高中化學(xué)選修三《認(rèn)識晶體》.ppt

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第一節(jié)認(rèn)識晶體 食糖晶體 第2課時 晶體具有的規(guī)則幾何外形源于組成晶體的微粒按一定規(guī)律周期性地重復(fù)排列 那么晶體中的微粒是如何排列的 如何認(rèn)識晶體內(nèi)部微粒排列的規(guī)律性 聯(lián)想 質(zhì)疑 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 金屬晶體 離子晶體 分子晶體的結(jié)構(gòu)中 金屬鍵 離子鍵 分子間作用力均沒有方向性 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圍 并以密堆積的方式降低體系的能量 使晶體變得比較穩(wěn)定 由于金屬鍵沒有方向性 每個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徑相等的圓球的三維空間堆積而成的 1 金屬晶體的密堆積結(jié)構(gòu) 等徑圓球的密堆積 等徑圓球的排列在一列上進行緊密堆積的方式只有一種 即 所有的圓球都在一條直線上排列 思考 1 將等徑圓球在一列上的最緊密排列有幾種 如何排列 思考 2 等徑圓球在同一平面上的堆積方式是唯一的嗎 最緊密堆積有幾種排列 在最緊密堆積方式中每個等徑圓球與周圍幾個球相接觸 請同學(xué)們通過實驗進行探究 在一個平面上的密堆積排列 在一個層中 最緊密的堆積方式是 一個球與周圍6個球相切 在中心的周圍形成6個凹位 將其算為第一層 密置層 一種常見的非密置層 密置層 思考 3 將球擴展到兩層有幾種方式 認(rèn)真觀察兩層球形成的空隙種類 在最緊密堆積方式中每個等徑圓球與周圍幾個球相接觸 請同學(xué)們通過實驗進行探究 第二層對第二層來講最緊密的堆積方式是將球?qū)?zhǔn)1 3 5位 密置雙層 若對準(zhǔn)2 4 6位 其情形是一樣的嗎 密置雙層只有一種每個球都與周圍9個球相切 認(rèn)真觀察兩層球形成的空隙種類 思考 3 擴展到三層 有幾種排列方式 并尋找重復(fù)性排列的規(guī)律 在最緊密堆積方式中每個等徑圓球與周圍幾個球相接觸 請同學(xué)們通過實驗進行探究 下圖是A3型六方緊密堆積的前視圖 A 第一種排列方式 將球?qū)?zhǔn)第一層的球 于是每兩層形成一個周期 即ABAB堆積方式 形成六方緊密堆積 A3型 第三層對第一 二層來說 第三層可以有兩種最緊密的堆積方式 面心立方緊密堆積的前視圖 A 第四層再排A 于是形成ABCABC三層一個周期 得到面心立方堆積 A1型 配位數(shù) 在密堆積中 一個原子或離子周圍所鄰接的原子或離子數(shù)目 A3型密堆積 A1型密堆積 配位數(shù)12 同層6 上下層各3 配位數(shù)12 同層6 上下層各3 A3型最密堆積 配位數(shù)為12 例如鎂 A1型最密堆積 配位數(shù)為12 例如銅 2 離子晶體的密堆積結(jié)構(gòu) 非等徑圓球的密堆積 由于陰陽離子的半徑不相同 故離子晶體可以視為不等徑圓球的密堆積 即 將不同半徑的圓球的堆積看成是大球先按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 NaCl 離子先以A1型緊密堆積 離子再填充到空隙中 ZnS 離子先以A1型緊密堆積 離子再填充到空隙中 Cl Na S2 Zn2 由于范德華力沒有方向性和飽和性 因此分子間盡可能采取緊密排列方式 但分子的排列方式與分子的形狀有關(guān) 如 CO2作為直線型分子的二氧化碳在空間是以A1型密堆積方式形成晶體的 3 分子晶體的堆積方式 服從緊密堆積方式 而冰中水分子的堆積受到的影響 氫鍵 原因 共價鍵具有飽和性和方向性 因此就決定了一個原子周圍的其他原子的數(shù)目不僅是有限的 而且堆積方向是一定的 所以不是密堆積 4 原子晶體堆積方式 不服從緊密堆積方式 謝謝各位老師和同學(xué) 在一列上的密堆積排列 所有的圓球都在一條直線上排列