1、第2节固体的微观结构1了解晶体的物质微粒结构决定了晶体的特征。2知道物质微粒结合的方式不同可形成不同类型的晶体。3了解晶体内部物质微粒排列的规律性。家庭、学校或机关的门常用“碰锁”，然而，这种锁使用一段时间后，锁舌就会变涩而不易被碰入造成关门困难。这时，你可用铅笔芯在锁舌上摩擦几下，碰锁便开关自如，并且可以持续几个月之久。请你动手试一试，并回答其中的道理。提示：从铅笔芯在锁舌上摩擦后所起的作用考虑。1晶体的结构组成晶体的物质微粒(原子、分子或离子)有规则地在空间排成阵列，呈现周而复始的有序结构，说明晶体的微观结构具有周期性特点。另外，晶体内各微粒之间存在的很强的相互作用将微粒约束在一定的平衡位
2、置上。2晶体的结合类型按晶体微粒之间结合方式不同，可以将晶体分为离子晶体、原子晶体和金属晶体。离子晶体是由正、负离子通过离子键结合而成的晶体；原子晶体是相邻原子间通过共价键结合而成的晶体；金属晶体是微粒通过金属键结合而成的晶体。3固体特征的微观解释晶体内部物质微粒的排列有一定规律，在宏观上具有规则的几何外形，而非晶体内部物质微粒的排列没有一定规律，在宏观上没有规则的几何外形。同一种物质微粒在不同的条件下有可能生成不同的晶体。例如金刚石、石墨和碳粉都是由碳原子构成的晶体，但是它们的物理性质有很大差异。1晶体的各向异性是由晶体内部的结构所决定(1)晶体各向异性的微观解释。下图表示在一个平面上晶体物
3、质微粒的排列情况，从图中可以看出，在沿不同方向所画的等长直线AB、AC、AD上，物质微粒的数目不同，直线AB上物质微粒较多，直线AD上较少，直线AC上更少，正因为在不同方向上物质微粒的排列情况不同， 才引起晶体在不同方向上物理性质的不同。(2)有的物质有几种晶体，是因为它们的物质微粒能形成不同的晶体结构。例如碳原子按不同的结构排列可形成石墨和金刚石，二者在物理性质上有很大不同。白磷和红磷的化学成分相同，但白磷具有立方体结构，而红磷具有与石墨一样的层状结构。(3)对熔点的解释：给晶体加热到一定温度时，一部分微粒有足够的动能，克服微粒间作用力，离开平衡位置，使规则的排列被破坏，晶体开始熔化，熔化时
4、晶体吸收的热量全部用来破坏规则的排列，温度不发生变化。2多晶体的微观结构及性质(1)多晶体是由许多杂乱无章地排列着的小晶体(晶粒)组成的。平常见到的各种金属材料都是多晶体。把纯铁做成的样品放在显微镜下观察，可以看到它是由许许多多晶粒组成的。晶粒有大有小，最小的只有105 cm。(2)每个晶粒都是一个小单晶体，具有各向异性的物理性质和规则的几何形状，因为晶粒在多晶体里杂乱无章地排列着，所以多晶体没有规则的几何形状，也不显示各向异性。它在不同方向的物理性质是相同的，即各向同性，但还有确定的熔点。类型一 关于晶体的结构外形【例1】 同一种化学成分的物质，为什么有时会表现出不同的物理性质？点拨：化学成
5、分相同，是说基本微粒一样，而微粒的排列往往是不同的。我们知道结构决定性质，结构不同，其物理性质就不同。解析：同一种物质中的微粒按不同的方式排列时，就会生成不同的晶体，而表现出不同的物理性质。如碳，按一种方式排列可以生成金刚石，而按另一种方式排列时会生成石墨，金刚石与石墨的物理性质有很大的不同。答案：见解析题后反思：在学习时要注意不同学科间的联系，本题就是关于同种化学成分的物质表现不同的物理性质。类型二 关于晶体微观结构的理解【例2】 如图所示为食盐晶体结构示意图，食盐的晶体是由钠离子(图中)和氯离子(图中)组成的，这两种离子在空间中三个互相垂直的方向上，都是等距离地交错排列的。已知食盐的摩尔质
6、量是58.5 g/mol，食盐的密度是2.2 g/cm3，阿伏加德罗常数为6.01023 mol1，试估算食盐晶体中两个最近的钠离子中心间的距离。点拨：由图可知，两个最近的钠离子的距离为最小晶格边长的倍，只要求出小晶格的边长即可。解析：由图可知V0就是图中每四个相同离子所夹的正立方体的体积，此正方体的边长d而最近的两个钠离子中心间的距离rd1.41 m41010 m。答案：41010 m题后反思：食盐晶体是由氯离子与钠离子构成的，每一个离子都占据一个立方体空间，该立方体的边长就是两个最近的钠离子与氯离子中心间的距离。不同晶体有不同结构，这一规律仅适用于氯化钠晶体。1晶体为什么有规则的几何外形？
7、解析：由于晶体中的物质微粒在空间是按一定规律排列的，微粒只在一定平衡位置做微小振动，所以晶体有规则的外形。答案：见解析2 石墨和金刚石都是由碳原子构成的晶体，它们的空间点阵不同，已知碳的摩尔质量M12.0 g/mol，石墨的密度为12.25 g/cm3，金刚石的密度23.52 g/cm3。试求石墨和金刚石中相邻原子间的平均距离各多大。解析：金刚石与石墨都是原子晶体，由于原子间距很小，我们可以认为原子是紧密排列的，相邻原子间的距离等于原子的直径(把原子视为球形)。摩尔体积V一个原子体积V0把原子视为小球V0()3整理得d代入数据得d12.571010 md22.211010 m。答案：石墨中相邻原子间的平均距离是2.571010 m金刚石中相邻原子间的平均距离是2.211010 m