认识晶体及堆积模型

认识晶体金属晶体与离子晶体（基础）编稿：房鑫审稿：张灿丽【学习目标】1、从晶体的一般性认识出发，了解晶体与非晶体的本质区别。

2、从组成微粒和微粒间相互作用的不同，认识金属晶体和离子晶体的结构及其性质特点。

3、能列举金属晶体的基本规程模型——简单立方堆积、钾型、镁型和铜型。

4、能根据离子晶体的结构特征解释其物理性质；了解离子晶体的特征；了解晶格能的应用，知道晶格能的大小可以衡量离子晶体中离子键的强弱。

【要点梳理】要点一、晶体的特性、分类1．晶体的概念人们把内部微粒（原子、离子或分子）在空间按一定规律做_______ _构成的固体物质称为晶体。

2．晶体的特征（1）晶体具有____ ____、各向异性、特定的对称性三个重要特征。

（2）晶体的自范性是指晶体能够自发地呈现________的________的多面体外形。

晶体的各向异性是指晶体在不同的方向上表现出不同的________性质。

晶体的对称性指晶体的外形呈现轴对称性或面对称性。

3．晶体的分类根据晶体内部微粒的种类和微粒间相互作用的不同，可以将晶体分为______ __、___ _____、____ ____和________。

对于常见的晶体，例如：氯化钠是Na+与Cl－通过_____ ___键形成的晶体，称为离子晶体；金属铜是以________键为基本作用所形成的晶体，称为金属晶体；金刚石是碳原子间完全通过_______键形成的晶体，称为原子晶体；冰是水分子间通过______ __形成的晶体，称为分子晶体。

要点诠释：四种晶体的比较答案：1．周期性重复排列2．（1）自范性（2）封闭规则物理3．离子晶体金属晶体原子晶体分子晶体离子金属共价分子间作用力要点二、晶体结构的堆积模型晶胞1．晶体结构的堆积模型（1）X射线衍射实验测定的结果表明，组成晶体的金属原子，离子或分子在没有其他因素（如氢键）影响时，在空间的排列大都服从_______ _原理，这是因为在金属晶体、离子晶体和分子晶体的结构中，金属键、离子键和分子间作用力均没有________，以紧密堆积的方式________体系的能量，使晶体变的比较________。

第1节认识晶体【学习目标】1、从认识一般固体出发，重点了解晶体的基本特征、类型以及不同类型晶体的一般物理性质。

2、晶体形成的途径及特性。

3、晶胞的概念。

4、知道晶胞是晶体的最小结构重复单元，能用切割法计算一个晶胞实际拥有的微粒数。

【学习重难点】重点：建立关于晶体的比较完整的知识结构和认识方法计算一个晶胞实际拥有的微粒数难点：晶体中微粒的空间堆积方式计算一个晶胞实际拥有的微粒数【教学过程】引入：投影：巴西向美国追讨世界上最大的祖母绿引入新课展示学习目标。

学习重难点。

各种晶体。

一．晶体的特性活动·探究让学生阅读教材P70-71，完成下面问题1、什么是晶体？2、晶体有什么特性？3、晶体是如何分类的？学生规律总结1、晶体概念________2、晶体的特性⑴__________⑵ _________⑶ ___________ ⑷ _____________二．晶体结构的堆积模型引入：晶体具有规则的几何外形是由什么决定的？学生思考回答：晶体内部的微粒按一定规律周期性重复排列。

那么，你是否想了解晶体内部的微粒是如何排列的？认识晶体晶体内部的微粒按一定规律周期性重复排列可以通过实验手段——X射线衍射，也可以从理论上分析，充分发挥我们的空间想象力。

活动·探究完成教材P73活动·探究，讨论金属晶体在形成晶体时的排列方式。

1、等径圆球的密堆积金属晶体的结构形式可归结为等径圆球的密堆积。

每一层都是最紧密堆积，也就是每个等径球与周围相接触。

而层与层之间的堆积时有多种方式：一种是“…ABAB…”重复方式，叫型的最密堆积，一种是“…ABCABC…”重复方式，叫型的最密堆积。

配位数：在密堆积中，一个原子或离子周围所邻接的原子或离子的数目称为_______________。

思考：阅读教材P 74相关内容回答1、在离子晶体中，阴、阳离子是怎样的堆积的？2、在分子晶体中分子是如何堆积的？学生规律总结2．非等径圆球的密堆积离子晶体中，阴、阳离子的半径是不相同的，因此离子晶体可以视为______________的密堆积，即将不同半径的圆球的堆积看成是大球先按一定方式做_______________，小球再填充在________________________。

考点06 晶体常识与常见晶体的空间结构知识清单[基本概念]①晶体；②非晶体；③晶胞；[基本规律]利用“均摊法”进行晶胞的计算；典题温故1.人们最初对晶体的认识完全是理性思考的结果。

法国的结晶学家阿羽衣依据晶体具有沿一定晶面碎裂的性质，对晶体的微观结构做了合理而大胆的设想，于1784年提出晶体是由具有多面体形状的晶胞平行而无间隙地堆积而成的。

阿羽衣的思想被法国物理学家布拉维发展为空间点阵学说，即构成晶体的粒子按一定规则排列为空间点阵结构。

俄国的费多罗夫、德国的熊富利斯和英国的巴洛三位科学家分别于1890年、1891年和1894年以晶体结构周期性重复单位为基础，推导出描述晶体空间排列的对称性理论——230种空间群。

这些思考完全是在不能测定晶体内部结构的情况下产生的，科学和技术的发展后来完全证实了上述理性思考的正确性。

[问题1]晶体的“空间点阵结构”中，构成晶体的相邻微粒间是否相切？提示：是。

构成晶体的微粒是“无隙并置”的，故这些相邻微粒间相切。

[问题2]如何理解晶体结构中“周期性重复单位”？提示：“周期性重复单位”是指晶体中最小的结构单元可以无限重复(答案合理即可)。

[问题3]晶体的化学式表达的意义是什么？提示：晶体的化学式表示的是晶体(或晶胞)中各类原子或离子的最简整数比。

2.甲、乙、丙三种晶体的晶胞结构如图所示：甲 乙 丙(1)甲晶体的化学式(X 为阳离子)为__________。

(2)乙晶体中A 、B 、C 三种微粒的个数比是__________。

(3)丙晶体中每个D 微粒周围结合E 微粒的个数是____________________。

[解析] (1)X 位于正方体体心，该晶胞中含有1个X ；Y 位于顶角，该晶胞中Y 的个数＝4×18＝12，则该晶胞中X 、Y 的个数比是2∶1，又X 为阳离子，所以甲晶体的化学式为X 2Y 。

(2)乙晶胞中A 的个数＝8×18＝1，B 的个数＝6×12＝3，C 的个数为1，所以乙晶体中A 、B 、C 三种微粒的个数比为1∶3∶1。

第1节认识晶体第1课时晶体的特性和晶体结构的堆积模型[学习目标定位] 1.熟知晶体的概念、晶体的类型和晶体的分类依据。

2.知道晶体结构的堆积模型。

一晶体的特征1．观察下列物质的结构模型，回答问题。

(1)晶体内部、非晶体的内部微粒排列各有什么特点？答案组成晶体的微粒在空间按一定规律呈周期性排列，而组成非晶体的微粒在空间杂乱无章地排列。

(2)由上述分析可知：①晶体：内部粒子(原子、离子或分子)在空间按一定规律呈周期性重复排列构成的固体物质。

如金刚石、食盐、干冰等。

②非晶体：内部原子或分子的排列呈杂乱无章的分布状态的固体物质。

如橡胶、玻璃、松香等。

2．阅读教材，回答下列问题：(1)晶体的自范性是晶体在适当条件下可以自发地呈现封闭的、规则的多面体外形的性质。

(2)晶体的各向异性是指在不同的方向上表现出不同的物理性质，如强度、导热性、光学性质等。

(3)晶体具有特定的对称性，如规则的食盐晶体具有立方体外形，它既有轴对称性，也有面对称性。

(4)晶体具有固定的熔、沸点。

3．晶体的主要类型(1)根据晶体内部微粒种类和微粒间的相互作用的不同，可将晶体分为离子晶体、金属晶体、原子晶体和分子晶体。

(2)将下列各晶体的类型填入表中：[归纳总结]1．晶体具有的三个基本特征是自范性、各向异性和特定的对称性。

2．晶体与非晶体的区别方法3.判断晶体类型的方法是先看晶体结构微粒，再看微粒间的相互作用。

二晶体结构的堆积模型1．X射线衍射实验测定的结果表明，组成晶体的原子、离子或分子在没有其他因素(如氢键)影响时，在空间的排列大都服从紧密堆积原理。

请根据晶体结构微粒间作用力的特征解释其原因是什么？答案在金属晶体、离子晶体和分子晶体的结构中，金属键、离子键和分子间作用力均没有方向性，因此都趋向于使原子、离子或分子吸引尽可能多的其他原子、离子或分子分布于周围，并以密堆积的方式降低体系的能量，这样晶体变得比较稳定。

2．等径圆球的密堆积(金属晶体)(1)金属晶体中的原子可看成直径相等的球体。

交流讨论1.组成晶体的微粒是如何排列呢？（教师提示从能量越低越稳定的角度考虑）教师根据学生的回答适当做出补充。

1、学生思考并且做出回答。

（学生自己主动站立回答）【结论】当微粒间的作用力没有方向性和饱和性时微粒排列方式为紧密堆积，这种堆积方式能够降低体系的能量，使晶体变得比较稳定。

探究活动【金属晶体-----等径圆球的密堆积】1、把乒乓球装入盒中，盒中的乒乓球怎样排列才能使装入的乒乓球数目最多？【教师提示】（1）先排成线观察排列方式有几种（一维）（2）再排成层观察排列方式有几种（二维）（3）再排成两层观察排列方式有几种？（4）观察每种排列方式中每个小球最多与几个小球接触？（5）根据2中排列方式中每个小球的周围接触的最多的小球的数目的不同适时引出密置层和非密置层的概念。

（6）扩展到两层，有几种排列方式？（7）引出密置双层的概念（8）扩展到三层，有几种排列方式，并寻找重复性排列的规律。

（三维）【教师板书】金属晶体----等径圆球密堆积ABAB A3型最紧密堆积（六方最紧密堆积）Mg Z n TiABCABC A1型最紧密堆积（面心立方最紧密堆积）CuAg Au1.小组合作动手操作，体验等径圆球的堆积方式。

（1）先排成线观察排列方式有几种（一维）（2）再排成层观察排列方式有几种（二维）（3）再排成两层观察排列方式有几种？（学生积极回答）（4）观察每种排列方式中每个小球最多与几个小球接触？（动手拼粘并且学生积极回答）（5）结合自己拼粘的模型辨析密置层和非密置层的根本区别。

（6）扩展到两层，有几种排列方式.（动手拼粘，并作出回答）（7）根据拼粘的模型体会密置双层的根本含义。

（8）扩展到三层，有几种排列方式，并寻找重复性排列的规律。

排成线堆积方式有一种：排成层有2种方式：第一种每个小球的周围最多排6个小球（密置层）。

第2中每个小球的周围最多排4个小球（非密置层）。

排成两层的紧密方式只有一种：排成三层有两种紧密排列方式：ABABA3型最紧密堆积ABCABCA1型最紧密堆积【晶体结构的堆积模型】学情分析我授课的班级是高二年级（1）班的学生，学生的知识水平中等,但是同学们的学习态度还是很端正的,所以在教学过程中需要耐心培养和引导。