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鲁科版选择性必修2
物质结构与性质
同学们好
欢迎来到化学课堂
meiyangyang8602
请你思考！
水有三态的变化，你对水中微粒间的相互作用有什么新的思考
气态水
液态水
固态水
气体降温加压
会液化
液体降温
会凝固
meiyangyang8602
请你思考！
固态(冰)、液态(水)和气态(水蒸气)，那么，这三种状态之间是如何转化的呢？
固态
液态
气态
气化
(吸热)
液化
(放热)
凝固
(放热)
融化
(吸热)
升华
(吸热)
凝华
(放热)
物质的聚集状态只有固态、液态、气态三种吗？
第二章 不同聚集状态的物质与性质
第 1 节 认识晶体
教材分析
本节教材首先从实物出发，介绍了晶体的重要特征（宏观：规则的几何外形、各向异性），推测晶体具有不同于非晶体明显特征的原因（微观：微粒空间排列的周期性）。借助晶体 X射线衍射验证推测，从微观角度得出了晶体与非晶体的区别，并且指出正是由于晶体中微粒排列的重复性和有序性，使得人们只要认识了晶体中一个重复单元的空间结构，便可以推知整个晶体的结构特点，从而打开了认识物质结构的大门。在此基础上介绍了晶体结构的基本重复单元———晶胞的定义、形状及从晶体中选取品胞的方式，并以铜的晶胞为例，介绍了如何分析一个品胞中包含的微粒数。教材还介绍了晶体的分类、晶体材料的广泛用途、非晶体材料的一些优异性能，并目通过"拓展视野"栏日补充了准晶体的知识，丰富了人们对物质世界的认识。
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雪花晶体
在我国汉代，人们就曾用“雪花六出”来描绘雪花晶体
具有自发形成的、规则的几何外形
01
晶体的特性
meiyangyang8602
请你思考！
观察图片，这些固体在外形上有什么区别？
玻璃
橡胶
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请你思考！
究竟什么样的物质才能称为晶体？
玻璃
橡胶
晶体
非晶体
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晶体的特性
物质的聚集状态
气态
固态
液态
20世纪前，人们以为分子是所有化学物质能够保持其性质的最小粒子，物质固、液、气三态的相互转化只是分子间距离发生了变化。
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晶体的特性
联想·质疑
物质的聚集状态
20世纪初，通过X射线衍射等实验手段，发现许多常见的晶体中并无分子，如氯化钠、石墨、二氧化硅、金刚石以及各种金属等。
对固体进行X射线衍射实验判断是否是晶体的方法是最可靠的科学方法。
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X射线衍射与晶体结构
非晶态物质没有周期性结构,不能使X射线产生衍射现象,只有散射现象。
晶体SiO2
非晶体SiO2
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X射线衍射与晶体结构
非晶态物质没有周期性结构,不能使X射线产生衍射现象,只有散射现象。
晶体SiO2
非晶体SiO2
当单一波长的X射线通过晶体时
单晶衍射图
非晶态和晶态SiO2 粉末衍射图谱的对比
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1、晶体与非晶体
(1)晶体：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固体物质。
(2)非晶体：把内部微粒无周期性重复排列的固体物质称为非晶体
橡胶、石蜡、玻璃、沥青等
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2、晶体的特征
固体 自范性 微观结构
晶体 原子在三维空间里呈 排列
非晶体 原子排列相对_____
无序
周期性有序
有
(能自发呈现多面体外形)
无
(不能自发呈现多面体外形)
硫酸铜结晶
醋酸钠结晶
自范性
（1）自范性：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。
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2、晶体的特征
（2）各向异性：晶体在不同方向上表现出不同的物理性质。
如导电性、导热性、膨胀系数、折光率、硬度、光学性质等，因研究角度不同而产生差异，即为各向异性。
云母片上的长轴方向与短轴方向传热速度不同，热导率有各向异性。
玻璃片的蜡熔成圆形
云母片的蜡熔成椭圆形
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2、晶体的特征
（2）各向异性：晶体在不同方向上表现出不同的物理性质。
如导电性、导热性、膨胀系数、折光率、硬度、光学性质等，因研究角度不同而产生差异，即为各向异性。
不同方向观察红宝石，发现宝石的颜色不同
在不同方向，晶体对光线的吸收与反射是不同的，折射率有各向异性。
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2、晶体的特征
（2）各向异性：晶体在不同方向上表现出不同的物理性质。
如导电性、导热性、膨胀系数、折光率、硬度、光学性质等，因研究角度不同而产生差异，即为各向异性。
导电性差
导电性强
在不同方向，石墨的导电能力不同，导电率有各向异性。
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2、晶体的特征
（3）对称性：晶体的外形和内部结构都具有特有的对称性。
二氧化硅晶体
晶态结构示意图
二氧化硅非晶体
非晶态结构示意图
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2、晶体的特征
⑷固定的熔点：晶体有固定的熔点而非晶体没有。
晶体
非晶体
温度
时间
温度
时间
温度
时间
温度
时间
晶体
非晶体
物质熔化时的温度变化曲线
物质凝固时的温度变化曲线
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3. 晶体的种类
依据：晶体构成微粒种类和相互作用不同
分类：可以将晶体分为离子晶体、金属晶体、共价晶体和分子晶体。
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4、晶体与非晶体的用途
(1)晶体:
①把机械能变成电能;②制作红外夜视仪;③做电子元件。
(2)非晶体:
①某些非晶态合金的强度和硬度比相应的晶态合金的强度和硬度高;
②某些非晶态合金在中性盐溶液或酸性溶液中耐腐蚀性比不锈钢好得多
③非晶态硅对阳光的吸收系数比单晶硅大,可以有效吸收阳光。
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准晶体
拓展视野
练习
1.下列关于晶体和非晶体的本质区别的叙述中，正确的是( )
A.是否为具有规则几何外形的固体
B.是否具有各向异性
C.是否具有美观、对称的外形
D.内部微粒在空间是否呈周期性有序排列
2.下列物质中属于晶体的是( )
①橡胶　②玻璃　③食盐　④水晶　⑤塑料　⑥胆矾
A.①④⑤ B.②③⑥
C.①③④ D.③④⑥
D
D
练习
3、如图是a、b两种不同物质的熔化曲线,下列说法正确的是(　)
A
A.a是晶体 B.a是非晶体
C.b是晶体 D.a、b都是非晶体
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请你思考！
晶体可以看成是微粒按照一定规律无限堆积而得到的，
整个晶体里排列着无数个微粒。那么，如何研究晶体内部微粒的排列规律呢
通过X射线衍射等实验证明晶体是微粒按照一定规律可重复的周期型排列而无限堆积得到的。我们研究晶体的结构只需找出其中的基本的重复单元并加以分析，就可以了解整个晶体。
02
晶体结构的基本重复单元
——晶胞
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晶体结构的基本重复单元——晶胞
乙酸晶体
乙酸晶胞
乙酸分子的空间结构
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晶体结构的基本重复单元——晶胞
1.晶胞含义：晶体结构中基本的重复单元。
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晶体结构的基本重复单元——晶胞
2.晶胞形状：平行六面体
3、排布原则——无隙并置
无隙并置
无隙：相邻晶胞之间没有任何间隙。
并置：所有晶胞平行排列取向相同。
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晶体结构的基本重复单元——晶胞
4．晶体与晶胞的关系
铜晶胞
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晶体结构的基本重复单元——晶胞
4．晶体与晶胞的关系
晶体结构
晶胞示意图
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请你思考！
应该如何分析一个晶胞中包含的微粒数呢？
交流·研讨
请讨论铜晶胞中包含的微粒数
以铜的晶胞为例，表面上看有 14 个微粒，但考虑到此晶胞的上、下、前、后、左、右还并置着其他晶胞，所以处于顶点和面心上的微粒并不为一个晶胞所独占。
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晶体结构的基本重复单元——晶胞
5．晶胞中粒子数目的计算方法——切割法
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晶胞中粒子数目的计算方法——切割法
顶点：
位于顶点的微粒，同时为8个晶胞共有,晶胞完全拥有其 。
1/8
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晶胞中粒子数目的计算方法——切割法
棱上：
位于棱上的微粒，同时为4个晶胞共有,晶胞完全拥有其 。
1/4
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晶胞中粒子数目的计算方法——切割法
面心：
位于面心上的微粒，同时为2个晶胞共有,晶胞完全拥有其 。
1/2
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晶胞中粒子数目的计算方法——切割法
体心：
位于体心上的微粒，为1个晶胞所有,晶胞完全拥有其 。
1
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晶胞中粒子数目的计算方法——切割法
请讨论铜晶胞中包含的微粒数
8×
8
1
＋
8×
1
2
=4
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晶胞中粒子数目的计算方法——切割法
计算镁晶胞中包含的微粒数。
8×
8
1
＋
1
=2
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晶胞中粒子数目的计算方法——切割法
计算金刚石晶胞中包含的微粒数。
8×1/8+6×1/2+4=8
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晶胞中粒子数目的计算方法——切割法
⑴
⑵
⑶
⑶ 微粒数为：12×1/6 + 2×1/2 + 3 = 6
⑴ 微粒数为：8×1/8 + 6×1/2 = 4
⑵ 微粒数为：8×1/8 + 1 = 2
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晶胞中粒子数目的计算方法——切割法
1.某离子化合物的晶胞结构如图所示，晶胞是整个晶体中最基本的重复单元。阴离子位于此晶胞的中心，阳离子位于8个顶点，该离子化合物中，阴、阳离子个数之比是
A.1：8 B.1：4
C.1：2 D.1：1
D
练习
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晶胞中粒子数目的计算方法——切割法
练习
2，形成化合物晶体的晶胞如右图所示，该化合物的化学式为_________。
ZnS
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晶胞中粒子数目的计算方法——切割法
练习
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。该新型超导晶体的一个晶胞如图所示,则该晶体的化学式为(　　)
A.Mg2CNi3 B.MgC2Ni
C.MgCNi2 D.MgCNi3
D
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晶胞中粒子数目的计算方法——切割法
练习
4，硼和镁可形成超导化合物。如图是该化合物的晶体结构单元：镁原子间形成正六棱柱，且棱柱的上、下面还各有一个镁原子；6个硼原子位于棱柱的侧棱上，则该化合物的化学式可表示为(　　)
A．MgB　　　　　B．Mg3B2
C．MgB2 D．Mg2B3
B
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晶体缺陷及其应用
拓展视野

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