高中化學(xué)魯科版選修三第3章 第1節(jié) 認(rèn)識晶體

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歡迎進(jìn)入化學(xué)課堂 第3章 第1節(jié) 課前預(yù)習(xí) 巧設(shè)計(jì) 名師課堂 一點(diǎn)通 創(chuàng)新演練 大沖關(guān) 設(shè)計(jì)1 設(shè)計(jì)2 考點(diǎn)一 考點(diǎn)二 課堂10分鐘練習(xí) 課堂5分鐘歸納 課下30分鐘演練 一 晶體的特征1 晶體的概念內(nèi)部微粒 原子 離子或分子 在空間按一定規(guī)律做構(gòu)成的固體物質(zhì) 2 晶體的特征有規(guī)則的 以及固定的 周期性重復(fù)排列 幾何外形 自范性 各向異性 對稱性 熔點(diǎn) 4 非晶體的概念內(nèi)部原子或分子的排列呈現(xiàn)的分布狀態(tài)的固體 稱為非晶體 二 晶體結(jié)構(gòu)的堆積模型1 等徑圓球的密堆積 1 列 等徑圓球同一列上進(jìn)行緊密堆積的方式只有一種 即所有的圓球都在上排列 2 層 等徑圓球在一個(gè)平面上進(jìn)行最緊密堆積的方式只有一種 即每個(gè)等徑圓球與周圍其他個(gè)球相接觸 這樣形成的層稱為 雜亂無章 一條直線 六 密置層 3 密置層間堆積方式 A3型最密堆積 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 即按周期性疊放 如金屬的晶體屬于A3型最密堆積 A1型最密堆積 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 即按ABCABC 周期性疊放 如金屬的晶體屬于A1型最密堆積 4 配位數(shù) 在密堆積中 一個(gè)原子或離子周圍所鄰接的的數(shù)目 ABAB 鎂 原子或離子 銅 2 非等徑圓球的密堆積 1 離子晶體 離子晶體可視作的密堆積 即將不同半徑的圓球的堆積看成是先按一定方式做的密堆積 小球再填充在大球所形成的空隙中 例如NaCl晶體 ZnS晶體中 陰離子均按型方式進(jìn)行最密堆積 陽離子填在陰離子所形成的空隙中 不等徑圓球 大球 等徑圓球 A1 2 分子晶體 在分子晶體中 原子先以形成分子 分子間再以形成晶體 由于范德華力沒有性和性 因此分子間盡可能采取緊密堆積方式 但分子的堆積與分子的有關(guān) 如干冰中 線形分子CO2在空間是以型最密堆積方式形成晶體的 共價(jià)鍵 分子間作用力 方向 飽和 形狀 A1 3 原子晶體 原子晶體中的微粒間以結(jié)合進(jìn)行堆積 由于共價(jià)鍵具有性和性 就決定了一個(gè)原子周圍的其他原子的是有限的 堆積方向也是一定的 這時(shí)晶體中微粒堆積的緊密程度會大大降低 共價(jià)鍵 方向 飽和 數(shù)目 三 晶體結(jié)構(gòu)的基本單元 晶胞1 概念晶體結(jié)構(gòu)中最小的單元 2 形狀同一晶體中的每個(gè)晶胞都是大小 形狀完全相同的 3 晶胞中微粒數(shù)的求算 切割法 重復(fù) 平行六 面體 1 具有規(guī)則幾何外形的固體一定是晶體嗎 分析 不一定 具有規(guī)則的幾何外形是晶體的一個(gè)外部表現(xiàn) 其本質(zhì)是固體內(nèi)部的微粒在空間按一定規(guī)律做周期性重復(fù)排列 否則也不是晶體 如玻璃 2 為什么在金屬晶體 離子晶體 分子晶體中各微粒盡量采取緊密堆積的排列方式 分析 由于在金屬晶體 離子晶體和分子晶體的結(jié)構(gòu)中 金屬鍵 離子鍵和范德華力均無方向性 因此都趨向于使原子 離子或分子吸引盡可能多的其他原子 離子或分子分布于其周圍 并以密堆積的方式降低體系的能量 使晶體變得比較穩(wěn)定 3 為什么原子晶體中各微粒不服從緊密堆積原理 分析 原子晶體 如金剛石 中的微粒以共價(jià)鍵結(jié)合 由于共價(jià)鍵具有飽和性和方向性 所以原子周圍的其他原子數(shù)目有限 而且堆積方向是一定的 所以原子晶體中微粒堆積不服從緊密堆積原理 4 下列有關(guān)晶胞的敘述 正確的是 A 晶胞是晶體中最小的結(jié)構(gòu)重復(fù)單元B 不同晶體中晶胞的大小和形態(tài)都相同C 晶胞中的任何一個(gè)微粒都屬于該晶胞D 已知晶胞的組成不能推知晶體的組成答案 A 1 面心立方最密堆積 A1型 將第一密置層記作A 第二層記作B B層的球心對準(zhǔn)A層中相鄰三個(gè)球所圍成的空隙的中心 第三層記作C C層上的小球的球心正好落在A層球所形成的另一類空隙的中心 以后各層分別重復(fù)A B C等 這種排列方式三層為一周期 記作 ABCABC 如圖 由于在這種排列中可以畫出面心立方晶胞 故稱這種堆積方式為面心立方最密堆積 2 六方最密堆積 A3型 將密置層按 ABAB 方式做最密堆積 這時(shí)重復(fù)周期為兩層 如圖 由于在這種排列方式中可畫出密排六方晶胞 故稱此排列為六方最密堆積 由以上堆積可知 同一層上每個(gè)球與同層中周圍6個(gè)球相接觸 同時(shí)又與上下兩層中各3個(gè)球相接觸 故每個(gè)球與周圍12個(gè)球相接觸 所以它們的配位數(shù)是12 上述兩種堆積方式的堆積密度 原子的空間利用率 最大 例1 關(guān)于如圖不正確的說法是 A 此種最密堆積為面心立方最密堆積B 該種堆積方式稱為鎂型最密堆積C 該種堆積方式可用符號 ABCABC 表示D 該種堆積方式為A3型最密堆積 解析 從圖示可看出 該堆積方式的第一層和第四層重合 所以這種堆積方式屬于A1型堆積 這種堆積方式可用符號 ABCABC 表示 屬面心立方最密堆積 而Mg屬于六方堆積 所以選項(xiàng)D不正確 答案 D 1 等徑圓球和非等徑圓球的密堆積的共同特點(diǎn)是微粒間的結(jié)合力沒有方向性 故都采用密堆積結(jié)構(gòu) 2 分子晶體中 范德華力無方向性和飽和性 分子間盡可能采取緊密堆積方式 但分子的形狀影響分子堆積方式 3 有些分子間靠氫鍵結(jié)合形成晶體 如苯甲酸晶體 冰等 氫鍵是有方向性的 因此與原子晶體類似 一個(gè)分子周圍其他分子的數(shù)目和位置是一定的 不服從緊密堆積原理 例2 許多物質(zhì)在通常條件下是以晶體的形式存在 而一種晶體又可視做由若干相同的基本結(jié)構(gòu)單元構(gòu)成 這些基本結(jié)構(gòu)單元在結(jié)構(gòu)化學(xué)中被稱作晶胞 已知某化合物是鈣 鈦 氧三種元素組成的晶體 其晶胞結(jié)構(gòu)如圖所示 則該物質(zhì)的化學(xué)式為 晶體是由無數(shù)個(gè)晶胞通過無隙并置構(gòu)成的 晶體的化學(xué)式表示的是晶體 也可以說是晶胞 中各類原子或離子的最簡整數(shù)比 適用于離子晶體及部分原子晶體 點(diǎn)擊下圖進(jìn)入課堂10分鐘練習(xí) 1 晶體具有自范性 各向異性 對稱性 均一性 穩(wěn)定性 固定熔點(diǎn)等特征 2 金屬晶體和分子晶體中的作用力無方向性和飽和性 其堆積方式為密堆積 3 晶體中微粒密堆積方式有兩種 A3型最密堆積 六方最密堆積 和A1型最密堆積 面心立方最密堆積 點(diǎn)擊下圖進(jìn)入課下30分鐘演練 同學(xué)們 來學(xué)校和回家的路上要注意安全 同學(xué)們 來學(xué)校和回家的路上要注意安全