高中化学竞赛辅导课件晶体和点阵理论-2023-2024学年高二化学人教版选择性必修2

晶体和点阵理论 1 一、物质的聚集状态 物质的聚集状态 气态 固态 液态 液晶态 塑晶态 等离子体(火焰、极光) 离子液体 晶态 非晶态 组成物质的粒子：分子、原子、阳离子、阴离子、电子 【思考】构成干冰、金刚石、铜的粒子分别是什么？ 2 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 【思考】晶体和非晶体有什么区别呢？ 3 晶体有固定的熔点 即晶体在熔化时温度保持不变，直至全部熔化后， 温度才开始上升 如 冰的熔点 0℃ 非晶体无固定的熔点 在加热时，由开始软化到完全熔化，整个过程中温 度不断的变化 如 松香 50~70℃软化,70℃以上全部熔化 应用：通过熔点来间接地确定某一固体是否是晶体。 二、晶体与非晶体—性质 晶体各向异性 晶体的某些性质，如光学性质、力学性质、导热、 导电性、机械强度、溶解性等在不同方向常有不同 如 云母 按纹理面方向易裂成薄片 非晶体各向同性 二、晶体与非晶体—性质 晶体与非晶体的本质差异 自范性：晶体能自发呈现多面体外形，如缺角的NaCl晶体在饱和溶液中慢慢地变成完美的立方体块。 微观上晶体粒子在空间上呈现周期性的有序排列，而非晶体结构长程无序。 二、晶体与非晶体—性质 6 二、晶体与非晶体—形成条件 晶体呈现自范性的条件之一：晶体生长速率适当 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 7 获得晶体的途径： 液熔融态物质凝固 气态物质冷却不经液态直接凝固（凝华） 溶质从溶液中析出 熔融态凝固的硫晶体 CuSO4晶体 升华得到的碘晶体 【实验3-1】 二、晶体与非晶体—形成条件 8 二、晶体与非晶体——总结 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 (粒子周期性有序排列) 无 各向异性 有 无 熔点 固定 不固定 鉴别方法 间接方法 是否具有固定的熔点 科学方法 对固体进行X－射线衍射实验 形成条件 生长速率得当 快速冷却 二、晶体与非晶体——总结 【思考与讨论】 （1）图3-7是某同学找到的一张玻璃结构的示意图，根据这张图判断玻璃是不是晶体。为什么？ （2）根据晶体物理性质的各向异性的特点，能鉴别用玻璃仿造的假宝石。请你例举一些可能有效的方法鉴别假宝石。 图3-7 玻璃的结构示意图 （1）不是，粒子排列相对无序； （2）熔点、硬度、折光率等，X射线衍射实验 10 三、晶胞 描述晶体结构的基本单元 整块晶体可以看作是数量巨大的晶胞“无隙并置”而成。 铜晶体 铜晶胞 “无隙”：相邻晶胞之间没有任何　 　。 间隙 “并置”：所有晶胞都是　　 排列的，取向　 　。 平行 所有晶胞的形状及其内部的原子种类、个数及几何排列（包括取向）是完全相同的。 相同 【思考】 【分析】 A图中的晶体结构满足晶胞的特点，是晶胞。 B图中不满足晶胞“8个顶角相同”的要求，无法进行“无隙并置”； C图中不满足晶胞“三套各4根平行棱分别相同”的要求，无法进行“无隙并置”。 D图中不满足“三套各两个平行面分别相同”的要求，无法进行“无隙并置”。 下列晶体结构中，是否是晶胞？ 【思考】 下列是氯化钠的晶体结构中，我们应该如何选取晶胞？ 【结论】晶胞应具有平移性，但不能转动。 第七章 固体的结构与性质 晶胞为晶体的缩影，它应具有： 晶体的基本重复单元 常规的晶胞都是平行六面体 能代表晶体的化学组成 Cl- Na+ Na+ Cl- Na+ Cl- Na+ Cl- Cl- Na+ Cl- 三、晶胞—定义 ↙结点 三、晶胞——晶格点阵 结点——把晶体中规则排列的微粒抽 象为几何学中的点 晶格点阵——沿一定方向按某种规律把结点联接起来的几何图形 Cl- Na+ Na+ Cl- Na+ Cl- Na+ Cl- Cl- Na+ Cl- 晶格点阵可描述晶体内部的结构 铜晶胞 【思考】金属铜的一个晶胞有多少个Cu原子？ 三、晶胞—晶格点阵 1 2 4 3 7 6 8 5 体心： 1 面心： 1/2 棱边： 1/4 顶点： 1/8 分析晶胞的组成：均摊法 铜晶胞 因此，金属铜的一个晶胞的原子数: 三、晶胞—晶格点阵 17 Cl- Na+ Na+ Cl- Na+ Cl- Na+ Cl- Cl- Na+ Cl- 三、晶胞—晶格点阵 【例】数一数NaCl晶胞的组成 金属钠（C） 金属锌（Zn） 碘（I2） 金刚石（C） 【例】运用均摊法，分析下列晶胞的组成 晶胞是8个顶点相同、三套各4根