第1節(jié)認(rèn)識晶體

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1、 第1節(jié) 認(rèn)識晶體 設(shè)計：吳繼英 【學(xué)習(xí)目標(biāo)】 （1）了解晶體形成的途徑及基本特征，晶胞的概念，不同類型晶體的一般物理性質(zhì)。 （2）通過等徑圓球與非等徑圓球的堆積模型認(rèn)識晶體中微粒排列的周期性規(guī)律。 【學(xué)法指導(dǎo)】 1.預(yù)習(xí)課本70頁至75頁的內(nèi)容，用紅色筆勾畫出疑難點。 2．通過預(yù)習(xí)課本完成學(xué)案的【自主學(xué)習(xí)】部分 3.課堂上分組討論本課時的【合作探究】部分和【鞏固提高】部分 【自主學(xué)習(xí)1】閱讀課本70至71頁內(nèi)容，完成下列問題 1、什么是晶體？ 2、晶體有什么特性？ 3、常見的晶體類型有哪些？ 【思考感悟】(1) 晶體為什么有自范性？

2、 (2) 晶體一定是固體，固體一定是晶體嗎？ 【合作探究1】不同類型晶體的比較 4、晶體的主要類型 晶體類型 構(gòu)成晶體的微粒 微粒間的相互作用 實例 離子晶體 金屬晶體 金屬陽離子和自由電子 原子晶體 共價鍵 分子晶體 【合作探究2】閱讀課本75頁至74頁內(nèi)容，回答下列問題 5、等徑圓球的密堆積 （1）金屬晶體為何可以看成由直徑相等的圓球在三維空間堆積而成的呢？ （2）等徑圓球在列上緊密堆積只有一種，即所有原子在_________________上緊密排列 （3）等徑圓球在一個平面上的緊密堆積只有一種，即

3、每個等徑圓球與周圍______個等徑圓球緊密接觸，這樣形成的層成為____________ （4）密置層間的堆積方式分為____________型最密堆積和____________型最密堆積，其中僅有相鄰兩層間的球心不在同一條垂直線上的密堆積方式稱為________型最密堆積可 表示為________； 僅有相鄰三層間的球心不在同一條垂直線上的密堆積方式稱為________型最密堆積可 表示為________ （5）配位數(shù)是指_____________ _ ，以上兩種 最密堆積中的配位數(shù)都為 _______ 6、

4、非等徑圓球的密堆積 （1）離子晶體為何可視為非等徑圓球的密堆積？ （2）離子晶體的密堆積可看成是大球先按一定方式做______的密堆積，小球再填充在______ 。 （3）通常，在多數(shù)離子晶體中， _______離子半徑較大，所以將 _______看做等徑圓球進(jìn)行密集堆積，而 _______離子有序地填在 _______離子所形成的空隙在。NaCl晶體的具體堆積方式為_______， ZnS晶體的具體堆積方式為_______。 （4）分子晶體中，分子間通過_______結(jié)合成晶體，由于這種作用力沒有方向性和飽和性，晶體盡可能采取______堆積，但

5、分子的堆積還與______有關(guān)。 （5）原子晶體中，原子通過_____鍵形成晶體，原子晶體能否進(jìn)行緊密堆積？試解釋原因？ 【鞏固練習(xí)】 1、下列物質(zhì)屬于晶體的是( ) A.橡膠 B.玻璃 C.水泥 D.二氧化碳 2、區(qū)別晶體與非晶體最可靠的科學(xué)方法是 （ ） A．熔沸點 B．硬度 C．顏色 D．x-射線衍射實驗 3、下列不屬于晶體的特點是 （ ） A．一定有固定的幾何外形 B．一定有各向異性 C．一定有固定的熔點 D．一定是無色透明的固體 4、金屬晶體的形成原因是因為晶體中存在 （

6、 ） ①金屬原子 ②金屬陽離子 ③自由電子 ④陰離子 A.只有① B.只有③ C.②③ D.②④ 5、將晶體劃分為離子晶體、金屬晶體、原子晶體和分子晶體的本質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)是（ ） A．基本構(gòu)成微粒種類 B． 晶體中最小重復(fù)結(jié)構(gòu)單元的種類 C．微觀粒子的密堆積種類 D．晶體內(nèi)部微粒的種類及微粒間相互作用的種 6、多數(shù)晶體中的微觀粒子服從緊密堆積原理的根本原因是（ ） A．便于形成規(guī)則的幾何外形 B．微觀粒子結(jié)合得越緊密，體系總能量越低，體系就越穩(wěn)定 C．便于使晶體具有對稱性 D．為了使晶體具有

7、各向異性 7、晶體具有對稱性的本質(zhì)原因是（ ） A．微觀粒子在空間按一定規(guī)律做周期性重復(fù)排列 B．晶體中最小重復(fù)結(jié)構(gòu)單元都是中心對稱的 C．晶體有規(guī)則的幾何外形 D．晶體中各微觀粒子在各個方向上的排列完全等同 8、有下列八種晶體： A．水晶（SiO2） B．冰醋酸 C．氧化鎂 D．白磷 E．晶體氬 F． 氯化氨 G．鋁 H．金剛石 （1）屬于原子晶體的化合物是 ，直接由原子構(gòu)成的晶體是 ，直接由原子構(gòu)成的分子晶體是 。 （2）由極性分子構(gòu)成的晶體是 ，含有

8、共價鍵的離子晶體是 。 （3）在一定條件下能導(dǎo)電而不發(fā)生化學(xué)變化的是 。 （4） 受熱熔化后化學(xué)鍵不發(fā)生變化的是 ，需要克服共價鍵的是 。 第1節(jié) 認(rèn)識晶體 （第2課時） 設(shè)計：吳繼英 【學(xué)習(xí)目標(biāo)】 （1）了解晶胞的概念 （2）知道晶胞是晶體的最小結(jié)構(gòu)重復(fù)單元，能用切割法計算一個晶胞種實際擁有的微粒數(shù)。 【學(xué)法指導(dǎo)】 1.預(yù)習(xí)課本75頁至76頁的內(nèi)容，用紅色筆勾畫出疑難點。 2．通過預(yù)習(xí)課本完成學(xué)案的【自主學(xué)習(xí)】

9、部分 3.課堂上分組討論本課時的【合作探究】部分和【鞏固提高】部分 【自主學(xué)習(xí)1復(fù)習(xí)回顧閱讀課本75頁內(nèi)容，完成下列問題 （1）什么是晶體？ （2）常見的晶體類型有哪些？ （3）晶體中最常見的密堆積類型有哪些？ 【合作探究1】閱讀課本75頁內(nèi)容，完成下列問題 1、晶胞是晶體結(jié)構(gòu)中最小的 ，是從晶體結(jié)構(gòu)中截取下來的大小、形狀完全相同的 。 2、A3型最密堆積又稱為 ，A1型最密堆積又稱為 。 六方晶胞----A3型

10、 A1型面心立方堆積堆積 【交流研討】.① 晶胞是否全是平行六面體？ ② 由晶胞構(gòu)成的晶體，其化學(xué)式是否為分子式，表示一個分子中原子的數(shù)目？如NaCl能否表示一個分子？ 2、晶胞中粒子數(shù)的計算方法 在一個晶胞結(jié)構(gòu)中出現(xiàn)的多個原子，這些原子并不是只為這個晶胞所獨立占有，而是為多個晶胞所共有，那么，在一個晶胞結(jié)構(gòu)中出現(xiàn)的每個原子，可以利用均攤法算出一個晶胞單獨占有的各類原子的個數(shù)。 【方法引導(dǎo)】對于平行六面體的晶體，均攤法的計算方法為 位置 頂點 棱邊 面心 體心 貢獻(xiàn) 1/8 1/4 1/2 1 【例圖分析】 2、六方晶胞：在六方體頂點的微粒為6個晶胞共

11、有，在面心的為2個晶胞共有，在體內(nèi)的微粒全屬于該晶胞。 該晶胞中微粒數(shù)為：12×1/6 + 2×1/2 + 3 = 6 六方體 石墨 3、石墨晶胞每一層內(nèi)碳原子排成六邊形，其頂點(1個碳原子)對六邊形的貢獻(xiàn)為l／3，所以每個六邊形中分?jǐn)偟奶荚訑?shù)為6×1/3=2 【鞏固練習(xí)】 1、如下圖所示的甲、乙、丙三種晶體： 試寫出：(1)甲晶體化學(xué)式（X為陽離子）為 。 (2)乙晶體中A、B、C三種微粒的個數(shù)比是

12、 。 (3)丙晶體中每個D周圍結(jié)合E的個數(shù)是 個。 2、.下圖所示是晶體結(jié)構(gòu)中具有代表性的最小重復(fù)單元（晶胞）的排列方式，其對應(yīng)的化學(xué)式正確的是（圖中：O-X，●-Y，○-Z）（ ）。 3、NaCl晶體中，每個Cl-周圍與它接近且距離相等的Cl-共有 個，每個Na+的周圍共有 個Cl-。晶胞是整個晶體中最小的結(jié)構(gòu)重復(fù)單位，則NaCl晶體中每個晶胞中Na+有 個。如果從NaCl晶體中切下兩個相近的晶胞，則其中Na+有 個。在NaCl晶體中，與Na+距離等同且最近的幾

13、個Cl-所圍成的空間幾何構(gòu)型為 （填序號）。 A.正四面體 B.正六面體 C.正八面體 D.正十二面體 4、某晶胞結(jié)構(gòu)如圖所示，晶胞中各微粒個數(shù)分別為： 銅________個 鋇________個 釔______個 5、最近發(fā)現(xiàn)一種由鈦原子和碳原子構(gòu)成的氣態(tài)團(tuán)簇分子，如圖所示，頂角和面心的原子是鈦原子，棱的中心和體心的原子是碳原子，它的化學(xué)式是 。 3. 某晶體的部分結(jié)構(gòu)為正三棱柱(如圖所示)，這種晶體中A、B、C三種微粒 數(shù)目之比為

14、(　 　) A．3∶9∶4　　　　B．1∶4∶2 C．2∶9∶4 D．3∶8∶4 【聯(lián)想·質(zhì)疑】通過前面的學(xué)習(xí)已經(jīng)知識，晶體可以看成是微粒按照一定規(guī)律無限堆積而得的，整個晶體里排列著無數(shù)個微粒。那么如何研究晶體內(nèi)容微粒的排列規(guī)律呢？ 1． 晶胞概念： 2. 晶胞形狀： 3. 晶胞特點： 【交流·研討】既然晶體是由無數(shù)個晶胞堆積形成的，晶胞內(nèi)微粒的組成就能反映整個晶體的組成，那么應(yīng)該如何來分析一中的微粒數(shù)呢？試以P76頁 圖3－1－15 面心立方晶胞來說明。 4. 晶胞中微粒數(shù)目求算： 說明：晶胞中粒子

15、數(shù)的計算方法：切割法的根本原則是：晶胞任意位置上的一個原子如果是被x個晶胞所共有，那么，每個晶胞對這個原子分得的份額就是1/x。 位置 頂點 棱邊 面心 體心 貢獻(xiàn) 1/8 1/4 1/2 1 計算方法 則每個面心立方晶胞中的微粒數(shù)為：____ 5. 總結(jié)A1、A3型最密堆積的晶胞 A1型最密堆積及晶胞： A3型最密堆積及晶胞： 【思考感悟】3.① 晶胞是否全是平行六面體？② 由晶胞構(gòu)成的晶體，其化學(xué)式是否表示一個分子中原子的數(shù)目？【提示】　(1)不一定。例如有的晶胞呈六棱柱形。(2)不表示。只表示每個晶胞中

16、各類原子的最簡整數(shù)比。 【自我反思】 【鞏固練習(xí)】 1．下列不屬于晶體的特點的是 (　 　) A．一定有固定的幾何外形 B．一定有各向異性 C．一定有固定的熔點 D．一定是無色透明的固體 2．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)部的微粒按一定規(guī)律呈周期性有序排列 D．晶體的基本結(jié)構(gòu)單元(晶胞)全部是

17、平行六面體 4. 某晶體的部分結(jié)構(gòu)為正三棱柱(如圖所示)，這種晶體中A、B、C三種微粒 數(shù)目之比為 (　 　) A．3∶9∶4　　　　B．1∶4∶2 C．2∶9∶4 D．3∶8∶4 2．(2011年南昌高二檢測)下列關(guān)于晶體的說法正確的是 (　 　) A．將飽和硫酸銅溶液降溫，析出的固體不是晶體 B．假寶石往往是玻璃仿造的，可以用劃痕的方法鑒別寶石和玻璃制品 C．石蠟和玻璃都是非晶體，但它們都有固定的熔點 D．藍(lán)寶石在不同方向上的硬度一定相同 3. 石墨晶體是

18、層狀結(jié)構(gòu)，在每一層內(nèi)，每一個碳原子都跟其他3個碳原子相結(jié)合。據(jù)圖分析，石墨晶體中碳原子數(shù)與共價鍵數(shù)之比為 ( 　　) A．2∶3 B．2∶1 C．1∶3 D．3∶2 5．鉛、鋇、氧形成的某化合物的晶胞結(jié)構(gòu)是：Pb4＋處于立方晶胞頂角，Ba2＋處于晶胞中心，O2－處于晶胞棱邊中心，則該化合物的化學(xué)式為 (　 　) A．BaPbO3 B．BaPb2O3 C．BaPbO D．BaPbO4 6. 最近發(fā)現(xiàn)，只含鎂、鎳和碳三種元素的晶體竟然也具有超導(dǎo)性。鑒于這三種元素都是常見

19、元素，從而引起廣泛關(guān)注。該新型超導(dǎo)材料的一個晶胞如圖所示(碳原子：●，鎳原子：○，鎂原子：●)，則該晶體的化學(xué)式是 (　　 ) A．Mg2CNi3 B．MgC2N C．MgCNi2 D．MgCNi3 4. 高溫下，超氧化鉀晶體呈立方體結(jié)構(gòu)，晶體中氧的化合價部分為0價，部分為－2價。如圖為超氧化鉀晶體的一個晶胞，則下列說法正確的是(雙選) (　 　) A．超氧化鉀的化學(xué)式為KO2，每個晶胞含有4個K＋和4個O B．晶體中每個K＋周圍有8個O，每個O周圍有8個K＋ C．晶體中與每個K＋距離最近的K＋有8個 D．晶體中0價氧

20、原子和－2價氧原子個數(shù)比為3∶1 9．(2010年高考江蘇卷)乙炔是有機(jī)合成工業(yè)的一種原料。工業(yè)上曾用CaC2與水反應(yīng)生成乙炔。 (1) CaC2中C與O互為等電子體，O的電子式可表示為_______ __________；1 mol O中含有的π鍵數(shù)目為______________________。 (2) 將乙炔通入[Cu(NH3)2]Cl溶液生成Cu2C2紅棕色沉淀。Cu＋基態(tài)核外電子排布式為___________________________________________。 (3) 乙炔與氫氰酸反應(yīng)可得丙烯腈(H2CCH—CN)。丙烯腈分子中碳原子軌道雜化類

21、型是________；分子中處于同一直線上的原子數(shù)目最多為________。 (4) CaC2晶體的晶胞結(jié)構(gòu)與NaCl晶體的相似(如圖所示)，但CaC2晶體中含有啞鈴形C的存在，使晶胞沿一個方向拉長。CaC2晶體中1個Ca2＋周圍距離最近的C的數(shù)目為________。 5.(2011年中山高二檢測)元素X的某價態(tài)離子Xn＋中所有電子正好充滿K、L、M三個電子層，它與N3－形成的晶體結(jié)構(gòu)如圖所示。 (1)該晶體的陽離子與陰離子個數(shù)比為________。 (2)該晶體中Xn＋中n＝________。 (3)X元素的原子序數(shù)是________。 (4)晶體中每個N3－被______

22、__個等距離的Xn＋包圍。 1.選D。晶體的特點是有規(guī)則的幾何外形(由晶體的自范性決定)、固定的熔點及各向異性，但不一定是無色透明的固體，如紫黑色的碘晶體及藍(lán)色的硫酸銅晶體。 2,選C。從晶體與非晶體的性質(zhì)差異上來判斷。固體SiO2分為晶體和非晶體兩類，故A項錯誤；非晶體如玻璃同樣有固定的組成，故B項錯誤；晶體的特殊性質(zhì)是其內(nèi)部微粒按一定規(guī)律周期性排列的結(jié)果，故C項正確；晶胞不一定都是平行六面體，如有的晶胞呈六棱柱形，故D項錯誤。 3.選B。A位于正三棱柱的頂角，則有 的A屬于該晶胞，該晶胞中含A的個數(shù)為6×＝，B分為兩類，位于側(cè)棱上的B有屬于該晶胞，位于上下底面邊上的B有屬于該

23、晶胞，該晶胞含B原子個數(shù)為3×＋6×＝2，含C原子個數(shù)為1，則A、B、C三種原子個數(shù)之比為∶2∶1＝1∶4∶2。 4.選B。A選項，將飽和CuSO4溶液降溫，可析出膽礬，膽礬屬于晶體。B選項，一般寶石的硬度較大，玻璃制品的硬度較小，可以根據(jù)有無刻痕來鑒別。C選項，非晶體沒有固定的熔點。D選項，由于晶體的各向異性導(dǎo)致藍(lán)寶石在不同方向上的硬度有一些差異。 5.選A。每個碳原子被3個六邊形共用，每條共價鍵被2個六邊形共用，則石墨晶體中碳原子個數(shù)與共價鍵個數(shù)之比為(6×)∶(6×)＝2∶3。 6.選A。1個晶胞中有1個Ba2＋，Pb4＋的個數(shù)為8×＝1，O2－的個數(shù)為12×＝3，故化學(xué)式為BaP

24、bO3。 7. 選D。碳原子位于體心只有一個，Mg原子位于頂角，其個數(shù)為8×＝1，Ni原子位于面心，其個數(shù)為6×＝3，該晶體的化學(xué)式是MgCNi3。 8.選AD。由題中的晶胞結(jié)構(gòu)知，有8個K＋位于晶胞頂角，6個K＋位于晶胞面心，則晶胞中含有的K＋數(shù)為(8×)＋(6×)＝4(個)；有12個O位于棱上，1個O處于中心，則晶胞中含有的O數(shù)為：12×＋1＝4(個)。設(shè)晶體中0價氧原子和－2價氧原子數(shù)分別為x、y，則有x＋y＝2，x×0＋y×(－2)＝－1，y＝，x＝，得x∶y＝3∶1。 9.解析：(1)等電子體電子式相似，應(yīng)參照C的電子式書寫O的電子式；三鍵中只有一個為σ鍵，其余均為π鍵；

25、 (2)Cu＋失去的是4s軌道上的一個電子； (3)形成C≡C的碳原子為sp雜化，形成CC的碳原子為sp2雜化； (4)注意觀察晶胞并分析題中信息，上下左右前后各一個，但晶胞沿一個方向被拉長，所以與Ca2＋距離最近的C的數(shù)目為4，而不是6。 答案：(1)[O??O]2＋　2NA (2)1s22s22p63s23p63d10 (3)sp雜化、sp2雜化　3　(4)4　 10解析：(1)Xn＋位于晶胞的棱上，其數(shù)目為12×＝3個，N3－位于晶胞的頂角，其數(shù)目為8×＝1個，故其個數(shù)比為3∶1； (2)由晶體的化學(xué)式X3N知X的所帶電荷為1； (3)因為K、L、M三個電子層充滿，故為2、8、18，所以X的原子序數(shù)是29； (4)N3－位于晶胞頂角，故其被6個Xn＋在上、下、左、右、前、后包圍。 答案：(1)3∶1　(2)1　(3)29　(4)6 12