第一节 认识晶体
第2课时 晶体结构的堆积模型
【教学目标】
1.了解最基本的两种类型(A
2.知道离子晶体的可视为不等径圆球的密堆积
【教学重难点】
了解最基本的两种类型(A
【教学方法】探究法
【教学过程】
【新课引入】
【问题】晶体具有规则的几何外形是有什么决定的?
【回答】晶体的内部微粒按一定的规律周期性重复排列。
【联想质疑】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
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?
【板书】二、晶体结构的堆积模型
我们先来探讨金属晶体的内部结构
【讲述】密堆积:由无方向性的金属键、离子键和范德华力等结合的晶体中,原子、离子或分子等微观粒子总是趋向于相互配位数高,能充分利用空间的堆积密度最大的那些结构。
密堆积方式因充分利用了空间,而使体系的势能尽可能降低,而结构稳定。
1.等径圆球的密堆积
【活动探究】把乒乓球装入盒中,盒中的乒乓球怎样排列才能使装入的乒乓球数目最多?
【活动提示】
(1)将小球先排成列,然后排成一层,认真观察每一个小球周围最多排几个小球,有几个空隙。
(2)将球
(3)扩展到三层,有几种排列方式,并寻找重复性排列的规律。
【思考】
1. 将等径圆球在一列
2.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? 在最紧密堆积方式中每个等径圆球与周围几个球相接触?
【板书】密置层:在同一平面上,每个等径圆球与周围其它六个球相接触形成最紧密堆积方式
【思考】取A、B两个密置层,将B层放在A层的上面,有几种堆积方式?最紧密的堆积方式是哪种?它有何特点?[来源:学|科|网]
【讲述
1.在第一层上堆积第二层时,要形成最密堆积,必须把球放在第二层的空隙上。这样,仅有半数的三角形空隙放进了球,而另一半空隙上方是第二层的空隙。
2.第一层上放了球的一半三角形空
【板书】密置双层:将B层放在A层上面时,两层平行地错开,使B层每个球的球心恰好对应于A层中相邻三个球所围成的空隙中心,并使两层紧密接触
【思考】如果将密置层C放在刚才堆成的密置双层的上面,有几种最密堆积方式?如何堆积?
【讲述】第二层堆积时形成了两种空隙:四面体空隙和八面体空隙。那么,在堆积第三层时就会产生两种方式:[来源:学|科|网]
1.第三层等径圆球的突出部分落在正四面体空隙上,其排列方式与第一层相同,但与第二层错开,形成ABAB…堆积。这种堆积方式可以从中划出一个六方单位来,所以称为六方最密堆积(A3)。
2.另一种堆积方式是第三层球的突出部分落在第二层的八面体空隙上。这样,第三层与第一、第二层都不同而形成ABCABC…的结构。这种堆积方式可以从中划出一个立方面心单位来,所
【讲述】一个原子或离子周围所邻接的原子
【小结】
由于金属键没有方向性和饱和性,每个金属原子周围总是尽可能多的与邻近金属原子密堆积在一起,以使能量达到最低。[来源:学_科_网]
金属晶体的结构型式可以归结为等径圆球密堆积。
事实上,大部分金属采用最密堆积方式,例如金属镁就属于A3型密堆积,金属铜就属于A1型密堆积。只有少数金属采用非密堆积的方式。金属采取哪种堆积方式可以通过X射线衍射实验证实。
【过渡】构成离子晶体的微粒是什么?它们的作用力是什么? 离子键的特点?
【回答】阳离子和阴离子,通过离子键(静电引力)结合。 没有方向性和饱和性。
【启发】对比金属晶体的结构,阳离子和阴离子之间怎样排列最稳定?
【讲解】阳、阴离
【板书】2
一个离子周围尽可能多地吸引带相反电
堆积方式:大球先按一定方式做等径圆球密堆积,小球
举例:CsCl晶体、NaCl晶体、ZnS晶体。
配位数概念,三种晶体中离子配位数分别为:8:8,