晶体材料化学高考,晶体材料物理

1.硅：半导体材料的首选

2.晶体硅是一种重要的非金属材料，制备纯硅的主要步骤如下：①高温下用过量的碳还原二氧化硅制得粗硅，同时

3.什么是晶体什么是非晶体

4.晶体结合的基本类型和基本特性?

5.理科有哪些专业

　离子晶体一般硬而脆，具有较高的熔沸点，熔融或溶解时可以导电。接下来是我为大家整理的2020高中化学离子晶体教案，希望大家喜欢!

2020高中化学离子晶体教案一

　《离子晶体》教学设计

　教材分析：关于离子晶体，教材以离子键的知识为基础，以学生比较熟悉的NaCl晶体为例子，介绍了离子晶体的结构模型，并对一些性质作了解释。教材还通过举例归纳一些离子晶体的溶解性，使教材与初中内容衔接，帮助学生复习初中学过的知识。该部分内容理论性较强，比较抽象，教材除了选择学生易接受的知识和使用通俗的语言外，还选配了较多的插图，以帮助学生理解知识，并提高兴趣。

　学生分析：学生在高一曾学习了物质结构和元素周期律、离子键、共价键等知识，在此基础上，再学习离子晶体，不但可使学生对有关知识有更全面的了解，也可使学生进一步深化对所学知识的认识。但由于该内容抽象，离子晶体的化学式所表示的含义，学生不易理解，均摊法求晶体的化学式也是对学生来说也是一大难点。

　设计思路：

　1、为了加强直观教学，尽可能把复杂问题简单化，抽象问题具体化，降低学生理解知识的难度，激发学生的兴趣，我利用3D动画把离子晶体的空间结构充分展示给学生，关于均摊法求化学式也就由难变易，有效地突破了难点;

　2、这节课我大胆改革，是一节学生自主学习课，全部的课程内容都在课件中体现，无须教师讲解，学生只要操作电脑就可以把本节内容学习，并配有课堂练习、趣味化学等，使学生的学习不局限在书本上，教师只起到引导、适时点拔的作用。(该课件在哈市课件大赛上获一等奖)

　教学目标 知识与技能 了解离子晶体的晶体结构模型及其性质的一般特点;

　理解离子晶体的晶体类型与性质的关系;

　学会确定离子晶体化学式的 方法 。 过程与方法 培养学生提出问题，通过观察模型分析问题、解决问题的能力 情感态度与价值观 培养学生敢于质疑、勤于思索、勇于创新、积极实践的科学态度，体验发现的乐趣。 教学重点 离子晶体的结构模型 教学难点 均摊法求离子晶体的化学式 教学策略 诱导、分析、推理、归纳相结合，充分利用多媒体辅助教学。 教学准备 3D多媒体课件，安装在每个同学的电脑上，以便于学生自主操作。 教 学 过 程 预 设 教 师 活 动 预 设 学生活动预设 设计意图

　教

　过

　程

　引入：电脑展示几副晶体的，请同学说出这几种晶体的名称，并追问：你还能举出哪些固体是晶体?

　小结：

　1、晶体的定义

　晶体的分类及依据：根据构成晶体的粒子种类及粒子间的相互作用不同分为离子晶体、分子晶体、原子晶体、金属晶体等。

　提问并小结：

　粒子种类：分子、原子、离子等

　粒子间的相互作用：离子键、共价键、金属键、范德瓦耳斯力

　过度：不同的离子，半径不同，空间排列方式也不相同，性质也会有差异

　离子晶体

　定义：离子间通过离子键结合面成的晶体

　离子晶体的结构分析：(以NaCl、CsCl为例)

　= 1 GB3 ① NaCl晶体：

　课件展示：指导学生点击“NaCl晶体结构模型”

　学生观察：在NaCl晶体中，每个Na+周围吸引着几个带相反电荷的Cl-?每个Cl-周围吸引着几个带相反电荷的Na+?

　分析：每个Na+周围吸引着6个Cl-，每个Cl-周围同时吸引着6个Na+

　追问：Na+周围紧邻且等距离的Na+是几个?

　Cl-周围紧邻且等距离的Cl-是几个?

　学生点击课件，观察分析

　结论：在Na+周围紧邻且等距离的Na+是12个，在Cl-周围紧邻且等距离的Cl-也是12个

　过渡：CsCl晶体与NaCl晶体结构相同吗?

　= 2 GB3 ② CsCl晶体

　课件展示：CsCl晶体结构模型

　引导学生观察分析相同的两个问题，并得出

　结论：

　每个Cs+周围吸引着8个Cl-，每个Cl-周围吸引着8个Cs+;

　Cl-周围紧邻且等距离的Cl-是6个

　在Cs+周围紧邻且等距离的Cs+是6个

　师 总结 讲解：

　离子晶体的构成微粒：阴阳离子

　NaCl与CsCl是化学式而非分子式

　过渡： 其它 离子晶体的化学 式是如何确定的呢?

　用均摊法确定晶体的化学式

　= 1 roman i 处于顶点的粒子

　= 2 roman ii 处于的棱上的粒子

　= 3 roman iii 处于面上的粒子

2020高中化学离子晶体教案二

　高考资源网复习巩固

　1.什么是离子键?作用力的实质是什么?

　2.什么是晶格能?影响因素有哪些?

　3.晶格能的大小与离子晶体的熔沸点、硬度的关系怎样?

　[练习]

　1.指出下列物质中的化学键类型。

　KBr CCl4 N2 CaO NaOH

　2.下列物质中哪些是离子化合物?哪些是只含离子键的离子化合物?哪些是既含离子键又含共价键的离子化合物?

　KCl HCl Na2SO4 HNO3 NH4Cl O2 Na2O2

　过渡大多数离子化合物在常温下以晶体的形式存在。

　板书

　离子晶体

　1. 定义：离子间通过离子键结合而成的晶体

　思考离子晶体能否导电，主要的物理共性有哪些?

　2. 特点：(1)、晶体不导电，在熔融状态或水溶液中导电，不存在单个分子

　(2)、硬度较高，密度较大， 难压缩，难挥发，熔沸点较高

　思考判断下列每组物质的熔沸点的高低，影响离子晶体的熔沸点高低的因素有哪些?

　(1)NaF NaCl NaBr NaI

　(2)MgO Na2O

　3. 离子晶体熔沸点高低的影响因素：离子所带的电荷(Q)和离子半径(r)

　Q越大、r越小，则晶格能(U)越大，离子键越强，熔沸点越高，硬度越大.

　思考：哪些物质属于离子晶体?

　4. 物质的类别：强碱、部分金属氧化物、绝大部分盐类属于离子晶体。

　过渡离子晶体也有一定的空间结构

　板书

　二、离子晶体的空间结构

　讲解

　离子晶体有多种晶体结构类型，其中氯化钠型和氯化铯型是两种最常见的离子晶体结构类型。首先看NaCl的晶胞：

　组成具有代表性， 对称性(轴， 面， 中心)也与晶体相同， 所以乙为NaCl的晶胞

　思考：

　1.每个Na+同时吸引 个 Cl-，每个Cl-同时吸引 个Na+，而Na+数目与Cl-数目之为 化学式为

　2.根据氯化钠的结构模型确定晶胞，并分析其构成。每个晶胞中有 Na+，有 个Cl-

　3.在每个Na+周围与它最近的且距离相等的Na+有　 个

　4.在每个Na+周围与它最近的且距离相等的Cl-所围成的空间结构为 体

　5.已知氯化钠的摩尔质量为58.5g.mol-1，阿伏加德罗常数取6.02×1023mol-1，则食盐晶体中两个距离最近的Na+的核间距离最接近下面四个数据中的哪一个.( )

　A.3.0×10-8cm B.3.5×10-8cm C.4.0×10-8cm D.5.0×10-8cm

　组成和对称性均有代表性. 看空心圆点， 除了立方体的顶点的8个， 无其它， 称为简单立方晶胞. 配位数为8

　思考：

　1.每个Cs+同时吸引 个 Cl-，每个Cl-同时吸引 个Cs+，而Cs+数目与Cl-数目之为 化学式为

　2.根据氯化的结构模型确定晶胞，并分析其构成。每个晶胞中有 Cs+，有 个Cl-

　3.在每个Cs+周围与它最近的且距离相等的Cs+有 个

　 2020高中化学离子晶体教案三

　知识与技能

　1.掌握离子晶体的概念，能识别氯化钠、氯化铯、氟化钙的晶胞结构。

　2.学会离子晶体的性质与晶胞结构的关系。

　3.通过探究知道离子晶体的配位数与离子半径比的关系。

　4、了解晶格能的应用，知道晶格能的大小可以衡量离子晶体中离子键的强弱。

　教学重点离子晶体的物理性质的特点;离子晶体的配位数及其影响因素;晶格能的定义和应有用。

　教学难点离子晶体配位数的影响因素;晶格能的定义和应有用。

　教案设计

　回忆复习分子晶体、原子晶体分别有哪些物理特性?

　投影晶体比较

　晶体类型 分子晶体 原子晶体 金属晶体 构成粒子 ? 粒子间相互作用 ? 硬度 ? 熔沸点 ? 导电性 ? 溶解性 ? 典型实例

　问题引入

　1.钠原子与氯原子是如何结合成氯化钠的?你能用电子式表示氯化钠的形成过程吗?

　2.常见的离子化合物包括哪些?常温下以什么形态存在?晶体是如何形成的?构成微粒是什么?这些微粒是怎样堆集的?

　展图观察NaCl、CsCl晶体模型。

　板书一、离子晶体

　1、? 定义：离子间通过离子键结合而成的晶体

　(1)结构微粒：阴、阳离子

　(2)相互作用：离子键

　讲解通常情况下，阴、阳离子可以看成是球形对称的，其电荷分布也是球形对称的，只要空间条件允许，一个离子可以同时吸引多个带相反电荷的离子。因此离子键没有方向性和饱和性。

　板书离子键无方向性和无饱和性

　展示(3)种类繁多：含离子键的化合物晶体：强碱、活泼金属氧化物、绝大多数盐

　(4)理论上，结构粒子可向空间无限扩展

　思考NaCl、CsCl晶体中有无单个个分子，“NaCl”、“CsCl”是否代表分子组成呢?

　讲述在NaCl晶体或CsCl晶体中，都不存在单个的NaCl分子或单个的CsCl分子，但是，在这两种晶体里阴、阳离子的个数比都是1∶1。所以，NaCl和CsCl是表示离子晶体中离子个数比的化学式，而不是表示分子组成的分子式。

　思考在 NaCl晶体中，每个Na+周围有几个Cl-?每个Cl-周围有几个Na+?在CsCl晶体中，每个Cs+周围有几个Cl-?每个Cl-周围有几个Cs+?

　板书二、离子晶体中离子键的配位数

　(1) 定义：是指一个离子周围邻近的异电性离子的数目

　探究NaCl和CsCl晶体中阴、阳离子的配位数

　离子晶体 阴离子的配位数 阳离子的配位数 NaCl CsCl ?

　思考为什么同是 A B型 离子晶体， CsCl与NaCl的晶体结构和配位数不一样?请从两者的组成中试寻找形成差异的原因。

　板书(2)影响阴、阳离子的配位数的因素|：

　①正、负离子半径比的大小

　投影

　离子 Na+ Cs+ Cl- 离子半径/pm 95 169 181 ?

　学生活动 NaCl、CsCl中正、负离子的半径比和配位数

　NaCl CsCl r+/r- = r+/r- = C.N.=6 C.N.=8 ?

　自主探究CaF2晶体中阴、阳离子的配位数

　前面两例中每种晶体的阴、阳离子所带的电荷数相同，阴、阳离子个数相同，配位数不相同。如果离子晶体中阴、阳离子的电荷数不相同，阴、阳离子个数不相同，各离子的配位数是否也不相同?下面请看CaF2晶体结构回答问题：

　?

　请根据图中晶胞结构计算：每个Ca2 +周围最邻近的F-有____个，表明Ca2 +的配位数为____。每个F-周围最邻近的Ca2 +有____个，表明F-的配位数是_____。由此可见，在CaF2晶体中，Ca 2 +和F-个数比为______，刚好与Ca2 +和F-的电荷数之比______。整个晶体的结构与前面两例的结构完全不相同。因此可以得出晶体中阴、阳离子电荷比也是决定离子晶体结构的重要因素，称为电荷因素。

　(2)电荷因素：晶体中阴、阳离子电荷比

　此外，决定离子晶体结构的因素还有离子键的纯粹程度，称为键性因素。对此高中不作详细学习。

　(3)键性因素：离子键的纯粹程度

　思考：

　1、根据氯化钠的结构模型确定晶胞，并分析其构成。每个晶胞中有 Na+，有 个Cl-

　2、在每个Na+周围与它最近的且距离相等的Na+有 个

　3、在每个Na+周围与它最近的且距离相等的Cl-所围成的空间结构为 体

　板书立方晶系的晶胞中， 原子个数比的计算：

　(1)处于体心的原子： 完全属于该晶胞

　(2)处于面心的原子，属于两个晶胞共有，每个晶胞平均占有它的1/2

　(3)处于棱上的原子，属于四个晶胞共有，每个晶胞平均占有它的1/4

　(4)处于顶点的原子，属于八个晶胞共有，每个晶胞平均占有它的1/8

　晶胞中微粒个数= 晶胞中可视的微粒个数×晶胞占有值

　练习CsCl的结构晶胞：

　1、根据氯化铯的结构模型确定晶胞，并分析其构成。每个晶胞中有 Cs+，有 个Cl-

　2、在每个Cs+周围与它最近的且距离相等的Cs+有 个

　[小结]

　类型 离子晶体 结构 构成晶体的粒子 ? 相互作用

　[反馈练习]

　1.某离子晶体的晶胞结构如下图所示：

　则该离子晶体的化学式为 ( )。

　A.abc B、abc3

　C.ab2c3 D.ab3c

　?2.高温下，超氧化钾晶体呈立方体结构。晶体中氧的化合价可看作部分为0价，部分为-2价。下图为超氧化钾晶体的一个晶胞(晶体中最小的重复单元)。则下列说法正确的

　A.晶体中与每个K+距离最近的K+有12个

　B.晶体中每个K+周围有8个O2-，每个O2-周围有8个K+

　C.超氧化钾的化学式为KO2，每个晶胞含有14个K+和13? 个O2-

　D.晶体中，0价氧原子与-2价氧原子的数目比可看作为3：1

　5.某离子晶体部分结构如图

　?

　(1)晶体中每个Y同时吸引着最近的________个X，

　每个X同时吸引着最近的________个Y，该晶体的化学式为________

　(2)晶体中每个X周围与它最近且距离相等的X共有________个.

　(3)晶体中距离最近的2个X与一个Y形成的夹角∠XYX的角度________

　(4)设该晶体的摩尔质量为M g mol-1，晶体密度为 ，阿佛加德罗常数为NA，则晶体中两个距离最近的X中心间距离为_____cm

　5.答案： (1)从图中可知，Y位于立方体中心，X位于立方体相向的四个项点，故一个Y同时吸引着最近的X有4个，每个X同时吸引着最近的8个Y，由此确定其化学式.：XY2

　(2)由于顶点X是8个立方体共有，每个面是两个立方体共享，故晶体中每个X周围与它最近且距离相等的X应有8×3× =12(个)

　(3)可将图中4个X分别与Y连线，

　形成的构型类同于CH4分子，∠XYX=

　(4)每个小方体中会XY2的物质的量为

　作业1.当人们谈论1991年初春海湾战争中的先进武器时，都免不了要提到隐身战斗机F-117A，目前研制和应用陷隐形材料是铁氧体等磁性物质，右图是某隐形材料晶胞，其化学式表示为( )

　A、XY B、X4Y C、XY2 D、X2Y

　3.如图是氯化铯晶体的晶胞(晶体中最小的重复单元)，已知晶体中2个最近的Cs+离子核间距为a cm，氯化铯的式量为M，NA为阿伏加德罗常数，则氯化铯晶体的密度为

　A. g/cm3 B. g/cm3

　C.g/cm3 D. g/cm3

　4.已知氯化钠的摩尔质量为58.5 g.mol-1，阿伏加德罗常数取6.02×1023 mol-1，则食盐晶体中两个距离最近的Na+的核间距离最接近下面四个数据中的哪一个.( )

　A、3.0×10-8 cm B、3.5×10-8 cm C、4.0×10-8 cm D、5.0×10-8 cm

　?第二课时

　练习1.下列说法中正确的是( )。

　A、离子晶体中一定含有金属离子

　B、晶体中若有离子键则晶体一定是离子晶体

　C、离子晶体中一定无非极性共价键

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硅：半导体材料的首选

晶体硅是一种重要的非金属材料，制备纯硅的主要步骤如下：①高温下用过量的碳还原二氧化硅制得粗硅，同时

硅是一种非常重要的半导体材料，具备独特的导电性能和稳定的化学性质，不易与其他元素发生反应。本文将深入探讨硅作为半导体材料的优势和应用。

硅具备独特的导电性能，可以在一定的温度和电场下形成电子和空穴，从而实现电流的传输。这一特性使硅成为半导体材料的首选。

硅的储量非常丰富，在地壳中的含量高达30%，因此价格相对较低。这一优势使硅成为商业应用和推广的理想选择。

硅的储量大，因此它的成本也相对较低。这一优势可以追溯到第一块集成电路的发明。当时，德州仪器的Jacob率先发明了基于镍的集成电路，但后来英特尔的诺伊斯发明了基于硅的集成电路，并获得了美国专利认证。

商业应用和推广

由于硅的成本低廉，它更适合商业应用和推广。硅材料可以制成各种半导体器件，如二极管、晶体管、集成电路等，广泛应用于电子、通信、计算机等领域。

什么是晶体什么是非晶体

晶体结合的基本类型和基本特性?

晶体和非晶体是固体物质的不同形态，它们在结构和性质上存在明显的差异。

晶体是由原子或分子按照一定规律排列形成的固体物质，其内部结构具有三维周期性。晶体按照其内部结构的周期性可分为七大晶系，每个晶系又分为若干个晶族，每个晶族又分为若干个晶面。晶体中最常见的三种空间结构为四面体结构、八面体结构和五面体结构。

非晶体是指内部原子或分子排列不具有三维周期性的固体物质。非晶体的内部结构特点是原子或分子排列不规则、无序，没有明显的空间周期性。非晶体在物理性质上表现为各向同性，即沿着不同方向测量的物理性质基本相同。

与晶体相比，非晶体的内部结构无序性更高，因此其物理性质和化学性质更加优异。在材料科学领域，非晶体材料具有广泛的应用前景，例如玻璃、塑料等都是非晶体材料。

还有一种特殊的晶体——多晶体。多晶体是由许多小的晶体无序地聚集在一起形成的，其内部结构也具有三维周期性，但是不同于单晶体。多晶体的物理性质和化学性质通常与单晶体相似，但在力学性能方面，多晶体往往具有更好的韧性和延展性。

晶体的用途：

1、光学器材：很多光学器材和光学原件都是利用晶体的光学特性制造的。例如，石英晶体是制造光棱镜、光学镜头和光纤的主要材料。一些特殊的晶体，如激光晶体，可以用于制造激光器，如氙灯和二极管激光器。

2、电子产品：晶体是制造电子产品的关键组件。例如，石英晶体振荡器广泛应用于各类电子产品中，如钟表、收音机、电视机、手机等，用于产生稳定的频率。同时，晶体管是现代电子设备中的基础元件，如放大器、电压调节器等。

3、传感器：许多传感器利用晶体对特定物理量的敏感性和转换能力，将物理量转化为电信号。例如，石英压力传感器可以测量压力和温度，而光学晶体可以将化学物质或生物物质转化为电信号。

4、建筑材料：一些晶体具有高强度和耐久性，可以作为建筑材料使用。例如，石英玻璃可以用于制造窗户、镜子等。

5、医疗和生物应用：一些晶体具有生物活性，可以用于医疗和生物应用。例如，磷酸钙骨水泥是一种生物活性材料，可用于骨骼和牙科治疗。

理科有哪些专业

晶体结合的基本类型主要有离子结合、共价结合、金属结合和分子结合等。

1、离子结合：离子结合是指由离子键结合形成的晶体。离子键是由正离子和负离子之间的静电作用形成的，这种结合通常比较稳定，并且具有较高的熔点和硬度。离子结合的典型例子有氯化钠NaCl和氧化镁MgO。

2、共价结合：共价结合是指由共价键结合形成的晶体。共价键是由原子之间通过共享电子形成的，这种结合通常比较稳定，并且具有较高的熔点和硬度。共价结合的典型例子有金刚石和硅酸盐矿物。

3、金属结合：金属结合是指由金属键结合形成的晶体。金属键是由金属原子之间的金属电子形成的，这种结合通常比较稳定，并且具有较低的熔点和较高的延展性。金属结合的典型例子有铜Cu和铝Al。

4、分子结合：分子结合是指由分子键结合形成的晶体。分子键是由分子之间的相互作用形成的，这种结合通常比较稳定，并且具有较低的熔点和较高的气体吸附能力。分子结合的典型例子有冰H2O和二氧化碳CO2。

晶体的用途：

1、电子和光电子设备：晶体是现代电子和光电子设备的核心组成部分，如二极管、晶体管、集成电路等。这些设备广泛应用于计算机、通信、家电等领域。

2、激光技术：晶体在激光技术中起着关键作用，如红宝石、钕玻璃等晶体可用于产生激光束，实现精密切割、医疗治疗、遥感探测等功能。

3、光学仪器：晶体的折射和透射特性使其成为光学仪器的关键材料，如显微镜、望远镜、光纤通信系统等。

4、化学催化剂：某些晶体具有特殊的催化性能，可应用于石油化工、环保等领域的化学反应过程。

5、能源存储和转换：晶体在太阳能电池、燃料电池等能源存储和转换设备中发挥着重要作用。

数学类

数学，数理统计，计算数学及其应用软件，运筹学，应用数学，控制科学。

物理学类

物理学（专门方向：理论物理、半导体物理、固体物理、晶体物理、低温物理、光学、磁学、等离子体物理、电子物理），应用物理学，原子核物理及核技术。

化学类

化学（专门方向：无机化学、有机化学、分析化学、物理化学、生物化学、高分子化学），应用化学，放射化学，材料化学，食品化学，环境化学。

生物学类

植物学，遗传学，动物学，细胞生物学，微生物学，生物化学，生理学，生态学与环境生物学，植物生理学。