1、第1节 认识晶体学习要求 1.了解晶体中微粒的空间排布存在周期性，认识简单的晶胞。2.能说出晶体与非晶体的区别。素养目标 通过微粒间相互作用模型的认识，发展学生“证据推理与模型认知”的核心素养。知 识 梳 理 一、晶体的概念与特性 1晶体与非晶体的概念 固体类型 内部微粒 排列方式 晶体 原子、离子或分子 微粒在空间按一定规律做 非晶体 微粒排列呈现的分布状态 周期性重复排列杂乱无章2.晶体的特性 封闭的规则的多面体物理性质规则固定3晶体的分类(1)依据：根据晶体内部微粒种类和微粒间的。(2)类型：晶体类型 构成微粒种类 微粒间的相互作用 实例 离子晶体 阴、阳离子 离子键 NaCl 金属晶体
2、 金属原子 金属键 Cu 原子晶体 原子 共价键 金刚石 分子晶体 分子 分子间作用力 干冰 相互作用二、晶体结构的堆积模型 1等径圆球的密堆积(金属晶体)一条直线6232非等径圆球的密堆积(其他晶体)晶体类型 排列方式 离子晶体 构成晶体的离子可被视为占据一定体积的圆球，大球先按一定方式做的密堆积，小球再填充到大球所形成的中 分子晶体 分子间尽可能采取紧密堆积方式，但分子的堆积方式与有关 等径圆球空隙分子的形状三、晶胞 1概念 晶体中。最小的重复单元2形状 晶胞都是从晶体中截取下来的大小、形状完全相同的。平行六面体3实例(1)六方晶胞：如镁晶胞，型最密堆积为六方最密堆积。(2)面心立方晶胞：
3、如铜晶胞，型最密堆积为面心立方最密堆积。A3A1四、晶胞中微粒数的求算切割法 1“切割法”计算一个晶胞中实际拥有的微粒数 某个微粒为n个晶胞所共有，那么切割后的每个晶胞对这个微粒分得的份额是。1n2平行六面体形(正方体)晶胞中不同位置的微粒数的计算(1)处于顶点上的微粒，同时为个晶胞所共有，每个微粒有属于该晶胞。(2)处于棱边上的微粒，同时为个晶胞所共有，每个微粒有属于该晶胞。(3)处于面心上的微粒，同时为个晶胞所共有，每个微粒有属于该晶胞。(4)处于晶胞内部的微粒，则属于该晶胞。如图所示，铜晶胞中含有的铜原子数为。842完全8186124铜晶体面心立方晶胞及其切割示意图 181412自 我
4、检 测 1判断正误，正确的打“”；错误的打“”。(1)有规则几何外形的固体就是晶体。()(2)熔融态的晶体冷却凝固，得到的固体不一定呈规则的几何外形。()(3)晶胞都是平行六面体。()(4)晶胞是晶体的最小重复单元。()(5)不同的晶体中晶胞的大小和形状都相同。()(6)晶胞中的任何一个粒子都只属于该晶胞。()(7)已知晶胞的组成也无法推知晶体的组成。()(8)同一物质可能是晶体，也可能是无定形体。()(9)区分晶体和非晶体最可靠的科学方法是确定有没有固定熔点。()(10)雪花是水蒸气凝华得到的晶体。()(11)溶质从溶液中析出可以得到晶体。()答案(1)(2)(3)(4)(5)(6)(7)(
5、8)(9)(10)(11)2关于晶体的自范性，下列叙述正确的是()A破损的晶体能够在固态时自动变成规则的多面体 B缺角的氯化钠晶体在饱和NaCl溶液中慢慢变为完美的立方体晶块 C圆形容器中结出的冰是圆形的，体现了晶体的自范性 D由玻璃制成规则的玻璃球，体现了晶体的自范性 解析 晶体的自范性指的是在适宜条件下，晶体能够自发呈现规则的几何外形的性质。A选项所述过程不可能实现；C选项中的圆形并不是晶体冰本身自发形成的，而是受容器的限制形成的；D选项中玻璃属于非晶体；氯化钠属于晶体，从饱和溶液中析出是形成晶体的途径之一，其发生的原因是晶体的自范性，故B选项正确。答案 B 3整块晶体可以看作是数量巨大的
6、晶胞“无隙并置”而成。对这句话的理解错误的是()A相邻晶胞之间没有任何间隙 B晶体是晶胞简单、随意堆积而成 C晶胞排列时，取向相同 D“并置”是指所有晶胞都是平行排列的 解析 晶体并不是晶胞简单、随意堆积而成，而是晶胞平行排列而成的，且相邻晶胞之间没有任何间隙。答案 B 学习任务一、晶体与非晶体【观图助学】1有规则的几何外形的固体一定是晶体吗？提示(1)有规则几何外形或美观、对称外形的固体不一定是晶体。例如，玻璃制品可以塑造出规则的几何外形，也可以具有美观对称的外观。2有固定组成的物质一定是晶体吗？提示 具有固定组成的物质也不一定是晶体，如某些无定形体也有固定的组成，如无定形SiO2。【名师点
7、拨】1晶体与非晶体的比较 晶体 非晶体 微观结构特征 粒子周期性有序排列 粒子排列相对无序 性质特征 自范性 有 无 熔点 固定 不固定 各向异性 有 无 鉴别 方法 间接方法 看是否具有固定的熔点或根据某些物理性质的各向异性 科学方法 对固体进行X射线衍射实验 举例 NaCl、I2、SiO2、Na晶体等 玻璃、橡胶等 2.晶体呈现自范性的条件 晶体呈现自范性的条件之一是晶体生长的速率适当。熔融态物质冷却凝固，有时得到晶体，但凝固速率过快时，常常只得到看不到多面体外形的粉末或没有规则外形的块状物。如玛瑙是熔融态SiO2快速冷却形成的，而水晶是SiO2热液缓慢冷却形成的。【典例1】下列关于晶体的
8、性质叙述中，不正确的是()A晶体的自范性指的是在适宜条件下晶体能够自发地呈现封闭规则的多面体几何外形 B晶体的各向异性和对称性是矛盾的 C晶体的对称性是微观粒子按一定规律做周期性重复排列的必然结果 D晶体的各向异性直接取决于微观粒子的排列具有特定的方向性 解析 晶体的各向异性取决于微观粒子的排列具有特定的方向性，而对称性是微观粒子按一定规律做周期性重复排列的必然结果，B项的说法错误。答案 B【变式训练1】下列不属于晶体的特点的是()A一定有固定的几何外形 B一定有各向异性 C一定有固定的熔点 D一定是无色透明的固体 解析 晶体的特点有：有规则的几何外形(由晶体的自范性决定)、固定的熔点及各向异
9、性，但不一定是无色透明的固体，如紫黑色的碘晶体、蓝色的硫酸铜晶体。答案 D【变式训练2】下列途径不能得到晶体的是()A熔融态SiO2快速冷却 B熔融态SiO2热液缓慢冷却 CFeCl3蒸气冷凝 DCuSO4饱和溶液蒸发浓缩后冷却 解析 晶体呈现自范性是需要一定条件的，即晶体生长的速率要适当。熔融态物质快速冷却时不能得到晶体，如熔融态SiO2快速冷却得到看不到晶体外形的玛瑙，热液缓慢冷却则形成水晶。FeCl3、AlCl3等固体均易升华，其蒸气凝华则得到晶体。D项析出胆矾晶体(CuSO45H2O)。答案 A 学习任务二、晶胞【深度思考】1晶体结构中的最小重复单元与最小单元是一回事吗？提示 晶胞是晶
10、体结构中的最小重复单元，但不一定是最小单元。例如，氯化钠的晶胞由8个较小的立方体组成。2晶体的化学式表达的意义是什么？提示 晶体的化学式表示的是晶体(或晶胞)中各类原子或离子的最简整数比，由晶胞构成的晶体，其化学式并不是表示一个分子中含有多少个原子。【名师点拨】均摊法确定晶胞中微粒的个数均摊法：若某个粒子为 n 个晶胞所共有，则该粒子的1n属于这个晶胞。(1)长方体形(正方体形)晶胞中不同位置的粒子数的计算：(2)六棱柱晶胞中不同位置的粒子数的计算：特别提醒 非长方体和六方晶胞中粒子数目计算时视具体情况而定，如石墨晶胞每一层内碳原子排成六边形，每个碳原子被三个六边形共用，每个碳原子对六边形的贡
11、献为1/3。如图所示，六方晶胞中所含微粒数目为 121632126。【典例2】(1)元素铜的一种氯化物晶体的晶胞结构如图所示，该氯化物的化学式是_。(2)Cu2O为半导体材料，在其立方晶胞内部有4个氧原子，其余氧原子位于面心和顶点，则该晶胞中有_个铜原子。(3)利用“卤化硼法”可合成含B和N两种元素的功能陶瓷，如图为其晶胞结构示意图，则每个晶胞中含有B原子的个数为_，该功能陶瓷的化学式为_。(4)某晶体结构模型如图所示。该晶体的化学式是_，在晶体中1个Ti原子、1个Co原子周围距离最近的O原子数目分别为_个、_个。(5)有一种钛原子和碳原子构成的气态团簇分子，如图所示，顶角和面心的原子是钛原子
12、，棱的中心和体心的原子是碳原子，它的化学式为_。ATi14C13B.TiCCTi14C4D.Ti4C3 解析(1)晶胞中灰球代表的微粒 4 个，白球代表的微粒 6128184 个，所以化学式为 CuCl。(2)晶胞中含氧原子数为18812648，则该晶胞中铜原子数目是氧原子的 2 倍，即 16 个。(3)每个氮化硼晶胞中含有白球表示的原子个数为 81812，灰球表示的原子个数为 14142，所以每个晶胞中含有 N 原子和 B 原子各 2 个；N 的电负性大于 B，所以该陶瓷的化学式为 BN。(4)晶胞中含有 O：6123 个，含 Co：8181 个，含 Ti：1 个，故化学式为 CoTiO3。
13、Ti 原子位于晶胞的中心，其周围距离最近的 O 原子位于 6 个面的中心，所以周围距离最近的 O 原子数目为 6 个；Co 原子位于晶胞的顶点，O 原子位于晶胞的面心，所以 Co 原子周围距离最近的 O 原子数目为 12 个。(5)由题意知该物质是气态团簇分子，故题目中图示应是该物质的一个完整的分子，由 14 个 Ti 原子和 13 个 C 原子构成。选项 A 正确。答案(1)CuCl(2)16(3)2 BN(4)CoTiO3 6 12(5)A【变式训练3】已知某晶体晶胞如图所示，则该晶体的化学式为()AXYZB.X2Y4Z CXY4ZD.X4Y2Z 答案 C 解析 该晶体的晶胞是正方体形晶胞。该晶胞拥有的 X 粒子数为 8181；Y 位于该晶胞内，共有 4 个，因此该晶胞中拥有的 Y 粒子数为 4；Z 只有 1 个，位于晶胞的体心上，故该晶体的化学式为 XY4Z。【变式训练4】最近发现，只含镁、镍和碳三种元素的晶体竟然也具有超导性。该新型超导晶体的一个晶胞如图所示，则该晶体的化学式为()AMg2CNi3BMgC2Ni CMgCNi2DMgCNi3 答案 D 解析 Mg 处于晶胞的顶点上，故有 8181 个；Ni 处于晶胞的面心，故有 6123 个；C 处于晶胞的体心，完全属于该晶胞，故该晶体的化学式为 MgCNi3。
