选修3第三章第一节 晶体常识

5.晶体具有各向异性。如蓝晶石（Al2O3·SiO2）在不同方向上 的硬度不同；又如石墨在与层垂直的方向上的导电率与层平 行的方向上的导电率1∕104。晶体的各向异性主要表现在是： （）
①硬度 ②导热性 ③导电性 ④光学性质
A.①③
B.②④
C.①②③
D.①②③④
6．下列关于晶体自范性的叙述中，不正确的是
自范性
微观结构
晶体
有（能自发呈现多面体外 形）
非晶 没有（不能自发呈现多面
体 体外形）
原子在三维空间里 呈周期性有序排列
原子排列相对无序
自范性：①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。
②晶体自范性的条件之一：生长速率适当。
2、分类
归纳新知
晶体
离子晶体 原子晶体 分子晶体 金属晶体
D.玛瑙
2.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.非晶体无自范性而且排列无序
D.固体SiO2一定是晶体
3.区别晶体与非晶体最可靠的科学方法是：（ ）
A.熔沸点
B.硬度
C.颜色
D.x-射线衍射实验
4.下列过程不可以得到晶体的有：（ ） A.对NaCl饱和溶液降温，所得到的固体 B.气态H2O冷却为液态，然后再冷却成的固态 C.熔融的KNO3冷却后所得的固体 D.将液态的玻璃冷却成所得到的固体
为什么晶体呈现规则的几何外形 ，而非晶体没有规则的几何外形 呢？你认为可能和什么因素有关 ？
2、晶体自范性本质：
自范性条件之一：生长速率适当
知识拓 展
粒子微观空间里呈现周期性有序排列的宏观表 象

学与问
教材62页
1.某同学在网站上找到一张玻璃的结构示意图如图所示 这张图说明玻璃是不是晶体？为什么？
不是晶体，粒子排列无序，没有晶体的自范性。
2. 根据晶体物理性质的各向异性的特点，人们很容易识别用 玻璃仿造的假宝石，你能列举出一些可能有效的方法鉴别 假宝石吗？
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。(X-射线衍射实验是区分晶体与非晶体最可靠的科学方法)
晶体特性 4
对称性
晶体的外形和内部结构都有特定 的对称性。如规则的食盐晶体具有立
方体外形，既有轴对称又有面对称性
。
晶体特性 5
X-射线衍射实验
区别晶体与非晶体最可靠的方法是利用X-射线衍射实验
晶体特点小结
晶体特性
区分晶体与非晶体实例
具有规则的几何外形（自范性） 具有各向异性 具有固定的熔点 对称性
水晶与石蜡 云母与玻璃
海波与蜡
X-射线衍射实验 鉴宝专家鉴宝 自范性是晶体与非晶体的本质差异 区别晶体与非晶体最可靠的方法是利用x-射线衍射实验
晶体形成途径
凝固：熔融态物质凝固
凝华：气态物质冷却不经液态直接凝固
结晶：溶质从溶液中析出
晶体的分类
离子型晶体
原子型晶体
晶体
分子型晶体 金属型晶体 混合型晶体
晶体与非晶体本质差异 自范性 微观结构
晶 体 非 晶 体
有（能自发呈现多面 原子在三维空间里呈周 体外形） 期性有序排列
没有（不能自发呈现 多面体外形）
原子排列相对无序
晶体特性 2
物理性质的各向异性
各向异性：在不同的方向上表现出不同的物理性质

单击此处编辑母版标题样式
第三章 晶体结构与性质
• 单击此处编辑母版文本样式
第一节 – 第二级 • 第三级
晶体的常识
– 第四级
» 第五级
1
1/2/2021 6:51 PM
1
明 单击此处编辑母版标题样式
矾
• 单击此处编辑母版文本样式
– 第二级
• 第三级
观察– 第图四片级：下列固体的几何外形有何区别？？学.科.网
【学习重难点】
【1/2重/20点21】6:晶51 体PM的性质； 【难点】晶胞中原子个数的计3算。
单击此处编辑母版标题样式
• 单击此处编辑母版文本样式
– 第二级
• 第三级
– 第四级 » 第五级
水晶石
4
1/2/2021 6:51 PM
4
单击此处编辑母版标题样式
• 单击此处编辑母版文本样式
– 第二级
• 第三级
– 第四级
猫眼石
» 第五级
黄绿宝水石 晶
7
1/2/2021 6:51 PM
7
单击此处编辑母版标题样式
• 单击此处编辑母版文本样式
– 第二级
• 第三级
– 第四级 自然界中美丽的雪花 » 第五级
8
1/2/2021 6:51 PM
8
一、晶体和单非击晶体此处编辑母版标题样式
1.定义：晶体——具有规则几何外形的固体
11
（3）晶体具有固定的熔点。
1/2/2021 6:51 PM
11
一、晶体和单非击晶体此处编辑母版标题样式
(4)规则的晶体外形
• 单许击多此固体处粉编末辑用母肉版眼文看本不到样晶式体外形,但在光学显微镜下
–可第观二察级到规则的晶体外形。

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。
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.
问题与思考
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？
三种典型立方晶胞结构
简单立方 体心立方 面心立方
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?
2.晶胞中原子个数的计算
体心：1
面心:1/2
顶点:1/8
棱边:1/4
棱边：1/4
：1/2
2
顶点：1/8
1
1
体心：1
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___。
晶胞 顶角 棱上 面上 中心
立方体 1/8 1/4 1/2 1
顶角
棱上 面上
晶胞是8个顶角相同的最小 平行六面体，晶胞的平行棱相 同，平行面相同。
学与问（教材64页: ）
学与问答案: 2 2 8 8
根据离子晶体的晶胞结构，判断下列离子晶 体的化学式：（A表示阳离子）
A B
化学式： AB
根据离子晶体的晶胞结构，判断下列离子 晶体的化学式：（A表示阳离子）
5.晶体的特性
• 有规则的几何外形 • 有固定的熔沸点 • 各向异性(强度、导热性、光学性质等）
石英玻璃
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）

谢谢观赏
You made my day!
我们，还在路上……
解析：甲中X位于立方体体心，有1个，Y位于立方体的
顶点，实际有
1 8
×4＝
1 2
个，N(X)∶N(Y)＝1∶
1 2
＝2∶1，
故甲的化学式为X2Y；乙中A有
1 8
×8＝1个，B有
1 2
×6
＝3个，C在体心，有1个，故N(A)∶N(B)∶N(C)＝
1∶3∶1；丙中D点被8个同样的晶胞共用，故结合E的个
解析
解析：晶胞中的粒子分为4种：①体心上的粒
子完全属于该晶胞；②面心上的粒子
1 2
属于该
晶胞；③棱上的粒子
1 4
属于该晶胞；④顶点上
的粒子
1 8
属于该晶胞。本题粒子Y位于体心，粒子X位于顶
点，所以该晶体的化学式为Y2X(或XY2)。观察图，4个X和1
个Y构成了一个正四面体，故∠XYX＝109°28′。
D．粉末状固体一定不是晶体 解析：晶体的特点有：内部粒子排列得高度有序性、
有自范性和各向异性。当晶体的晶粒较小时，即为粉
末状，故D不正确。
答案：D
3.某物质的晶体内部一截面上原子的排布情况
如右图所示，则该晶体的化学式可表示为
()
A．A2B
B．AB
C．AB2
D．A3B
解析：由该晶体一截面上原子的排布情况可知，每一个A
数是8个。
返回
“课时跟踪检测”见“课时跟踪检测(九)” (单击进入电子文档)
•不习惯读书进修的人，常会自满于现状，觉得没有什么事情需要学习，于是他们不进则退2022年4月13日星期三2022/4/132022/4/132022/4/13 •读书，永远不恨其晚。晚比永远不读强。2022年4月2022/4/132022/4/132022/4/134/13/2022 •正确的略读可使人用很少的时间接触大量的文献，并挑选出有意义的部分。2022/4/132022/4/13April 13, 2022 •书籍是屹立在时间的汪洋大海中的灯塔。

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：
那么怎样判断固体是晶体还是非晶体呢？
二:晶胞:
1、晶胞的定义：晶体中的最小重复单元 2、晶胞的结构：一般来说,晶胞都是大小、形状完全
相同平行六面体(其边长不一定相等也不一定垂直)
3 、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
(0.5a×10-8)3㎝3
=
a3
g. ㎝
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“NaCຫໍສະໝຸດ ”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
平行六 面体
无隙并置
5、晶胞中原子个数的确定：
（1） 晶胞 中原 子的 位置 有： 四种
体心
面上
顶点
棱边
请看:
8 5
4 1
棱边：1/4
1 3 73
4
2
面心：1/2
6 2 2
顶点：1/8
1
体心：1
1
(2)、 晶胞中粒子个数计算规律
顶角 棱边 立方体 1/8 1/4
晶胞
面上 1/2
体心 1
顶角 棱上 面上
4.晶体和晶胞的关系：晶体可以看作是完全等同 数量巨大的晶胞“无隙并置”而成。
请理解：
“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 取向相同。一个晶胞到另一个晶胞只需平移，不需转动

2．某离子化合物的晶胞如图所示。阳离子位 于晶胞的中心，阴离子位于晶胞的8个顶 点上，则该离子化合物中阴、阳离子的个 数比为 A．1∶8 C．1∶2 B．1∶4 D．1∶1 ( )
1 解析：阴离子位于晶胞的8个顶点，个数为8× ＝1， 8 阳离子位于晶胞的中心，个数为1。 答案：D
3.某离子晶体的晶胞结构如图所示，X位于立 方体的顶点，Y位于立方体的中心。
2．晶胞中原子个数的计算(以铜晶胞为例) (1)晶胞的顶角原子是 8 个晶胞共用 的，晶胞棱上的原子是 4 个晶胞共用 的，晶胞面上的原子是 2 个晶胞共用的。 (2)金属铜的一个晶胞中铜的原子个 1 1 数为8× ＋6× ＝4。 8 2
1．常见的晶胞有几种类型？
提示：长方体(正方体)晶胞和非长方体(非正方体)晶胞。
5．如图所示的甲、乙、丙三种晶体：
X2Y ，乙晶体 试推断甲晶体的化学式(X为阳离子)为________ 1∶3____
8 D周围结合E的个数是________ 个。
解析
解析：甲中X位于立方体体心，有1个，Y位于立方体的 1 1 1 顶点，实际有 ×4＝ 个，N(X)∶N(Y)＝1∶ ＝2∶1， 8 2 2 1 1 故甲的化学式为X2Y；乙中A有 ×8＝1个，B有 ×6 8 2 ＝3个，C在体心，有1个，故N(A)∶N(B)∶N(C)＝ 1∶3∶1；丙中D点被8个同样的晶胞共用，故结合E的个 数是8个。
(2)非长方体(非正方体)晶胞中粒子对晶胞的贡献视具体情 况而定。如石墨晶胞每一层内碳原子排成六边形，其顶点(1个 1 碳原子)对六边形的贡献为 。 3 2．晶胞密度的有关计算
(1)假设某晶体的晶胞如下：
以M表示该晶体的摩尔质量，NA表示阿伏加德罗常 数，N表示一个晶胞中所含的微粒数，a表示晶胞的棱 长，ρ表示晶体的密度，计算如下： 该晶胞的质量用密度表示：m＝ρ· a3 N 用摩尔质量表示：m＝ M NA N N 则有：ρ· a ＝ M，ρ＝ M NA NAa3

3.可利用宝的折光率鉴别 （各向异性：光学性质）
4.利用有无固定的熔沸点判断
5.可利用X-射线衍射仪鉴别 （最科学的区别晶体和非 晶体的方法）
非晶态二氧化硅和晶态二氧化硅 X-衍射粉末图谱的对比
x射线通过晶体后发生衍射,如同通过光 栅一样.这样发生衍射的x射线到达背景 时,在背景的某些特定位置上得到x射线 较强的信号,其他位置则较弱； 而x射线通过非晶体后,由于非晶体原子 排列的非周期性,发生类似晶体衍射...的 效果不太明显. 以此,x射线衍射可鉴别晶体与非晶体.
金刚石晶体 结构示意图
NaCl晶体结构示意图
玻璃的结构示意图
干冰的结构示意图
1、“手和脑在一块干是创造教育的开始，手脑双全是创造教育的目的。” 2、一切真理要由学生自己获得，或由他们重新发现，至少由他们重建。 3、反思自我时展示了勇气，自我反思是一切思想的源泉。 4、好的教师是让学生发现真理，而不只是传授知识。 5、数学教学要“淡化形式，注重实质.
5.有确定的熔点
在相同的热力学条件下，晶体与 同种物质的非晶体固体、液体、 气体相比较，其内能最小。晶体 由于有最小的内能，因而晶体状 态是一个相对稳定的状态。
根据晶体与非晶体的性质区别，你 们能想出方法鉴别真假宝石了吗？
1.可观察宝石的形状，具有多面体的外形 （自范性）
2.实验它的硬度，可在玻璃上划出痕迹，初步确定它是晶 体 （各向异性：强度）
晶体二氧化硅与非晶体二氧 化硅微粒排列情况
2.均一性
晶体的均一性指的是晶体的 化学组成、密度等性质在晶 体中各部分都是相同的。
晶体二氧化硅与非晶体二氧 化硅微粒排列情况
3.对称性
晶体的外形和内部结构都具 有对称性。在外形上，常有 相等的对称性。这种相同的 性质在不同方向或位置上做 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

学习效果检测
课时作业
3．晶体的特性
学生自主学习
课堂互动探究
学习效果检测
课时作业
二、晶胞
1．概念：描述晶体结构的_□0_1__基__本_单__元___。 2 ． 结 构 ： 晶 胞 一 般 都 是 _□0_2_平__行__六__面___ 体 ， 整 块 晶 体 是 由 无 数 晶 胞 “__□0_3__无_隙__并__置__”而成。 (1)无隙：相邻晶胞之间没有_□0_4__任_何__间__隙___。
学生自主学习
课堂互动探究
学习效果检测
课时作业
2．使用“均摊法”计算晶胞中的粒子个数时，要注意晶胞的形状，视 具体情况而定。如石墨晶胞中每一层内碳原子排成正六边形，每个碳原子被 3 个正六边形所共有，其13属于该正六边形，则每个正六边形含有的碳原子数 为13×6＝2。
3．晶胞是晶体结构中的最小重复单元，但不一定是最小单元。例如， 氯化钠的晶胞由 8 个较小的立方体组成。
解析 由晶胞的定义可知 A 选项错误；相同晶体中晶胞的大小和形状完 全相同，不同晶体中，晶胞的大小和形状不一定相同，B 选项错误；晶体中 的大部分粒子被若干个晶胞所共有，不完全属于某个晶胞，C 选项错误；知 道晶胞的组成，利用“均摊法”即可推知晶体的组成，D 选项正确。
学生自主学习
课堂互动探究
学习效果检测
学生自主学习
课堂互动探究
学习效果检测
课时作业
解析
规律方法 晶体的自范性是一个自发过程，但实现该过程需要一定的条件。
学生自主学习
课堂互动探究
学习效果检测
课时作业
二、晶胞
1．晶胞中粒子数的计算方法——“均摊法”
如某个粒子为
n