2017-2018学年人教版选修3 第3章第1节晶体的常识 教案.doc

晶体的常识 教学目的 ．了解晶体与非晶体的本质差异，能够识别晶体与非晶体的结构示意图； ．掌握晶体的基本性质； ．理解晶胞的概念，掌握晶体与晶胞的关系、会通过晶胞确定晶体的化学式。 教学内容 一、知识点讲解 （一）晶体与非晶体 1． 晶体：绝大多数固体 （1）定义：内部质点在三维空间呈周期性重复排列的固体； （2）分类：根据晶体内部微粒的种类和微粒间的相互作用的不同分为以下几类 ① 原子晶体：完全通过共价键形成的晶体； ② 分子晶体：通过分子间相互作用使得分子在空间进行周期性重复排列所形成的晶体； ③ 离子晶体：由阴离子和阳离子通过离子键形成的晶体； ④ 金属晶体：由金属元素组成，以金属键为基本作用形成的晶体； （3）特点： ① 有固定的几何外形； ② 有固定的熔点； ③ 有各向异性； （4）基本性质：由晶体的周期性结构决定 ① 自范性：指晶体能自发地呈现多面体外形的性质； ② 均一性：指晶体的化学组成、密度等性质在晶体中各部分都是相同的； ③ 各向异性：同一晶格构造中，在不同方向上质点排列一般是不一样的； 因此，晶体的性质也随方向的不同而有所差异。 ④ 对称性：晶体的外形和内部结构都具有特有的对称性。 在外形上，常有相等的晶面、晶棱和顶角重复出现。这种相同的性质在不同的方向或位置上做有规律的重复，就是对称性。晶体的格子构造本身就是质点重复规律的体现。 ⑤ 最小内能：在相同的热力学条件下，晶体与同种物质的非晶体、液体、气体相比较，其内能最小。 ⑥ 稳定性：晶体由于有最小内能，因而结晶状态是一个相对稳定的状态。 （5）形成的一般途径： ① 熔融态物质凝固； ② 气态物质冷却不经液态直接凝固（凝华）； ③ 溶质从溶液中析出。 2．非晶体：如玻璃、松香、硅藻土、橡胶、沥青等 3．晶体与非晶体的本质差异 自范性 微观结构 晶体 有 （能自发呈现多面体外型） 原子在三维空间里呈周期性的有序排列 非晶体 没有 （不能自发呈现多面体外型） 原子排列相对无序 4．晶体与非晶体的判定方法 （1）测熔点：晶体具有固定的熔点，而非晶体则没有固定的熔点。 （2）可靠方法：对固体进行X-射线衍射实验。 【典例1】下列物质中属于晶体的是（ ） A．玻璃 B．水晶 C．水泥 D．橡胶 答案 B 【典例2】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．晶体与非晶体的根本区别在于是否具有规则的几何外形 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 答案 C （二）晶胞 1．定义：描述晶体结构的基本单元。 2．晶胞中原子占有率： 顶点：1/8； 边心：1/4； 面心：1/2； 体心：1。 【典例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，数一数，它们分别平均含几个原子？ 答案 金属钠（Na）的一个晶胞的原子数=8×1/8+1=2； 金属锌（Zn）的一个晶胞的原子数=8×1/8+1=2； 晶体碘（I2）的一个晶胞的原子数=(8×1/8+6×1/2)×2=8； 金刚石（C）的一个晶胞的原子数=8×1/8+6×1/2+4=8。 【典例4】某晶体中含有A、B、C三种元素，其排列方式如图所示，晶体中A、B、C的原子个数之比依次为（ ） A．1∶3∶1 B．2∶3∶1 C．8∶6∶1 D．4∶3∶1 答案 A 解析　N(A)＝8×18＝1，N(B)＝6×12＝3，N(C)＝1，则晶体中A、B、C的原子个数之比为1∶3∶1。 【典例】某离子化合物的晶胞如下图所示。阳离子位于晶胞的中心，阴离子位于晶胞的8个顶点上，该离子化合物中阴、阳离子的个数比为 A．1∶8　　　　　　B．1∶4 C．1∶2　　　　D．1∶1 答案　D 解析　离子晶体是由晶胞在三维空间里通过无隙并置构成的。每一个晶胞中的粒子属于该晶胞的份额计算方法如下： 顶点上的粒子，被8个晶胞共用，属于一个晶胞的占其1/8； 棱上的粒子，被4个晶胞共用，属于一个晶胞的占其1/4； 面上的粒子，被2个晶胞共用，属于一个晶胞的占其1/2； 晶胞内的粒子，完全属于该晶胞。由图可知，阳离子位于晶胞的中心，属于该晶胞的数目为1，阴离子位于晶胞的8个顶点上，属于该晶胞的数目为8×1/8＝1，因此，阴离子与阳离子的个数比为1∶1。 五、课堂练习 1．下列关于晶体与非晶体的说法正确的是（ ） A．晶体一定比非晶体的熔点高 B．晶体有自范性但排列无序 C．非