3.1.1认识晶体（共25张PPT） 2024-2025学年鲁科版(2019)高中化学选择性必修2

(共25张PPT)
3.1.1 认识晶体
学习目标定位
1、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与非晶体。
2、了解晶胞的概念，形成分析晶胞结构的思维模型(均摊法)，能根据晶胞的结构确定微粒个数及化学式。
引入新课
物质的性质、变化和用途与物质的聚集状态密切相关。
物质通常有三中聚集状态：气态、液态和固态，固态物质通常分为晶体与非晶体。
哪些物质可以被称为晶体？哪些不可以？
一、晶体的特征
观察下列物质的结构模型，思考晶体内部、非晶体的内部微粒排列各有什么特点？
组成晶体的微粒在空间按一定规律呈周期性重复排列，而组成非晶体的微粒在空间杂乱无章地排列。
一、晶体的特征
1、概念：
(1)晶体：内部微粒(原子、离子或分子)在空间按一定规律做周期性重复排列构成的固体物质。如金刚石、食盐、干冰等。
(2)非晶体：内部微粒无周期性重复排列的固体物质。如橡胶、玻璃、松香等。
内部微粒排列是否规律是晶体与非晶体的本质区别。
阅读课本P91，总结晶体的特性
一、晶体的特征
2、晶体的特性：
(1)自范性：晶体在适宜条件下可以自发地呈现封闭的、规则的多面体外形的性质。
(2)各向异性：是指在不同的方向上表现出不同的物理性质，如强度、导热性、光学性质等。
(3)对称性：晶体具有特定的对称性，如规则的食盐晶体具有立方体外形，它既有轴对称性，也有面对称性。
(4)晶体具有固定的熔点。非晶体没有固定熔点。
一、晶体的特征
3、常见的四种晶体类型
根据晶体内部微粒的种类和微粒间的相互作用的不同，
一、晶体的特征
将晶体分为四种类型：
晶体类型 构成微粒种类 微粒间的相互作用 实例
离子晶体 阴、阳离子 离子键 NaCl
金属晶体 金属原子 金属键 Cu
原子晶体 原子 共价键 金刚石
分子晶体 分子 分子间作用力 干冰
总结归纳
(1)晶体具有的三个基本特征是自范性、各向异性和特定的对称性。
(2)晶体与非晶体的区别方法
①间接方法：看是否有固定的熔点
②科学方法：对固体进行 X 射线衍射实验（教材P92）
(3)判断晶体类型的方法之一：根据晶体结构微粒的种类及微粒间的相互作用。
判断正误
(1)晶体有自范性但其微粒排列无序(　　)
(2)晶体具有各向同性，非晶体具有各向异性(　　)
(3)晶体有固定的熔点(　　)
(4)粉末状固体也可能是晶体(　　)
×
×
√
√
跟踪强化
1、下列叙述中正确的是(　　)
A．具有规则几何外形的固体一定是晶体
B．具有特定对称性的固体一定是晶体
C．具有各向异性的固体一定是晶体
D．依据构成粒子的堆积方式可将晶体分为金属晶体、离子晶体、分子晶体、原子晶体
C
跟踪强化
2、关于晶体的自范性，下列叙述正确的是(　　)
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
B
二、晶胞
晶体中的微粒呈现可重复的周期性排列，因此研究晶体结构时只需要找出基本的重复单元对其加以分析就能知道整个晶体的结构。
1、概念：晶体结构中基本的重复单元称为晶胞，一般为平行六面体。
2、晶胞选取原则：在保证对称性的前提下，依据晶胞尽量简洁的原则进行选取。
二、晶胞
二、晶胞
3、晶胞与晶体的关系：将一个个晶胞及其中包含的微粒上、下、前、后、左、右无隙并置，就构成了整个晶体结构。
因此，知道了晶胞的大小和形状以及晶胞中包含的微粒种类、数目和空间位置，就可以了解整个晶体的结构。
分子构成的晶体尽管其构成微粒看上去复杂，但同样
可看作其构成微粒在空间的周期性重复排列，如苯。
二、晶胞
4、晶胞中粒子数目的计算
计算一个晶胞中实际拥有的微粒数，常用“切割法”(或“均摊法”)。即某个微粒为 n 个晶胞所共有，那么切割后的每个晶胞对这个微粒分得的份额是1/n。
以铜的晶胞为例：
(1)位于顶点上的铜原子为8个晶胞共有。
(2)位于面心上的铜原子为2个晶胞共有。
(3)晶体铜中完全属于某一晶胞的铜原子数是4。
二、晶胞
4、晶胞中粒子数目的计算
(1)平行六面体形(正方体)晶胞中不同位置的微粒数的计算
①处于顶点上的微粒，同时为 8 个晶胞所共有，每个微粒有1/8属于该晶胞。
②处于晶面上的微粒，同时为 2 个晶胞所共有，每个微粒有1/2属于该晶胞。
③处于棱边上的微粒，同时为 4 个晶胞所共有，每个微粒有1/4属于该晶胞。
④处于晶胞内部的微粒，则完全属于该晶胞。
二、晶胞
4、晶胞中粒子数目的计算
(2)非平行六面体形晶胞中微粒数的计算
①处于顶点的微粒，为6个晶胞共用，每个微粒有1/6属于该晶胞。
②处于面心的微粒，为2个晶胞共用，每个微粒有1/2属于该晶胞。
③处于体内的微粒，完全属于该晶胞。
如右图，六方晶胞中所含的微粒数为12×1/6＋3＋2×1/2＝6。
判断正误
(1)晶胞中的任何一个粒子都完全属于该晶胞(　　)
(2)已知晶胞的组成就可推知晶体的组成(　　)
(3)由晶胞组成的晶体，其化学式表示一个分子中原子的数目(　　)
×
√
×
跟踪强化
1、下列有关晶胞的叙述，正确的是(　　)
A．晶胞的结构就是晶体的结构
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．已知晶胞的组成就可推知晶体的组成
D
跟踪强化
3.下图依次是金属钠(Na)、金属锌(Zn)、碘(I2)、金刚石(C)晶胞的示意图。
平均含有的原子数为钠____个；锌___个；碘____个；金刚石___个。
2
2
8
8
跟踪强化
2、如图所示为某晶体的一个晶胞，该晶体由A、B、C三种基本粒子组成。试根据图示判断，该晶体的化学式是________。
晶胞是晶体中的最小重复单元，每个晶胞中平均拥有的各类微粒的最简个数比即为晶体的化学式。
A3BC
跟踪强化
3、如图为高温超导领域里的一种化合物——钙钛矿晶体结构，该结构是具有代表性的最小重复单元。
(1)在该物质的晶体中，每个钛原子周围与它最接近且距离相等的氧离子、钙离子、钛离子各有________个、________个、________个。
(2)该晶体结构中，元素氧、钛、钙的离子个数比是________，
该物质的化学式可表示为________。
(3)若钙、钛、氧三元素的相对原子质量分别为a、b、c，晶体结构图中正方体边长(钛原子之间的距离)为d nm(1 nm＝10－9m)，则该晶体的密度为________ g·cm－3。
6
8
6
3:1:1
CaTiO3
总结归纳
1、晶胞是晶体中的最小重复单元，每个晶胞中平均拥有的各类微粒的最简个数比即为晶体的化学式。
2、立方晶胞中各物理量的关系：
3、晶胞空间利用率
＝
总结归纳