2012高中化學(xué) 第3章第1節(jié) 第一節(jié)晶體的常識(shí)同步導(dǎo)學(xué)課件 新人教版選修3

第一節(jié)晶體的常識(shí)日常生活中，我們都會(huì)見(jiàn)到許多固體物質(zhì)，如蠟狀的白磷、黃色的硫磺、紫黑色的碘和高錳酸鉀、藍(lán)色的硫酸銅、

白色的碳酸鈣等。另外，

自然界中的礦物也絕大部分是固體。我們常見(jiàn)的固體，用肉眼來(lái)分辨，

大體上可分為晶體、玻璃體(非晶體)和粉末。其實(shí)，在光學(xué)顯微鏡或電子顯微鏡下，固體粉末也是由晶體組成的，只是晶粒太小，

肉眼看不到而已。這樣，固體物質(zhì)主要可分為晶體和非晶體兩大類(lèi)，如圖是水晶的圖片。那么，晶體和非晶體的主要區(qū)別是什么呢？晶體內(nèi)部結(jié)構(gòu)的主要特征是什么？從微觀的角度看，晶體又是怎樣形成的呢？

1．了解晶體的特點(diǎn)。2．了解晶體與非晶體的本質(zhì)差異。3．了解晶胞的概念，能夠計(jì)算晶胞中的粒子個(gè)數(shù)。1．晶體與非晶體的本質(zhì)差異自范性微觀結(jié)構(gòu)晶體原子在三維空間里呈

排列非晶體原子排列相對(duì)有沒(méi)有周期性有序無(wú)序2.獲得晶體的途徑3．晶體的特點(diǎn)晶體與非晶體的區(qū)別與聯(lián)系(1)晶體與非晶體的區(qū)別本質(zhì)差異固定熔、沸點(diǎn)各向異性自范性微觀結(jié)構(gòu)晶體有微粒在三維空間里呈周期性有序排列有固定熔沸點(diǎn)有非晶體沒(méi)有微粒排列相對(duì)無(wú)序無(wú)固定熔沸點(diǎn)無(wú)(2)晶體與非晶體的判定方法①測(cè)熔點(diǎn)：晶體具有固定的熔沸點(diǎn)，而非晶體則沒(méi)有固定的熔沸點(diǎn)。

②可靠方法：對(duì)固體進(jìn)行X射線衍射實(shí)驗(yàn)。1.普通玻璃和水晶的根本區(qū)別在于(

)A．外形不一樣B．普通玻璃的基本構(gòu)成粒子無(wú)規(guī)則地排列，水晶的基本構(gòu)成粒子按一定規(guī)律做周期性重復(fù)排列

C．水晶有固定的熔點(diǎn)，普通玻璃無(wú)固定的熔點(diǎn)

D．水晶可用于能量轉(zhuǎn)換，普通玻璃不能用于能量轉(zhuǎn)換解析：晶體和非晶體的本質(zhì)區(qū)別就是粒子(原子、離子或分子)在微觀空間里是否呈現(xiàn)周期性的有序排列。答案：

B1．概念：描述晶體結(jié)構(gòu)的

。2．結(jié)構(gòu)

晶胞一般都是

，晶體是由無(wú)數(shù)晶胞

“

”而成。3．特點(diǎn)所有晶胞的形狀及內(nèi)部的原子

及幾何排列是完全相同的?；締卧叫辛骟w無(wú)隙并置種類(lèi)、個(gè)數(shù)晶體與晶胞、均攤法的應(yīng)用(1)晶體和晶胞①晶胞描述晶體結(jié)構(gòu)的基本單元。②晶胞的結(jié)構(gòu)一般來(lái)說(shuō)，晶胞都是平行六面體，晶胞只是晶體微觀空間里的一個(gè)基本單元，在它的上下左右前后無(wú)隙并置地排列著無(wú)數(shù)晶胞，而且所有晶胞的形狀及其內(nèi)部的原子種類(lèi)、個(gè)數(shù)及幾何排列是完全相同的。③晶體和晶胞的關(guān)系整塊晶體可以看作是數(shù)量巨大的晶胞無(wú)隙并置而成，所謂無(wú)隙是指相鄰晶胞之間沒(méi)有任何間隙，所謂并置，是指所有晶胞都是平行排列的，取向相同。②非長(zhǎng)方體(正方體)晶胞中粒子視具體情況而定，如石墨晶胞每一層內(nèi)碳原子排成六邊形，其頂點(diǎn)(1個(gè)碳原子)被三個(gè)六邊形共有，每個(gè)六邊形占該粒子的1/3。2．鈦酸鋇的熱穩(wěn)定性好，介電常數(shù)高，在小型的變壓器、話筒和擴(kuò)音器中都有應(yīng)用。鈦酸鋇晶體的結(jié)構(gòu)示意圖如圖，它的化學(xué)式是

(

)A．BaTi8O12

B．BaTi4O6C．BaTi2O4 D．BaTiO3解析：由一個(gè)晶胞想像出在整個(gè)晶體中，每個(gè)原子為幾個(gè)晶胞共用是解題的關(guān)鍵。仔細(xì)觀察鈦酸鋇晶體結(jié)構(gòu)示意圖可知：Ba在立方體的中心，完全屬于該晶胞；Ti處于立體的8個(gè)頂點(diǎn)，每個(gè)Ti為與之相連的8個(gè)立方體所共用，即只有1/8屬于該晶胞；O處于立方體的12條棱的中點(diǎn)，每條棱為四個(gè)立方體共用，故每個(gè)O只有1/4屬于該晶胞。即晶體中N(Ba)∶N(Ti)∶N(O)＝1∶(8×1/8)∶(12×1/4)＝1∶1∶3。答案：

D

(2011·青島高二質(zhì)檢)關(guān)于晶體的自范性，下列敘述正確的是(

)A．破損的晶體能夠在固態(tài)時(shí)自動(dòng)變成規(guī)則的多面體B．缺角的氯化鈉晶體在飽和NaCl溶液中慢慢變?yōu)橥昝赖牧⒎襟w塊

C．圓形容器中結(jié)出的冰是圓形的體現(xiàn)了晶體的自范性D．由玻璃制成規(guī)則的玻璃球體現(xiàn)了晶體的自范性晶體的自范性指的是在適宜條件下，晶體能夠自發(fā)地呈現(xiàn)封閉的規(guī)則的多面體外形的性質(zhì)，這一適宜條件一般指的是自動(dòng)結(jié)晶析出的條件，A選項(xiàng)所述過(guò)程不可能實(shí)現(xiàn)；C選項(xiàng)中的圓形并不是晶體冰本身自發(fā)形成的，而是受容器的限制形成的；D項(xiàng)中玻璃是非晶體。答案：

B晶體的基本性質(zhì)(1)自范性

指晶體能自發(fā)地呈現(xiàn)多面體外形的性質(zhì)。(2)均一性指晶體的化學(xué)組成、密度等性質(zhì)在晶體中各部分都是相同的。(3)各向異性同一晶格構(gòu)造中，在不同方向上質(zhì)點(diǎn)排列一般是不一樣的，因此，晶體的性質(zhì)也隨方向的不同而有所差異。(4)對(duì)稱(chēng)性晶體的外形和內(nèi)部結(jié)構(gòu)都具有特有的對(duì)稱(chēng)性。在外形上，常有相等的晶面、晶棱和頂角重復(fù)出現(xiàn)。這種相同的性質(zhì)在不同的方向或位置上做有規(guī)律的重復(fù)，就是對(duì)稱(chēng)性。晶體的格子構(gòu)造本身就是質(zhì)點(diǎn)重復(fù)規(guī)律的體現(xiàn)。(5)最小內(nèi)能在相同的熱力學(xué)條件下，晶體與同種物質(zhì)的非晶體、液體、氣體相比較，其內(nèi)能最小。(6)穩(wěn)定性

晶體由于有最小內(nèi)能，因而結(jié)晶狀態(tài)是一個(gè)相對(duì)穩(wěn)定的狀態(tài)。1．水的狀態(tài)除了氣、液和固態(tài)外，還有玻璃態(tài)。它是由液態(tài)水急速冷卻到165K時(shí)形成的。玻璃態(tài)的水無(wú)固定形狀，不存在晶體結(jié)構(gòu)，且密度與普通液態(tài)水的密度相同，有關(guān)玻璃態(tài)水的敘述中正確的是(

)A．水由液態(tài)變?yōu)椴ＡB(tài)，體積縮小B．水由液態(tài)變?yōu)椴ＡB(tài)，體積膨脹C．玻璃態(tài)是水的一種特殊狀態(tài)D．玻璃態(tài)水能使X-射線產(chǎn)生衍射解析：玻璃態(tài)水無(wú)固定形狀，不存在晶體結(jié)構(gòu)，故玻璃態(tài)水不是晶體，不能使X-射線產(chǎn)生衍射；因密度與普通水相同，故水由液態(tài)變?yōu)椴ＡB(tài)時(shí)體積不變。答案：

C

(2011·湖南師大附中模擬)元素X的某價(jià)態(tài)離子X(jué)n＋中所有電子正好充滿K、L、M三個(gè)電子層，它與N3－形成的晶體結(jié)構(gòu)如圖所示。(1)該晶體的陽(yáng)離子與陰離子個(gè)數(shù)比為_(kāi)_______。(2)該晶體中Xn＋離子中n＝____________。(3)X元素的原子序數(shù)是________。(4)晶體中每個(gè)N3－被________個(gè)等距離的Xn＋離子包圍。答案：

(1)3∶1

(2)1

(3)29

(4)6(2)對(duì)于獨(dú)立原子構(gòu)成的分子則不能用均攤法。由金屬原子M和非金屬原子N構(gòu)成的氣態(tài)團(tuán)簇分子，如圖所示，頂角和面上的原子是M原子，棱中心和體心的原子是N原子，由于M、N原子并不存在共用關(guān)系，所以由氣態(tài)團(tuán)簇分子結(jié)構(gòu)圖可知，其分子式可由示意圖查原子個(gè)數(shù)來(lái)確定，M原子共14個(gè)，N原子13個(gè)，即分子式M14N13。(3)晶體的晶胞不一定只是一個(gè)小立方體。例如食鹽晶體的晶胞是由8個(gè)小立方體構(gòu)成的大立方體。2．有四種晶體，其粒子排列方式如下圖所示，其中化學(xué)式不是AB的是(

)答案：

C1．下列關(guān)于晶體的敘述不正確的是(

)A．晶體有自范性B．晶體內(nèi)部質(zhì)點(diǎn)的排列高度有序C．晶體的某些物理性質(zhì)常會(huì)表現(xiàn)出各向異性D．粉末狀固體一定不是晶體解析：

故A、B、C正確，當(dāng)晶體晶粒小時(shí)，即為粉末狀，故D項(xiàng)不對(duì)。答案：

D2．下列物質(zhì)中屬于晶體的是

(

)A．瑪瑙

B．玻璃

C．陶瓷

D．膽礬解析：玻璃屬玻璃態(tài)物質(zhì)，介于晶體和非晶體之間；瑪瑙、陶瓷屬于非晶體，膽礬是一種晶體，化學(xué)式為CuSO4·5H2O。答案：

D3.納米材料的表面粒子數(shù)占粒子總數(shù)的比例很大，這是它有許多特殊性質(zhì)的原因。假設(shè)某硼鎂化合物的結(jié)構(gòu)如右圖所示(六個(gè)硼原子位于棱柱內(nèi))，則這種納米顆粒的表面粒子數(shù)占總粒子數(shù)的百分比為

(

)A．22% B．70%C．66.7% D．33.3%答案：

B

4.氯化銫晶體具有立方體結(jié)構(gòu)，如圖所示，立方體中的圓圈是Cs＋或Cl－所處位置，在該晶體中，每個(gè)Cs＋周?chē)c它最接近的且距離相等的Cs＋的個(gè)數(shù)共有

(

)A．6個(gè)

B．8個(gè)C．12個(gè)

D．16個(gè)解析：根據(jù)氯化銫的晶體結(jié)構(gòu)可以看出每個(gè)Cs＋的正上、正下、左、右、前、后各有一個(gè)Cs＋與之等距離且最近，故每個(gè)Cs＋周?chē)c它最接近的且距離相等的Cs＋共有6個(gè)。答案：

A5．如下圖所示的甲、乙、丙三種晶體：試推斷甲晶體的化學(xué)式(X為陽(yáng)離子)為_(kāi)_____，乙晶體中A、B、C三種微粒的個(gè)數(shù)比是________，丙晶體中每個(gè)D周?chē)Y(jié)合E的個(gè)數(shù)是________個(gè)。答案：

X2Y

1∶3∶1

8

6.如圖所示為高溫超導(dǎo)領(lǐng)域里的一種化合物——鈣鈦礦晶體結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)是具有代表性的最小重復(fù)單位。(1)在該物質(zhì)的晶體結(jié)構(gòu)中，每個(gè)鈦離子周?chē)c它最接近且距離相等的氧原子、鈣離子，各有________、________。(2)該晶體結(jié)構(gòu)中，元素氧、鈦、鈣的離子個(gè)數(shù)比是________，該物質(zhì)的化學(xué)式可表示為_(kāi)_______。(3