《晶体的常识》知识全解

1．了解晶体与非晶体的本质区别和性质上的差异。

2．掌握晶体的基本性质。

3．掌握晶体与晶胞的概念和关系。

4．学会通过晶胞确定晶体的化学式。

教学重点：

1．晶体与非晶体的本质区别和性质上的差异；

2．晶体与晶胞的概念。

教学难点：

1．晶胞的结构；

2．晶胞与晶体的关系。

突破方法：

本节从实验常见的固体引入，通过介绍自然界中绝大多数固体都是晶体，让学生对晶体有直观的了解和认识，进一步了解到晶体与非晶体本质的区别和性质上的差异。通过直观观察到晶体呈现多面体的外形，了解到外部的有序是由于晶体中粒子在微观世界里呈现周期性有序排列的结果。通过以铜晶体和铜晶胞为例，介绍了晶胞的概念和晶胞与晶体的关系。晶体的内部有序是非常抽象难理解的，因此在教学时要注意运用多种教学媒体帮助学生理解认识教学的内容，逐渐从直观认识上升到理论理解，并通过查阅资料、制作模型、编写程序、小组讨论等形式，鼓励学生积极主动参与学习活动。

利用具体的实物和图片、三维动画等进行教学。例如，展示一些实验室和日常生活中常见的晶体实物，如，食盐、蓝帆、明矾、硝酸钾等；展示一些非晶体的实物：玻璃、松香、塑料等；引导学生观察本章章图中的各种矿石的彩色图片等。

运用观察、分析、对比、讨论等教学策略引导学生自主学习。例如，通过对晶体实物、模型，以及教科书中图3-4、图3-5的观察分析，引导学生自主讨论为什么晶体呈现多面体外形？晶体有什么性质？怎样鉴别晶体与非晶体？等等。

通过实验帮助学生了解得到晶体的一般途径。例如，碘的升华实验和硫酸铜晶体的析出制备。充分利用多媒体课件和形象比喻等教学方式，例如，利用多媒体课件展示一些晶胞，把晶体与晶胞的关系比喻成蜂巢与蜂室的关系：如果我们把一块大晶体敲碎，可以得到许多大小不同的小块，这许多小块与大晶体具有相同的形状，如果把小块继续不停地敲碎，最后可以得到晶体的基本单元，即晶胞；大晶体可以看成是许多这样的重复单位重叠起来形成的，或看做是数量巨大的晶胞“无隙并置”而成，好像蜂室与蜂巢的关系。

化学是一门以实验为基础的科学，学生通过直观生动的实验来学习，才能留下深刻的印象，也最具有说服力。但晶体这一章知识大多比较抽象，理论性较强，实验较少，涉及较多的空间立体结构想象问题，鉴于此，学习时，要注意充分利用图片、视屏、多媒体演示等手段，将抽象的问题具体化，深刻理解，并借助数学立体几何的相关知识，认识理解晶体的晶胞结构，并举一反三学会分析其他晶体结构。

（一）晶体与非晶体

1．定义

①晶体：具有规则几何外形的固体。

②非晶体：不具规则几何外形的固体。

2．晶体与非晶体的本质差异

晶体与非晶体的根本区别在于构成固体中的粒子在微观空间里是否呈现周期性的有序排列 （即是否具有自范性） 。

3．晶体形成的一般途径

（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（结晶）。

（4）当单一波长的X—射线通过晶体时，会在记录仪上看到分立的斑点或谱线。

4．晶体的特点

（1）有固定的几何外形（晶体内部质点和外形质点排列的高度有序性，即自范性）。

（2）有固定的熔点。

（3）有各向异性。

注：区别晶体与非晶体。

区别晶体与非晶体最可靠的方法是利用x-射线衍射实验。

5．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。

（二）晶胞

1．晶胞是描述晶体结构的最基本单元。且都是平行六面体。

2．晶体与晶胞的关系

可用蜂巢和蜂室的关系比喻晶体和晶胞的关系。整个晶体可看做是数量巨大的晶胞无隙并置而成。

注：无隙并置的条件：

（1）相邻晶胞之间没有任何空隙；

（2）晶胞都是平行排列，取向相同（相邻晶胞能共顶点相连接）

3．晶胞的结构

一般来说，晶胞都是平行六面体，晶胞只是晶体微观空间里的一个基本单元，在它的上下左右前后无隙并置地排列着无数晶胞，而且所有晶胞的形状及其内部的原子种类、个数及几何排列是完全相同的。

4．计算晶体化学式或晶胞中粒子数的一般方法——均摊法

（1）顶点——同时为8个晶胞甩共有——×1/8。

（2）棱上——同时为4个晶胞甩共有——×1/4。

（3）面上——同时为2个晶胞甩共有——×1/2。

（4）内部——同时为1个晶胞甩共有——×1。

注：

均摊法是指每个结构单元（晶胞）平均拥有的粒子数目。在晶体中，一个粒子同时为n个结构单元（晶胞）所共有，则该粒子对一个晶胞的贡献为1/n（也可以理解为，对一个结构单元（晶胞）来讲，该粒子只有1/n真正属于该晶胞）。利用这种方法计算平行六面体晶体中晶胞中粒子数目：

（1）处于顶点的粒子，同时为8个晶胞所共有，每个粒子有1/8属于该晶胞；

（2）处于棱上的粒子，同时为4个晶胞所共有，每个粒子有1/4属于该晶胞；

（3）处于面上的粒子，同时为2个晶胞所共有，每个粒子有1/2属于该晶胞；

（4）处于内部的粒子，则完全属于该晶胞。