1、第三章 晶体结构与性质第三章 晶体结构与性质第一节 晶体的常识课程标准导航1.了解晶体的特点。2.了解晶体与非晶体的本质区别和性质上的区别差异。3.了解晶胞的概念，能够计算晶胞中的粒子个数。新知初探自学导引 自主学习一、晶体与非晶体 1.晶体与非晶体的本质差异有无自范性 微观结构 晶体 _原子在三维空间里呈_排列 非晶体 _原子排列相对无序 有 周期性有序无 2.晶体的自范性(1)晶体自范性的含义：就是晶体能自发地呈现_的性质。(2)晶体呈现自范性的条件之一：晶体生长的速率适当。如熔融态的SiO2快速冷却只得到看不到晶体外形的_，缓慢冷却形成晶体外形的_。多面体外形玛瑙水晶(3)晶体呈现自范性
2、的原因：晶体的自范性是晶体中粒子在微观空间里呈现_的宏观表象。想一想1固体粉末一定不是晶体吗？提示：不一定。许多固体粉末用肉眼看不到晶体外形，但在光学显微镜或电子显微镜下可观察到规则的晶体外形，因此许多固体粉末是晶体。周期性的有序排列3.获得晶体的途径(1)_ 物质凝固；(2)气态物质冷却不经液态直接凝固(_)；(3)溶质从溶液中析出。二、晶胞 1.概念：描述晶体结构的_叫做晶胞。熔融态凝华基本单元2.结构：一般来说，晶胞都是_，整块晶体可以看作是数量巨大的晶胞“无隙并置”而成。(1)无隙：是指相邻晶胞之间没有任何间隙。(2)并置：是指所有晶胞都是_排列的，取向_。(3)整块晶体中所有晶胞的_
3、及内部的原子_、个数及_是完全相同的。平行六面体平行相同形状种类几何排列想一想2由晶胞构成的晶体，其化学式是否表示一个分子中原子的数目？提示：不表示，只表示每个晶胞中各类原子的最简整数比。自主体验1.下列固体不是晶体的是()A铜 B雪花 C玻璃D蓝矾 解析：选C。玻璃中的粒子在微观空间里无序排列，是非晶体。2.下列不属于晶体特性的是()A自范性B溶解性 C固定的熔、沸点D各向异性 解析：选B。晶体内粒子在三维空间里呈周期性有序排列，这一结构特征决定了晶体具有自范性、固定的熔、沸点和各向异性。3.(2012沈阳高二检测)下图是金属钠的晶胞示意图，该晶胞平均含有的钠原子数是()A9B5 C3 D2
4、解析：选 D。金属钠的晶胞中，有 8 个原子处于顶角上，有 1 个原子位于体心，故该晶胞平均含有的钠原子数为：18812。要点突破讲练互动 要点1 晶体与非晶体的比较 探究导引1 水晶和玻璃外观上差别不大，但二者受热时，水晶到一定温度熔化，而玻璃却是在一定温度范围内熔化，为什么？提示：因为水晶是晶体，有固定熔点；而玻璃是非晶体，无固定熔点。要点归纳晶体与非晶体的区别晶体 非晶体 自范性(本质区别)构成固体的粒子在微观空间里呈现周期性的有序排列，使固体能自发地呈现多面体外形。即有自范性 构成固体的粒子在微观空间里排列相对无序，使固体不能自发地呈现多面体外形。即无自范性 晶体 非晶体 是否均一 均
5、一 不均一 熔、沸点 有固定熔、沸点 无固定熔、沸点 某些物理性质的各向异性 有 无 能否发生X射线衍射(最科学的区分方法)能 不能(能发生散射)举例 NaCl晶体、I2晶体、SiO2晶体、Na晶体等 玻璃、橡胶等 即时应用1.下列说法不正确的是()A晶体有自范性 B晶体有固定的熔点 C硝酸钾粉末不是晶体 D晶体内粒子在三维空间里呈周期性有序排列 解析：选C。晶体内粒子在三维空间里呈周期性有序排列，这一结构特征决定了晶体具有自范性、固定的熔点。硝酸钾粉末用肉眼看不到晶体外形，但在光学显微镜或电子显微镜下可观察到规则的晶体外形，因此硝酸钾粉末是晶体。要点2 晶体化学式的确定方法 探究导引2 怎样
6、描述晶体中粒子在微观空间的排列？提示：描述晶体中粒子在微观空间的排列时,只需描述晶胞的结构。探究导引3 晶体和晶胞有什么关系？提示：晶胞是晶体微观空间里的一个基本单元，整块晶体可以看作是数量巨大的晶胞“无隙并置”而成。要点归纳1.晶胞中粒子数目的计算均摊法均摊法是指每个晶胞平均拥有的粒子数目，如某个粒子为 n 个晶胞所共有，则该粒子有1n属于这个晶胞。根据晶胞平均拥有的各种粒子的数目，可求出晶体中各种粒子的个数比，从而确定晶体的化学式。2.长方体(正方体)晶胞中所含粒子数的计算(1)处于顶角的粒子，同时为8个晶胞共有，每个粒子的1/8属于该晶胞；(2)处于棱上的粒子，同时为4个晶胞共有，每个粒
7、子的1/4属于该晶胞；(3)处于面上的粒子，同时为2个晶胞共有，每个粒子的1/2属于该晶胞；(4)处于体内的粒子，则完全属于该晶胞。3.非长方体(正方体)晶胞中粒子视具体情况而定。特别提醒1.确定晶胞中的粒子数目，首先看题目所给的某个结构单元是否是一个完整的晶胞。判断某个结构单元是否是一个完整的晶胞，关键看该结构单元能否反映晶体的结构特征，即能否从晶胞推出该晶体的结构。晶胞不一定只是一个小立方体，例如食盐晶体的晶胞是由8个小立方体构成的大立方体。2.对于独立原子构成的分子则不能用均摊法。由金属原子M和非金属原子N构成的气态团簇分子，如图所示,顶角和面上的原子是M原子,棱中心和体心的原子是N原子
8、，由于M、N原子并不存在共用关系，所以其分子式可由示意图查原子个数来确定，M原子共14个,N原子13个,即分子式为M14N13。即时应用2.某晶体中粒子排列方式如图所示，则该晶体的化学式为()A.AB BAB2C.AB3DA2B3解析：选C。在该晶体的晶胞中，有8个A原子处于顶点上，有12个B原子处于棱上，故AB(个数比)1/881/41213，则化学式为AB3。题型探究技法归纳 题型1 晶体的特征(2012黄冈高二检测)下列叙述中，正确的是()A具有规则几何外形的固体一定是晶体 B晶体与非晶体的根本区别在于是否有固定的熔点 例1C具有各向异性的固体一定是晶体 D粉末状的固体肯定不是晶体【思路
9、点拨】解答此题需明确：晶体所具有的规则几何外形、各向异性和特定的对称性是其内部粒子呈现周期性有序排列的外部反映。【解析】晶体与非晶体的根本区别在于构成固体的粒子在微观空间里呈现周期性的有序排列，故B错。有些人工加工而成的固体也具有规则几何外形和高度对称性，但不是晶体，如玻璃制品，故A错。具有各向异性的固体一定是晶体，C正确。不论固体的颗粒大小如何，只要其组成粒子在三维空间里呈现周期性的有序排列就属于晶体，D错。【答案】C【名师点睛】(1)化学式相同的物质有时是晶体，也有时是非晶体。如晶体SiO2和非晶体SiO2。(2)晶体一定是固体，但固体不一定是晶体。(3)具有固定组成的物质也不一定是晶体。
10、题型2 晶体的有关计算 如图为甲、乙、丙三种晶体部分结构：例2试 写 出：(1)甲晶体化学式(X为 阳 离子)为_。(2)乙晶体中A、B、C三种微粒的个数比是_。(3)丙晶体中每个D周围结合E的个数是_个。【思路点拨】根据均摊法可确定一个晶胞中所含各种粒子的数目，从而可确定晶体的化学式。【解析】处于立方体顶角的粒子，有 1/8 属于该立方体；处于立方体棱上的粒子，有 1/4属于该立方体；处于立方体面上的粒子，有 1/2属于该立方体；处于立方体体内的粒子，则完全属于该立方体。甲中，Y 处于立方体的顶点，X 处于立方体体内，故 XY(个数比)118411221，所以甲的化学式为 X2Y。【答案】(
11、1)X2Y(2)131(3)8乙中，A 处于立方体的顶角，B 处于立方体面上，C 处于立方体体内，故 ABC(个数比)1881261131。丙中，每个 D周围的 E的个数与每个 E周围 D的个数相同，每个 E 周围有 8 个 D，所以每个 D 周围有 8个 E。【规律方法】晶胞中粒子个数的计算，关键问题是正确分析晶胞的结构，晶胞中任意位置上的一个粒子被 n 个晶胞所共用，则该粒子有1n属于这个晶胞。不同形状的晶胞情况不同，如六棱柱晶胞中顶角上、侧棱上、底面棱上、面上的粒子依次被 6、3、4、2 个晶胞共用。区分晶体和非晶体的方法 1.根据结构特点 构成晶体的粒子在微观空间里呈现周期性的有序排列，晶体的这一结构特征可以通过X-射线衍射图谱反映出来。因此，区分晶体和非晶体的最可靠的科学方法是对固体进行X-射线衍射实验。热点示例思维拓展 2.根据性质特点(1)晶体一般存在各向异性，即晶体在不同方向上的强度、传热、导电、光的折射等物理性质不同，原因是构成晶体的粒子在微观空间里各个方向上呈现不同的周期性的有序排列；而非晶体则不具有物理性质各向异性的特点。因此，区分晶体和非晶体可根据固体的某些物理性质是否具有各向异性。(2)晶体的熔点较固定，而非晶体则没有固定的熔点。因此，通过测定固体的熔点可以间接地确定某一固体是否是晶体。
