第一节 晶体的常识

1、第一节 晶体的常识 学习目标 1 1了解晶体和非晶体的本质差异。(重点)2了解晶体的特点。3了解晶胞的概念，能够用均摊法计算晶胞中的微粒数。(重难点) 自主预习 1 一、晶体与非晶体1.晶体与非晶体的本质差异：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_2.获得晶体的三条途径(1)_物质凝固；(2)_物质冷却不经液态直接凝固(_)；(3)_从溶液中析出。3.晶体的特点(1)自范性定义：在适宜的条件下，晶体能够自发地呈现规则的_，这称为晶体的_。非晶体物质没有这个特性。形成条件：晶体_适当。本质原因：晶体中粒子在_里呈现_的_排列。(2)晶体在不同的方向上表现出不同的物理特质即

2、_。(3)晶体的_较固定。(4)区分晶体和非晶体的最可靠的科学方法是对固体进行_实验。【思考】水晶球外层中玛瑙和内层中的水晶是如何形成的？二、晶胞1.晶胞(1)概念:描述晶体结构的       。(2)结构:习惯采用的晶胞都是       体,晶体是由无数晶胞       而成。无隙:相邻晶胞之间       间隙。并置:所有晶胞都是  

3、     排列的,取向       。2.晶胞中粒子数目的计算(以金属铜为例)在铜的晶胞结构中,铜原子不全属于该晶胞,按均摊原则,金属铜的一个晶胞的原子数=。 预习检测 1 1有规则几何外形的固体就是晶体吗？2晶胞都是平行六面体,这种说法对吗？3(判断)晶胞中的任何一个粒子都只属于该晶胞。4(判断)已知晶胞的组成也无法推知晶体的组成。 要点探究 1 晶体与非晶体1.固体一定是晶体吗,晶体一定是固体吗？如何检验一种固体是否是晶体？2.将晶体和非晶体分别加热各有什么现象？3.在一定温度下,将一不规则

4、的NaCl固体,放入饱和NaCl溶液中,经过一段时间,会发生什么变化？为什么？ 典例精析 1 如图是二氧化硅固体的结构示意图，请认真观察两图，判断下列说法正确的是A.两种物质在一定条件下都会自动形成有规则几何外形的晶体B.形成的固体物理性质有各向异性C.形成的固体一定有固定的熔点D.二者的X射线衍射图谱是相同的 变式训练 1 下列关于晶体与非晶体的说法正确的是A.晶体一定比非晶体的熔点高B.晶体有自范性但排列无序C.非晶体无自范性而且排列无序D.固体SiO2一定是晶体 要点探究 1 晶胞1.仔细观察Na、Zn、I2、金刚石的晶胞示意图,回答下列问题:(1)分析图中的各晶胞中拥有的粒子数分别是多

5、少。(2)运用分摊法计算晶胞中拥有的粒子数时,探讨晶胞中不同位置的粒子对晶胞的贡献。探讨长方体(正方体)形晶胞中不同位置的粒子对晶胞的贡献。探讨六方体晶胞中不同位置的粒子对晶胞的贡献。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？ 典例精析 1 某晶体晶胞结构如图所示,X位于立方体的顶点,Y位于立方体的中心。晶体中每个Y同时吸引着个X,每个X同时吸引着个Y,该晶体的化学式为。 变式训练 1 某物质的晶体中含A、B、C三种元素，其排列方式如图所示(其中前后两面心上的B原子未能画出)，晶体中A、B、C的原子个数之比依次为A.1:3:1B.2:2:1C.2:3:1D.1:3:3 随堂自

6、测 1 1下列有关晶胞的叙述，正确的是A.所有的晶胞都是平行六面体B.不同的晶体中晶胞的大小和形状都相同C.晶胞中的任何一个粒子都属于该晶胞D.已知晶胞的组成就可推知晶体的组成2下列过程中不能得到晶体的是A.降低NaCl饱和溶液的温度所得到的固体B.气态水直接冷却成固态水C.熔融的KNO3冷却后所得的固体D.将液态的塑料冷却后所得到的固体3下列物质都是固体，其中不是晶体的是橡胶水晶冰干冰冰醋酸石蜡玻璃A.B.C.D.4某晶胞结构如图所示，X位于立方体的顶点，Y位于立方体的中心，试分析：(1)在一个晶胞中有_个X，_个Y，晶体的化学式为_。(2)晶体中距离最近的两个X与一个Y所形成的夹角XYX角

7、度为_(填角的度数)。 基础过关 1 1不能够支持石墨是晶体这一事实的选项是A.石墨和金刚石是同素异形体B.石墨中的碳原子呈周期性有序排列C.石墨的熔点为3625D.在石墨的X-射线衍射图谱上有明锐的谱线2下列物质中前者为晶体，后者为非晶体的是A.白磷、蓝矾B.陶瓷、塑料C.碘、橡胶D.食盐、蔗糖3下图是a、b两种不同物质的熔化曲线，下列说法正确的是A.a是晶体B.a是非晶体C.b是晶体D.a、b都是非晶体4某离子化合物的晶胞如图所示。阳离子位于晶胞的中心，阴离子位于晶胞的8个顶点上，则该离子化合物中阴、阳离子的个数比为A.1：8B.1：4C.1：2D.1：15有下列物质NaCl金刚石固体I2

8、冰干冰玻璃塑料水玻璃陶瓷木炭，其中属于晶体的是_(填序号) 能力提升 1 1钛酸钡的热稳定性好，介电常数高，在小型的变压器、话筒和扩音器中都有应用。钛酸钡晶体的结构示意图如图，它的化学式是A.BaTi8O12B.BaTi4O6C.BaTi2O4D.BaTiO32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。鉴于这三种元素都是常见元素，从而引起广泛关注。该新型超导材料的一个晶胞(碳原子用表示，镍原子用表示，镁原子用·表示)如图所示。则该晶体的化学式是A.Mg2CNi3B.MgC2NiC.MgCNi2D.MgCNi33如图所示，石墨晶体结构的每一层里平均每个最小的正六边形占有的

9、碳原子数目为A.1B.2C.3D.64如图是CsCl晶体的一个晶胞，相邻的两个Cs的核间距为a cm，NA为阿伏加德罗常数，CsCl的相对分子质量用M表示，则CsCl晶体的密度为A.8MNA·a3B.6MNA·a3C.4MNA·a3D.MNA·a35如图所示的甲、乙、丙三种晶体，试写出：(1)甲晶体的化学式(X为阳离子)为_。(2)乙晶体中A、B、C三种粒子的个数比是_。(3)丙晶体中每个D周围结合E的个数是_个。试卷第5页，总6页第一节 晶体的常识【自主预习】一、1.有周期性没有相对无序2.(1)熔融态(2)气态凝华(3)溶质3.(1)多面体外形性质自

10、范性生长的速率三维空间周期性有序(2)各向异性(3)熔点(4)X射线衍射思考：玛瑙是熔融态的SiO2快速冷却形成的，而水晶是热液缓慢冷却形成的。二、1.(1)基本单元(2)平行六面 无隙并置 没有任何 平行 相同【预习检测】1不一定。非晶体也能加工成规则的几何外形,如玻璃饰品。2不对。习惯上采用的晶胞是平行六面体,但并非所有的晶胞都是平行六面体,有的晶胞呈六棱柱形。3×提示:晶胞中的粒子有的和其他晶胞共用,如在立方晶胞中顶点上的粒子为8个晶胞所共用。4×提示:晶胞是晶体结构的基本单元,已知晶胞组成即可确定晶体组成。【要点探究】1.提示:(1)固体可以分为晶体和非晶体两大类,

11、所以晶体一定是固体,但固体不一定是晶体。(2)鉴别一种固体是否为晶体,可以根据晶体的性质,看其是否有固定的熔点,其物理性质是否有各向异性,但最可靠的科学方法是对固体进行X射线衍射实验,当单一波长的X射线通过固体时,若得到的图谱中有分立的斑点或明锐的谱线,即证明该固体是晶体,若图谱中看不分立的斑点或明锐的谱线,则证明该固体不是晶体。2.提示:加热晶体,温度达到熔点时晶体开始熔化,在全部熔化以前,继续加热,温度基本保持不变,完全熔化后,温度才开始升高,所以晶体有固定的熔点。加热非晶体时,温度升高到某一程度后非晶体开始软化,流动性增强,最后变为液体。从软化到完全熔化,中间经过较大的温度变化,所以非晶

12、体无固定的熔点。3.提示:NaCl固体会变为规则的立方体。因为溶解和结晶是可逆过程。根据晶体的自范性可知,在溶解和结晶的过程中,离子会自发地规则排列,形成规则的立方体。【典例精析】B【解析】观察结构图可知，中微粒呈周期性有序排布，中微粒排列不规则，故为晶体，即二氧化硅晶体。为非晶体，即无定形二氧化硅。晶体有各向异性，具有固定的熔点，非晶体没有固定的熔点，用X射线检验晶体和非晶体，衍射图谱明显不同，故应选B。【备注】无【变式训练】C【解析】晶体的特性:有固定的熔、沸点,自范性和各向异性;晶体有一定的熔点,但不一定比非晶体的熔点高,A项错误;晶体有自范性且排列高度有序,非晶体无自范性而且排列无序,

13、故B项错误,C项正确;晶体形成也需要一定的条件,当条件不具备时,也不一定形成晶体,如熔融态SiO2快速冷却形成的固体SiO2就不是晶体,故D项错误。【备注】无【要点探究】1.(1)提示晶胞拥有的粒子数目Na8×+1=2Zn8×+1=2I22×(8×+6×)=8金刚石8×+6×+4=8(2)提示提示2.提示:不是。只表示每个晶胞中各类原子的最简整数比。【典例精析】48XY2(或Y2X)【解析】本题中X位于顶点,则属于该晶胞的X个数为4×18=12;Y位于体心,完全属于该晶胞,个数为1,因此该晶体的化学式为XY2(或Y

14、2X)。【备注】无【变式训练】A【解析】晶体中A、B、C的原子个数之比为(8×18):(6×12):1=1:3:1。【备注】无【随堂自测】1D【解析】习惯采用的晶胞是平行六面体，A项不正确；相同晶体中晶胞的大小和形状完全相同，不同晶体的晶胞大小一般不相同，B选项错误；平行六面体晶胞面心、棱心、顶点上的粒子被若干个晶胞所共有，不专属于某个晶胞，体心的粒子属于该晶胞，C选项错误；知道晶胞的组成，利用“分摊法”，即可推知晶体的组成，D选项正确。【备注】无2D【解析】塑料是一类混合物，没有固定的熔点。【备注】无3A【解析】橡胶、石蜡、玻璃都是混合物，不是晶体；水晶(SiO2)、冰、

15、干冰、冰醋酸都是晶体。【备注】无4(1)1/21XY2   (2)10928【解析】(1)Y的个数为1，X的个数为4×18=12，所以X：Y1：2，因此化学式为XY2。(2)X与Y之间的连接线构成一个正四面体，类似甲烷的分子结构，所以XYX角度等于甲烷中的键角，为10928。【备注】无【基础过关】1A【解析】原子在三维空间里呈有序排列(B项)、有自范性、有固定的熔点(C项)、物理性质上体现各向异性、X射线衍射图谱上有分明的斑点或明锐的谱线(D项)等特征，都是晶体在各个方面有别于非晶体的体现。而是否互为同素异形体与是否为晶体这两者之间并无联系，如无定形碳也是金刚石、

16、石墨的同素异形体，却属于非晶体。【备注】无2C【解析】A中白磷和蓝矾都是晶体；B中二者均为非晶体，C中碘为晶体，橡胶为非晶体；D中二者均为晶体。【备注】无3A【解析】晶体有固定的熔点，由图a分析知，中间有一段温度不变，但一直在吸收能量，所对应的温度即为此晶体的熔点；b曲线温度一直在升高，表示b物质没有固定的熔点，为非晶体。【备注】无4D【解析】离子晶体是由晶胞在三维空间里通过无隙并置构成的。由图可知，阳离子位于晶胞的中心，属于该晶胞的数目为1，阴离子位于晶胞的8个顶点上，属于该晶胞的数目为8×1/81，因此，阴离子与阳离子的个数比为1：1。【备注】无5【解析】无【备注】无【能力提升】

17、1D【解析】由一个晶胞想像出在整个晶体中，每个原子为几个晶胞共用是解题的关键。仔细观察钛酸钡晶体结构示意图可知：Ba在立方体的中心，完全属于该晶胞；Ti处于立方体的8个顶点，每个Ti为与之相连的8个立方体所共用，即只有1/8属于该晶胞；O处于立方体的12条棱的中点，每条棱为四个立方体共用，故每个O只有1/4属于该晶胞。即晶体中N(Ba):N(Ti):N(O)1:(8×1/8):(12×1/4)1:1:3。【备注】无2D【解析】该晶体的结构单元中含镁原子个数：8×18=1；含镍原子个数：6×12=3；含碳原子个数：1。【备注】无3A【解析】六个碳原子组成一个正六边形，而每个碳原子被3个正六边形共用，因此每个正六边形拥有2个碳原子。【备注】无4D【解析】由均摊法求得CsCl晶胞含有1个CsCl微粒，其质量是M/NA，再由相邻的两个Cs+的核间距为a cm，求出该晶胞的体积是a3，所以晶胞的密度是MNA·a3，晶体的密度和晶胞的密度是一样的。【备注】无5(1)X