【学习目标】
1.熟知晶体的概念、晶体的类型和晶体的分类依据。
2.知道晶体结构的堆积模型。
新知导学】一、晶体的特性。
1.观察下列物质的结构模型,回答问题:
1)晶体内部、非晶体的内部微粒排列各有什么特点?
2)由上述分析可知:
晶体:内部粒子(原子、离子或分子)在空间按一定规律呈构成的固体物质。如金刚石、食盐、干冰等。
非晶体:内部原子或分子的排列呈的分布状态的固体物质。如橡胶、玻璃、松香等。
2.阅读教材,总结晶体的特性:
1)晶体的自范性是晶体在适宜条件下可以的性质。
2)晶体的各向异性是指在的物理性质,如强度、导热性、光学性质等。
3)晶体具有特定的___性,如规则的食盐晶体具有立方体外形,它既有性,也有___性。
4)晶体具有___的熔、沸点。
注意:晶体具有规则的几何外形,但具有规则几何外形的固体不一定是晶体。非晶体也可以打磨成规则的几何外形,但仍不是晶体。
3.常见的四种晶体类型。
归纳总结】1.晶体与非晶体的区别。
2.晶体具有的三个基本特征是___性、__性和特定的___性。
3.晶体与非晶体的区别方法。
4.判断晶体类型的方法之一:根据晶体结构微粒的种类及微粒间的相互作用。
活学活用】1.下列叙述中正确的是( )
a.具有规则几何外形的固体一定是晶体。
b.具有特定对称性的固体一定是晶体。
c.具有各向异性的固体一定是晶体。
d.依据构成粒子的堆积方式可将晶体分为金属晶体、离子晶体、分子晶体、原子晶体。
2.关于晶体的自范性,下列叙述正确的是( )
a.破损的晶体能够在固态时自动变成规则的多面体。
b.缺角的氯化钠晶体在饱和nacl溶液中慢慢变为完美的立方体块。
c.圆形容器中结出的冰是圆形的体现了晶体的自范性。
d.由玻璃制成规则的玻璃球体现了晶体的自范性。
二、晶体结构的堆积模型。
1.晶体结构的密堆积的原理。
x射线衍射实验测定的结果表明,组成晶体的原子、离子或分子在没有其他因素(如氢键)影响时,在空间的排列大都服从紧密堆积原理。请根据晶体结构微粒间作用力的特征解释其原因是什么?
2.等径圆球的密堆积(金属晶体)
由于金属键没有方向性,每个金属原子中的电子分布基本是球对称的,所以可以把金属晶体看成是由直径相等的圆球的三维空间堆积而成的。
(1)单列紧密堆积方式:
等径圆球的排列在一列上进行紧密堆积的方式只有一种,即。
2)同层紧密堆积方式:
金属晶体中把原子放置在平面上(即二维空间里),可有两种方式——非密置层和密置层(如下图所示)。
观察上图回答下列问题:
等径圆球在一列上进行紧密堆积的方式只有一种,即只有当每个等径圆球与周围六个圆球相接触时才能做到最紧密堆积,这样形成的层称为。
在密堆积中,一个原子或离子周围距离相等且最近的原子或离子的数目叫配位数。非密置层的配位数是 ,密置层的配位数是 。
密置层放置的平面利用率比非密置层放置的要 。
3)多层紧密堆积的方式。
等径圆球在三维空间的密堆积方式实际上是密置单层与单层之间的堆积排列方式。
取a、b两个等径圆球密置层,将b层放在a层上面。要做最密堆积使空隙最小也只有一种堆积方式,就是将两个密置层平行地错开一点,使b层的球的投影位置正落在a层中三个球所围成的空隙的中心上,并使两层紧密接触,称为见上图)。
在密置双层的基础上再堆积第三层时,有两种堆积方式,如下图所示。
观察分析上图,并结合教材内容回答下列问题:
图1所示密置层排列方式为“…abab…”,这种堆积方式称为其堆积特点是b的上层与b的下层两层中的球的其配位数为 。
图2所示密置层排列方式为“…abcabc…”,这种堆积方式称为其堆积特点是a、b、c三层球的其配位数为 。
活学活用】3.如图为金属镉的堆积方式,下列说法正确的是( )
a.此堆积方式属于非最密堆积。
b.此堆积方式为a1型密堆积。
c.配位数(一个金属离子周围紧邻的金属离子的数目)为8
d.镉的堆积方式与铜的堆积方式不同。
3.非等径圆球的密堆积(离子晶体)
1)由于阴、阳离子的半径不同,因此离子晶体为的密堆积,可以将这种堆积方式看成是大球先按一定的方式做的密堆积,小球再填充在大球所形成的___中。
2)在一些离子晶体中,阴离子半径较大,应先将阴离子看成是___进行密堆积,而阳离子有序地填在阴离子所形成的空隙中。例如,nacl晶体中的cl-按___方式进行最密堆积,na+填在cl-所形成的空隙中;zns晶体中s2-按___方式进行最密堆积,zn2+填入s2-所形成的空隙中。
4. 分子晶体的堆积方式-紧密堆积方式
由于范德华力没有方向性和饱和性,因此分子间尽可能采取紧密排列方式,但分子的排列方式与分子的形状有关。如:co2作为直线型分子的二氧化碳在空间是以a1型密堆积方式形成晶体的。
5. 原子晶体堆积方式-不服从紧密堆积方式。
原因:共价键具有饱和性和方向性,因此就决定了一个原子周围的其他原子的数目不仅是有限的,而且堆积方向是一定的,所以不是密堆积。
活学活用】4.下列叙述中不正确的是。
a.氯化钠的晶体结构为非等径圆球密堆积。
b.晶体尽量采取紧密堆积方式,以使其变得比较稳定。
c.因为共价键有饱和性和方向性,所以原子晶体不遵循紧密堆积原则。
d.金属铜和镁均以“…abab…”方式堆积。
归纳总结】1.只有晶体微粒间的作用力不具有方向性和饱和性才遵循紧密堆积原理。
1)金属晶体采用等径圆球的密堆积,是因为金属键无方向性和饱和性。
2)离子晶体采用不等径圆球的密堆积,是因为离子键无方向性和饱和性。
3)不含氢键的分子晶体尽可能采用紧密堆积方式,因为范德华力没有方向性和饱和性。分子晶体中分子的堆积与分子的形状有关,如干冰中co2分子呈直线形,co2晶体在空间是按a1型最密堆积方式形成晶体的。
若分子间靠氢键形成晶体,则不采取密堆积结构,因为氢键有方向性,一个分子周围其他分子的数目和堆积方向是一定的。如苯甲酸晶体、冰等。
4)原子晶体中微粒堆积不服从紧密堆积原理。
原子晶体中微粒间以共价键相结合,由于共价键具有饱和性和方向性,就决定了一个原子周围的其他原子的数目不仅是很有限的,而且堆积方向也是一定的。
2.a1型和a3型最密堆积的方式不同,但都是同一层上每个球与同层中周围6个球相接触,同时又与上下两层中各3个球相接触,所以它们的配位数都为12。
学习小结】
金属晶体第一课时
1 金属键的实质是 a 自由电子与金属阳离子之间的相互作用 b 金属原子与金属原子间的相互作用。c 金属阳离子与阴离子的吸引力 d 自由电子与金属原子之间的相互作用。2 在常温常压下,下列物质中属于金属晶体的是 a 铂 b 汞 c 水晶 d 金刚石。3 关于晶体的下列说法正确的是 a 在晶体中只要有...
3 1 1认识晶体第一课时练习
1 下列叙述中,不正确的是 a 具有规则几何外形的固体一定是晶体。b 晶体内部粒子按一定的规律周期性重复排列。c 具有各向异性的固体一定是晶体。d 依据构成微粒的作用力不同可将晶体分为金属晶体 离子晶体 分子晶体 原子晶体。2 下列关于晶体与非晶体的说法正确的是 a 晶体一定比非晶体的熔点高。b 晶...
3 1 1认识晶体第一课时练习答案
1.答案 a 解析 有些人工加工而成的固体也具有规则几何外形和高度对称性,所以a选项错误 晶体所具有的规则几何外形 各向异性和特定的对称性是其内部微粒规律性排列的外部反映,因此b c选项正确 晶体分为金属晶体 离子晶体 分子晶体 原子晶体的依据是构成晶体的微粒及微粒间的相互作用力,因此d选项正确。2...