魯科版高中化學(xué)選擇性必修2第3章第1節(jié)第1課時認(rèn)識晶體基礎(chǔ)課課件

第1課時認(rèn)識晶體(基礎(chǔ)課)第3章不同聚集狀態(tài)的物質(zhì)與性質(zhì)第1節(jié)認(rèn)識晶體素養(yǎng)目標(biāo)1．通過生活中常見晶體和非晶體的實例，了解晶體的特征，認(rèn)識晶體與非晶體的區(qū)別。2．了解晶體中微粒的空間排布存在周期性，認(rèn)識簡單的晶胞，會用“切割法”確定晶胞微粒數(shù)目及晶體化學(xué)式，建立晶體結(jié)構(gòu)認(rèn)知模型。舊知回顧1．組成物質(zhì)的微?？梢允窃?、分子或離子。2．根據(jù)物質(zhì)在不同溫度和壓強下，微粒間作用力大小的不同和微粒排列的有序或無序，物質(zhì)主要可分為三種聚集狀態(tài)：固態(tài)、液態(tài)和氣態(tài)。3．固態(tài)物質(zhì)又可分為晶體和非晶體。必備知識自主預(yù)習(xí)一、晶體的特性1．晶體的概念(1)晶體：內(nèi)部微粒(原子、離子或分子)在空間按一定規(guī)律做______重復(fù)排列構(gòu)成的固體物質(zhì)。(2)非晶體：內(nèi)部微粒無周期性重復(fù)排列的固體物質(zhì)。周期性2．晶體的特性晶體的特性具體表現(xiàn)舉例或應(yīng)用自范性在適宜的條件下，晶體能夠自發(fā)地呈現(xiàn)封閉的、規(guī)則的多面體外形水晶，晶體完好時呈六棱柱狀對稱性晶體在生長過程中依據(jù)內(nèi)部微粒的規(guī)則排列形成規(guī)則的多面體幾何外形，從而具有一定的對稱性規(guī)則的氯化鈉晶體具有立方體外形，它既有對稱軸也有對稱面具體表現(xiàn)舉例或應(yīng)用各向異性在不同的方向上表現(xiàn)出不同的物理性質(zhì)(如導(dǎo)電性、導(dǎo)熱性、膨脹系數(shù)、折光率等)石墨在與層平行的方向上的電導(dǎo)率數(shù)值約為在與層垂直的方向上的電導(dǎo)率數(shù)值的1萬倍固定的熔、沸點加熱晶體，溫度達到熔點時即開始熔化，在沒有全部熔化之前，繼續(xù)加熱，溫度不再升高，完全熔化后，溫度才繼續(xù)升高氯化鈉、冰等都具有固定的熔、沸點具體表現(xiàn)舉例或應(yīng)用能使X射線產(chǎn)生衍射當(dāng)入射光的波長與光柵縫隙大小相當(dāng)時，能產(chǎn)生光的衍射現(xiàn)象。X射線的波長與晶體中原子之間的距離大小相近，所以晶體是理想的光柵，它能使X射線產(chǎn)生衍射利用這種性質(zhì)人們建立了測定晶體結(jié)構(gòu)的重要實驗方法想一想晶體一定是固體，固體一定是晶體嗎？提示：晶體一定是固體，固體不一定是晶體，如玻璃、橡膠等。3．晶體的分類(1)分類標(biāo)準(zhǔn)：根據(jù)晶體內(nèi)部____的種類和微粒間________的不同。(2)分類晶體類型構(gòu)成微粒微粒間的相互作用實例離子晶體________________NaCl金屬晶體_________________________銅共價晶體__________金剛石分子晶體________________冰微粒相互作用陰、陽離子離子鍵金屬陽離子、自由電子金屬鍵原子共價鍵分子分子間作用力4．晶體與非晶體的用途(1)晶體：①某些晶體能把機械能轉(zhuǎn)變成電能。②某些晶體能制作紅外夜視儀。③半導(dǎo)體晶體做電子元件。(2)非晶體：①某些非晶態(tài)合金的強度和硬度比相應(yīng)的晶態(tài)合金的強度和硬度高。②非晶態(tài)硅對陽光的吸收系數(shù)比單晶硅大，可以更有效吸收陽光。二、晶體結(jié)構(gòu)的基本重復(fù)單元——晶胞概念晶體結(jié)構(gòu)中基本的________形狀大小、形狀完全相同的__________晶體中晶胞的排列方式無隙并置“切割法”計算某晶胞中的微粒，如果被n個晶胞所共有，則微粒的_____屬于該晶胞[注意]

晶胞的形狀大多數(shù)是平行六面體，但也有其他形狀，如三棱柱、八面體等。重復(fù)單元平行六面體1/n判一判

(正確的打“√”，錯誤的打“×”)(1)區(qū)分晶體與非晶體最可靠的方法是確定有沒有固定的熔點。 (

)(2)粉末狀固體也可能是晶體。 (

)(3)由晶胞組成的晶體，其化學(xué)式表示一個分子中原子的數(shù)目。 (

)×√×關(guān)鍵能力情境探究[情境探究]我們?nèi)粘Ｉ钪杏玫降拿鞯\和石蠟如圖：正確區(qū)別晶體和非晶體明礬石蠟1．明礬和石蠟均有規(guī)則的幾何外形，兩者均為晶體嗎？提示：明礬是晶體，石蠟是非晶體。利用外形區(qū)別晶體和非晶體不可靠。2．晶體與非晶體的本質(zhì)區(qū)別是什么？提示：物質(zhì)內(nèi)部的微粒是否有序排列。3．晶體的特征有哪些？提示：自范性，各向異性，對稱性，固定的熔、沸點。[歸納總結(jié)]1．晶體與非晶體的區(qū)別項目晶體非晶體自范性(本質(zhì)區(qū)別)有無是否均一均一不均一固定熔、沸點有無各向異性有無項目晶體非晶體能否使X射線產(chǎn)生衍射(最科學(xué)的區(qū)分方法)能不能(能發(fā)生散射)舉例NaCl晶體、I2晶體、SiO2晶體、Na晶體等玻璃、橡膠等[注意]

晶體與非晶體的本質(zhì)區(qū)別是內(nèi)部微粒在空間是否呈現(xiàn)周期性有序排列。2．晶體與非晶體的區(qū)別方法(1)看是否有固定的熔、沸點。(2)對固體進行X射線衍射實驗。[能力達成]1．下列敘述正確的是(

)A．固體SiO2一定是晶體B．晶體有固定的組成，非晶體沒有固定的組成C．晶體內(nèi)部的微粒在空間按一定規(guī)律呈周期性有序排列D．冰和固體碘晶體中相互作用力相同√C

[固體SiO2的存在形態(tài)有結(jié)晶形和無定形兩大類，故固體SiO2不一定是晶體，A錯誤；晶體有固定的組成，但一些非晶體，如無定形SiO2也具有固定組成，B錯誤；晶體內(nèi)部的微粒在空間按一定規(guī)律呈周期性有序排列，C正確；冰晶體中水分子間存在氫鍵和范德華力，固體碘晶體中碘分子之間只有范德華力，二者晶體中相互作用力不相同，D錯誤。]2．(雙選)我國現(xiàn)已能夠拉制出直徑為300毫米，重量達81千克的大直徑硅單晶。下列對晶體硅的敘述正確的是(

)A．晶體硅有固定的熔、沸點B．非晶體材料的性能都很差C．可用X射線衍射實驗來鑒別晶體硅和玻璃D．晶體硅的形成與晶體的自范性有關(guān)，形成的晶體無各向異性√√AC

[A.晶體有固定的熔、沸點，非晶體沒有固定的熔、沸點，故A正確；B.非晶體材料也能表現(xiàn)出一些優(yōu)異的性能，故B錯誤；C.晶體與非晶體最本質(zhì)的區(qū)別是組成物質(zhì)的粒子在微觀空間是否有序排列，晶體可以使X射線發(fā)生衍射，所以區(qū)別晶體與非晶體最可靠的科學(xué)方法是對固體進行X射線衍射實驗，故C正確；D.晶體硅的形成與晶體的自范性有關(guān)，形成的晶體有各向異性，故D錯誤。][情境探究]一種只含鎂、鎳、碳三種元素的新型超導(dǎo)晶體的晶胞如圖所示：“切割法”計算晶胞中微粒數(shù)目1．如何確定一個晶胞中實際包含的微粒數(shù)？

2．根據(jù)“切割法”計算該晶體的化學(xué)式。

3．氣態(tài)團簇分子不能用“切割法”如圖所示，由金屬原子M和非金屬原子N構(gòu)成的氣態(tài)團簇分子，頂點和面上的原子是M原子，棱中心和體心的原子是N原子，則化學(xué)式可表示為M14N13或N13M14。[能力達成]1．有下列離子晶體晶胞的空間結(jié)構(gòu)示意圖。圖中●和化學(xué)式中M分別代表陽離子，圖中○和化學(xué)式中N分別代表陰離子，則化學(xué)式為MN的晶體結(jié)構(gòu)為(

)A

B

C

D√

2．(雙選)已知某化合物的晶體是由如圖所示的最小結(jié)構(gòu)單元密置堆積而成的，下列關(guān)于該化合物的敘述錯誤的是(

)A．1mol該化合物中含有1molYB．1mol該化合物中含有8molCuC．1mol該化合物中含有2molBaD．該化合物的化學(xué)式是YBa2Cu3O6√√3．如圖所示為甲、乙、丙三種晶體的晶胞：

試推斷甲晶體的化學(xué)式(X為陽離子)為________，乙晶體中A、B、C三種微粒的個數(shù)比是___________，丙晶體中每個D周圍結(jié)合E的個數(shù)是________。X2Y1∶3∶18

[教材鏈接][教材交流·研討]現(xiàn)有甲、乙兩種晶體的晶胞。(1)甲晶體中X與Y的個數(shù)比是多少？(2)乙晶體中每個晶胞包含有C離子、D離子個數(shù)各為多少？(3)若晶胞是六棱柱，那么頂點上的一個微粒被幾個六棱柱共用？

[情境探究]立方氮化硼結(jié)構(gòu)、硬度與金剛石相似，其晶胞如圖，晶胞邊長為apm(設(shè)NA為阿伏加德羅常數(shù)的值)。與晶胞有關(guān)的計算1．1個立方氮化硼晶胞所含的N、B原子數(shù)分別為多少？質(zhì)量為多少？

2．1個立方氮化硼晶胞體積為多少？密度為多少？

[歸納總結(jié)]1．計算類型(1)計算晶胞中微粒的數(shù)目，進而求晶體的化學(xué)式。(2)計算晶胞的質(zhì)量，進而計算晶體的密度。(3)計算晶胞的空間利用率。(4)計算晶胞中微粒間的距離或晶胞參數(shù)。2．計算原理(1)求化學(xué)式：根據(jù)“切割法”計算出一個晶胞中所含微粒數(shù)目，求出晶胞所含微粒個數(shù)的最簡整數(shù)比，從而寫出晶體的化學(xué)式。(2)計算密度：

√

2．BP的晶胞結(jié)構(gòu)如圖所示，B原子在P原子圍成的________(填“四面體”或“八面體”)空隙中；若晶胞的棱長為apm，用NA表示阿伏加德羅常數(shù)的值，則BP晶體的摩爾體積＝_______________cm3·mol-1(用含a、NA的代數(shù)式表示)。四面體

3．在汽車工業(yè)中，熱敏電阻被廣泛地用來測試汽車的空調(diào)、發(fā)動機、水箱溫度。熱敏電阻的主要成分——鋇鈦礦晶體的晶胞結(jié)構(gòu)如圖所示，晶胞棱長為acm。頂點位置被Ti4+所占據(jù)，體心位置被Ba2+所占據(jù)，所有棱心位置被O2-所占據(jù)(已知相對原子質(zhì)量——O：16

Ti：48

Ba：137)。(1)寫出該晶體的化學(xué)式：

____________。(2)若將Ti4+置于晶胞的體心，Ba2+置于晶胞頂點，則O2-處于立方體的________位置。(3)在該物質(zhì)的晶體中，每個Ti4+周圍距離相等且最近的Ti4+有_____個；若將它們連接起來，形成的空間結(jié)構(gòu)為________________。(4)若晶體的密度為ρg·cm-3，阿伏加德羅常數(shù)的值為NA，則a＝________。BaTiO3面心6正八面體形

學(xué)習(xí)效果隨堂評估1．(雙選)下列有關(guān)晶胞的敘述錯誤的是(

)A．晶胞是描述晶體結(jié)構(gòu)的基本單元B．整塊晶體中，相鄰晶胞之間有間隙C．晶胞一般都是平行六面體D．晶胞都是正八面體243題號15√√2．某晶體是一種性能良好的非線性光學(xué)材料，晶胞中K、I、O分別處于頂點、體心、面心位置，該晶體的化學(xué)式應(yīng)為(

)A．KIO B．KIO2C．KIO3 D．KIO423題號145√

3．(雙選)元素X位于第4周期，其基態(tài)原子的內(nèi)層軌道全部排滿電子，且最外層電子數(shù)為2。元素Y基態(tài)原子的3p軌道上有4個電子，X與Y所形成化合物晶體的晶胞如圖所示。下列說法不正確的是(

)A．X位于元素周期表第4周期ⅡB族B．Y的基態(tài)原子的核外電子有16種運動狀態(tài)C．該晶體中X粒子與Y粒子的個數(shù)之比為2∶1D．該晶體中每個X粒子周圍與它最近且等距離的X粒子有4個23題號415√√

23題號4154．(2023·遼寧卷)晶體結(jié)構(gòu)的缺陷美與對稱美同樣受關(guān)注。某富鋰超離子導(dǎo)體的晶胞是立方體(圖1)，進行鎂離子取代及鹵素共摻雜后，可獲得高性能固體電解質(zhì)材料(圖2)。下列說法錯誤的是(

)243題號15

243題號15√

243題號