第15课时 认识晶体 教学设计.doc

精讲导学
1．晶体和非晶体
    (1)晶体和非晶体:
   ①晶体：是内部微粒(原子、离子或分子)在空间按一定规律做周期性重复排列构成的物质
   ②非晶体：是内部的原子或分子的排列呈杂乱无章的分布状态的物质。
    (2)常见的晶体和非晶体:
   ①晶体：食盐(离子化合物的固态一般为晶体)、冰、金属、宝石、水晶、大部分矿石。
   ②非晶体：玻璃及玻璃态物质、橡胶。
    (3)晶体类型：分子晶体、离子晶体、原子晶体、金属晶体、石墨型过度型(混合键型)晶体。
2．晶体的特征
    (1)晶体的基本性质
    晶体的基本性质是由晶体的周期性结构决定的。
①自范性：指晶体在适当条件下可以自发地形成几何多面体的性质。
②各向异性:同一晶体构造中，在不同方向上质点的排列+般是不一样的，因此，晶体的性质也随方向的不同而有所差异。
③对称性：晶体的外形和内部结构都具有特有的对称性。在外形上，常有相同的对称性。这种相同的性质在不同的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。
④均一性：指晶体的化学组成、密度等性质在晶体中各部分都是相同的。
⑤最小内能：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。
⑥稳定性：晶体由于有最小内能，因而结晶状态是一个相对稳定的状态。
⑦有确定的熔点:给晶体加热，当温度升高到某温度使立即熔化。⑧能使X射线产生衍射。
    (2)晶体SiO2与非晶体SiO2的区别：
    ①非晶体SiO2无规则的几何外形。
    ②晶体SiO2的外形和内部质点的排列高度有序，而非晶体SiO2的内部质点排列无序。
    ③晶体SiO2具有固定的熔、沸点，而非晶体SiO2无固定的熔、沸点。
    ④晶体SiO2能使X射线产生衍射，而非晶体SiO2没有周期性结构，不能使X射线产生衍射，只有散射效应。
3．晶体结构的堆积模型
     (1)原理:
    组成晶体的原子、离子或分子在没有其他因素(如共价键的方向性)影响时，在空间的排列大都服从紧密堆积原理。这是因为分别借助于没有方向性的金属键、离子键和分子间相互作用形成的金属晶体、离子晶体和分子晶体的结构中，都趋向于使原子或分子吸引尽可能多的原子或分子分布于周围，并以密堆积的方式降低体系的能量，使晶体变得比较稳定。
    (2)等径圆球的密堆积：分子晶体、金属晶体堆积模型(同种分子或原子，大小相同)。
    由于金属键没有方向性，每个金属原子中的电子分布基本是球对称的，所以可以把金属晶体看成是由直径相等的圆球的三维空间堆积而成的。等径圆球的密堆积方式有A3型最密堆积(按ABAB方式两层一个周期重复)、A1型最密堆积(按ABCABC方式三层一个周期重复)。
    (3)非等径圆球的密堆积：离子晶体堆积模型(阴、阳离子大小不同)"
    由离子构成的晶体可视为不等径圆球的密堆积，即将不同半径的圆球的堆积看成是大球先按一定方式做等径圆球的密堆积，小球再填充在大球所形成的空隙中。
  (4)原子晶体不遵循“紧密堆积”原则。
[注]在各种密堆积方式中，原子或离子所邻接的原子或离子的数目称为配位数。A1型和A3型最密堆积的配位数均为12。
4．晶胞
 ①晶胞是晶体中最小的结构重复单元。
 ②晶胞一定是一个平行六面体，其三条边的长度不一定相等，也不一定互相垂直。晶胞的形状和大小由具体晶体的结构所决定，晶胞不能是八面体或六方柱体等其他形状。
 ③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闻没有任何空隙，同时，相邻的八个平行六面体均能共顶点相连接。同一晶体所划出来的同类晶胞大小和形状完全相同
 ④A1型为面心立方晶胞，A3型为六方晶胞
 5．确定晶体组成的方法——均摊法
均摊法：指每个图形平均拥有的粒子数目。如：某个粒子为n个图形(晶盹)所共有，该粒子有 属于一个图形(晶胞)
  ①长方体形(正方体)晶胞中不同位置的粒子对晶胞的贡献。
    a．处于顶点的离子，同时为8个晶胞共有，每个离子对晶胞的贡献为
    b．处于棱上的离子。同时为4个晶胞其有，每个离子对晶胞的贡献为
    c．处于面上的离子，同时为2个晶胞共有，每个离子对晶胞的贡献为 ，
    d．处于体内的离子，则完全属于该晶胞，对晶胞的贡献为l。
  ②非长方体形(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个碳原子)对六边形的贡献为l／3。………………………………【全文请点击下载word压缩文档】点击下载此文件