3.1 晶体的常识
学习目标:
1、了解晶体的有关常识,知道什么是晶体,什么是晶胞。
2、晶体与非晶体的本质区别和性质上的差异。
3、晶体形成的途径及特性。
4、从微观角度认识晶体的排列方式,能用切割法计算一个晶胞种实际拥有的微粒数。
重难点:
1、晶体、晶胞概念,晶胞的结构,晶体与晶胞的关系。
2、晶体与非晶体的本质区别和性质上的差异。
[自主学习]一、晶体
1.概念 晶体:
非晶体:
分类:
2、晶体与非晶体的本质差异
自范性
微观结构
晶体
非晶体
(1)晶体的自范性
(2)晶体自范性的本质:
(3)晶体呈现自范性的条件之一:
3、得到晶体一般有三条途径:
(1) (2) ;
(3)
4、晶体的特点① ;② ;
③
[自主学习]二、晶胞
1、晶胞
学生探究晶胞占有原子的规律:课本P64 图3-8
2、晶胞中原子占有率:顶点: ;棱上: ;面心: ;体心: 。
[学与问]课本P64 图3—9依次是金属钠(Na)、金属锌(Zn)、碘(12)、金刚石(C)晶胞的示意图,数一数,它们分别平均含几个原子?
3-1 晶体的常识 课时作业
1、下列不属于晶体的特点是:( )A.一定有固定的几何外形 B.一定有各向异性C.一定有固定的熔点 D.一定是无色透明的固体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;又如石墨在与层垂直的方向上的导电率与层平行的方向上的导电率1∕104。晶体的各向异性主要表现在是:( ) ①硬度 ②导热性 ③导电性 ④光学性质A. ①③ B. ②④ C. ①②③ D.①②③④
3、如图是CsCl晶体的晶胞(晶体中最小的重复单元)已知晶体中2个最近的Cs+核间距离为acm,氯化铯的式量为M,NA为阿佛加德罗常数,
则CsCl晶体的密度为(单位:克/cm3)( )
A、8M/a3NA B、a3M/8NA
C、M/a3NA D、a3M/NA
7、图是超导化合物一钙钛矿晶体中最小重复单元(晶胞)的结构.请回答:
(1)该化合物的化学式为_______.
(2)在该化合物晶体中,与某个钛离子距离最近且相等的其他钛离子共有__________个.
(3)设该化合物的式量为M,密度为,阿伏加德罗常数为,则晶体中钙离子与钛离子之间的最短距离为_______
3.1晶体的常识
1.下列关于晶体与非晶体的说法中正确的是( )
A.晶体一定比非晶体的熔点高
B.晶体有自范性但排列无序
C.非晶体无自范性而且排列无序
D.固体SiO2一定是晶体
解析:晶体的熔点未必高于非晶体,A错;晶体有自范性,排列有序,B错;非晶体排列无序,没有自范性,C正确;晶体的形成与外界条件有关,如熔融态的SiO2如果生长速率过快,就会形成非晶体,故D错。
答案:C
2.下列哪些性质不能区分晶体与非晶体( )
A.各向异性 B.X射线衍射
C.导电性 D.有无固定熔点
解析:根据晶体的特点和性质可知,晶体具有规则的几何外形,具有各向异性;进行X射线衍射时能看到明显的谱线;晶体有固定的熔点,非晶体没有;晶体中除金属晶体外,一般不容易导电。
答案:C
3.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;又如石墨与层垂直方向上的电导率和与层平行方向上的电导率之比为。晶体各向异性的主要表现是( )
①硬度 ②导热性 ③导电性 ④光学性质
A.①③ B.②④
C.①②③ D.①②③④
解析:晶体的各向异性反映了晶体内部质点排列的有序性,表现在硬度、导热性、导电性、光学性质等方面。
答案:D
4.晶体是一类非常重要的材料,在很多领域都有广泛的应用。我国现已能够拉制出直径为300毫米、重量达81千克的大直径硅单晶,晶体硅大量用于电子产业。下列对晶体硅的叙述中正确的是( )
A.形成晶体硅的速率越大越好
B.晶体硅没有固定的熔沸点
C.可用X射线衍射实验来鉴别晶体硅和玻璃
D.晶体硅的形成与晶体的自范性有关,而与各向异性无关
解析:A选项,晶体的形成都要有一定的形成条件,如温度、压强、结晶速率等,但并不是说结晶速率越大越好,速率太大可能导致晶体质量下降;B选项,晶体有固定的熔沸点,故B选项不正确;C选项,X射线衍射实验能够测出物质的内部结构,根据微粒是否有规则的排列就能区分出晶体与非晶体;D选项,晶体的形成与晶体的自范性和各向异性都有密切关系。
答案:C
5.下列关于晶体的说法中正确的是( )
A.将饱和硫酸铜溶液降温,析出的固体不是晶体
B.假宝石往往是玻璃仿造的,可以用划痕的方法鉴别宝石和玻璃制品
C.石蜡和玻璃都是非晶体,但它们都有固定的熔点
D.蓝宝石在不同方向上的硬度一定相同
解析:A选项,将饱和CuSO4溶液降温,可析出胆矾,胆矾属于晶体;B选项,一般宝石的硬度较大,玻璃制品的硬度较小,可以根据有无划痕来鉴别;C选项,非晶体没有固定的熔点;D选项,由于晶体的各向异性导致蓝宝石在不同方向上的硬度有一些差异。
答案:B
6.关于晶体的自范性,下列叙述中正确的是( )
A.破损的晶体能够在固态时自动变成规则的多面体
B.缺角的氯化钠晶体在饱和NaCl溶液中慢慢变为完美的立方体晶块
C.圆形容器中结出的冰是圆形的体现了晶体的自范性
D.由玻璃制成规则的玻璃球体现了晶体的自范性
解析:晶体的自范性指的是在适宜条件下,晶体能够自发地呈现规则的多面体外形的性质,这一适宜条件一般指的是自动结晶析出的条件,A选项所述过程不可能实现;C选项中的圆形并不是晶体冰本身自发形成的,而是受容器的限制形成的;D选项中玻璃是非晶体。
答案:B
7.(双选)如图是a、b两种不同物质的熔化曲线,下列说法中正确的是( )
A.a是晶体 B.a是非晶体
C.b是晶体 D.b是非晶体
解析:晶体有固定的熔点,由图a分析知,中间有一段温度不变但一直在吸收能量,这条线段所对应的温度就是此晶体的熔点;b曲线温度一直在升高,没有一段温度是不变的,所以其表示的物质没有固定的熔点,为非晶体。
答案:AD
8.某晶体的一部分如右图所示,这种晶体中A、B、C三种粒子数之比是( )
A.3∶9∶4
B.1∶4∶2
C.2∶9∶4
D. 3∶8∶4
解析:由图可知该晶体部分结构单元的上下两面为正三角形,因此处于顶点的粒子为12个该结构单元共用,故A的数目为6×;处于水平棱上的粒子为4个结构单元共用,处于垂直棱上的粒子为6个结构单元共用,故该结构单元中包含B粒子的数目为6×+3×=2,由此可见A、B、C三种粒子数之比为∶2∶1=1∶4∶2。
答案:B
9.高温下,超氧化钾晶体呈立方体结构,晶体中氧的化合价部分为0价,部分为-2价。如图为超氧化钾晶体的一个晶胞,则下列说法中正确的是( )
A.超氧化钾的化学式为KO2
B.每个晶胞中含有8个K+和4个
C.晶体中与每个K+距离最近的K+有8个
D.晶体中0价氧原子和-2价氧原子个数比为3∶1
解析:由题中的晶胞结构知,有8个K+位于晶胞顶角,6个K+位于晶胞面心,则晶胞中含有K+的个数为(8×)+(6×)=4,有12个位于棱上,1个处于中心,则晶胞中含有的个数为12×+1=4;超氧化钾的化学式为K2O2;晶体中与每个K+距离最近的K+有12个;设晶体中0价氧原子和-2价氧原子的个数分别为x、y,则有x+y=2,x×0+y×(-2)=-1,y=,x=,得x∶y=3∶1。
答案:D
10.如图所示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,其对应的化学式正确的是( )
解析:此类题目要分清题目中所给出的是“晶胞结构”还是“分子结构”,本题为晶胞结构,由各位置粒子贡献不同可得1个晶胞中各种微粒的个数。
答案:C
11.最近发现了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,它的化学式为( )
A.Ti14C13 B.TiC C.Ti4C4 D.Ti4C3
解析:图中结构为分子,不是晶胞,只需数出碳原子和钛原子数即可。
答案:A
12.元素X的某价态离子Xn+中所有电子正好充满K、L、M三个电子层,它与N3-形成的晶体的晶胞结构如图所示。
(1)该晶体的阳离子与阴离子个数比为 。?
(2)该晶体中Xn+中n= 。?
(3)X元素的原子序数是 。?
(4)晶体中每个N3-被 个等距离的Xn+包围。?
解析:(1)Xn+位于晶胞的棱上,其个数为12×=3,N3-位于晶胞的顶角,其个数为8×=1,故Xn+与N3-的个数比为3∶1;(2)由晶体的化学式X3N知X的所带电荷为1;(3)因为K、L、M三个电子层充满,故为2、8、18,所以X的原子序数是29;(4)N3-位于晶胞顶角,故其被6个Xn+在上、下、左、右、前、后包围。
答案:(1)3∶1 (2)1 (3)29 (4)6
13.乙炔是有机合成工业的一种原料。工业上曾用CaC2与水反应生成乙炔。
(1)CaC2中与互为等电子体,的电子式可表示为 ;1 mol 中含有的π键数目为 。?
(2)将乙炔通入[Cu(NH3)2]Cl溶液生成Cu2C2红棕色沉淀。Cu+基态核外电子排布式为 。?
(3)乙炔与氢氰酸反应可得丙烯腈
(H2CCH—C≡N)。丙烯腈分子中碳原子轨道杂化类型是 ;分子中处于同一直线上的原子数目最多为 。?
(4)CaC2晶体的晶胞结构与NaCl晶体的相似(如图所示),但CaC2晶体中含有哑铃形的存在,使晶胞沿一个方向拉长。CaC2晶体中1个Ca2+周围距离最近的的数目为 。?
解析:(1)等电子体电子式相似,应参照的电子式书写的电子式;三键中只有一个为σ键,其余均为π键;(2)Cu+失去的是4s轨道上的一个电子;(3)形成—C≡N的碳原子为sp杂化,形成的碳原子为sp2杂化;(4)注意观察晶胞并分析题中信息,上下左右前后各一个,但晶胞沿一个方向被拉长,所以距离最近的的数目为4,而不是6。
答案:(1)[∶O??O∶]2+ 2NA
(2)1s22s22p63s23p63d10
(3)sp杂化、sp2杂化 3
(4)4
14.已知NaCl晶体的晶胞如图所示,它向三维空间延伸得到完美晶体。NiO(氧化镍)晶体的结构与NaCl相同,Ni2+与最邻近O2-的核间距离为a×10-8 cm,计算NiO晶体的密度(已知NiO的摩尔质量为74.7 g·mol-1)。
解析:据NaCl的晶胞结构,隔离出一个小立方体如图所示,立方体的每个顶点的离子为8个小立方体共用,因此,小立方体中含O2-的个数为4×,含Ni2+的数目为4×,即每个小立方体中含有个(Ni2+—O2-)离子对。小立方体的密度ρ= g·cm-3。
答案: g·cm-3
课件29张PPT。第一节 晶体的常识1.固体分为_______和________,晶体的自范性即________________________________的性质。晶体的自范性是晶体中粒子在微观空间里________________________的宏观表象。晶体呈自范性的条件之一是_____________________。晶体与非晶体晶体 非晶体 晶体能自发地呈现多面体外形 呈现周期性的有序排列 晶体生长的速率适当 2.晶体与非晶体的本质差异
主要看是否有_______性,原子空间排列是否_________。
3.得到晶体的三条途径
(1)________物质凝固;
(2)_______物质冷却不经液态,直接凝固(凝华);
(3)溶质从溶液中析出。
熔融态的SiO2快速冷却形成______,缓慢冷却形成______。自范相对有序熔融态 气态 玛瑙 水晶 4.晶体的特点
(1)________________排列的高度有序性;(2)_________;(3)晶体的________固定。外形和内部质点 各向异性 熔点 1.晶胞是________________的基本单元,习惯采用的晶胞都是____________。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______________________任何间隙,所谓“并置”是指所有晶胞都是_____________________________。晶 胞描述晶体结构 平行六面体 相邻晶胞之间没有 平行排列的,取向相同
2.对于一个平行六面体的晶胞来说,晶胞顶角上的原子是____个晶胞共用的,晶胞棱上的原子是____个晶胞共用的,晶胞面上的原子是____个晶胞共用的,晶胞内部的原子则________________。8 4 2 完全属于该晶胞 【慎思】 晶体与晶胞有什么关系?
【答案】(1)晶胞是描述晶体结构的基本单元。
一般来说,晶胞都是平行六面体,晶胞只是晶体微观空间里的一个基本单元,在它的上下、左右、前后,无隙并置地排列着无数晶胞,而且所有晶胞的形状及其内部的原子种类、个数及几何排列是完全相同的。
(2)晶体和晶胞的关系。
整块晶体可以看作是数量巨大的晶胞无隙并置而成,所谓无隙是指相邻晶胞之间没有任何间隙,所谓并置是指所有晶胞都是平行排列的,取向相同。1.晶体与非晶体的本质差异(如下表所示)晶体与非晶体
2.晶体呈现自范性的条件
晶体生长的速率适当。熔融态物质冷却凝固,有时得到晶体,但凝固速率过快,常常只得到看不到多面体外形的粉末或没有规则外形的块状物。如玛瑙是熔融态SiO2快速冷却形成的,而水晶则是熔融态SiO2缓慢冷却形成的。3.晶体具有自范性的原因
晶体中粒子在微观空间里呈周期性的有序排列。非晶体中粒子的排列则相对无序,因而无自范性。
4.晶体的特点
(1)晶体的外形和内部质点的排列高度有序。
(2)晶体表现出各向异性。
(3)晶体的熔、沸点固定。 (4)当单一波长的X-射线通过晶体时,不同的晶体会得到不同的X-射线衍射图谱。如图所示。
【例1】普通玻璃和水晶的根本区别在于( )。
A.外形不一样
B.普通玻璃的基本构成微粒无规则排列,水晶的基本构成微粒按一定规律呈周期性重复排列
C.水晶有固定的熔点,普通玻璃无固定的熔点
D.水晶可用于能量转换,普通玻璃不能用于能量转换
解析 普通玻璃为非晶体,水晶为晶体,它们的根本区别在于内部微粒是否按一定规律呈周期性重复排列,即是否具有自范性。两种物质在性质上的差异正是其内部结构不同的体现。故选B。
答案 B结构决定性质,性质决定用途。性质和用途的差异不是晶体和非晶体的本质区别。【体验1】下列说法错误的是( )。
A.同一物质有时可以是晶体,有时可以是非晶体
B.区分晶体和非晶体最可靠的科学方法是确定有没有固定熔点
C.雪花是水蒸气凝华得到的晶体
D.溶质从溶液中析出可以得到晶体
【答案】B
【解析】本题考查晶体获得的途径及区别晶体和非晶体的方法。A项正确,如晶态SiO2和非晶态SiO2;B项错误,最可靠的科学方法是对固体进行X-射线衍射实验。晶体中粒子数的求算方法【例2】根据晶体的晶胞结构,判断化学式正确的是( )。【体验2】已知X、Y、Z三种元素组成的化合物是离子晶体,其晶胞如图所示,则下面表示该化合物的化学式正确的是( )。
A.ZXY3 B.ZX2Y6
C.ZX4Y8 D.ZX8Y12
【答案】A实验探究六 利用均摊法求算晶体的
相对分子质量或组成晶胞的微粒之间的距离【问题探究】
食盐晶体是由钠离子和氯离子组成的,如图所示,且均为等距离的交错排列。已知食盐的密度是2.2 g·cm-3,阿伏加德罗常数为6.02×1023·mol-1。在食盐晶体中两个距离最近的钠离子间的距离最接近于( )。
A.3.0×10-8cm
B.3.5×10-8cm
C.4.0×10-8cm
D.5.0×10-8cm
【答案】C3.1 晶体的常识 第一课时
教材分析
学生分析
本节内容是安排在原子结构、分子结构以及结构决定性质的内容之后来学习,对于学生的学习有一定的理论基础。结合前两章已学过的有关物质结构知识,学生能够比较全面地认识物质的结构及结构对物质性质的影响,提高分析问题和解决问题的能力。运用观察、分析、对比、讨论等教学策略引导学生自主学习,让学生主动参与学习活动。
教学目标
【知识与技能】
(1)知道获得晶体的几种途径
(2)理解晶体的特点和性质及晶体与非晶体的本质区别
【过程与方法】
(1)收集生活素材,结合已有知识和生活经验对晶体与非晶体进行分类
(2)学生通过观察、实验等方法获取信息
(3)学会运用比较、分类、归纳、概括等方法对获取的信息进行加工
【情感态度与价值观】
(1)培养学生科学探究的方法
(2)培养学生的动手能力、观察能力、自主学习的能力,保持对生活中化学的好奇心和探知欲,增强学生学习化学的兴趣。
教学重点
1、晶体与非晶体的区别
2、晶体的特征
教学难点
晶体与非晶体的区别
教学媒体
多媒体
教学策略
观察、分析、对比、讨论
教学过程
学习任务
教师活动
学生活动
设计意图
板块1:
引出晶体与非晶体的概念
任务1.1:认识晶体与非晶体
板块2:
晶体的特点之一:自范性
任务2.1:掌握“自范性”和“自范性条件”
板块3:
晶体的形成途径
任务3.1:途径之一:凝固
任务3.2:途径之二:凝华
任务3.3:途径之三:结晶
板块4:
晶体的其他特点
任务4.1:微观世界去探究一下晶体的微观结构
任务4.2:其他的物理性质
任务4.3:介绍X—射线衍射实验
板块5:
总结
新课导入
上课前,我已经请同学们收集了一些身边的固体物质,大家都带来了吗?你们都带来了哪些固体呢?
同学们带来的固体物质可真是琳琅满目啊!但是,我们每个人可能只带了几样,想知道别人收集了哪些固体物质吗?
指导学生分类
请前后四个同学组成一个小组,然后互相交流一下收集的各种固体物质,并讨论如何将这些固体物质进行分类呢?
教师进行巡视
提问
你们为什么会这样分呢?
总结
同学收集的物品很丰富,并通过组内讨论确定了分类依据,然后进行了恰当的分类。其实,同学们也许没有留心观察,我们身边还有许多美丽的固体,当然也有的可能是我们日常生活中不易接触到的。下面,我们就一起欣赏一下这些美丽的固体。
播放视频
讲述
我们就将这些有规则几何外形的固体称之为晶体,而另一些没有规则几何外形的固体称之为非晶体。
板书
一、晶体与非晶体
过渡
晶体和非晶体在本质上到底有什么区别呢?下面我们一起来探究一下晶体与非晶体的本质区别
展示实物:玛瑙耳坠和水晶项链
从外表看,两种饰品材质一样吗?但是大家知道吗,其实她们都取材于天然水晶球。大家一定觉得意外,不过大家看完下面一段短片后,一定就不会觉得意外了。
视频投影
玛瑙和水晶的形成过程的录像
提问我们了解到水晶的天然规则几何外形是
怎样形成的?
讲述
化学上把这种自发地形成规则几何外形的性质称之为自范性。
提问
我们也发现玛瑙没有像水晶那样形成规则的几何外形,这又是为什么呢?
讲述
也就是说晶体的自范性是有条件的
幻灯投影
自范性的概念及自范性的条件
幻灯投影
从熔融态结晶出来的硫晶体,天然水晶球是由熔融态的二氧化硅凝固后得到的晶体
讲述
途径之一:凝固
探究实验
完成教材实验3-1,请同学们认真观察,并提问同学观察到什么现象。
巡视并提问
评价
这位同学观察很仔细,总结也较到位。气体不经液体直接到固体,这种现象称之为凝华。
讲述
途径之二:凝华
过渡
同学都知道“海水晒盐”,“百闻不如一见”
视频投影 介绍海水晒盐
提问
这又是一种获取晶体的途径,我们称之为?
幻灯投影
从硫酸铜饱和溶液中析出的硫酸铜晶体
总结
途径之三:结晶
过渡
前面我们从宏观世界探究了晶体的本质,接下来我们再进入微观世界去探究一下晶体的微观结构。
幻灯投影
晶体二氧化硅和非晶体二氧化硅的微观结构示意图。
提问
他们之间有什么区别?
总结
这是晶体与非晶体的又一本质差异。通过刚才的共同探究,我们已经掌握了晶体与非晶体的本质差异。
投影
晶体与非晶体的本质差异
阅读课本总结晶体特点。
幻灯投影
晶体的特点总结
思考交流
学与问
幻灯投影
晶态SiO2和非晶态SiO2X—衍射粉末图谱对比
总结
重难点
幻灯投影
随堂练习
(学生七嘴八舌,并展示各自的固体)
分组讨论,互相交流各
自所带的物品,并分类
学生汇报讨论结果
回答
观看
观察,猜想,思考
回答:自然形成的
思考
回答
观察,思考
进行实验,
观察现象
汇报结果
观察
回答:结晶
观察
观察
回答
晶体二氧化硅的粒子排列有序,而非晶体二氧化硅的粒子相对较乱。
同学总结
观察
阅读课本p64,总结晶体特点
思考,讨论
练习
课前请同学收集身边的固态物质,然后在课堂上展示,并分组交流讨论,最后进行分类,并在课堂上汇报。这样从学生身边的固体入手,直观、简洁地引入课题,潜移默化地使学生融入课堂,同时激发了他们强烈的求知欲望。
通过视频材料,给学生以直观的视觉感知:紧扣视频设计问题,层层推进,让学生对晶体形成过程中的“自范性”和“自范性条件”这两个难以理解的概念,轻松地掌握。
让学生自己动手实验探究,培养学生的动手能力,探究、合作意识。对于结晶过程,因为实验时间过长,无法在课堂迅速完成,则通过多媒体展示,使学生轻松掌握。所以我认为培养学生的动手操作能力在化学教学中很重要
设计意图:通过学生自己举例及时检查学生的学习情况。培养学生从直观材料提取、总结知识的能;培养学生把所学化学知识与生活实际相联系的能力
巩固知识
板书:
晶体与非晶体
有规则几何外形的固体称之为晶体,而另一些没有规则几何外形的固体称之为非晶体。
自范性
这种自发地形成规则几何外形的性质称之为自范性
晶体形成途径
凝固
凝华
结晶
四、晶体与非晶体本质差异
五、晶体的特点
自范性
微观结构
晶体
有
原子在三维空间里呈周期性有序排列
非晶体
没有
原子排列相对无序
附表:
3.1 晶体的常识 第二课时
教材分析
学生分析
让学生自己动手制作晶胞模型并拼成晶体模型,以使学生对晶胞有一个比较形象和具体的认识,然后再进行问题情境的创设,使学生比较顺利的完成了自主学习的任务,在此基础上,又进行了一定的变化,把立方晶胞拓展到棱柱晶胞,使学生对问题的认识得到深化,同时也完成了化学知识和技能方面的自我建构。
教学目标
【知识与技能】
1.了解晶体与晶胞的关系,体会由晶胞“无隙并置”构成晶体的过程。
2.通过自学讨论,掌握不同晶胞中平均所含粒子个数的计算方法。
【过程与方法】
1.运用多种教学媒体,借助形象的比喻,帮助学生建构抽象的空间结构。
2.知道研究晶体结构的一般方法。
【情感态度和价值观】
进一步形成求真务实、勤于思考的科学态度;形成敢于质疑、勇于创新的科学精神。
教学重点
确定一个晶胞中平均所含粒子数的方法
教学难点
确定一个晶胞中平均所含粒子数的方法
教学媒体
多媒体
教学策略
小组合作学习
教学过程
学习任务
教师活动
学生活动
设计意图
板块1:
引出晶胞概念,理解晶胞和晶体关系
任务1.1:掌握晶胞概念,理解晶胞与晶体关系
板块2:确定一个晶胞中平均所含粒子数的方法
任务2.1:掌握不同晶胞中平均所含粒子个数的计算方法
板块3:
巩固练习
任务3.1:巩固学习内容,及时检查学生学习情况
导课
通过上节的学习,我们了解了晶体与非晶体的本质区别,那我们如何来描述晶体在微观空间里原子的排列呢?
问题情境
如果我们把一块金刚石敲碎,就会得到小金刚石,如果小金刚石继续不停的敲碎,最后得到的是什么呢?
讲述
最后可以得到晶体的最基本结构单元。大的晶体可以看成是许多这样的重复单位重叠起来的,或看成是数量巨大的这些最基本单元紧密的堆积起来的。
多媒体演示
大大小小的金刚石图片。金刚石的外观、空间结构以及晶胞结构图片。
总结
我们把这种描述晶体结构的基本单元叫做晶胞。它是保持晶体规则多面体外形的最小单位。
展示图片 蜂巢
讲述
这就好比我们要研究蜂巢,因为蜂巢是由无数多个蜂室构成的,所以我们只需研究一个个基本单元——蜂室就可以了。晶体和其基本单元的关系就和蜂巢与蜂室的关系一样。晶体也是由无数多个重复的基本单元“无隙并置”而成。这些基本单元我们称之为晶胞。
板书
二、晶胞
讲述
“无隙”即无间隙,“并置”指晶胞都是平行排列,取向相同。
幻灯投影
晶胞(一般都为平行六面体)
指导学生制作晶胞
请同学分组讨论,原子在六面体上可以有几个不同的位置出现
幻灯投影
晶胞中原子可能在晶胞出现的不同位置包括:晶胞的顶点、棱上、面上、体内
设置问题情境
图中所示金属铜的一个晶胞,它是一个立方体,含4个铜原子,但是从图中我们看到有14个铜原子,这是怎么回事?为什么说一个晶胞里只含4个铜原子呢?
自己寻找晶胞中所含原子个数的计算方法,以前后桌4个人一小组,讨论。
总结
(1)所有晶胞都是平行六面体,晶体可以看作是晶胞在三维空间里共面堆积而成。每个晶胞的上、下、左、右、前、后共有六个与之共面的晶胞。
(2)处于晶胞顶点的粒子,同时为8个晶胞所共有,每个粒子只有1/8属于晶胞;处于棱上的粒子,同时为4个晶胞所共有,每个粒子只有1/4属于晶胞;处于面上的粒子,同时为两个晶胞所共有,每个粒子只有1/2属于晶胞;处于晶胞内部的粒子,完全属于该晶胞。
幻灯投影
训练反思
教材P66学与问:图3-9依次是金属钠、金属锌、碘、金刚石晶胞的示意图,数一数它们分别平均含几个原子。
巩固练习]教材P67习题3.下图的晶胞中各含有几个原子?
回忆前面所学的晶体的知识,观察图片,并讨论
学生讨论
观察
思考
每8个同学所做的晶胞进行组合,要求尽可能结合紧密。讨论晶胞与晶体的关系
自学、结论、
交流
汇报讨论的结果
倾听、
思考
思考、回答
运用多种教学媒体,借助形象的比喻,帮助学生建构抽象的空间结构
“晶胞”、“无隙并置”又是比较抽象、难以理解的概念,通过蜂巢实物展示,运用比喻的方式介绍“晶体和晶胞”的关系,化抽象为形象,让学生轻松掌握“晶胞”、“无隙并置”,并很好地理解晶胞和晶体的关系。
让学生自己动手制作晶胞模型并拼制成晶体模型,以使学生对晶胞有一个比较形象和具体的认识,然后再进行问题情境的创设,使学生比较顺利的完成了自主学习的任务
及时巩固学习内容,及时检查学生学习情况,使教与学及时得以相互反馈。
板书:
二 晶胞
晶胞
描述晶体结构的基本单元叫做晶胞。
晶体是由无数多个重复的基本单元“无隙并置”而成。
晶胞中所含原子个数的计算方法
体心:1
面心:1/2
顶点:1/8
棱边:1/4
附表:
晶胞内
微粒被一个晶胞占有,所以这个晶胞拥有这个微粒1
面上
微粒同时被两个晶胞占有,所以每个晶胞实际拥有这个微粒1/2
棱上
微粒同时被四个晶胞占有,所以每个晶胞实际拥有这个微粒1/4
顶角上
微粒同时被八个晶胞占有,所以每个晶胞实际拥有这个微粒1/8