3-1-2 认识晶体

《认识晶体》学历案一、学习主题认识晶体二、学习目标1、了解晶体的基本概念和特征，能够区分晶体和非晶体。

2、掌握晶体的微观结构，理解晶体中粒子的排列规律。

3、学习晶体的分类方法，认识常见的晶体类型。

4、了解晶体的性质，如熔点、硬度、导电性等，并能解释其与晶体结构的关系。

三、学习资源1、教材：《化学》相关章节。

2、网络资源：科普视频、晶体结构模拟软件。

3、实验器材：晶体标本、显微镜。

四、学习过程（一）引入在我们的生活中，有许多物质呈现出美丽而规则的外形，比如晶莹剔透的钻石、雪花的形状、食盐的颗粒等。

这些物质都属于晶体。

那么，什么是晶体呢？晶体又有哪些独特的性质和结构呢？让我们一起来探索晶体的奥秘。

（二）晶体与非晶体1、观察与比较（1）展示晶体标本（如食盐、石英、明矾等）和非晶体标本（如玻璃、松香、橡胶等），引导学生观察它们的外观。

（2）让学生用手触摸，感受它们的质地。

2、总结晶体与非晶体的特点（1）晶体具有规则的几何外形，而非晶体没有。

（2）晶体具有固定的熔点，在熔化过程中温度不变；非晶体没有固定的熔点，在熔化过程中温度不断升高。

（三）晶体的微观结构1、利用多媒体展示晶体的微观结构模型（1）展示氯化钠晶体中钠离子和氯离子的排列方式。

（2）展示金刚石晶体中碳原子的四面体结构。

2、讲解晶体中粒子的排列规律（1）晶体中的粒子在空间上按照一定的规律周期性地重复排列。

（2）这种周期性的排列决定了晶体的性质。

（四）晶体的分类1、根据粒子种类分类（1）离子晶体：由阴、阳离子通过离子键结合而成，如氯化钠、氯化铯等。

（2）原子晶体：由原子通过共价键结合而成，如金刚石、二氧化硅等。

（3）分子晶体：由分子通过分子间作用力结合而成，如干冰、冰等。

（4）金属晶体：由金属阳离子和自由电子通过金属键结合而成，如铁、铜等。

2、根据晶体的几何外形分类（1）立方晶系：如氯化钠晶体。

（2）六方晶系：如石墨晶体。

（3）单斜晶系：如石膏晶体。

晶体的认识
晶体是一种固态物质，其分子、原子或离子按照一定的规律排列而形成的具有有序结构的晶格。

晶体具有一系列特定的物理、化学和光学性质，对于科学、工程和技术领域都具有重要的意义。

1.结构特征：
有序排列：晶体内部的原子、分子或离子按照规则排列成三维结构，形成紧密有序的晶格。

周期性结构：晶体结构具有周期性，即晶胞结构会在三个方向上不断重复。

各向同性：晶体的性质在各个方向上基本上是相同的，具有各向同性的特点。

2.形成与生长：
凝固过程：晶体通常是在液态物质凝固时形成的，根据条件的不同，可以形成不同形态的晶体。

生长过程：晶体的生长是晶体原子或分子逐渐在晶体表面上沉积并排列，逐渐扩大晶体尺寸的过程。

3.物理性质：
光学性质：晶体具有各向异性，对于光的传播有一定的影响，因此在光学器件中具有广泛的应用。

热学性质：晶体的热传导、热膨胀等性质因晶格结构而异，影响材料的热学性能。

电学性质：某些晶体表现出特定的电学行为，如电介质、半导体和导体等。

4.应用与意义：
材料工程：晶体材料在材料科学和工程中具有广泛的应用，如半导体、光电子器件等。

地球科学：晶体矿物是地球科学中研究地壳结构和地球演化的重要对象。

化学合成：某些晶体结构被用于设计新型的化学反应和合成方法。

晶体的研究涉及多个领域，其特殊的结构和性质使其在科学研究、工程应用和技术创新中发挥着重要作用。

三、晶胞1.晶胞（1）定义：晶胞是晶体结构中最小的，是从晶体结构中截取下来的大小、形状完全相同的。

(2)晶胞必须符合两个条件：一是代表晶体的化学组成；二是代表晶体的对称性。

（即与晶体具有相同的对称元素——对称轴，对称面和对称中心 ) 。

（3）结构特点：整个晶体就是晶胞按其周期性在三维空间重复排列而成的。

这种排列必须是晶胞的并置堆砌。

所谓并置堆砌是指平行六面体之间没有任何空隙，同时相邻的八个平行六面体均能共用顶点。

2. 常见密堆积的晶胞A3型堆积六方最密堆积六方晶胞A1型堆积面心立方最密堆积面心立方晶胞3．晶胞中粒子数的计算方法：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。

这就是分摊法。

分摊法的根本目的就是算出一个晶胞单独占有的各类原子的个数。

分摊法的根本原则是：晶胞任意位置上的一个原子如果是被n个晶胞所共有，那么，每个晶胞对这个原子分得的份额就是1/n。

计算方法位置顶点棱边面心体心贡献4.晶胞中微粒数的计算（1）面心立方：在立方体顶点的微粒为8个晶胞共有，在面心的为2个晶胞共有。

微粒数为：(2)体心立方：在立方体顶点的微粒为8个晶胞共享，处于体心的微粒全部属于该晶胞。

微粒数为：练习1：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）AB练习2：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）AA BB练习3：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）AB练习4：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）ABC练习5：下图为高温超导领域的一种化合物——钙钛矿晶体结构，该结构是具有代表性的最小重复单元。

（1）在该物质的晶体中，每个钛离子周围与它最接近且距离相等的钛离子共有个（2）该晶体结构单元中，氧、钛、钙离子的个数比是。

第一节认识晶体多彩的人工晶体顾名思义，人工晶体就是使用人工方法合成出的晶体。

我们生活周围的很多物质都是晶体，比如地上的石头、沙土。

沙土颗粒虽小，人用肉眼无法观察到它的晶面、晶形，但它却实实在在是由晶体构成的。

构成物质的原子、离子或分子在空间作长程有序的排列，形成一定的点阵结构，就是晶体；而内部没有长程有序排列（只有短程有序）的物质就是非晶态固体，如玻璃、石蜡、橡胶等。

晶体通常具有规则的外形，棱角分明。

人工晶体的分类人工晶体按照功能不同，可粗略分为半导体晶体，激光晶体，非线性光学晶体，光折变晶体，闪烁晶体，电光、磁光、声光调制晶体，压电晶体，红外探测晶体，光学晶体，双折射晶体，宝石晶体与超硬晶体等十二类。

1.宝石晶体有极高的硬度、奇特的星彩闪光或艳丽颜色的晶体，是大家所熟悉的宝石晶体。

立方氧化锆的硬度仅次于金刚石，折射率也相当大，可以有很高的星彩效应。

下图是用氧化锆晶体制作的孔雀，由于不同的掺杂，显现出不同的颜色。

除金刚石外，其它宝石主要是人工合成品。

人工合成金刚石已达到宝石级尺寸，但因价格十分昂贵，尚未进入市场。

2.会唱歌的压电晶体当对某些晶体挤压或拉伸时，该晶体的两端就会产生不同的电荷，这种晶体就叫压电晶体。

当然，产生的电荷的量是非常少的，但却是仪器可以检测到的，并能够加以利用。

手表中用于稳定频率的谐振子就是用水晶这种压电晶体制作的。

压电晶体只有按照一定的方向切割，才具有压电效应。

切割方向不同，对晶体的压电效应影响很大。

如果在特定方向的压电晶片上镀上电极，加上交流电，则压电晶片会作周期性的伸长或缩短，产生振荡，如同人唱起歌来一样。

水晶的压电效应并不是最好，但因价格较便宜，稳定性与机械强度很好，至今仍是用量最多的一种压电晶体。

人工合成水晶主要是在高压釜中生长，一次可以生长大批的水晶。

晶体的X射线衍射1914年，诺贝尔物理学奖授予德国法兰克福大学的劳厄（M·Laue,1879-1960），以表彰他发现了晶体的X射线衍射。

第三章晶体结构与性质第一节物质的聚集状态与晶体的常识第1课时【学法指导】1.了解物质的聚集状态。

2.认识晶体和非晶体的本质差异。

3.了解晶体中微粒的空间排布存在周期性。

【基础梳理】一、物质聚集状态1.物质聚集状态除了三态，还有更多的物质聚集状态，如、离子液体、晶态、非晶态，以及介乎晶态和非晶态之间的塑晶态、等。

2.等离子体(1)概念：气态物质在或者在激发下，分子发生分解，产生等。

这种由电子、阳离子和电中性粒子组成的整体上呈的物质称为等离子体。

(2)特点等离子体具有良好的和。

(3)应用运用等离子体显示技术可以制造等离子体显示器；利用等高子体可以进行化学合成；核聚变也是在等离子态下发生的等。

3.液晶(1)概念：物质加热到达到熔点后，先呈浑浊态，再加热达到一定温度时，浑浊态变透明清亮态，将熔点至澄清点温度范围内的物质状态称为液晶。

(2)特征：液晶是介于液态和晶态之间的物质状态，既具有液体的流动性、黏度、性变形等，又具有晶体的某些物理性质，如导热性、光学性质等。

(3)应用液晶已有广泛的应用。

例如，手机、电脑和电视的液晶显示器，由于施加电场可使液晶的长轴取向发生不同程度的改变，从而显示数字、文字或图像。

再如，合成高强度液晶纤维已广泛应用于飞机、火箭、坦克、舰船、防弹衣、防弹头盔等。

二、沉淀溶解平衡的应用1.晶体和非晶体的概念(1)晶体概念：内部微粒(原子、离子或分子)在三维空间里呈排列而构成的具有的固体。

分类：根据组成晶体的微粒和微粒间的相互作用，可分为、、和金属晶体。

(2)非晶体概念：内部微粒(原子、离子或分子)在三维空间里呈排列而构成的规则几何外形的固体。

［判一判］判断下列物质是晶体还是非晶体：［微思考］具有规则几何外形的固体一定是晶体吗？☂名师点拨晶体：食盐、冰、铁、铜等。

非晶体：玻璃、橡胶等。

晶体中粒子排列的周期性是指一定方向上每隔一定距离就重复出现的排列，粒子排列的周期性导致晶体呈现规则的几何外形。