子）在三维空间里呈相对无序排列的固体物质。
常见的非晶体有玻璃、炭黑、橡胶等。
—→原子相对无序
二、晶体与非晶体
#0070C0
#00B0F0
⑴自范性：
一定条件下，晶体能自发地呈现多面体外形的性质。
2.晶体与非晶体的本质差异
3.晶体的特性
Ⅰ本质：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。
说明：
非晶体粒子的排列则相对无序，无自范性
二、晶体与非晶体
#0070C0
#00B0F0
Ⅱ晶体呈现自范性的条件之一：生长速率适当
有规则的几何外形（晶体内部质点和外形质点排列的高度有序性）
晶体在不同方向上表现出不同的物理性质，称为晶体的各向异性，包括晶体的强度、光学性质、导电性、导热性等物理性质。
说明：
石墨在与层平行的方向导电率约为在与层垂直方向上导电率的1万倍
⑵各向异性
二、晶体与非晶体
#0070C0
#00B0F0
⑶有固定的熔点
⑸对称性
⑴熔融态物质凝固：
凝固速率适当，可得到规则晶体，凝固速率过快，会得到肉眼看不到多面体外形的粉末或没有规则外形的块状固体，甚至形成的只是非晶态。
非晶体只有散射效应。这是测定晶体结构的重要实验方法。
⑷晶体能使X—射线产生的衍射
非晶体不具有物理性质各向异性的特点
4.获得晶体的途径
二、晶体与非晶体
#0070C0
#00B0F0
岩浆里熔融态的SiO2侵入地壳内的空洞冷却形成的
天然水晶球
熔融态的SiO2快速冷却形成的，无晶体外形
玛瑙
熔融态的SiO2缓慢冷却形成的，呈现晶体外形
水晶
玛瑙
水晶
二、晶体与非晶体
#0070C0
#00B0F0
⑵气态物质冷却不经液态直接凝固（凝华）
⑶溶质从溶液中析出
①硫加热融化，自然冷却结晶后，得到黄色晶体。
②固体直接变成紫色蒸气，蒸气遇冷又重新凝聚成紫黑色的固体。
实验3-1晶体的获得 .mp4
从熔融态结晶出来的硫晶体
凝华得到的碘
从硫酸铜饱和溶液中析出的硫酸铜晶体
③有白色细小晶体析出
二、晶体与非晶体
#0070C0
#00B0F0
⑴晶体与非晶体的根本区别在于构成固体中的粒子在微观空间里是否呈现周期性的有序排列。图3-7玻璃的结构示意图，可以发现构成玻璃的粒子无周期性的排列，是无序的，所以玻璃是非晶体。
二、晶体与非晶体
#0070C0
#00B0F0
练一练
1.下列物质中属于晶体的是(2)气态和液态物质均是由分子构成的( )
①橡胶 ②玻璃 ③食盐 ④水晶 ⑤塑料 ⑥胆矾
A.①④⑤ B.②③⑥
C.①③④ D.③④⑥
解析 固体有晶体和非晶体之分，晶体是内部微粒(原子、离子或分子)在空间按一定规律呈周期性有序排列而构成的具有规则几何外形的固体，如食盐、冰、金属、水晶、胆矾等都是晶体；非晶体中内部粒子的排列则相对无序，如玻璃、橡胶、塑料等都是非晶体。
√
#0070C0
#00B0F0
练一练
2.晶体具有各向异性。如蓝晶石(Al2O3·SiO2)在不同方向上的硬度不同；又如石墨与层垂直的方向上的电导率是与层平行的方向上的电导率的 。晶体的各向异性主要表现在
解析 晶体的各向异性主要表现在物理性质方面。
①硬度 ②导热性 ③导电性 ④光学性质
A.①③ B.②④
C.①②③ D.①②③④
√
#0070C0
#00B0F0
三、晶 胞
1.概念
描述晶体结构的基本单元叫做晶胞，晶胞是晶体中最小的重复结构单元。
#0070C0
#00B0F0
三、晶 胞
2.晶体和晶胞的关系
无隙：相邻晶胞之间没有任何间隙
并置：所有晶胞都是平行排列的，取向相同。
晶体可以看作是数量巨大的晶胞“无隙并置”而成
共顶角共棱共面
平行六面体
无隙并置
#0070C0
#00B0F0
三、晶 胞
交流·研讨
作为晶体的基本重复单元，晶胞应满足什么要求？
能否选择球体作为晶胞的形状？
将任意晶胞沿着晶胞的周期性排列方向移动到相邻或其他晶胞时，能够完全重合，过程中无须转动或改变方向。
单一形状
无隙堆积
平移复原
晶胞
不满足无隙堆积
#0070C0
#00B0F0
三、晶 胞
3. 晶胞的结构
同一晶体中所有晶胞的形状及其内部的粒子种类、个数及几何排列是完全相同的。
（1）晶胞的外形
具有一定的形状和大小，能表征晶体所含的粒子及粒子在空间的周期性有序排列特点。
#0070C0
#00B0F0
三、晶 胞
晶胞在二维平面的形状只能是平行四边形
晶胞在三维空间的形状一般是平行六面体
这些形状是否都能作为二维平面的基本重复单元的形状？
#0070C0
#00B0F0
三、晶 胞
晶胞
平行六面体
8个顶角相同
3套各2个平行面分别相同
3套各4根平行棱分别相同
最小平行六面体(其边长不一定相等也不一定垂直)----通过上、下、左、右、前、后的平移能与下一个晶胞完全重合。
化学组成相同
几何排列相同
CaTiO3晶胞
ZnS晶胞
I2晶胞
（2）晶胞一般是平行六面体
#0070C0
#00B0F0
三、晶 胞
4.晶胞中粒子个数的计算
均摊法切割法：晶胞任意位置上的一个粒子如果是被x个晶胞所共有，那么，每个晶胞只分摊到该粒子的1/x。
立方晶胞中粒子个数的计算
体内
体内：1
立方晶胞中粒子个数
#0070C0
#00B0F0
三、晶 胞
顶点
顶点：1/8
立方晶胞中粒子个数
#0070C0
#00B0F0
三、晶 胞
棱边
立方晶胞中粒子个数
棱上：1/4
#0070C0
#00B0F0
三、晶 胞
面心
立方晶胞中粒子个数
面心：1/2
#0070C0
#00B0F0
三、晶 胞
#0070C0
#00B0F0
归纳总结
1. 晶胞是最小的平行六面体，它有8个顶角，三套各4根平行棱，三套各两个平行面。
2. 均摊法确定晶胞中粒子的个数
若晶胞中某个粒子为n个晶胞所共用，则该粒子有 属于这个晶胞。
长方体形(正方体形)晶胞中不同位置的粒子对晶胞的贡献
#0070C0
#00B0F0
练一练
1.某镍白铜合金的立方晶胞结构如图所示。晶胞中铜原子与镍原子的数量比为________。
提示:3∶1。Cu原子位于面心,个数为6× =3,Ni原子位于顶点,个数为8×
=1,铜原子与镍原子的数目比为3∶1。
#0070C0
#00B0F0
练一练
2.下列各项是晶体结构中具有代表性的最小重复单元
(晶胞)的排列方式,图中: —X, —Y, —Z。其中对应的化学式不正确的是 ( )
#0070C0
#00B0F0
练一练
【解析】确定了晶胞中原子或离子的数目比,就确定了晶体的化学式。确
定晶胞中粒子的数目比,关键是利用“均摊法”确定顶角、棱上、面上、内部
的一个粒子为几个晶胞所共用。A项中X、Y的位置、数目完全等同,化学式为XY,
正确;B项中X、Y的个数比为1∶(8× )=1∶1,化学式为XY,错误;C项中X的数
目:4× +1= ,Y的数目:4× ,化学式为X3Y,正确;D项中X的数目:8× =1,Y的数目:6× =3,Z位于体心,数目为1,化学式为XY3Z,正确。
【答案】B。
#0070C0
#00B0F0
四、晶体结构的测定——X射线衍射实验
伦琴
发现X射线，获1901年物理学奖
1901
1914物理学奖
1915物理学奖
1936化学奖
1962化学奖
1964化学奖
1980化学奖
1985化学奖
发现X射线在晶体中的衍射效应
劳厄
利用X射线等技术研究分子结构
X射线衍射法测定复杂晶体与大分子结构
X射线衍射确定DNA核苷酸顺序与基因结构
用X射线衍射研究晶体结构
布拉格父子
X射线衍射法测定蛋白质晶体结构
发展了X射线衍射确定晶体与分子结构的方法。
Hauptman与Karle
化学博览
#0070C0
#00B0F0
四、晶体结构的测定——X射线衍射实验
X射线管
铅板
晶体样品
记录仪
X射线管
铅板
晶体
1. 测定方法及图谱
分立的斑点或
明锐的衍射峰
学科前沿
#0070C0
#00B0F0
四、晶体结构的测定——X射线衍射实验
非晶态SiO2
晶态SiO2
X射线衍射实验给我们提供了哪些关于晶体结构的信息呢？
#0070C0
#00B0F0
四、晶体结构的测定——X射线衍射实验
衍射图
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
ⅠX射线衍射实验获得晶胞信息
2. X射线衍射图谱的应用
计算获得
晶体的周期性结构
#0070C0
#00B0F0
四、晶体结构的测定——X射线衍射实验
衍射图
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
结合晶体化学组成的信息推出原子之间的相互关系
根据原子坐标，可以计算原子间的距离，判断哪些原子之间存在化学键,确定键长和键角，得出分子的空间结构。
ⅡX射线衍射实验获得分子信息
计算获得
#0070C0
#00B0F0
四、晶体结构的测定——X射线衍射实验
思路·方法
衍射方向
甲烷晶体
a
边长为a的立方晶胞
原子的种类与位置
衍射强度
综合分析
C、H原子间的距离
是否存在
化学键
确定键长、键角
#0070C0
#00B0F0
四、晶体结构的测定——X射线衍射实验
思路·方法
#0070C0
#00B0F0
练一练
原子坐标参数表示晶胞内部各原子的相对位置。下图为Ge单晶的晶胞，其中原子坐标参数A为(0，0，0)；B为 则D原子的坐标参数为__________。
#0070C0
#00B0F0
课堂练习
解析 得到晶体的三条途径：①溶质从溶液中析出；②气态物质凝华；③熔融态物质凝固。
A选项符合①，B选项符合②，C选项符合③。
由于玻璃属于非晶体，熔融后再冷却所得到的固体仍为非晶体。
1.下列过程中不能得到晶体的是
A.对NaCl饱和溶液降温所得到的固体
B.气态水直接冷却成固态水
C.熔融的KNO3冷却后所得到的固体
D.液态的玻璃冷却后所得到的固体
√
#0070C0
#00B0F0
课堂练习
2. 如图所示的甲、乙、丙三种晶体：
试推断，甲晶体的化学式(X为阳离子)：______；
乙晶体中A、B、C三种微粒的个数比是_________；
丙晶体中每个D周围结合E的个数是____。
X2Y
1∶3∶1
8
#0070C0
#00B0F0
课堂练习
3.最近发现，只含镁、镍和碳三种元素的晶体竟然也具有超导性，因这三种元素都是常见元素，从而引起广泛关注。该新型超导晶体的一个晶胞如图所示，则该晶体的化学式为
A.Mg2CNi3
B.MgCNi3
C.MgCNi2
D.MgC2Ni
√
(1)晶体中每个Y同时吸引着___个X，每个X同时吸
引着___个Y，该晶体的化学式为____________。
(2)晶体中在每个X周围与它最接近且距离相等的X共有_____个。
(3)晶体中距离最近的两个X与一个Y形成的夹角∠XYX为__________(填角的度数)。
#0070C0
#00B0F0
课堂练习
4. 某离子晶体的晶胞结构如图所示，X位于立方体的顶角，Y位于立方体的中心。
4
8
Y2X(或XY2)
12
109°28′
第三章 晶体结构与性质
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物质的聚集状态
与晶体的常识
第一节
第三章 晶体结构与性质
原子结构与性质
核心素养
1.认识物质的聚集状态。
2.能从微观角度理解晶体的结构特征，并能结合晶体的特点判断晶体和非晶体。
3.能运用多种晶体模型来描述和解释有关晶体性质的现象，形成分析晶胞结构的思维模型，利用思维模型，根据晶胞结构确定微粒个数和化学式。
4.了解晶体结构的测定方法。
#0070C0
#00B0F0
你知道吗？
日常生活中我们所接触到的物质会有哪些状态呢？
极光
雷电
那么雷电和极光里的物质又是什么状态呢？
流水
液态
氧气
气态
钻石
松香
塑料
玻璃
固态
#0070C0
#00B0F0
一、物质的聚集状态
1.物质三态的相互转化
20世纪前，人们认为物质的三态变化只是分子间距离发生了变化。
20世纪初，通过X射线衍射等实验手段，发现许多常见的晶体中并无分子。气态和液态物质也不一定是由分子构成。
#0070C0
#00B0F0
一、物质的聚集状态
2.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
离子液体
液晶
#0070C0
#00B0F0
判断正误
(1)物质的聚集状态只有固、液、气三种状态( )
(2)气态和液态物质均是由分子构成的( )
(3)等离子体是一种特殊的气体，含有带电粒子，呈电中性( )
(4)液晶分为热致液晶和溶致液晶，胶束是一种溶致液晶( )
×
×
√
√
#0070C0
#00B0F0
二、晶体与非晶体
观察·思考
钻石
雪花
食盐
石蜡
玻璃砖
橡胶
泡沫塑料
请同学们判断下列物质是晶体还是非晶体：
#0070C0
#00B0F0
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
哪什么是晶体呢？什么又是非晶体呢？
玻璃又称玻璃体
炭黑又称无定形体
#0070C0
#00B0F0
1.晶体与非晶体的概念
⑴晶体
内部微粒(原子、离子或分子)在三维空间里呈周期性有序排列的固体物质。
原子呈周期性有序排列
①概念：
二、晶体与非晶体
#0070C0
#00B0F0
食盐晶体
明矾晶体
石墨
水晶
冰糖
常见的晶体
二、晶体与非晶体
#0070C0
#00B0F0
蜡状的白磷（P4）
紫黑色的碘（I2）
蓝色的硫酸铜（CuSO4·5H2O）
二、晶体与非晶体
#0070C0
#00B0F0
1.晶体与非晶体的概念
⑴晶体
②分类：
晶体
离子晶体
共价晶体
分子晶体
金属晶体
混合晶体
钠晶体的晶胞
金属晶体
分子晶体
共价晶体
离子晶体
二、晶体与非晶体
#0070C0
#00B0F0
1.晶体与非晶体的概念
⑵非晶体：
内部微粒(原子、离子或分子）在三维空间里呈相对无序排列的固体物质。
常见的非晶体有玻璃、炭黑、橡胶等。
—→原子相对无序
二、晶体与非晶体
#0070C0
#00B0F0
⑴自范性：
一定条件下，晶体能自发地呈现多面体外形的性质。
2.晶体与非晶体的本质差异
3.晶体的特性
Ⅰ本质：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。
说明：
非晶体粒子的排列则相对无序，无自范性
二、晶体与非晶体
#0070C0
#00B0F0
Ⅱ晶体呈现自范性的条件之一：生长速率适当
有规则的几何外形（晶体内部质点和外形质点排列的高度有序性）
晶体在不同方向上表现出不同的物理性质，称为晶体的各向异性，包括晶体的强度、光学性质、导电性、导热性等物理性质。
说明：
石墨在与层平行的方向导电率约为在与层垂直方向上导电率的1万倍
⑵各向异性
二、晶体与非晶体
#0070C0
#00B0F0
⑶有固定的熔点
⑸对称性
⑴熔融态物质凝固：
凝固速率适当，可得到规则晶体，凝固速率过快，会得到肉眼看不到多面体外形的粉末或没有规则外形的块状固体，甚至形成的只是非晶态。
非晶体只有散射效应。这是测定晶体结构的重要实验方法。
⑷晶体能使X—射线产生的衍射
非晶体不具有物理性质各向异性的特点
4.获得晶体的途径
二、晶体与非晶体
#0070C0
#00B0F0
岩浆里熔融态的SiO2侵入地壳内的空洞冷却形成的
天然水晶球
熔融态的SiO2快速冷却形成的，无晶体外形
玛瑙
熔融态的SiO2缓慢冷却形成的，呈现晶体外形
水晶
玛瑙
水晶
二、晶体与非晶体
#0070C0
#00B0F0
⑵气态物质冷却不经液态直接凝固（凝华）
⑶溶质从溶液中析出
①硫加热融化，自然冷却结晶后，得到黄色晶体。
②固体直接变成紫色蒸气，蒸气遇冷又重新凝聚成紫黑色的固体。
实验3-1晶体的获得 .mp4
从熔融态结晶出来的硫晶体
凝华得到的碘
从硫酸铜饱和溶液中析出的硫酸铜晶体
③有白色细小晶体析出
二、晶体与非晶体
#0070C0
#00B0F0
⑴晶体与非晶体的根本区别在于构成固体中的粒子在微观空间里是否呈现周期性的有序排列。图3-7玻璃的结构示意图，可以发现构成玻璃的粒子无周期性的排列，是无序的，所以玻璃是非晶体。
二、晶体与非晶体
#0070C0
#00B0F0
练一练
1.下列物质中属于晶体的是(2)气态和液态物质均是由分子构成的( )
①橡胶 ②玻璃 ③食盐 ④水晶 ⑤塑料 ⑥胆矾
A.①④⑤ B.②③⑥
C.①③④ D.③④⑥
解析 固体有晶体和非晶体之分，晶体是内部微粒(原子、离子或分子)在空间按一定规律呈周期性有序排列而构成的具有规则几何外形的固体，如食盐、冰、金属、水晶、胆矾等都是晶体；非晶体中内部粒子的排列则相对无序，如玻璃、橡胶、塑料等都是非晶体。
√
#0070C0
#00B0F0
练一练
2.晶体具有各向异性。如蓝晶石(Al2O3·SiO2)在不同方向上的硬度不同；又如石墨与层垂直的方向上的电导率是与层平行的方向上的电导率的 。晶体的各向异性主要表现在
解析 晶体的各向异性主要表现在物理性质方面。
①硬度 ②导热性 ③导电性 ④光学性质
A.①③ B.②④
C.①②③ D.①②③④
√
#0070C0
#00B0F0
三、晶 胞
1.概念
描述晶体结构的基本单元叫做晶胞，晶胞是晶体中最小的重复结构单元。
#0070C0
#00B0F0
三、晶 胞
2.晶体和晶胞的关系
无隙：相邻晶胞之间没有任何间隙
并置：所有晶胞都是平行排列的，取向相同。
晶体可以看作是数量巨大的晶胞“无隙并置”而成
共顶角共棱共面
平行六面体
无隙并置
#0070C0
#00B0F0
三、晶 胞
交流·研讨
作为晶体的基本重复单元，晶胞应满足什么要求？
能否选择球体作为晶胞的形状？
将任意晶胞沿着晶胞的周期性排列方向移动到相邻或其他晶胞时，能够完全重合，过程中无须转动或改变方向。
单一形状
无隙堆积
平移复原
晶胞
不满足无隙堆积
#0070C0
#00B0F0
三、晶 胞
3. 晶胞的结构
同一晶体中所有晶胞的形状及其内部的粒子种类、个数及几何排列是完全相同的。
（1）晶胞的外形
具有一定的形状和大小，能表征晶体所含的粒子及粒子在空间的周期性有序排列特点。
#0070C0
#00B0F0
三、晶 胞
晶胞在二维平面的形状只能是平行四边形
晶胞在三维空间的形状一般是平行六面体
这些形状是否都能作为二维平面的基本重复单元的形状？
#0070C0
#00B0F0
三、晶 胞
晶胞
平行六面体
8个顶角相同
3套各2个平行面分别相同
3套各4根平行棱分别相同
最小平行六面体(其边长不一定相等也不一定垂直)----通过上、下、左、右、前、后的平移能与下一个晶胞完全重合。
化学组成相同
几何排列相同
CaTiO3晶胞
ZnS晶胞
I2晶胞
（2）晶胞一般是平行六面体
#0070C0
#00B0F0
三、晶 胞
4.晶胞中粒子个数的计算
均摊法切割法：晶胞任意位置上的一个粒子如果是被x个晶胞所共有，那么，每个晶胞只分摊到该粒子的1/x。
立方晶胞中粒子个数的计算
体内
体内：1
立方晶胞中粒子个数
#0070C0
#00B0F0
三、晶 胞
顶点
顶点：1/8
立方晶胞中粒子个数
#0070C0
#00B0F0
三、晶 胞
棱边
立方晶胞中粒子个数
棱上：1/4
#0070C0
#00B0F0
三、晶 胞
面心
立方晶胞中粒子个数
面心：1/2
#0070C0
#00B0F0
三、晶 胞
#0070C0
#00B0F0
归纳总结
1. 晶胞是最小的平行六面体，它有8个顶角，三套各4根平行棱，三套各两个平行面。
2. 均摊法确定晶胞中粒子的个数
若晶胞中某个粒子为n个晶胞所共用，则该粒子有 属于这个晶胞。
长方体形(正方体形)晶胞中不同位置的粒子对晶胞的贡献
#0070C0
#00B0F0
练一练
1.某镍白铜合金的立方晶胞结构如图所示。晶胞中铜原子与镍原子的数量比为________。
提示:3∶1。Cu原子位于面心,个数为6× =3,Ni原子位于顶点,个数为8×
=1,铜原子与镍原子的数目比为3∶1。
#0070C0
#00B0F0
练一练
2.下列各项是晶体结构中具有代表性的最小重复单元
(晶胞)的排列方式,图中: —X, —Y, —Z。其中对应的化学式不正确的是 ( )
#0070C0
#00B0F0
练一练
【解析】确定了晶胞中原子或离子的数目比,就确定了晶体的化学式。确
定晶胞中粒子的数目比,关键是利用“均摊法”确定顶角、棱上、面上、内部
的一个粒子为几个晶胞所共用。A项中X、Y的位置、数目完全等同,化学式为XY,
正确;B项中X、Y的个数比为1∶(8× )=1∶1,化学式为XY,错误;C项中X的数
目:4× +1= ,Y的数目:4× ,化学式为X3Y,正确;D项中X的数目:8× =1,Y的数目:6× =3,Z位于体心,数目为1,化学式为XY3Z,正确。
【答案】B。
#0070C0
#00B0F0
四、晶体结构的测定——X射线衍射实验
伦琴
发现X射线，获1901年物理学奖
1901
1914物理学奖
1915物理学奖
1936化学奖
1962化学奖
1964化学奖
1980化学奖
1985化学奖
发现X射线在晶体中的衍射效应
劳厄
利用X射线等技术研究分子结构
X射线衍射法测定复杂晶体与大分子结构
X射线衍射确定DNA核苷酸顺序与基因结构
用X射线衍射研究晶体结构
布拉格父子
X射线衍射法测定蛋白质晶体结构
发展了X射线衍射确定晶体与分子结构的方法。
Hauptman与Karle
化学博览
#0070C0
#00B0F0
四、晶体结构的测定——X射线衍射实验
X射线管
铅板
晶体样品
记录仪
X射线管
铅板
晶体
1. 测定方法及图谱
分立的斑点或
明锐的衍射峰
学科前沿
#0070C0
#00B0F0
四、晶体结构的测定——X射线衍射实验
非晶态SiO2
晶态SiO2
X射线衍射实验给我们提供了哪些关于晶体结构的信息呢？
#0070C0
#00B0F0
四、晶体结构的测定——X射线衍射实验
衍射图
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
ⅠX射线衍射实验获得晶胞信息
2. X射线衍射图谱的应用
计算获得
晶体的周期性结构
#0070C0
#00B0F0
四、晶体结构的测定——X射线衍射实验
衍射图
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
结合晶体化学组成的信息推出原子之间的相互关系
根据原子坐标，可以计算原子间的距离，判断哪些原子之间存在化学键,确定键长和键角，得出分子的空间结构。
ⅡX射线衍射实验获得分子信息
计算获得
#0070C0
#00B0F0
四、晶体结构的测定——X射线衍射实验
思路·方法
衍射方向
甲烷晶体
a
边长为a的立方晶胞
原子的种类与位置
衍射强度
综合分析
C、H原子间的距离
是否存在
化学键
确定键长、键角
#0070C0
#00B0F0
四、晶体结构的测定——X射线衍射实验
思路·方法
#0070C0
#00B0F0
练一练
原子坐标参数表示晶胞内部各原子的相对位置。下图为Ge单晶的晶胞，其中原子坐标参数A为(0，0，0)；B为 则D原子的坐标参数为__________。
#0070C0
#00B0F0
课堂练习
解析 得到晶体的三条途径：①溶质从溶液中析出；②气态物质凝华；③熔融态物质凝固。
A选项符合①，B选项符合②，C选项符合③。
由于玻璃属于非晶体，熔融后再冷却所得到的固体仍为非晶体。
1.下列过程中不能得到晶体的是
A.对NaCl饱和溶液降温所得到的固体
B.气态水直接冷却成固态水
C.熔融的KNO3冷却后所得到的固体
D.液态的玻璃冷却后所得到的固体
√
#0070C0
#00B0F0
课堂练习
2. 如图所示的甲、乙、丙三种晶体：
试推断，甲晶体的化学式(X为阳离子)：______；
乙晶体中A、B、C三种微粒的个数比是_________；
丙晶体中每个D周围结合E的个数是____。
X2Y
1∶3∶1
8
#0070C0
#00B0F0
课堂练习
3.最近发现，只含镁、镍和碳三种元素的晶体竟然也具有超导性，因这三种元素都是常见元素，从而引起广泛关注。该新型超导晶体的一个晶胞如图所示，则该晶体的化学式为
A.Mg2CNi3
B.MgCNi3
C.MgCNi2
D.MgC2Ni
√
(1)晶体中每个Y同时吸引着___个X，每个X同时吸
引着___个Y，该晶体的化学式为____________。
(2)晶体中在每个X周围与它最接近且距离相等的X共有_____个。
(3)晶体中距离最近的两个X与一个Y形成的夹角∠XYX为__________(填角的度数)。
#0070C0
#00B0F0
课堂练习
4. 某离子晶体的晶胞结构如图所示，X位于立方体的顶角，Y位于立方体的中心。
4
8
Y2X(或XY2)
12
109°28′
第三章 晶体结构与性质
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