《晶体与非晶体》课件(新人教版选修3)

晶体各向异性的微观解释 在物理性质上，晶体具有各向异性，而非晶体则是各向同性 的． 通常所说的物理性质包括弹性、硬度、导热性能、导电性 能、光的折射性能等．晶体的各向异性是指晶体在不同方向 上物理性质不同，也就是沿不同方向去测试晶体的物理性能 时测量结果不同．例如晶体在不同的方向还可以有不同的硬 度、弹性、热膨胀性质、导电性能等． 需要注意的是，晶体具有各向异性，并不是说每一种晶体 都能在各物理性质上表现出各向异性，例如云母、石膏晶体 在导热性上表现出显著的各向异性——沿不同方向传热的快 慢不同；方铅矿晶体在导电性上表现出显著的各向异性—— 沿不同方向电阻率不同；立方形的铜晶体在弹性上表现出显 著的各向异性——沿不同方向的弹性不同；方解石晶体在光 的折射上表现出各向异性——沿不同方向的折射率不同．
雪 花
冰糖
金刚石
石墨
水晶石
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？
1.
概念 晶体：晶体是原子、离子或分子按照一定的周 期性，在结晶过程中，在空间排列形成具有一 定规则的几何外形的固体。 非晶体：是内部质点在三维空间不成周期性重 复排列的固体，具有近程有序，但不具有长程 有序。
有的物质有几种晶体，是因为它们
的物质微粒能形成不同的晶体结 构．
天然水晶球里的玛瑙和水晶
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。
石英玻璃
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


2、晶体有三个特征：
(1)晶体有整齐规则的几何外 形； (2)晶体有固定的熔点，在熔 化过程中，温度始终保持不变；

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40 ◆
6、图是超导化合物一钙钛矿晶体中最小重复单元(晶 胞)的结构.请回答： (1)该化合物的化学式为_C_a_T_i_O_3_. (2)在该化合物晶体中，与某个钛离 子距离最近且相等的其他钛离子共
有____6______个.
(3)设该化合物的相对分子质量为M， 密度为 ag / cm3 阿伏加德罗常数为
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33
典例分析
Mg原子的数目： 12×1/6+2×1/2=3 B原子的数目：6 故化学式可表示为
Mg2B
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34
本节小结：
一、晶体与非晶体
1、定义：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
2、特点和性质： （1） 晶体有自范性 （2）晶体具有各向异性 （3）晶体具有固定的熔点
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32 ◆
典例分析
例:2001年报道的硼和镁形成的化合物刷新了 金属化合物超导温度的最高记录。如图所示的是 该化合物的晶体结构单元：镁原子间形成正六棱 柱，且棱柱的上下底面还各有1个镁原子，6个硼 原子位于棱柱内。则该化合物的化学式可表示为
A、MgB B、 MgB2 C、Mg2B D、Mg3B2
28
晶体空间结构
ClNa+
3
4
8
7
1
2
5
6
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29
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30
小结:晶胞对质点的占有率
立方晶胞
顶点： 1/8 棱边： 1/4
面心： 1/2
体心： 1
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31
探究: 下图依次是金属钠(Na)、金属锌(Zn)、碘(12)、金刚石
(C)晶胞的示意图，数一数，它们分别平均含几个原子?

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

2 信息技术
非晶体存储介质用于高密度数据存储和信息技术领域。
3 生物医学
非晶体中的玻璃状物质在生物医学中用于制备医用材料和药物传递系统。
晶体与非晶体的比较
物理性质
晶体具有周期性结构，而非晶 体没有。
制备方法
晶体通过晶体生长，非晶体通 过玻璃化或凝固法制备。
应用方向
晶体广泛应用于电子学和光电 学，而非晶体主要用于材料科 学、信息技术和生物医学。
按照结构
共价晶体、离子晶体、金属体。
晶体的物理性质
光学性质
晶体对不同波长的光有特殊的 折射、偏振、吸收和散射效应。
热学性质
晶体具有热膨胀、热导率和热 稳定性等特性。
电学性质
晶体对电场的响应和导电性能 因晶体结构和成分的不同而异。
晶体的应用
1 电子学
晶体管、半导体器件和集成电路等领域的关 键组件。
按照制备方法
熔融法、溶胶-凝胶法和蒸发法等。
按照成分
无机非晶体和有机非晶体。
非晶体的物理性质
热学性质
非晶体具有低热膨胀系数和高 热稳定性。
电学性质
非晶体的导电性取决于成分和 结构。
机械性质
非晶体具有高强度和良好的抗 划伤性能。
非晶体的应用
1 材料科学
非晶体在材料领域中用于改变材料性能和提高材料强度。
2 光电学
用于激光、光纤通信和显示器等光学器件。
3 化学
晶体结构对于化学反应的速率和选择性具有 重要影响。
4 材料科学
用于发展新材料和研究材料性质与结构之间 的关系。
什么是非晶体？
• 非晶体是没有长程有序结构的固体。 • 非晶体缺乏规则的几何形状。 • 非晶体结构缺乏周期性重复的单元。

（4)处于体内的粒子，同时为1个晶胞共有， 每个粒子完全属于该晶胞。
P64
Na: 8*1/8+1=2 Zn: 8*1/8+1=2
I: （8*1/8+6*1/2）*2=8 金刚石 C: 8*1/8+6*1/2+4=8
干 冰 晶 体 结 构
用微笑告诉别人，今天的我，比昨天更强。瀑布跨过险峻陡壁时，才显得格外雄伟壮观。勤奋可以弥补聪明的不足，但聪明无法弥补懒惰的缺陷。孤独是 每个强者必须经历的坎。有时候，坚持了你最不想干的事情之后，会得到你最想要的东西。生命太过短暂，今天放弃了明天不一定能得到。只有经历人生 的种种磨难，才能悟出人生的价值。没有比人更高的山，没有比脚更长的路学会坚强，做一只沙漠中永不哭泣的骆驼！一个人没有钱并不一定就穷，但没 有梦想那就穷定了。困难像弹簧，你强它就弱，你弱它就强。炫丽的彩虹，永远都在雨过天晴后。没有人能令你失望，除了你自己人生舞台的大幕随时都 可能拉开，关键是你愿意表演，还是选择躲避。能把在面前行走的机会抓住的人，十有八九都会成功。再长的路，一步步也能走完，再短的路，不迈开双 脚也无法到达。有志者自有千计万计，无志者只感千难万难。我成功因为我志在成功！再冷的石头，坐上三年也会暖。平凡的脚步也可以走完伟大的行程。 有福之人是那些抱有美好的企盼从而灵魂得到真正满足的人。如果我们都去做自己能力做得到的事，我们真会叫自己大吃一惊。只有不断找寻机会的人才 会及时把握机会。人之所以平凡，在于无法超越自己。无论才能知识多么卓著，如果缺乏热情，则无异纸上画饼充饥，无补于事。你可以选择这样的“三 心二意”：信心恒心决心；创意乐意。驾驭命运的舵是奋斗。不抱有一丝幻想，不放弃一点机会，不停止一日努力。如果一个人不知道他要驶向哪个码头， 那么任何风都不会是顺风。行动是理想最高贵的表达。你既然认准一条道路，何必去打听要走多久。勇气是控制恐惧心理，而不是心里毫无恐惧。不举步， 越不过栅栏；不迈腿，登不上高山。不知道明天干什么的人是不幸的！智者的梦再美，也不如愚人实干的脚印不要让安逸盗取我们的生命力。别人只能给 你指路，而不能帮你走路，自己的人生路，还需要自己走。勤奋可以弥补聪明的不足，但聪明无法弥补懒惰的缺陷。后悔是一种耗费精神的情绪，后悔是 比损失更大的损失，比错误更大的错误，所以，不要后悔！复杂的事情要简单做，简单的事情要认真做，认真的事情要重复做，重复的事情要创造性地做。 只有那些能耐心把简单事做得完美的人，才能获得做好困难事的本领。生活就像在飙车，越快越刺激，相反，越慢越枯燥无味。人生的含义是什么，是奋 斗。奋斗的动力是什么，是成功。决不能放弃，世界上没有失败，只有放弃。未跌过未识做人，不会哭未算幸运。人生就像赛跑，不在乎你是否第一个到 达终点，而在乎你有没有跑完全程。累了，就要休息，休息好了之后，把所的都忘掉，重新开始！人生苦短，行走在人生路上，总会有许多得失和起落。 人生离不开选择，少不了抉择，但选是累人的，择是费人的。坦然接受生活给你的馈赠吧，不管是好的还是坏的。现在很痛苦，等过阵子回头看看，会发 现其实那都不算事。要先把手放开，才抓得住精彩旳未来。可以爱，可以恨，不可以漫不经心。我比别人知道得多，不过是我知道自己的无知。你若不想 做，会找一个或无数个借口；你若想做，会想一个或无数个办法。见时间的离开，我在某年某月醒过来，飞过一片时间海，我们也常在爱情里受伤害。1、 只有在开水里，茶叶才能展开生命浓郁的香气。人生就像奔腾的江水，没有岛屿与暗礁，就难以激起美丽的浪花。别人能做到的事，我一定也能做到。不 要浪费你的生命，在你一定会后悔的地方上。逆境中，力挽狂澜使强者更强，随波逐流使弱者更弱。凉风把枫叶吹红，冷言让强者成熟。努力不不一定成 功，不努力一定不成功。永远不抱怨，一切靠自己。人生最大的改变就是去做自己害怕的事情。每一个成功者都有一个开始。勇于开始，才能找到成功的 路。社会上要想分出层次，只有一个办法，那就是竞争，你必须努力，否则结局就是被压在社会的底层。后悔是一种耗费精神的情绪后悔是比损失更大的 损失，比错误更大的错误所以不要后悔。每个人都有潜在的能量，只是很容易:被习惯所掩盖，被时间所迷离,被惰性所消磨。与其临渊羡鱼，不如退而结网。 生命之灯因热情而点燃，生命之舟因拼搏而前行。世界会向那些有目标和远见的人让路。不积跬步，无以至千里；不积小流，无以成江海。骐骥一跃，不 能十步；驽马十驾，功在不舍。锲而舍之，朽木不折；锲而不舍，金石可镂。若不给自己设限，则人生中就没有限制你发挥的藩篱。赚钱之道很多，但是 找不到赚钱的种子，便成不了事业家。最有效的资本是我们的信誉，它小时不停为我们工作。销售世界上第一号的产品——不是汽车，而是自己。在你成

A B
C
化学式： ABC3
探究（即自学检测即课本P64学与问）:
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?
钠、锌晶胞都是：8×1/8+1=2； 碘：（8×1/8+6×1/2）×2=8； 金刚石：8×1/8+6×1/2+4=8。
非晶体:没有规则几何外形的固体。 如玻璃、橡胶、石蜡、塑料等
2.分类
离子晶体 原子晶体 分子晶体 金属晶体 混合型晶体
晶体
如NaCl、CsCl等 如金刚石、晶体硅等 如冰、干冰等 如铁、铝等 如石墨
NaCl晶体结构示意图：
Cl-
Na+
金刚石晶体 结构示意图
干 冰 晶 体 结 构
晶体SiO2和非晶体SiO2的投影示意图
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.非晶体无自范性而且排列无序 D.固体SiO2一定是晶体
2.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
C
)
D
)
3.下列不属于晶体的特点是（ D ） A.有固定的几何外形 B.有各向异性 C.有固定的熔点 D.一定是无色透明的固体
析晶
4.晶体形成的途径
⑴熔融态物质凝固. ⑵气态物质冷却不经液态直接凝固(凝华). ⑶溶质从溶液中析出.
5 晶体的特性
⑴自范性（规则的几何外形） ⑵各向异性(强度、导热性、光学性质等）
⑶有固定的熔点
⑷能使X-射线产生衍射 （最科学的区别晶体和非晶体的方法）
• 1.石墨(C)和蓝宝石(Al2O3· SiO2)是常见的晶体, 其中石墨的结构呈层状,在与层垂直方向的导电 率为与层平行方向上导电率的1/10000;蓝宝石 在不同方向上的硬度是不同的. • 2.石蜡和玻璃都是非晶体,如果将二者加热,当温 度升高到一定程度后,开始软化,流动性增强,最 后变成液体.整个过程温度不断上升,并且在这 个过程中没有固定的熔解热效应.

务
3.有规则的几何外形的固体一定是晶体吗？ 提示 有规则几何外形或美观、对称外形的固体不一定是晶体。例如，玻璃制品 可以塑造出规则的几何外形，也可以具有美观对称的外观。
4.有固定组成的物质一定是晶体吗？ 提示 具有固定组成的物质也不一定是晶体，如某些无定形体也有固定的组成， 如无定形SiO2。
完成课前学 习
探究核心任 务
(8)同一物质可能是晶体，也可能是无定形体。( ) (9)区分晶体和非晶体最可靠的科学方法是确定有没有固定熔点。( ) (10)雪花是水蒸气凝华得到的晶体。( ) (11)溶质从溶液中析出可以得到晶体。( ) 答案 (1)× (2)√ (3)× (4)√ (5)× (6)× (7)× (8)√ (9)× (11)√
第一节 晶体的常识
完成课前学 习
探究核心任 务
学业要求
素养对接
1.能说出晶体与非晶体的区别。
2.能结合实例描述晶体中微粒排列的 微观探析：晶体与非晶体的区别。
周期性规律。
模型认知：晶胞的判断与相关计算。
3.认识简单的晶胞。
完成课前学 习
探究核心任 务
一、晶体 1.晶体与非晶体的本质差异
晶体 非晶体
提示 不表示，只表示每个晶胞中各类原子的最简整数比。
完成课前学 习
探究核心任 务
[自 我 检 测]
1.判断正误，正确的打“√”；错误的打“×”。 (1)有规则几何外形的固体就是晶体。( ) (2)熔融态的晶体冷却凝固，得到的固体不一定呈规则的几何外形。( ) (3)晶胞都是平行六面体。( ) (4)晶胞是晶体的最小重复单元。( ) (5)不同的晶体中晶胞的大小和形状都相同。( ) (6)晶胞中的任何一个粒子都只属于该晶胞。( ) (7)已知晶胞的组成也无法推知晶体的组成。( )

顶点：1/8 棱边：1/4 面心：1/2
体心：1
小结:长方体或正方体晶胞中不同位置的 粒子对晶胞的贡献
（1）处于顶点的粒子，同时为8个晶胞共有 ，每个粒子有1/8属于该晶胞。
（2）处于棱上的粒子，同时为4个晶胞共有 ，每个粒子有1/4属于该晶胞。
（3）处于面上的粒子，同时为2个晶胞共有 ，每个粒子有1/2属于该晶胞。
中重要的组成部分，主要表现在对于在压力或者困境中，个体自我安慰、自我积极暗示、自我调节的能力，在个体克服困难、顶住压力、勇对挑战等情况下，都
激励能力的人，富有弹性，经常表现出反败为胜、后来居上、东山再起的倾向，而缺乏这种能力的人，在逆境中的表现就大打折扣，表现为过分依赖外界的鼓励
院练习棒球。在挥动球棒前，对自己大喊：“我是世界上最棒的棒球手！”然后扔出棒球，挥动……但是没有击中。接着，他又对自己喊：“我是世界上最棒的
好。我们感到自己“状态不佳”或精力不足时，往往会把必须做的事放在一边，或静等灵感的降临。你可不要这样。如果有些事你知道需要做却又提对待自己做不好的事情，一旦做起来了尽管乐在其中。所以，这次犯错，是为了下次接受挑战后，要尽量放松。在脑电波开
晶态石英的谱图 非晶态石英的谱图
非晶态和晶态石英的X-射线粉末衍射图谱
二﹑晶胞
1.定义：描述晶体结构的基本单元叫做晶胞
蜂巢与蜂室
铜晶体
铜晶胞
晶体与晶胞的关系可用蜂巢与峰室的关系比喻
2.特点：习惯采用的晶胞是平行六面 体，整块晶体可看作数量巨大的晶胞 “无隙并置”而成；所谓“无隙”是指 相邻晶胞间无间隙；所谓“并置”是指 所有晶胞平行排列，取向相同）
离子晶体 原子晶体 晶体 分子晶体 金属晶体 混合型晶体
晶体为什么具有规则的几何外形？

You Know, The More Powerful You Will Be
34
谢谢你的到来
学习并没有结束，希望大家继续努力
Learning Is Not Over. I Hope You Will Continue To Work Hard
演讲人：XXXXXX 时 间：XX年XX月XX日
35
25 ◆
5、某离子晶体晶胞结构如右图所示，X位于立方体 的顶点， Y位于立方体的中心，晶体中距离最近的 两个X与一个Y形成的夹角∠XYX的角度为： A. 90° B. 60° C. 120° D. 109°28′
26 ◆
7、如图是CsCl晶体的晶胞（晶体中最小的重复单元 ）已知晶体中2个最近的Cs+核间距离为acm，氯化铯 的相对分子质量为M，NA为阿佛加德
6、鉴别晶体和非晶体
（1）物理性质差异 如：质点排列是否有序、各向异性，硬度、
熔点、折光率等。
（2）区分晶体和非晶体最科学的方法是对固体进行X-射线衍射实
验。
3
二﹑晶胞
1. 晶胞：描述晶体结构的基本单元（晶体中无限重复 的部分）
蜂巢与蜂室
铜晶体
铜晶胞
晶体与晶胞的关系可用蜂巢与峰室的关系比喻 然而蜂巢是有形的，晶胞是无形的，是人为划定 的。
D、固体SiO2一定是晶体 2、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
D
23
3、如图所示晶体中每个阳离子A或阴离子B，均可被 另一种离子以四面体形式包围着，则该晶体对应的化 学式为
A．AB C．AB3
B．A2B D．A2B3
24 ◆
4、右面图形是石墨晶体的层面结构图， 试分析图形推测层面上每个正六边型拥有的 共价键数和碳原子数是分别： A、6，6 B、2，4 C、2，3 D、3，2

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。
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