3-1 晶体的常识(人教版化学选修3)
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第一节 晶体的常识教材分析:本节内容是安排在原子结构、分子结构以及结构决定性质的内容之后来学习,对于学生的学习有一定的理论基础。
本节内容主要是通过介绍各种各样的固体为出发点来过渡到本堂课的主题——晶体和非晶体。
而晶体和非晶体的学习是以各自的自范性和微观结构比较为切入点,进而得出得到晶体的一般途径以及晶体的常见性质和区分晶体的方法。
[学习目标][知识梳理]一、晶体与非晶体1.晶体的自范性即______________________________________________________.晶体呈自范性的条件之一是____________________________________________________.2.得到晶体一般有三条途径:(1)____________,(2)___________________________,(3)_________________________3.自范性 微观结构 晶体非晶体4. 晶体的熔点较__________,而非晶体的熔点_______________,区分晶体与非晶体最可靠的科学方法是______________________________________________.二、晶胞5._________________________________ _________________是晶胞。
[方法导引]晶胞中粒子数的计算方法:晶体结构类习题最常见的题型就是已知晶胞的结构而求晶体的化学式。
解答这类习题首先要明确一个概念:由晶胞构成的晶体,其化学式不一定是表示一个分子中含有多少个原子,而是表示每个晶胞中平均含有各类原子的个数,即各类原子的最简个数比。
解答这类习题,通常采用分摊法。
在一个晶胞结构中出现的多个原子,这些原子并不是只为这个晶胞所独立占有,而是为多个晶胞所共有,那么,在一个晶胞结构中出现的每个原子,这个晶体能分摊到多少比例呢。
第三章 晶体结构与性质第一节 晶体的常识一、基础练1.有一种蓝色晶体,化学式可表示为()x y 6M Fe CN ⎡⎤⎣⎦,经X 射线衍射实验发现,它的结构特征是3+Fe 和2+Fe 分别占据立方体互不相邻的顶点,而CN -位于立方体的棱上。
其晶体中阴离子的最小结构单元如图所示。
下列说法正确的是( )A .该晶体的化学式为()226M Fe CN ⎡⎤⎣⎦B .该晶体属于离子晶体,M 呈+1价C .该晶体属于离子晶体,M 呈+2价D .晶体中与每个3+Fe 距离最近且相等的CN 有3个【答案】B【详解】A .由题图可得出,晶体中阴离子的最小结构单元中2Fe +及Fe 3+个数均为11482⨯=,CN -的个数为11234⨯=,因此阴离子的化学式为()26Fe CN -⎡⎤⎣⎦,则该晶体的化学式为()26M Fe CN ⎡⎤⎣⎦,A 项错误; B .由阴、阳离子形成的晶体为离子晶体,M 的化合价为+1,B 项正确;C .M 的化合价为+1,C 项错误;D .由题图可看出与每个3+Fe 距离最近且相等的CN -有6个,D 项错误;故选:B 。
2.如图所示是晶体结构中具有代表性的最小重复单元(晶胞)的排列方式,其对应的化学式是XY 的是(图中:o-X , -Y)( )A .B .C .D .【答案】A【详解】[根据顶点、棱上、面上、体心和其他处于立方体内部的原子对晶胞的贡献分别为111842、、、1,求出X 、Y 的数目之比,其化学式分别为XY 、X 3Y 、XY 4、XY 4;故选:A 。
3.下图为高温超导领域里的一种化合物(钙钛矿)结构中的最小重复单元。
该化合物中,每个钛离子周围与它最接近且距离相等的钛离子有a 个,元素氧、钛、钙的原子个数比为b 。
则a 、b 是( )A .6,3∶1∶1B .24,10∶8∶1C .12,5∶4∶1D .3,3∶2∶1【答案】A【详解】 由晶胞结构可知,晶胞顶点上相邻的钛离子相距最近,则钛离子周围与它接近且距离相等的钛离子有6个,a=6;晶胞中位于顶点的钛原子个数为8×18=1,位于棱上的氧原子个数为12×14=3,位于体内的钙原子的个数为1,则氧、钛、钙的原子个数比为 3:1:1,故选A 。
第三章晶体的结构与性质第一节晶体的常识【教学目标】1、了解晶体的初步知识,知道晶体与非晶体的本质差异,学会识别晶体与非晶体的结构示意图。
2、知道晶胞的概念,了解晶胞与晶体的关系,学会通过分析晶胞得出晶体的组成。
3、培养空间想象能力和进一步认识“物质结构觉得物质性质”的客观规律。
【教学重点】晶体、晶胞的概念。
【教学难点】计算晶胞的化学式。
【教学过程】[导入]走进化学实验室,你能见到许多固体,如蜡状的白磷(P4)、黄色的硫黄、紫黑色的碘(I2)和高锰酸钾(KMnO4)、蓝色的硫酸铜(CuSO4·5H20)、白色的碳酸钙等。
放眼世界,自然界中绝大多数矿物也都是固体。
你一定还能说出生活中常见的更多的固体,如金属、玻璃、陶瓷、砖瓦、水泥、塑料、橡胶、木材……你是否知道固体有晶体和非晶体之分?绝大多数常见的固体是晶体,只有如玻璃之类的物质属于非晶体(又称玻璃体)。
晶体与非晶体有什么本质的差异呢?今天我们开始学习…。
[板书] 第三章晶体的结构与性质第一节晶体的常识[投影]常见的晶体(或展示实物):[思考]晶体规则的几何外型与组成晶体的微粒在空间的存在什么关系?[投影]表3-1晶体与非晶体的本质差异[讲解]即自动发生的过程。
不过,“自发”过程的实现,仍需要一定的条件。
例如,水能白发地从高处流向低处,但不打开拦截水流的闸门,水库里的水就不能下泻。
晶体呈现自范性的条件之一是晶体生长的速率适当。
熔融态物质冷却凝固,有时得到晶体,但凝固速率过快,常常只得到看不到多面体外形的粉末或没有规则外形的块状物。
[板书]1、晶体的自范性即晶体能白发地呈现多面体外形的性质。
[投影]图3-1天然水晶球里的玛瑙和水晶。
[讲述]最有趣的例子是天然的水晶球。
水晶球是岩浆里熔融态的Si02侵入地壳内的空洞冷却形成的。
剖开水晶球,常见它的外层是看不到晶体外形的玛瑙,内层才是呈现晶体外形的水晶。
其实,玛瑙和水晶都是二氧化硅晶体,不同的是,玛瑙是熔融态Si02快速冷却形成的,而水晶则是热液缓慢冷却形成的。