【高中化学】物质的聚集状态与晶体常识课件 人教版(2019)选择性必修2.pptxVIP

第三章晶体结构与性质

第一节物质的聚集状态与晶体的常识

第2课时

非晶态二氧化硅

晶态二氧化硅

◆晶体不同于非晶体的特点有哪些?

◆形成这些特性的微观原因是什么?

自范性

各向异性

熔点固定

晶体的构成微粒呈周期性的有序排列

构成微粒相同空间排列不同

晶体特性

铜晶体CaF₂晶体金刚石晶体苯晶体

◆宏观可见的整块晶体是由大量微粒聚集而成的。

◆晶体的构成微粒在空间周期性重复排列，呈现高度对称性。

思考观察如下晶体的微观结构模型，体会微粒的空间排列特点。

要研究晶体的结构，应当如何入手呢?

◆是否需要研究构成晶体的所有部分?

◆可否作为一个基本重复单元?

一、晶胞

1.晶胞：描述晶体结构的基本单元，即晶体中最小的结构重复单元.

晶体与晶胞的关系可用蜂巢与峰室的关系比喻，然而蜂巢是有形的，晶胞是无形的，是人为划定的。

蜂巢与蜂室铜晶体铜晶胞

金刚石结构

晶胞示意图

2.晶体与晶胞的关系

一般来说，晶胞都是平行六面体，晶体可以看作是数量巨大的晶胞“无隙并置”而成

①无隙：指相邻的晶胞之间没有任何间隙；一个晶胞与相邻的晶胞完全共顶点、共棱边、共面

②并置：指所有晶胞都是平行排列的，取向相同。一个晶胞到另一个晶胞只需平移，不需转动

③完全等同：指所有晶胞的形状、内部的原子种类、个数及几何排列完全相同。

3.特征：

一般来说，晶胞都是平行六面体(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。

SimplecubicTetragonal

=b≠c

α=β-γ-

Monoclinic

≠α=β=90°

Orthorhombic

Triclinic

α≠β≠γ≠90°

Rhombohedral

Hexagonal

α=β=903y=120°

a-β-γ-90

【思考】下图中晶胞是实线小立方体呢?还是虚线大立方体?

简单立方体心立方面心立方

4.三种典型立方晶胞结构

【课堂练习1】

铜晶体的一个晶胞中含有多少个铜原子?

A:14

C:8

B:4

D:6

顶点：1/8

棱边：1/4

面心：1/2

体心：1

晶胞

顶角

棱边

面心

体心

立方体

1/8

1/4

1/2

1

顶角

棱边

面心

二、晶胞中粒子数目的计算

1.立方晶胞

均摊法：如某个粒子为x个晶胞所共有，则该粒子有1/x属于一个晶胞。

顶点棱边面心体心

【课堂练习T1】

铜晶体的一个晶胞中含有多少个铜原子?

A:14

C:8

B:4

D:6

【课堂练习T2】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，数一数，它们分别平均含有几个原子?

Cl-各1/2个

一个大NaCl晶胞包含4个NaCl

氯化钠的化学式用“NaCl”来表示，原因何在?能否把“NaCl”称为分子式?

【课堂练习T3】Na+:Cl-=1:1

●

Na+

O

Cl-

每个C₅Cl晶胞中有1个Cs+,有1个CI。

一个CsCl晶胞包含1个CsCl

氯化铯化学式推导

A与B离子的个数比等于1:,该物质化学式可表示为AB。

【课堂练习T4】

A+

B-

【课堂练习T5】

石墨晶体的层状结构，层内为平面正六边形结构(如图),试回答下列问题：

(1)图中平均每个正六边形占有C原子数为

2个、占有的碳碳键数为_3个。

碳原子数目与碳碳化学键数目之比为2:3。

【课堂练习T6】

钛酸钡的热稳定性好，介电常数高，在小型变压器、话筒和扩音器中都有应用。钛酸钡晶体的结构示意图为下图，它的化学式是

(D)

A.BaTi₈O₁2

C.BaTi₂O₄

B.BaTi₄O₆

D.BaTiO₃

【课堂练习T7】

现有甲、乙、丙、丁四种晶胞，可推知：甲晶体中A与B的离子个数比为1:1;乙晶体的化学式为C₂D;丙晶体的化学式为EF;丁晶体的化学式为xY₂Z。

8.最近发现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，它的化学式是Ti₁₄C₁₃。

解析：由于本题团簇分子指的是一个分子的具体结构，并不是晶体中的最小的一个重复单位，不能采用均摊法分析，所以只需数出该结构内两种原子的数目就可以了。

晶胞有几套平行棱?有几套平行面?

晶胞