高中化學(xué) 31《認(rèn)識(shí)晶體》課件 魯科版選修3

食糖晶體食糖晶體觀察圖片，這些固體在外形上有什么區(qū)別？觀察圖片，這些固體在外形上有什么區(qū)別？構(gòu)成晶體與非晶體的微粒在空間的排列有何不同構(gòu)成晶體與非晶體的微粒在空間的排列有何不同? ?一、晶體的特性一、晶體的特性 （1）具有規(guī)則的幾何外形具有規(guī)則的幾何外形。（2）自范性：在適宜條件下，晶體自范性：在適宜條件下，晶體能夠自發(fā)地呈現(xiàn)封閉的、規(guī)則的多面能夠自發(fā)地呈現(xiàn)封閉的、規(guī)則的多面體外形。體外形。（3）各向異性：晶體在不同方向上表現(xiàn)各向異性：晶體在不同方向上表現(xiàn)出不同的物理性質(zhì)。出不同的物理性質(zhì)。 （4）對(duì)稱性：晶體的外形和內(nèi)部結(jié)構(gòu)都對(duì)稱性：晶體的外形和內(nèi)部結(jié)構(gòu)都具有特有的對(duì)稱性。具有特有的對(duì)稱性。 （5）有固定的熔點(diǎn)而非晶態(tài)沒(méi)有有固定的熔點(diǎn)而非晶態(tài)沒(méi)有。2.晶體與非晶體晶體與非晶體 (1)晶體：內(nèi)部微粒（原子、離子或分晶體：內(nèi)部微粒（原子、離子或分子）在空間按一定規(guī)律做周期性重復(fù)子）在空間按一定規(guī)律做周期性重復(fù)排列構(gòu)成的固體物質(zhì)排列構(gòu)成的固體物質(zhì)。 (2)非晶體：內(nèi)部微粒的排列呈現(xiàn)雜非晶體：內(nèi)部微粒的排列呈現(xiàn)雜亂無(wú)章的分布狀態(tài)。亂無(wú)章的分布狀態(tài)。3.晶體的種類(lèi)晶體類(lèi)型晶體類(lèi)型金屬晶體金屬晶體離子晶體離子晶體分子晶體分子晶體原子晶體原子晶體微粒種類(lèi)微粒種類(lèi)微粒間相微粒間相互作用互作用根據(jù)根據(jù)晶體構(gòu)成微粒晶體構(gòu)成微粒和和相互相互作用作用不同分為四種類(lèi)型：不同分為四種類(lèi)型：金屬原子金屬原子金屬鍵金屬鍵 原子原子離子鍵離子鍵共價(jià)鍵共價(jià)鍵分子分子分子間作分子間作用力用力陰陽(yáng)離子陰陽(yáng)離子二、晶體結(jié)構(gòu)的堆積模型二、晶體結(jié)構(gòu)的堆積模型晶體為什么大都服從緊密堆積？晶體為什么大都服從緊密堆積？金屬晶體、離子晶體、分子晶體的結(jié)構(gòu)中，金屬晶體、離子晶體、分子晶體的結(jié)構(gòu)中，金屬鍵、離子鍵、分子間作用力均沒(méi)有方金屬鍵、離子鍵、分子間作用力均沒(méi)有方向性向性，都趨向于使原子、離子或分子吸引，都趨向于使原子、離子或分子吸引盡可能多的微粒分布于周?chē)?，并以盡可能多的微粒分布于周?chē)?，并以密堆積密堆積的方式降低體系的能量，使晶體變得比較的方式降低體系的能量，使晶體變得比較穩(wěn)定穩(wěn)定-等徑圓球的密堆積等徑圓球的密堆積 由于金屬鍵沒(méi)有方向性，每個(gè)金屬原子中的電子分由于金屬鍵沒(méi)有方向性，每個(gè)金屬原子中的電子分布基本是球?qū)ΨQ的，所以可以把金屬晶體看成是由直布基本是球?qū)ΨQ的，所以可以把金屬晶體看成是由直徑相等的圓球的三維空間堆積而成的。徑相等的圓球的三維空間堆積而成的。 等徑圓球的排列在等徑圓球的排列在一列一列上進(jìn)行緊密堆積的方式上進(jìn)行緊密堆積的方式只只有一種有一種, ,即即 ; ;等徑圓球在等徑圓球在平面平面上的堆積方式很多上的堆積方式很多, ,請(qǐng)同學(xué)們通過(guò)實(shí)驗(yàn)請(qǐng)同學(xué)們通過(guò)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行探究。進(jìn)行探究。 1.1.金屬晶體的密堆積結(jié)構(gòu)金屬晶體的密堆積結(jié)構(gòu)所有的圓球都在一條直線上排列所有的圓球都在一條直線上排列在一個(gè)平面上的密堆積排列：在一個(gè)平面上的密堆積排列： 在一個(gè)層中，最緊密的堆積方式是在一個(gè)層中，最緊密的堆積方式是: :一個(gè)球與周?chē)粋€(gè)球與周?chē)?6 6 個(gè)球相切，在中心的周?chē)鷤€(gè)球相切，在中心的周?chē)纬尚纬?6 6 個(gè)凹位，將其算為第一層個(gè)凹位，將其算為第一層-密置層密置層一種常見(jiàn)的非密置層一種常見(jiàn)的非密置層密置層密置層123456 第二層第二層 對(duì)第二層來(lái)講最緊密的堆積方式是對(duì)第二層來(lái)講最緊密的堆積方式是將球?qū)?zhǔn)將球?qū)?zhǔn)1 1，3 3，5 5 位。位。 ( ( 或?qū)?zhǔn)或?qū)?zhǔn) 2 2，4 4，6 6 位，位，其情形是一樣的其情形是一樣的 )-)-密置雙層密置雙層123456AB， 下圖是下圖是A A3 3型六方型六方緊密堆積的前視圖緊密堆積的前視圖ABABA 第一種是排列方式第一種是排列方式: :將球?qū)?zhǔn)第將球?qū)?zhǔn)第一層的球。一層的球。123456 于是每?jī)蓪有纬梢粋€(gè)周期，于是每?jī)蓪有纬梢粋€(gè)周期，即即 AB AB AB AB 堆積方式，形成堆積方式，形成六方緊密堆積六方緊密堆積- A3型型 關(guān)鍵是第三層，對(duì)第一、二層來(lái)說(shuō)，第三層可以有關(guān)鍵是第三層，對(duì)第一、二層來(lái)說(shuō)，第三層可以有兩種最緊密的堆積方式。兩種最緊密的堆積方式。 第二種排列方式第二種排列方式: : 是將球?qū)?zhǔn)第一層的是將球?qū)?zhǔn)第一層的 2 2，4 4，6 6 位位，不同不同于于 AB AB 兩層的位置兩層的位置，這是這是 C C 層。層。123456123456123456123456面心立方緊密堆積的前視圖面心立方緊密堆積的前視圖ABCAABC第四層再排第四層再排 A A，于是于是形成形成 ABC ABC ABC ABC 三三層一個(gè)周期。層一個(gè)周期。 得到得到面心立方堆積面心立方堆積A A1 1型型 配位數(shù)配位數(shù): :在密堆積中，一個(gè)原子或離子周?chē)诿芏逊e中，一個(gè)原子或離子周?chē)徑拥脑踊螂x子數(shù)目鄰接的原子或離子數(shù)目.A3型密堆積型密堆積A1型密堆積型密堆積 配位數(shù)配位數(shù) 1212 ( ( 同層同層 6 6， 上下層各上下層各 3 3 ) ) 配位數(shù)配位數(shù) 1212 ( ( 同層同層 6 6， 上下層各上下層各 3 3 ) ) 2. 離子晶體的密堆積結(jié)構(gòu)離子晶體的密堆積結(jié)構(gòu)-非等徑圓球的密堆非等徑圓球的密堆積積 由于陰陽(yáng)離子的半徑不相同，故離子由于陰陽(yáng)離子的半徑不相同，故離子晶體可以視為不等徑圓球的密堆積，即：晶體可以視為不等徑圓球的密堆積，即：將不同半徑的圓球的堆積看成是將不同半徑的圓球的堆積看成是大球先按大球先按一定方式做等徑圓球的密堆積，小球再填一定方式做等徑圓球的密堆積，小球再填充在大球所形成的空隙中。充在大球所形成的空隙中。 由于范德華力沒(méi)由于范德華力沒(méi)有方向性和飽和性，有方向性和飽和性，因此分子間盡可能因此分子間盡可能采取緊密排列方式，采取緊密排列方式，但但分子的排列方式分子的排列方式與分子的形狀與分子的形狀有關(guān)。有關(guān)。如：如：COCO2 2作為直線型作為直線型分子的二氧化碳在分子的二氧化碳在空間是以空間是以A A1 1型型密堆密堆積方式形成晶體的。積方式形成晶體的。3. 3. 分子晶體的堆積方式分子晶體的堆積方式緊密堆積方式緊密堆積方式 4. 原子晶體堆積方式原子晶體堆積方式不服從緊密不服從緊密堆積方式堆積方式 原因原因：共價(jià)鍵具：共價(jià)鍵具有飽和性和方向性，有飽和性和方向性，因此就決定了一個(gè)因此就決定了一個(gè)原子周?chē)钠渌又車(chē)钠渌拥臄?shù)目不僅是有子的數(shù)目不僅是有限的，而且堆積方限的，而且堆積方向是一定的，所以向是一定的，所以不是密堆積。不是密堆積。在一列上的密堆積排列：在一列上的密堆積排列：所有的圓球都在一條直線上排列所有的圓球都在一條直線上排列