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高二化学（选修 3 ）第三章

高二化学（选修 3 ）第三章. 晶体结构. —— 几种典型的晶体结构. 宁夏固原二中 黄占军. 教学目标： 知识与技能 1. 了解分子晶体和原子晶体的特征。 2. 通过 NaCl 、 CsCl 的晶体结构，学生知道晶体中粒子的排列规律。了解离子晶体的特征。 3. 通过对晶胞的分析，学生会计算晶胞中粒子的个数 。 过程与方法 通过几种典型的晶体（干冰、金刚石、石墨、 NaCl 、 CsCl 、金属）结构的分析，学生能从三维的角度考虑粒子在空间的分布。 情感态度与价值观 通过晶体结构课件的展示，学生能感受晶体的外在美和内在美。 课时：二课时. 第一节.

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高二化学（选修 3 ）第三章

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  1. 高二化学（选修3）第三章 晶体结构 ——几种典型的晶体结构 宁夏固原二中 黄占军

  2. 教学目标： 知识与技能 1.了解分子晶体和原子晶体的特征。 2.通过NaCl、CsCl的晶体结构，学生知道晶体中粒子的排列规律。了解离子晶体的特征。 3.通过对晶胞的分析，学生会计算晶胞中粒子的个数。 过程与方法 通过几种典型的晶体（干冰、金刚石、石墨、NaCl、CsCl、金属）结构的分析，学生能从三维的角度考虑粒子在空间的分布。 情感态度与价值观 通过晶体结构课件的展示，学生能感受晶体的外在美和内在美。 课时：二课时

  3. 第一节 晶体的常识 让我们一起先欣赏几种美丽的晶体

  4. 雪 花

  5. 石墨 金刚石 冰糖

  6. 水晶石

  7. 观察·思考 • 请同学们判断下列物质是晶体还是非晶体： 水晶石

  8. 思考 • 什么是晶体？什么是非晶体？ • 晶体有什么特点和性质？ • 晶体和非晶体的本质区别是什么？

  9. 离子型晶体 原子型晶体 分子型晶体 晶体 金属型晶体 混合型晶体 一、晶体与非晶体 • 概念 • 晶体：具有规则几何外形的固体 • 非晶体：没有规则几何外形的固体 • 分类

  10. 3、晶体与非晶体的本质差异 • 说明： • 晶体自范性的本质：是晶体中粒子微观空间里呈现周期性的有序排列的宏观表象。 • 晶体自范性的条件之一：生长速率适当。

  11. 石英玻璃

  12. 天然水晶球里的玛瑙和水晶 （见教材P60图3～1） 玛瑙 水晶 玛瑙和水晶都是SiO2的晶体，不同的是玛瑙是熔融态SiO2快速冷却形成的，而水晶则是熔融态SiO2缓慢冷却形成的。

  13. 经不同途径得到的晶体 （见教材P61图3～2）

  14. 4、晶体形成的途径 • 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。

  15. 问题与思考 粉末状的固体是否都为非晶体呢？ 一些晶体的显微照片：（见教材P61图3～3） 那么怎样判断固体是晶体还是非晶体呢？

  16. 5、晶体的特性 <1>.有规则的几何外形 （晶体内部质点和外形质点排列的高度有序性） <2> .有固定的熔沸点 <3> .各向异性（强度、导热性、光学性质等） <4>.当一波长的ｘ－射线通过晶体时，会在记录仪上看到分立的斑点或者普线． （教材６3页图３－６） 区分晶体和非晶体最可靠的科学方法是： 对固体进行X—射线衍射实验。（见课本P62科学视野）

  17. 学与问 教材62页

  18. 思考“学与问”：教材62页 1：不是晶体，粒子排列无序，没有晶体的自范性。 2： A、采用X射线衍射实验，当X射线照射假宝石 时，不能使X射线产生衍射，只有散射效应。 B、观看是否具有对称性，在外形上假宝石没有相等的晶面、晶棱和顶角重复出现。 C、用它来刻划玻璃，真宝石硬度大，可刻划玻璃；而假宝石硬度小，不能用来刻划玻璃。 D、加热，真宝石沸点很高，而假宝石无固定的熔沸点，在一定的范围内便开始熔化。 E、可利用宝石的折光率鉴别 你想知道人造钻石和天然钻石的区别吗？

  19. 人造钻石和天然钻石的区别 课堂练习：P64 1、2 本节课结束

  20. 晶体为什么具有上述特征呢? 问题研究的方法: 第二课时 二:晶胞 三种典型立方晶胞结构 简单立方 体心立方 面心立方

  21. (-):晶胞: 1.晶胞：晶体中的最小重复单元 2 .晶胞的特征： 通过上、下、左、右、前、后的平移能与下一个最小单元（即晶胞）完全重合 • 一般来说,晶胞都是平行六面体 • 晶体和晶胞的关系：晶体可以看作是数量巨大的晶胞“无隙并置”而成.(蜂巢和蜂室的关系教材66页图3-7) 问题: 铜晶体的一个晶胞中含有多少个铜原子? A: 14 B: 4 C: 8 D: 6 答案: B 为什么呢?

  22. 无隙并置 平行六面体

  23. (二):晶胞中原子个数的计算 面心：1/2 体心：1 为什么？ 棱边：1/4 顶点：1/8

  24. 6 7 4 1 1 2 3 3 2 5 8 2 1 4 1 请看: 棱边：1/4 面心：1/2 顶点：1/8 体心：1

  25. (二): 晶胞中粒子个数计算规律 顶角 棱上 面上

  26. 练习: 1: 下面几种晶胞中分别含有几个原子? 各4个 绿色：8× ½ = 4 或8× 1/8+6×1/2 = 4 灰色：12× ¼+1=4 各1/2个

  27. Ba Ti O 课 堂 练 习 题 1.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。其晶体 的结构示意图如右图 所示。则它的化学式 为（ ）[上海市2001年奥赛初赛试题] A.BaTi8O12 B. BaTi4O6 C. BaTi2O4 D. BaTiO3 D

  28. 练习二： 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____个、占有的碳碳键数为____个。 碳原子数目与碳碳化学键数目之比为_______。 2 3 2：3

  29. 学与问（教材64页: ） 学与问答案: 2 2 8 8 作业： 教材P64 3：列式计算下图晶胞中各有多少个原子

  30. 二氧化碳及其晶胞

  31. 思考 1.NaCl晶体中，每个Na+周 围最近距离的Cl-有个？ 每个Cl-周围最近距离的 Na+有个？ 2.在NaCl晶体中，每个Na+周 围最近距离的Na+有个？ 3.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？ 4.每个晶胞中平均有个Na+？个Cl-？（位于顶 点、棱边、面心、体心上的粒子对该晶胞的贡献） 5.该晶胞中，若Na+和Cl-间的最近距离为0.5ax10-10m， 则晶体的密度ⅾ= 6 6 12 4 4 0·39/a3 （g/cm3）

  32. 4 2 3 1

  33. 晶体中最小正方体中所含的Na+和Cl－的个数均为:晶体中最小正方体中所含的Na+和Cl－的个数均为: 0.39 0.39 解法2： 每个晶胞的体积为： 解法1： 58.5 58.5 58.5g 1 1 58.5g 1 1 每个晶胞的质量为： 1 (a×10-8)3㎝3 （个） a10-8cm ×4g ×4 = g. ㎝-3 g. ㎝-3 × × 4× 即每个小正方体中平均含 个“NaCl”，质量为: 故NaCl晶体的密度为： 6.02×1023 6.02×1023 8 2 2 2 6.02×1023 2 6.02×1023 a3 a3 = = 每个晶胞中所含的Na+和Cl－的个数均为4个，即含4个“NaCl”。 (a×10-8㎝)3 (0.5a×10-8)3㎝3 而此小正方体体积为(0.5a×10-8)3㎝3 ∴ 故NaCl晶体的密度为：

  34. 0.39 58.5 ×4g 58.5g g. ㎝-3 a3 6.02×1023(a×10-8)3 ㎝3 6.02×1023(a×10-8)3 /4㎝3 解法3：依ρ= m/v 每个晶胞中所含的Na+和Cl－的个数均为4个，即含4个“NaCl”。 每个晶胞的体积为： (a×10-8)3㎝3 即含4个“NaCl”所占的体积为：(a×10-8)3㎝3 那么1个“NaCl”所占的体积为：(a×10-8)3 /4㎝3 则：1molNaCl所占的体积为： 6.02×1023· (a×10-8)3 /4㎝3 而1molNaCl的质量为：58.5g ∴ 故NaCl晶体的密度为： = =

  35. ---Cs+ ---Cl- CsCl的晶体结构示意图 返回原处

  36. 4 1 3 8 2 5 7 1 6 Cl- 思考 1.在CsCl晶体中，每个Cs+周围最近距离的Cs+ 有几个？每个Cl-周围最近距离的Cl-有几个？ 2.分析“CsCl”化学式的由来。 6个

  37. 4 2 3 1

  38. 规律总结 二、有关晶体的计算 在晶体结构中确定一个具有代表性的最小重复单元为研究对象，运用点、线、面的量进行解答。 （摩尔质量、阿伏加德罗常数与密度的关系）

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