【测控设计】2015-2016学年高二化学人教版选修3课件31晶体的常识

-1-第三章晶体结构与性质-2-第一节晶体的常识-3-第一节晶体的常识XINZHIDAOXUE新知导学DANGTANGJIANCE当堂检测ZHONGNANTANJIU重难探究首页学习目标思维脉络1.了解晶体与非晶体的本质差异。2.掌握晶体的基本性质。3.掌握晶体与晶胞的关系。4.掌握晶胞中原子个数的计算方法——均摊法。-4-第一节晶体的常识XINZHIDAOXUE新知导学DANGTANGJIANCE当堂检测ZHONGNANTANJIU重难探究首页一二一、晶体与非晶体1.晶体与非晶体的本质差异自范性微观结构举例晶体有原子在三维空间呈周期性排列I2、KMnO4非晶体无原子排列相对无序玻璃、陶瓷2.获得晶体的三条途径(1)熔融态物质凝固。(2)气态物质冷却不经液态直接凝固(凝华)。(3)溶质从溶液中析出。-5-第一节晶体的常识XINZHIDAOXUE新知导学DANGTANGJIANCE当堂检测ZHONGNANTANJIU重难探究首页一二3.晶体的特点自范性:晶体有自发地呈现多面体外形的性质,是晶体中粒子在微观空间里呈现周期性有序排列的外在体现各向异性:许多物理性质(强度、导热性、光学性质等)常常会表现出各向异性熔点:有(填“有”或“没有”)固定的熔点4.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。-6-第一节晶体的常识XINZHIDAOXUE新知导学DANGTANGJIANCE当堂检测ZHONGNANTANJIU重难探究首页一二练一练1普通玻璃和水晶的根本区别在于()A.外形不一样B.普通玻璃的基本构成粒子无规则性地排列,水晶的基本构成粒子按一定规律做周期性重复排列C.水晶有固定的熔点,普通玻璃无固定的熔点D.水晶可用于能量转换,普通玻璃不能用于能量转换解析:晶体与非晶体的本质区别就是粒子(原子、离子或分子)在微观空间里是否呈现周期性的有序排列。答案:B-7-第一节晶体的常识XINZHIDAOXUE新知导学DANGTANGJIANCE当堂检测ZHONGNANTANJIU重难探究首页一二练一练2晶体是一类非常重要的材料,在很多领域都有广泛的应用。下列对晶体硅的叙述中正确的是()A.形成晶体硅的速率越快越好B.晶体硅没有固定的熔沸点C.可用X-射线衍射实验来鉴别晶体硅和玻璃D.晶体硅的形成与晶体的自范性有关,而与各向异性无关解析:A选项,晶体的形成都要有一定的形成条件,如温度、压强、结晶速率等,但并不是说结晶速率越快越好,速率太快可能导致晶体质量下降。B选项,晶体有固定熔沸点,不正确。C选项,X-射线衍射实验能够测出物质的内部结构,根据微粒是否有规则的排列就能区分出晶体与非晶体。D选项,晶体的形成与晶体的自范性和各向异性都有密切关系。答案:C-8-第一节晶体的常识XINZHIDAOXUE新知导学DANGTANGJIANCE当堂检测ZHONGNANTANJIU重难探究首页一二二、晶胞1.概念描述晶体结构的基本单元。2.结构晶胞一般都是平行六面体,晶体是由无数晶胞无隙并置而成。(1)无隙:相邻晶胞之间无任何间隙;(2)并置:所有晶胞都是平行排列的,取向相同;(3)所有晶胞的形状及内部的原子种类、个数及几何排列是完全相同的。-9-第一节晶体的常识XINZHIDAOXUE新知导学DANGTANGJIANCE当堂检测ZHONGNANTANJIU重难探究首页一二3.晶胞中粒子数目的计算(以金属铜为例):在铜的晶胞结构中,铜原子不全属于该晶胞,按均摊原则,金属铜的一个晶胞的原子数=8×18+6×12=4。结合下图,钠、锌、碘、金刚石晶胞中含有原子的数目分别为2、2、8、8。钠、锌、碘、金刚石晶胞示意图-10-第一节晶体的常识XINZHIDAOXUE新知导学DANGTANGJIANCE当堂检测ZHONGNANTANJIU重难探究首页一二练一练3最近发现,只含镁、镍和碳三种元素的晶体竟然也具有超导性。鉴于这三种元素都是常见元素,从而引起广泛关注。该新型超导材料的一个晶胞(碳原子用表示,镍原子用表示,镁原子用表示)如图所示。则该晶体的化学式是()A.Mg2CNi3B.MgC2NiC.MgCNi2D.MgCNi3解析:该晶体的结构单元中含镁原子个数:8×18=1;含镍原子个数:6×12=3;含碳原子个数:1。答案:D-11-第一节晶体的常识XINZHIDAOXUE新知导学DANGTANGJIANCE当堂检测ZHONGNANTANJIU重难探究首页一二练一练4现有甲、乙、丙(如图)三种晶体的晶胞(甲中x处于晶胞的中心,乙中a处于晶胞的中心),可推知:甲晶体中x与y的个数比是,乙中a与b的个数比是,一个丙晶胞中可以均摊到个c离子,个d离子。解析:据均摊规律:甲中体心的x为1,顶点y为18×6,所以x∶y=1∶68=4∶3。同理可算出乙中a、b个数比为1∶1;一个丙晶胞可以均摊到4个c离子,4个d离子。答案:4∶31∶144-12-第一节晶体的常识XINZHIDAOXUE新知导学DANGTANGJIANCE当堂检测ZHONGNANTANJIU重难探究首页探究一探究二晶体与非晶体的比较问题导引石英与玻璃导热性实验1.石英和玻璃导热性实验说明了什么?提示二者导热性实验说明晶体的各向异性和非晶体各向同性。2.如何区分晶体和非晶体?提示X-射线衍射法。-13-第一节晶体的常识XINZHIDAOXUE新知导学DANGTANGJIANCE当堂检测ZHONGNANTANJIU重难探究首页探究一探究二名师精讲晶体与非晶体比较表分类晶体非晶体结构特性粒子在三维空间里呈周期性有序排列粒子无序排列性质特征有自范性有(能自发呈现多面体外形)没有(不能自发呈现多面体外形)熔点固定不固定各向异性呈现各向异性不呈现各向异性区别方法间接方法看是否有固定的熔点科学方法对固体进行X-射线衍射实验举例NaCl、CO2、SiO2、Na晶体等玻璃、橡胶等-14-第一节晶体的常识XINZHIDAOXUE新知导学DANGTANGJIANCE当堂检测ZHONGNANTANJIU重难探究首页探究一探究二例题1下列关于晶体的叙述不正确的是()A.晶体有自范性B.晶体内部质点的排列高度有序C.晶体的某些物理性质常会表现出各向异性D.粉末状固体一定不是晶体解析:当晶体晶粒很小时,即为粉末状,D项不对。答案:D特别提醒依据晶体的特性判断固体是不是晶体,存在一定的不确定性,应从本质特征上进行把握。-15-第一节晶体的常识XINZHIDAOXUE新知导学DANGTANGJIANCE当堂检测ZHONGNANTANJIU重难探究首页探究一探究二􀎥变式训练1􀎥用烧热的钢针去接触涂有薄薄一层石蜡的云母片的反面,熔化了的石蜡成椭圆形,是因为()A.云母具有各向异性,不同方向导热性能不同B.石蜡是热的不良导体,传热不均匀C.石蜡具有各向异性,不同方向导热性能不同D.云母是热的不良导体,传热不均匀解析:石蜡熔化成“椭圆形”,说明云母的导热性能存在各向异性,A项正确。答案:A-16-第一节晶体的常识XINZHIDAOXUE新知导学DANGTANGJIANCE当堂检测ZHONGNANTANJIU重难探究首页探究一探究二晶胞结构与化学式判断问题导引粒子在晶胞中的位置图观察上图四个晶胞中处于不同位置的粒子,讨论它们对晶胞的实际贡献是多少?提示①每个顶点被8个晶胞共有,所以晶胞对自己顶点上的每个原子只占18份额。②每条棱被4个晶胞共有,所以晶胞对自己棱上的每个原子只占14份额。③每个面被2个晶胞共有,所以晶胞对自己面上(不含棱)的每个原子只占12份额。④晶胞内的原子不与其他晶胞分享。-17-第一节晶体的常识XINZHIDAOXUE新知导学DANGTANGJIANCE当堂检测ZHONGNANTANJIU重难探究首页探究一探究二名师精讲如某个粒子为n个晶胞所共有,则该粒子有1𝑛属于这个晶胞。1.长方体(正方体)晶胞中不同位置的粒子数的计算(如下图)-18-第一节晶体的常识XINZHIDAOXUE新知导学DANGTANGJIANCE当堂检测ZHONGNANTANJIU重难探究首页探究一探究二2.非长方体(非正方体)晶胞中粒子视具体情况而定晶胞类型顶角贡献棱上贡献面上贡献内部贡献六方体1613121正三棱柱112水平14;竖16121-19-第一节晶体的常识XINZHIDAOXUE新知导学DANGTANGJIANCE当堂检测ZHONGNANTANJIU重难探究首页探究一探究二例题2元素X的某价态离子Xn+中所有电子正好充满K、L、M三个电子层,它与N3-形成的晶体的晶胞结构如图所示。(1)该晶体的阳离子与阴离子个数比为。(2)该晶体中Xn+中n=。(3)X元素的原子序数是。(4)晶体中每个N3-被个等距离的Xn+包围。-20-第一节晶体的常识XINZHIDAOXUE新知导学DANGTANGJIANCE当堂检测ZHONGNANTANJIU重难探究首页探究一探究二解析:(1)Xn+位于晶胞的棱上,其数目为12×14=3个,N3-位于晶胞的顶角,其数目为8×18=1个,故其个数比为3∶1;(2)由晶体的化学式X3N知X所带电荷为1;(3)因为K、L、M三个电子层充满,故为2、8、18,所以X的原子序数是29;(4)N3-位于晶胞顶角,故其被6个X+在上、下、左、右、前、后包围。答案:(1)3∶1(2)1(3)29(4)6方法技巧分析晶胞中粒子实际数目时,不能仅局限于题中所给的一个晶胞结构,要有一定的空间想象力,根据均摊原则进行推算。-21-第一节晶体的常识XINZHIDAOXUE新知导学DANGTANGJIANCE当堂检测ZHONGNANTANJIU重难探究首页探究一探究二􀎥变式训练2􀎥氢是重要而洁净的能源。要利用氢气作为能源,必须解决好安全有效地储存氢气的问题。化学家研究出利用合金储存氢气的方法,其中镧(La)镍(Ni)合金是一种储氢材料,这种合金的晶体结构已经测定,其基本结构单元如图所示,则该合金的化学式可表示为()A.LaNi5B.LaNiC.La14Ni24D.La7Ni12解析:根据题给物质的结构单元图知,该合金的基本结构单元中镧原子的数目为(12×13+2)×12=3,而镍原子的数目为12×12+6+6×12=15,所以镧与镍的原子个数比为3∶15=1∶5。答案:A-22-第一节晶体的常识XINZHIDAOXUE新知导学DANGTANGJIANCE当堂检测ZHONGNANTANJIU重难探究首页12345671.下列物质都是固体,其中不是晶体的是()①橡胶②水晶③冰④干冰⑤冰醋酸⑥石蜡⑦玻璃A.①⑥⑦B.①②⑦C.②④⑤⑦D.①③⑥⑦解析:橡胶、石蜡、玻璃都是混合物,不是晶体;水晶(SiO2)、冰、干冰、冰醋酸都是晶体。答案:A-23-第一节晶体的常识XINZHIDAOXUE新知导学DANGTANGJIANCE当堂检测ZHONGNANTANJIU重难探究首页12345672.下列关于晶体的判断,正确的是()A.不具有规则外形的固体,如固体粉末,一定不是晶体B.玻璃块有规则的几何形状,所以它是晶体C.实验室得到的沉淀如CaCO3、AgCl、BaSO4等都是晶体D.自然界的水晶和玛瑙都属于晶体解析:晶体与非晶体的本质区别是内部粒子的周期性有序排列,有规则的多面体外形是内部结构的体现。但外形不能判定是否是晶体,如粉末状物质可能是晶体。答案:D-24-第一节晶体的常识XINZHIDAOXUE新知导学DANGTANGJIANCE当堂检测ZHONGNANTANJIU重难探究首页12345673.关于晶体的自范性,下列叙述正确的是()A.破损的晶体能够在固态时自动变成规则的多面体B.缺角的氯化钠晶体在饱和NaCl溶液中慢慢变为完美的立方体块C.圆形容器中结出的冰是圆形的体现了晶体的自范性D.由玻璃制成规则的玻璃球体现了晶体的自范性解析:晶体的自范性指的是在适宜条件下,晶体能够自发地呈现封闭的规则的多面体外形的性质,这一适宜条件一般指的是自动结晶析出的条件,A选项所述过程不可能实现;C选项中的圆形并不是晶体冰本身自发形成