人教版高中化學選修3 物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì) 第三章 第一節(jié)《晶體的常識》（第2課時）

歡迎進入化學課堂 江西省教育信息技術研究 十二五 規(guī)劃2012年度課題 基于網(wǎng)絡的高中化學課件庫的建設與應用研究 課題編號 GDK 2012 G 72883 主持人 桂耀榮 2020 4 14 江西省鷹潭市第一中學桂耀榮 2 2020 4 14 江西省鷹潭市第一中學桂耀榮 3 第三章晶體結(jié)構(gòu)與性質(zhì) 第一節(jié)晶體的常識 第2課時 新課標人教版高中化學課件系列 選修3物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì) 2020 4 14 江西省鷹潭市第一中學桂耀榮 4 教學目標 知識與技能1 了解分子晶體和原子晶體的特征 2 通過NaCl CsCl的晶體結(jié)構(gòu) 學生知道晶體中粒子的排列規(guī)律 了解離子晶體的特征 3 通過對晶胞的分析 學生會計算晶胞中粒子的個數(shù) 過程與方法通過幾種典型的晶體 干冰 金剛石 石墨 NaCl CsCl 金屬 結(jié)構(gòu)的分析 學生能從三維的角度考慮粒子在空間的分布 情感態(tài)度與價值觀通過晶體結(jié)構(gòu)課件的展示 學生能感受晶體的外在美和內(nèi)在美 晶體的常識 2020 4 14 江西省鷹潭市第一中學桂耀榮 5 晶體為什么具有自己的特性呢 晶胞 2020 4 14 江西省鷹潭市第一中學桂耀榮 6 1 晶胞 晶體中的最小重復單元 基本單元 3 晶胞的結(jié)構(gòu)特征 一般來說 晶胞都是平行六面體 其邊長不一定相等也不一定垂直 通過上 下 左 右 前 后的平移能與下一個晶胞完全重合 二 晶胞 2 晶胞的條件 代表晶體的化學組成 化學式 及對稱性 4 晶胞和晶體的關系 晶體可以看作是數(shù)量巨大的晶胞 無隙并置 而成 蜂巢和蜂室的關系 教材63頁圖3 7 晶胞 請理解 2020 4 14 江西省鷹潭市第一中學桂耀榮 7 并置 指所有晶胞都是平行排列的 取向相同 一個晶胞到另一個晶胞只需平移 不需轉(zhuǎn)動 無隙 指相鄰的晶胞之間沒有任何間隙 一個晶胞與相鄰的晶胞完全共頂點 共棱邊 共面 完全等同 指所有晶胞的形狀 內(nèi)部的原子種類 個數(shù)及幾何排列完全相同 晶胞 2020 4 14 江西省鷹潭市第一中學桂耀榮 8 無隙并置 平行六面體 晶胞 2020 4 14 江西省鷹潭市第一中學桂耀榮 9 5 三種典型立方晶胞結(jié)構(gòu) 簡單立方 體心立方 面心立方 晶胞 2020 4 14 江西省鷹潭市第一中學桂耀榮 10 銅晶體的一個晶胞中含有多少個銅原子 A 14B 4C 8D 6 答案 B 為什么呢 問題 P63圖3 7 晶胞 2020 4 14 江西省鷹潭市第一中學桂耀榮 11 請看 體心 1 面心 1 2 頂點 1 8 棱邊 1 4 晶胞 6 晶胞中微粒個數(shù)的計算 2020 4 14 江西省鷹潭市第一中學桂耀榮 12 方法 均攤法 或切割法 原則 若微粒被n個晶胞共用 均攤一個晶胞中為1 n 規(guī)律 對立方晶胞 晶胞 2020 4 14 江西省鷹潭市第一中學桂耀榮 13 晶胞中粒子個數(shù)計算規(guī)律 切割法 晶胞 2020 4 14 江西省鷹潭市第一中學桂耀榮 14 各4個綠色 8 1 8 6 1 2 4灰色 12 1 4 各1 2個 練習 下面幾種晶胞中分別含有幾個原子 晶胞 2020 4 14 江西省鷹潭市第一中學桂耀榮 15 課堂練習 1 鈦酸鋇的熱穩(wěn)定性好 介電常數(shù)高 在小型變壓器 話筒和擴音器中都有應用 其晶體的結(jié)構(gòu)示意圖如右圖所示 則它的化學式為 A BaTi8O12B BaTi4O6C BaTi2O4D BaTiO3 D 晶胞 學與問P64 2020 4 14 江西省鷹潭市第一中學桂耀榮 16 2 2 8 8 晶胞 2020 4 14 江西省鷹潭市第一中學桂耀榮 17 看圖寫化學式 A B A2BC2 C 晶胞 2020 4 14 江西省鷹潭市第一中學桂耀榮 18 練習 最近發(fā)現(xiàn)一種由鈦原子和碳原子構(gòu)成的氣態(tài)團簇分子 如下圖所示 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 它的化學式是 解析 由于本題團簇分子指的是一個分子的具體結(jié)構(gòu) 并不是晶體中的最小的一個重復單位 不能采用均攤法分析 所以只需數(shù)出該結(jié)構(gòu)內(nèi)兩種原子的數(shù)目就可以了 答案為 Ti14C13 晶胞 注意 2020 4 14 江西省鷹潭市第一中學桂耀榮 19 晶胞 在使用均攤法計算規(guī)律時一定先看清楚晶胞構(gòu)型 若晶胞構(gòu)型不是立方體 晶胞中的微粒數(shù)視情況而定 2020 4 14 江西省鷹潭市第一中學桂耀榮 20 石墨晶體的層狀結(jié)構(gòu) 層內(nèi)為平面正六邊形結(jié)構(gòu) 如圖 試回答下列問題 1 圖中平均每個正六邊形占有C原子數(shù)為 個 占有的碳碳鍵數(shù)為 個 碳原子數(shù)目與碳碳化學鍵數(shù)目之比為 練習 2 3 2 3 晶胞 2020 4 14 江西省鷹潭市第一中學桂耀榮 21 在晶體結(jié)構(gòu)中確定一個具有代表性的最小重復單元為研究對象 運用點 線 面的量進行解答 摩爾質(zhì)量 阿伏加德羅常數(shù)與密度的關系 規(guī)律總結(jié) 三 有關晶體的計算 晶胞 2020 4 14 江西省鷹潭市第一中學桂耀榮 22 思考 1 NaCl晶體中 每個Na 周圍最近距離的Cl 有個 每個Cl 周圍最近距離的Na 有個 2 在NaCl晶體中 每個Na 周圍最近距離的Na 有個 3 氯化鈉的化學式用 NaCl 來表示 原因何在 能否把 NaCl 稱為分子式 4 每個晶胞中平均有個Na 個Cl 位于頂點 棱邊 面心 體心上的粒子對該晶胞的貢獻 5 該晶胞中 若Na 和Cl 間的最近距離為0 5ax10 10m 則晶體的密度 6 6 12 4 4 0 39 a3 g cm3 晶胞 2020 4 14 江西省鷹潭市第一中學桂耀榮 23 晶胞 2020 4 14 江西省鷹潭市第一中學桂耀榮 24 晶胞 2020 4 14 江西省鷹潭市第一中學桂耀榮 25 晶胞 2020 4 14 江西省鷹潭市第一中學桂耀榮 26 解法3 依 m v 每個晶胞中所含的Na 和Cl 的個數(shù)均為4個 即含4個 NaCl 每個晶胞的體積為 a 10 8 3 3 故NaCl晶體的密度為 即含4個 NaCl 所占的體積為 a 10 8 3 3那么1個 NaCl 所占的體積為 a 10 8 3 4 3則 1molNaCl所占的體積為 6 02 1023 a 10 8 3 4 3而1molNaCl的質(zhì)量為 58 5g 晶胞 CsCl的晶體結(jié)構(gòu)示意圖 2020 4 14 江西省鷹潭市第一中學桂耀榮 27 晶胞 2020 4 14 江西省鷹潭市第一中學桂耀榮 28 Cl 1 在CsCl晶體中 每個Cs 周圍最近距離的Cs 有幾個 每個Cl 周圍最近距離的Cl 有幾個 2 分析 CsCl 化學式的由來 思考 6個 晶胞 2020 4 14 江西省鷹潭市第一中學桂耀榮 29 晶胞 二氧化碳及其晶胞 2020 4 14 江西省鷹潭市第一中學桂耀榮 30 晶胞 每8個CO2構(gòu)成立方體 且在6個面的中心又各占據(jù)1個CO2 每個晶胞中有4個CO2分子 12個原子 在每個CO2周圍等距離的最近的CO2有12個 同層4個 上層4個 下層4個 2020 4 14 江西省鷹潭市第一中學桂耀榮 31 晶胞 2020 4 14 江西省鷹潭市第一中學桂耀榮 32 1 晶體與非晶體的嚴格判別可采用 A 有否自范性B 有否各向異性C 有否固定熔點D 有否周期性結(jié)構(gòu) 2 某物質(zhì)的晶體中含A B C三種元素 其排列方式如圖所示 其中前后兩面心上的B原子未能畫出 晶體中A B C的中原子個數(shù)之比依次為 A 1 3 1B 2 3 1C 2 2 1D 1 3 3 課后鞏固練習 D A 晶胞 2020 4 14 江西省鷹潭市第一中學桂耀榮 33 3 1987年2月 未經(jīng)武 PaulChu 教授等發(fā)現(xiàn)鈦鋇銅氧化合物在90K溫度下即具有超導性 若該化合物的結(jié)構(gòu)如右圖所示 則該化合物的化學式可能是 A YBa2CuO7 xB YBa2Cu2O7 xC YBa2Cu3O7 xD YBa2Cu4O7 x C 晶胞 2020 4 14 江西省鷹潭市第一中學桂耀榮 34 4 白磷分子如圖所示 則31g白磷分子中存在的共價鍵數(shù)目為 A 4NAB NAC 1 5NAD 0 25NA C 晶胞 2020 4 14 江西省鷹潭市第一中學桂耀榮 35 5 某離子化合物的晶胞如右圖所示立體結(jié)構(gòu) 晶胞是整個晶體中最基本的重復單位 陽離子位于此晶胞的中心 陰離子位于8個頂點 該離子化合物中 陰 陽離子個數(shù)比是 A 1 8B 1 4C 1 2D 1 1 D 晶胞 2020 4 14 江西省鷹潭市第一中學桂耀榮 36 6 如右圖石墨晶體結(jié)構(gòu)的每一層里平均每個最小的正六邊形占有碳原子數(shù)目為 A 2B 3C 4D 6 A 晶胞 2020 4 14 江西省鷹潭市第一中學桂耀榮 37 7 許多物質(zhì)在通常條件下是以晶體的形式存在 而一種晶體又可視作若干相同的基本結(jié)構(gòu)單元構(gòu)成 這些基本結(jié)構(gòu)單元在結(jié)構(gòu)化學中被稱作晶胞 已知某化合物是由鈣 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)的化學式為 A Ca4TiO3B Ca4TiO6C CaTiO3D Ca8TiO120 C 晶胞 2020 4 14 江西省鷹潭市第一中學桂耀榮 38 8 下列有關晶體的特征及結(jié)構(gòu)的陳述中不正確的是 A單晶一般都有各向異性B晶體有固定的熔點C所有晶體都有一定的規(guī)整外形D多晶一般不表現(xiàn)各向異性 D 多晶指的是多種晶形共存 單晶指只有一種晶形 單晶體 晶體內(nèi)部的晶格方位完全一致 多晶體 許多晶粒組成 晶胞 2020 4 14 江西省鷹潭市第一中學桂耀榮 39 9 晶體中最小的重復單元 晶胞 凡處于立方體頂點的微粒 同時為個晶胞共有 凡處于立方體棱上的微粒 同時為個晶胞共有 凡處于立方體面上的微粒 同時為個晶胞共有 凡處于立方體體心的微粒 同時為個晶胞共有 8 4 2 1 晶胞 2020 4 14 江西省鷹潭市第一中學桂耀榮 40 10 現(xiàn)有甲 乙 丙 如下圖 三種晶體的晶胞 甲中x處于晶胞的中心 乙中a處于晶胞的中心 可推知 甲晶體中x與y的個數(shù)比是 乙中a與b的個數(shù)比是 丙晶胞中有 個c離子 有 個d離子 4 3 1 1 4 4 晶胞 2020 4 14 江西省鷹潭市第一中學桂耀榮 41 10 解析 x y 4 3a b 1 14個c4個d處于晶胞中心的x或a為該晶胞單獨占有 位于立方體頂點的微粒為8個立方體共有 位于立方體棱邊的微粒為四個立方體共有 位于立方體面的微粒為兩個立方體共有 所以x y l 6 1 8 4 3 a b 1 8 1 8 1 1 丙晶胞中c離子為12 1 4 1 4 個 d離子為8 1 8 6 1 2 4 個 晶胞 2020 4 14 江西省鷹潭市第一中學桂耀榮 42 11 右圖是超導化合物 鈣鈦礦晶體的晶胞結(jié)構(gòu) 請回答 1 該化合物的化學式為 2 在該化合物晶體中 與某個鈦離子距離最近且相等的其他鈦離子共有個 CaTiO3 6 晶胞 2020 4 14 江西省鷹潭市第一中學桂耀榮 43 11 解析 這個晶胞對位于頂點上的每個鈦原子占有的份額為1 8 所以 它單獨占有的鈦原子個數(shù)為8 1 8 1個 它對位于棱上的每個氧原子占有的份額為1 4 所以 它單獨占有的氧原子個數(shù)為12 1 4 3個 它全部擁有體內(nèi)的那一個鈣原子 所以 該晶胞中單獨占有的鈦原子 氧原子和鈣原子的個數(shù)分別為 1 3 1 鈦位于立方體的頂點上 與一個鈦離子距離最近的鈦離子是與它共棱的 與它共棱的離子都是二個 所以 共6個 晶胞 2020 4 14 江西省鷹潭市第一中學桂耀榮 44 12 右圖是石英晶體平面示意圖 它實際上是立體的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu) 其中硅 氧原子數(shù)之比為 原硅酸根離子SiO44 的結(jié)構(gòu)可表示為 二聚硅酸根離子Si2O76 中 只有硅氧鍵 它的結(jié)構(gòu)可表示為 1 2 晶胞 2020 4 14 江西省鷹潭市第一中學桂耀榮 45 干冰晶體結(jié)構(gòu)分析圖 CO2分子 晶胞 2020 4 14 江西省鷹潭市第一中學桂耀榮 46 干冰晶體結(jié)構(gòu)分析圖 CO2分子 晶胞 2020 4 14 江西省鷹潭市第一中學桂耀榮 47 13 在干冰晶體中每個CO2分子周圍緊鄰的CO2分子有 個在晶體中截取一個最小的正方形 使正方形的四個頂點部落到CO2分子的中心 則在這個正方形的平面上有 個CO2分子 12 4 晶胞 2020 4 14 江西省鷹潭市第一中學桂耀榮 48 14 如圖為NaCl晶體結(jié)構(gòu)圖 圖中直線交點處為NaCl晶體中Na 與Cl 所處的位置 不考慮體積的大小 1 請將其代表Na 的用筆涂黑圓點 以完成NaCl晶體結(jié)構(gòu)示意圖 2 確定晶體的晶胞 分析其構(gòu)成 3 從晶胞中分Na 周圍與它最近時且距離相等的Na 共有多少個 晶胞 2020 4 14 江西省鷹潭市第一中學桂耀榮 49 14 1 含8個小立方體的NaCl晶體示意圖為一個晶胞 2 在晶胞中Na 與Cl 個數(shù)比為1 1 3 12個 晶胞 2020 4 14 江西省鷹潭市第一中學桂耀榮 50 拓展提高 1996年諾貝化學獎授予對發(fā)現(xiàn)C60有重大貢獻的三位科學家 C60分子是形如球狀的多面體 如圖 該結(jié)構(gòu)的建立基于以下考慮 C60分子中每個碳原子只跟相鄰的3個碳原子形成化學鍵 C60分子只含有五邊形和六邊形 多面體的頂點數(shù) 面數(shù)和棱邊數(shù)的關系 遵循歐拉定理 頂點數(shù) 面數(shù) 棱邊數(shù) 2 晶胞 2020 4 14 江西省鷹潭市第一中學桂耀榮 51 據(jù)上所述 可推知C60分子有12個五邊形和20個六邊形 C60分子所含的雙鍵數(shù)為30 請回答下列問題 15 固體C60與金剛石相比較 熔點較高者應是 理由是 16 試估計C60跟F2在一定條件下 能否發(fā)生反應生成C60F60 填 可能 或 不可能 并簡述其理由 金剛石屬原子晶體 而固體C60不是 故金剛石熔點較高 金剛石 因C60分子含30個雙鍵 與極活潑的F2發(fā)生加成反應即可生成C60F60 可能 晶胞 2020 4 14 江西省鷹潭市第一中學桂耀榮 52 17 通過計算 確定C60分子所含單鍵數(shù) C60分子所含單鍵數(shù)為 18 C70分子也已經(jīng)制得 它的分子結(jié)構(gòu)模型可以與C60同樣考慮面推知 通過計算確定C70分子中五邊形和六邊形的數(shù)目 C60分子形成的化學鍵數(shù)為 1 2 3 60 90由歐拉定理計算鍵數(shù) 即棱邊數(shù) 60 12 20 2 90 90 30 60 晶胞 2020 4 14 江西省鷹潭市第一中學桂耀榮 53 18 解析 設C70分子中五邊形數(shù)為x 六邊形數(shù)為y 依題意可得方程組 頂點數(shù) 面數(shù) 棱邊數(shù) 2 解得 五邊形數(shù)x 12六邊形數(shù)y 25 晶胞 2020 4 14 江西省鷹潭市第一中學桂耀榮 54 Thanks謝謝您的觀看 同學們 來學校和回家的路上要注意安全 同學們 來學校和回家的路上要注意安全