物质结构与性质晶体的常识ppt课件.ppt
第三章 晶体结构与性质,第一节 晶体的常识,第二课时 晶 胞出课班级：高二一班,晶体和非晶体有何区别？晶体和非晶体的区别： （1）晶体有自范性 （2）晶体有各向异性 （3）晶体有固定的熔点,晶体的常识,晶体的常识,思考：晶体的这些性质是由什么样的晶体结构决定的呢？ 是因为晶体中的原子在三维空间呈周期性有序排列,二、晶胞1.定义：是描述晶体结构的基本结构单元（即晶体中无限重复的部分） 。,蜂巢与蜂室,铜晶体,铜晶胞,晶体与晶胞的关系可用蜂巢与峰室的关系比喻。然而，蜂巢是有形的，晶胞是无形的，是人为划定的。,金刚石的多面体外形、晶体结构、晶胞示意图,氯化钠晶体外形、晶体结构、晶胞结构示意图,2、晶胞与晶体的关系：,（1）整块晶体可看作数量巨大的晶胞“无隙并置”而成（2）晶胞一般为平行六面体。（3）同一晶体所划分出来到同类晶胞大小和形状完全相同。,说明：,（1）晶胞按其周期性在三维空间重复排列（无隙并置堆砌）成晶体。 （2）无隙指相邻晶胞之间没有任何间隙，一个晶胞与相邻的晶胞共顶点、共棱边、共面。并置是指所有晶胞都是平行排列的，取向相同。一个晶胞到另一个晶胞只需上下左右前后平移，不需转动。 （3）晶胞必须符合两个条件： 一是代表晶体的化学组成， 二是代表晶体的对称性。 （4）划分晶胞要遵循2个原则： 一是尽可能反映晶体内结构的对称性；二是尽可能小。,平行六面体,无隙并置,晶胞 无隙并置演示,3、三种典型立方晶胞结构：,简单立方,体心立方,面心立方,铜晶体的一个晶胞中含有多少个铜原子? A: 14 B: 4 C: 8 D: 6,答案: B,为什么呢?,问题（P63 图3-7）：,请看:,体心：1,面心：1/2,顶点：1/8,棱边：1/4,晶胞,晶胞中粒子个数计算规律（切割法）,4.晶胞中粒子个数的计算,方法：切割法（或均摊法）,原则：,若微粒被n个晶胞共用，均摊到每一个晶胞中，该晶胞对该粒子的实际拥有量为1n,规律：晶胞为平行六面体时,铜晶体的一个晶胞中含有多少个铜原子? A: 14 B: 4 C: 8 D: 6,答案: B,晶胞,三种典型立方晶胞结构：,晶胞,学与问 P64,2,2,8,8,各4个绿色：8 1/8+61/2 = 4灰色：12 +1=4,各1/2个,练习1: 下面几种晶胞中分别含有几个原子?两种原子的个数比是多少？,A,B,A2BC2,C,练习2:看图写化学式,练习3.钛酸钡的热稳定性好, 介电常数高,在小型变 压器、话筒和扩音器 中都有应用。其晶体 的结构示意图如右图 所示。则它的化学式 为（ ） A.BaTi8O12 B. BaTi4O6 C. BaTi2O4 D. BaTiO3,D,练习4：最近发现一种由钛原子和碳原子构成的气态团簇分子，如下图所示，顶角和面心的原子是钛原子，棱的中心和体心的原子是碳原子，它的化学式是 。,Ti14C13,注意：,在使用均摊法计算规律时一定先看清楚晶胞构型；若晶胞构型不是立方体，晶胞中的微粒数视情况而定！,石墨晶体的层状结构，层内为平面正六边形结构（如图），试回答下列问题：（1）图中平均每个正六边形占有C原子数为_个、占有的碳碳键数为_个。碳原子数目与碳碳化学键数目之比为_。,练习5：,2：3,2,3,晶胞,在晶体结构中确定一个具有代表性的最小重复单元晶胞为研究对象，运用点、线、面的量进行解答。,规律总结,有关晶体的计算,晶胞,思考,1.NaCl晶体中，每个Na+周 围最近距离的Cl-有 个？ 每个Cl-周围最近距离的 Na+有 个？2.在NaCl晶体中，每个Na+周 围最近距离的Na+有 个？3.氯化钠的化学式用“NaCl”来表示，原因何在？能否 把“NaCl”称为分子式？ 4.每个晶胞中平均有 个Na+？ 个Cl-？每个晶胞 的质量约是多少？5.该晶胞中，若Na+和Cl-间的最近距离为 0.5ax10-10m，则晶体的密度=,6,6,12,4,4,039/a3 （g/cm3）,晶胞,晶胞,1、在CO2晶胞中有 个CO2分子， 个原子。2、在每个CO2周围等距离的最近的CO2有 个,二氧化碳及其晶胞,谢谢各位老师和同学！祝福！再见！,1.晶体与非晶体的严格判别可采用 ( ) A. 有否自范性 B.有否各向异性 C.有否固定熔点 D.有否周期性结构,2.某物质的晶体中含A、B、C三种元素，其排列方式如图所示(其中前后两面心上的B原子未能画出)，晶体中A、B、C的中原子个数之比依次为 ( ) A. 1:3:1 B. 2:3:1 C. 2:2:1 D. 1:3:3,【巩固练习】,D,A,3. 1987年2月，未经武（Paul Chu）教授等发现钛钡铜氧化合物在90K温度下即具有超导性。若该化合物的结构如右图所示，则该化合物的化学式可能是 （ ） A. YBa2CuO7x B. YBa2Cu2O7x C. YBa2Cu3O7x D. YBa2Cu4O7x,C,晶胞,4.白磷分子如图所示：则31 g白磷分子中存在的共价键数目为（ ）,A4 NA BNA C1.5 NA D0.25 NA,C,晶胞,5某离子化合物的晶胞如右图所示立体结构，晶胞是整个晶体中最基本的重复单位。阳离子位于此晶胞的中心，阴离子位于8个顶点，该离子化合物中，阴、阳离子个数比是 （ ） A、18 B、14 C、12 D、11,D,晶胞,6.如右图石墨晶体结构的每一层里平均每个最小的正六边形占有碳原子数目为（ ）A、2 B、3 C、4 D、6,A,晶胞,7. 许多物质在通常条件下是以晶体的形式存在，而一种晶体又可视作若干相同的基本结构单元构成，这些基本结构单元在结构化学中被称作晶胞。已知某化合物是由钙、钛、氧三种元素组成的晶体，其晶胞结构如图所示，则该物质的化学式为 （ ） ACa4TiO3 BCa4TiO6 CCaTiO3 DCa8TiO120,C,晶胞,8.下列有关晶体的特征及结构的陈述中不正确的是 （ ） A 单晶一般都有各向异性 B 晶体有固定的熔点 C 所有晶体都有一定的规整外形 D 多晶一般不表现各向异性,D,多晶指的是多种晶形共存，单晶指只有一种晶形。单晶体- 晶体内部的晶格方位完全一致. 多晶体许多晶粒组成,晶胞,9. 晶体中最小的重复单元晶胞，凡处于立方体顶点的微粒，同时为 个晶胞共有；凡处于立方体棱上的微粒，同时为 个晶胞共有；凡处于立方体面上的微粒，同时为 个晶胞共有；凡处于立方体体心的微粒，同时为 个晶胞共有。,8,4,2,1,晶胞,10. 现有甲、乙、丙(如下图三种晶体的晶胞：(甲中x处于晶胞的中心，乙中a处于晶胞的中心)，可推知：甲晶体中x与y的个数比是_，乙中a与b的个数比是_，丙晶胞中有_个c离子，有_个d离子。,4 : 3,1 : 1,4,4,晶胞,10.解析：x:y4:3 a：b1：1 4个c 4个d 处于晶胞中心的x或a为该晶胞单独占有，位于立方体顶点的微粒为8个立方体共有，位于立方体棱边的微粒为四个立方体共有，位于立方体面的微粒为两个立方体共有，所以x:yl:6184:3；a:b=1:8181:1；丙晶胞中c离子为1214+14(个)；d离子为818 + 6124(个),晶胞,11.右图是超导化合物钙钛矿晶体的晶胞结构。请回答：(1)该化合物的化学式为 。(2)在该化合物晶体中，与某个钛离子距离最近且相等的其他钛离子共有 个,CaTiO3,6,晶胞,11.解析：这个晶胞对位于顶点上的每个钛原子占有的份额为1/8，所以，它单独占有的钛原子个数为81/8=1个；它对位于棱上的每个氧原子占有的份额为1/4，所以，它单独占有的氧原子个数为121/4=3个；它全部拥有体内的那一个钙原子，所以，该晶胞中单独占有的钛原子、氧原子和钙原子的个数分别为：1、3、1.钛位于立方体的顶点上，与一个钛离子距离最近的钛离子是与它共棱的,与它共棱的离子都是二个，所以，共6个。,晶胞,12右图是石英晶体平面示意图，它实际上是立体的网状结构，其中硅、氧原子数之比为 。原硅酸根离子SiO44的结构可表示为_ 二聚硅酸根离子Si2O76中，只有硅氧键，它的结构可表示为 。,1:2,晶胞,干冰晶体结构分析图,CO2 分子,晶胞,13. 在干冰晶体中每个CO2分子周围紧邻的 CO2分子有_个 在晶体中截取一个最小的正方形；使正方形的四个顶点部落到CO2分子的中心，则在这个正方形的平面上有_个CO2分子。,12,4,晶胞,14.如图为NaCl晶体结构图，图中直线交点处为NaCl晶体中Na+与Cl-所处的位置(不考虑体积的大小)。(1)请将其代表Na+的用笔涂黑圆点，以完成 NaCl晶体结构示意图。(2)确定晶体的晶胞，分析其构成。(3)从晶胞中分Na+周围与它最近时且距离相等的 Na+共有多少个?,晶胞,14. (1) 含8个小立方体的NaCl晶体示意 图为一个晶胞,(2) 在晶胞中Na+与Cl-个数比为1:1.,(3) 12个,晶胞,
