内容正文:
晶体结构与性质
[讨论1] 物质聚集状态
【思考】气态、液态物质是否一定由分子构成?物质除了常见的三态外,有无其他聚集状态?
1.等离子体是由电子、阳离子和电中性粒子(分子或原子)组成的整体上呈电中性的气态物质;具有良好的导电性和流动性
2.离子液体是熔点不高的仅由离子组成的液体物质;(低温熔融盐)
日光灯和霓虹灯管里、蜡烛火焰里、极光和雷电里,都能找到等离子体
等离子体可以制造等离子体显示器、化学合成、核裂变等等
3.液晶是介于液态和晶态之间的物质状态,既具有流动性、黏度、形变性等,又具有导热性、光学性质等,表现出晶体的各向异性。
阅读看书笔记,了解特性用途
[讨论2] 晶体特性与测定
【思考】晶体与非晶体在微观结构、物理性质有何区别?如何鉴别?
固体分类 晶体 非晶体
结构特征 结构粒子_周期性有序_排列 结构粒子_无序_排列
性质特征
自范性 _有_(能自发呈现多面体外形) _无_
熔点 _固定_ 不固定
异同表现 各向异性_ 各向同性
区别方法
间接方法 看是否有固定的熔点
科学方法 对固体进行X射线衍射实验
大本P188-189
实例 金刚石、雪花、水晶、I2、胆矾、Cu晶体等 玻璃、炭黑、松香、
石蜡、沥青、橡胶等
【回归教材】为何天然水晶球内部的水晶能呈现出规则多面体外形,而外层的玛瑙却没有?(两者主要成份均为SiO2)
【小结】晶体自范性的条件之一:晶体生长的速率适当
【回顾】x射线衍射实验的用途?
看书笔记
阅读看书笔记,了解回顾三个实验操作
[讨论3] 晶体获得方法与制备
【教材溯源】明矾大晶体的制备实验--一般认为晶体从液相或气相中的生长有三个阶段:①介质达到过饱和、过冷却阶段;②成核阶段;③生长阶段。
(1)把事先配好的明矾饱和溶液倒入烧杯中,向溶液中补充适量明矾,使其成为比室温高10-15℃的饱和溶液。待其自然冷却到比室温略高3-5 ℃时,把小晶体悬挂在玻璃杯中央,注意不要使晶核接触杯壁。用硬纸片盖好烧杯,静置过夜。
(2)每天把已形成的小晶体轻轻取出,重复第1项操作,直到晶体长到一定大小。
(3)将所得明矾晶体放进铬钾矾的饱和溶液中,使铬钾矾晶体(紫色)[KCr(SO4)2·12H2O]在明矾晶体表面上生长,长到一定厚度后,再将所得晶体放到明矾饱和溶液中去,使铬钾矾晶体表面再覆盖一层明矾晶体。
看书笔记P8D14
[讨论4] 晶体结构特性及相关计算
【晶胞】都是平行六面体,具有平移性;在晶体中无隙并置。
【学案】例1,例2,例3
[讨论4] 晶体结构特性及相关计算
晶体结构着重考查微粒配位数、微粒分数坐标的判断、晶体化学式、晶体密度、微粒距离、微粒空间占有率的计算等。
(1)配位数:在晶体中某质点周围与该质点相距最近的质点数;
用于描述晶体中微粒排列紧密程度,一般配位数越大,微粒排列越紧密,晶体越稳定。
面心立方最密堆积
配位数为12
Cu晶胞
干冰晶胞
面心立方密堆积
配位数为12
冰
配位数为4
配位数为6
NaCl晶胞
【小结】1、离子键、金属键、范德华力无饱和性,配位数与微粒大小有关;但氢键有方向性与饱和性,如冰中水分子的配位数为4。
2、共价晶体中共价键具有饱和性,与中心原子形成共价键的原子数就是其配位数;
3、离子晶体、共价晶体中,微粒配位数最简比即为化学式。
Si原子配位数为4,O原子配位数为2
SiO2晶胞
【注意】离子晶体配位数是指一个离子周围最近的异电性离子数目。
(2)原子分数坐标:以晶胞参数为单位长度建立坐标系,可以表示晶胞中各原子的位置。以坐标轴所在晶胞棱长为1个单位,所得坐标轴上的截距即为分数坐标。
原点
(3)晶胞中微粒个数及化学式求算
(4)晶体密度\微粒间距\空间利用率计算:
均摊法计算晶胞所含微粒数N
结合M、NA计算晶胞质量m
利用参数计算晶胞体积V
}
晶体密度
ρg/cm3
计算晶胞体积注意:
1、棱长单位换算1nm=10-7cm、1pm=10-10cm;
2、棱间夹角是否为900
学案补充练习1.3
学案常见晶体
学案补充练习4.5
学案补充练习2.6
[讨论5] 晶体结构与性质
【思考】
(1)金刚石和干冰分别属于什么晶体?在干冰晶体中,每个CO2分子等距紧邻的CO2分子有多少个?
(2)粒子之间以共价键结合而成的是哪些晶体?冰晶体中水分子之间以何种作用力结合?
(3)冰、金刚石、CaCl2晶胞、干冰四种晶体的熔点由高到低的顺序是什么?
(4)MgO晶体属于离子晶体,是否所有离子晶体熔点都较高?
(5)金属Cu具有良好的延展性、导电性与导热性的原因?合金为何一般硬度大于成份金属?
存在离子液体(低温熔融盐)如C2H5NH3NO3熔点为12℃,大多数离子液体含有体积很大的阴、阳离子。常见的阴离子如四氯铝酸根