高中化学选修三《认识晶体》.ppt

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1、食糖晶食糖晶体体（第（第2课时）课时）晶体具有的规则几何外形源于组成晶体的晶体具有的规则几何外形源于组成晶体的 微粒按一定规律周期性地重复排列。微粒按一定规律周期性地重复排列。那么晶体中的微粒是如何排列的？那么晶体中的微粒是如何排列的？如何认识晶体内部微粒排列的规律性？如何认识晶体内部微粒排列的规律性？联想联想质疑质疑二、晶体结构的堆积模型二、晶体结构的堆积模型晶体为什么大都服从紧密堆积？晶体为什么大都服从紧密堆积？金属晶体、离子晶体、分子晶体的结构中，金属晶体、离子晶体、分子晶体的结构中，金属键、离子键、分子间作用力均没有方金属键、离子键、分子间作用力均没有方向性向性，都趋向于使原子、离子或

2、分子吸引，都趋向于使原子、离子或分子吸引尽可能多的微粒分布于周围，并以尽可能多的微粒分布于周围，并以密堆积密堆积的方式降低体系的能量，使晶体变得比较的方式降低体系的能量，使晶体变得比较稳定稳定 由于金属由于金属键没有方向性，每个金属原子中的没有方向性，每个金属原子中的电子分布基本是球子分布基本是球对称的，所以可以把金属晶体看成称的，所以可以把金属晶体看成是由直径相等的是由直径相等的圆球的三球的三维空空间堆堆积而成的。而成的。-等径圆球的密堆积等径圆球的密堆积 等径圆球的排列在等径圆球的排列在一列一列上进行紧密堆积的方上进行紧密堆积的方式式只有一种只有一种,即即 所有的圆球都在一条直线上排列所有

3、的圆球都在一条直线上排列思考思考 1.将等径圆球在一列将等径圆球在一列 上的最紧密排列有几种？上的最紧密排列有几种？如何排列？如何排列？思考思考 2.等径圆球在同一平面上的堆积方式是唯一等径圆球在同一平面上的堆积方式是唯一的吗？最紧密堆积有几种排列？的吗？最紧密堆积有几种排列？在最紧密堆积方式中每个等径圆球与周围在最紧密堆积方式中每个等径圆球与周围几个球相接触？几个球相接触？请同学们通过实验进行探究。请同学们通过实验进行探究。在一个平面上的密堆积排列：在一个平面上的密堆积排列：在一个层中，最紧密的堆积方式是在一个层中，最紧密的堆积方式是:一个球与周围一个球与周围 6 6 个球相切，在中心的周围

4、形成个球相切，在中心的周围形成 6 6 个凹位，将其个凹位，将其算为第一层算为第一层-密置层密置层一种常见的非密置层一种常见的非密置层密置层密置层思考思考 3.将球扩展到两层有几种方式，认真观察两将球扩展到两层有几种方式，认真观察两层球形成的空隙种类。层球形成的空隙种类。在最紧密堆积方式中每个等径圆球与周围在最紧密堆积方式中每个等径圆球与周围几个球相接触？几个球相接触？请同学们通过实验进行探究。请同学们通过实验进行探究。123456 第二层第二层 对第二层来讲最紧密的堆积方式是将对第二层来讲最紧密的堆积方式是将球对准球对准1 1，3 3，5 5 位。位。-密置双层密置双层123456AB，若若

5、 对准对准 2，4，6 位，其情形是一样的吗位，其情形是一样的吗?密置双层只有一种密置双层只有一种密置双层只有一种密置双层只有一种 每个球都与周围每个球都与周围每个球都与周围每个球都与周围9 9个球相切个球相切个球相切个球相切AB21认真观察两层球形成的空隙种类。认真观察两层球形成的空隙种类。思考思考 3.扩展到三层，有几种排列方式，并寻找扩展到三层，有几种排列方式，并寻找重复性排列的规律。重复性排列的规律。在最紧密堆积方式中每个等径圆球与周围在最紧密堆积方式中每个等径圆球与周围几个球相接触？几个球相接触？请同学们通过实验进行探究。请同学们通过实验进行探究。1C2C 下图是下图是A A3 3型

6、六方型六方紧密堆积的前视图紧密堆积的前视图ABABA 第一种排列方式第一种排列方式:将球对准第一层将球对准第一层的球。的球。123456 于是每两层形成一个周期，于是每两层形成一个周期，即即 AB AB AB AB 堆积方式，形成堆积方式，形成六方紧密堆积六方紧密堆积-A3型型 第三层第三层 对第一、二层来说，第三层可以有两种最对第一、二层来说，第三层可以有两种最紧密的堆积方式。紧密的堆积方式。第二种排列方式第二种排列方式:是是将球对准第一层的将球对准第一层的 2 2，4 4，6 6 位，不同位，不同于于 AB AB 两层的位置，两层的位置，这是这是 C C 层。层。1234561234561

7、23456123456面心立方紧密堆积的前视图面心立方紧密堆积的前视图ABCAABC第四层再排第四层再排 A A，于是于是形成形成 ABC ABC ABC ABC 三三层一个周期。层一个周期。得到得到面心立方堆积面心立方堆积A A1 1型型 配位数配位数:在密堆积中，一个原子或离子周围所在密堆积中，一个原子或离子周围所邻接的原子或离子数目邻接的原子或离子数目.A3型密堆积型密堆积A1型密堆积型密堆积 配位数配位数 1212 (同层同层 6 6，上下层各上下层各 3 3 )配位数配位数 1212 (同层同层 6 6，上下层各上下层各 3 3 )A3型最密堆积（配位数为型最密堆积（配位数为12）（

8、例如镁）（例如镁）A1型最密堆积（配位数为型最密堆积（配位数为12）（例如铜）（例如铜）2.离子晶体的密堆积结构离子晶体的密堆积结构-非等径圆球的密堆积非等径圆球的密堆积 由于阴阳离子的半径不相同，故离子晶体可由于阴阳离子的半径不相同，故离子晶体可以视为不等径圆球的密堆积，即：将不同半径以视为不等径圆球的密堆积，即：将不同半径的圆球的堆积看成是的圆球的堆积看成是大球先按一定方式做等径大球先按一定方式做等径圆球的密堆积，小球再填充在大球所形成的空圆球的密堆积，小球再填充在大球所形成的空隙中。隙中。NaCl：离离子先以子先以A1型紧型紧密堆积，密堆积，离离子再填充到空子再填充到空隙中。隙中。ZnS

9、：离子离子先以先以A1型紧密型紧密堆积，堆积，离离子再填充到空子再填充到空隙中。隙中。ClNaS2Zn2由于范德华力没有方由于范德华力没有方向性和饱和性，因此分向性和饱和性，因此分子间尽可能采取紧密排子间尽可能采取紧密排列方式，但列方式，但分子的排列分子的排列方式与分子的形状方式与分子的形状有关。有关。如：如：COCO2 2作为直线型分子作为直线型分子的二氧化碳在空间是以的二氧化碳在空间是以A A1 1型型密堆积方式形成晶密堆积方式形成晶体的。体的。3.3.分子晶体的堆积方式分子晶体的堆积方式服从紧密堆积方式服从紧密堆积方式 而冰中水分子的堆积受到而冰中水分子的堆积受到 的影响的影响氢键氢键 原因：共价原因：共价键具具有有饱和性和性和和方向性方向性，因此就决定了一个因此就决定了一个原子周原子周围的其他原的其他原子的子的数目数目不不仅是有是有限的，而且限的，而且堆堆积方方向向是一定的，所以是一定的，所以不是密堆不是密堆积。在一列上的密堆积排列：在一列上的密堆积排列：所有的圆球都在一条直线上排列所有的圆球都在一条直线上排列