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本书主要根据作者多年使用的教材改编而成。共分12章,其中主要讲述了晶体的空间格子构造、对称特性及晶类、晶系的划分方法、晶体的一些典型结构、与晶向晶面相关的知识、晶体的投影方法、标准投影、倒点阵的定义及应用;介绍了单质元素和离子晶体的一些典型结构和规律性因素、晶体缺陷以及它们的形成原因和观测方法、晶体取向测定的方法及应用、人工晶体的一些生长方法等;本书可以作为材料科学与工程、物理学、化学等教育部一级学科的相关专业的教材,也可供从事半导体、金属、陶瓷、晶体材料与器件等方面工作的科技工作者参考。
前言
第1章 晶体的内部构造
1.1 晶体和非晶体
1.2 晶体的格子构造
第2章 晶体的对称性及晶体的分类
2.1 晶体的对称性
2.2 对称型、晶类与晶系
2.3 晶胞的选取与14种空间格子
第3章 几种典型的晶体结构
3.1 单质(元素)的典型结构
3.2 化合物的典型结构
3.3 晶体的键合
第4章 晶向、晶面及一些有关问题
4.1 晶向指数与晶面指数
4.2 密排面与密排方向2100433B
本书是根据目前高职高专院校工程造价等专业的教学基本要求编写而成。本书共13章,包括建筑概述,建筑制图与识图的基本知识,基础,墙体,楼板层与地面,楼梯,屋顶,门与窗,变形缝,工业建筑构造,建筑施工图的识...
《大设计》无所不在。在会议室和战场上;在工厂车间中也在超市货架上;在自家的汽车和厨房中;在广告牌和食品包装上;甚至还出现在电影道具和电脑图标中。然而,设计却并非只是我们日常生活环境中的一种常见现象,它...
晶体结构与性质专题训练及答案
- 1 - 晶体结构与性质 专题训练及答案 非选择题 (本题包括 7小题 ,共 100分 ) 1.(16 分 )(2018 ·内江模拟 )铁氰化钾 , 化学式为 K3[Fe(CN) 6], 主要应用于制药、电镀、造纸、钢铁生产等工业。其煅烧 分解生成 KCN、FeC2、N2、 (CN) 2等物质。 (1) 基态钾原子核外电子排布式简写为 ________。 K3[Fe(CN) 6]中所涉及的元素的基态原子核外未成对电子数最多的是 ________, 各元素的第一电离能由大到小的顺序为 ________。 (2)(CN) 2分子中存在碳碳键 , 则分子中 σ 键与 π 键数目之比为 ________。KCN与盐酸作用可生成 HCN,HCN的中心原子 的杂化轨道类型为 ________。 (3)CO 能与金属 Fe形成 Fe(CO)5, 该化合物熔点为 253K,沸点为为 376K,其固体
探究法、讲授法
第一课时
[新课引入]:前面我们讨论过原子结构、分子结构,对于化学键的形成也有了初步的了解,同时也知道组成千万种物质的质点可以是离子、原子或分子。又根据物质在不同温度和压强下,物质主要分为三态:气态、液态和固态,下面我们观察一些固态物质的图片。
[投影]:1、蜡状白磷; 2、黄色的硫磺; 3、紫黑色的碘; 4、高锰酸钾
[讲述]:像上面这一类固体,有着自己有序的排列,我们把它们称为晶体;而像玻璃这一类固体,本身原子排列杂乱无章,称它为非晶体,今天我们的课题就是一起来探究晶体与非晶体的有关知识。
[板书]:一、晶体与非晶体
[板书]:1、晶体与非晶体的本质差异
[提问]:在初中化学中,大家已学过晶体与非晶体,你知道它们之间有没有差异?
[回答]:学生:晶体有固定熔点,而非晶体无固定熔点。
[讲解]:晶体有固定熔点,而非晶体无固定熔点,这只是晶体与非晶体的表观现象,那么他们在本质上有哪些差异呢?
[投影] 晶体与非晶体的本质差异
自范性 微观结构 晶体 有 原子在三维空间里呈周期性有序排列 非晶体 没有 原子排列相对无序 [板书]:自范性:晶体能自发性地呈现多面体外形的性质。
自范性 微观结构
晶体 有 原子在三维空间里呈周期性有序排列
非晶体 没有 原子排列相对无序
[解释]:所谓自范性即“自发”进行,但这里得注意,“自发”过程的实现仍需一定的条件。
例如:水能自发地从高处流向低处,但不打开拦截水流的闸门,水库里的水不能下泻。
[板书]:注意:自范性需要一定的条件,其中最重要的条件是晶体的生长速率适当。
[投影]:通过影片播放出,同样是熔融态的二氧化硅,快速的冷却得到玛瑙,而缓慢冷却得到水晶过程。
[设问]:那么得到晶体的途径,除了用上述的冷却的方法,还有没有其它途径呢?你能列举哪些?
[板书]:2、晶体形成的一段途径:
(1)熔融态物质凝固;
(2)气态物质冷却不经液态直接凝固(凝华);
(3)溶质从溶液中析出。
[投影图片]:
1、从熔融态结晶出来的硫晶体;
2、凝华得到的碘晶体;
3、从硫酸铜饱和溶液中析出的硫酸铜晶体。
[探究实验]:完成教材实验3-1,请同学们认真观察,并提问同学观察到什么现象。
[回答]:首先碘升华,然后在表面皿下面出现碘的固体。
[讲解]:事实上,这里提到的固体就是凝华得到的碘晶体。
[过渡]:许多固体的粉末用肉眼是看不见晶体的,但我们可以借助于显微镜观察,这也证
明固体粉末仍是晶体,只不过晶粒太小了!
[投影]:晶体二氧化硅和非晶体二氧化硅的示意图
[提问]:小组讨论,通过比较,可以得出什么样结论。
[回答]:晶体的原子排列有序,而非晶体则不是。
[讲述]:从本质上来说,晶体的自范性是晶体中粒子在微观空间里所呈的现周期性。
[讲述]:通过前面对晶体与非晶体的讨论,现在我们来总结一下,晶体有哪些特点:
[板书]:3、晶体的特点:
(1)有固定的几何外形;
(2)有固定的熔点;
(3)有各向异性。
[解析]:对于同一幅图案来说,从不同的方向审视,也会产生不同的感受,那么对于晶体来说,许多物理性质:如硬度、导热性、光学性质等,因研究角度不同而产生差异,即为各向异性。
例如:蓝晶石(Al2O3·SiO2)在不同方向上的硬度不同;石墨在与层垂直的方向上的导电率与层平行的方向上的导电率1∕10。
[小结]:可以根据晶体特点区别某一固体属于晶体还是非晶体。然而,得出区别晶体与非晶体最可靠的方法是利用x-射线衍射实验。
[提问]:通过这节课的学习,现在请你用一句话来定义晶体,应该怎么说?
[回答]:学生1、内部原子有规律的排列的物质;
学生2、内部原子有规律的排列,且外观为多面体的固体物质。
[板书]:4、晶体的定义:
质点(分子、离子、原子)在空间有规则地排列成的,具有整齐外型,以多面体出
现的固体物质。
练习:
1、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、 晶体有自范性但排列无序
C、 非晶体无自范性而且排列无序
D、 固体SiO2一定是晶体
2、区别晶体与非晶体最可靠的科学方法是:
A、 熔沸点
B、 硬度
C、 颜色
D、 x-射线衍射实验
第二课时:晶胞、原子在晶胞中的位置及其对晶胞的贡献
[过渡]通过上面的学习,我们了解了晶体与非晶体的本质区别,那我们如何来描述晶体在微观空间里原子的排列呢?有必要画出千千万万个原子吗?当然不必,也是不可能的。
[讲述]我们只需在晶体微观空间里取出一个基本单元即可。
[实物展示]蜂巢
[讲述]这就好比我们要研究蜂巢,因为蜂巢是由无数多个蜂室构成的,所以我们只需研究一个个基本单元——蜂室就可以了。晶体和其基本单元的关系就和蜂巢与蜂室的关系一样。晶体也是由无数多个重复的基本单元“无隙并置”而成。这些基本单元我们称之为晶胞。
[板书]二、晶胞
[教师讲述]“无隙”即无间隙,“并置”指晶胞都是平行排列,取向相同。
设计意图:“晶胞”、“无隙并置”又是比较抽象、难以理解的概念,通过蜂巢实物展示,运用比喻的方式介绍“晶体和晶胞”的关系,化抽象为形象,让学生轻松掌握“晶胞”、“无隙并置”,并很好地理解晶胞和晶体的关系。
[幻灯投影]晶胞(一般都为平行六面体)
[师生活动]首先由老师展示晶胞实物模型——一个平行六面体和一只乒乓球。乒乓球好比是晶体中的某个原子,请同学分组讨论,这个原子在六面体上可以有几个不同的位置出现?(学生分组讨论,教师巡视指导)
[学生汇报]请一组同学代表汇报讨论结果(结合实物,效果很好)
[动画投影]晶胞中原子可能在晶胞出现的不同位置包括:晶胞的顶点、棱上、面上、体内
[师生活动]这四个不同位置的原子对晶体的贡献也不尽相同。分四组同学分别讨论后告诉大家。(教师巡视,学生交流)
[学生汇报]学生分别汇报讨论结果。(在投影上同步展示讨论结论)
[幻灯投影]原子在晶胞的顶角、棱、面上及晶胞内时,一个晶胞平均拥有的原子情况。并对学生的讨论结果一一验证。
设计意图:有关晶胞中原子的位置及其对晶胞的贡献是一个抽象,难以理解的问题;用平行六面体和乒乓球作为实物模型,学生能很好地借助模型发挥空间想象;在学生讨论、分析、汇报以后,再结合动画加以验证,将抽象的事物具体化,使学生学得轻松而又能很好地掌握相关知识;整个过程均由学生完成,学生真正地“动”起来,课堂真正地“活”起来,真正培养了学生的空间想象能力,分析处理问题的能力。
晶体结构学(crystallology)又称结构晶体学。结晶学的一个分支。研究晶体内部结构中质点排布的各种规律和晶体结构的具体测定,以及实际晶体结构的不完善性。它对从根本上阐明晶体的一系列现象和性质起着重要的作用 2100433B