高中化学选择性必修二 3.1 物质的聚集状态与晶体的常识 讲义

1、第三章 晶体结构与性质第一节物质的聚集状态与晶体的常识一、物质的聚集状态1. 物质三态间的相互转化【注】物质的三态变化是物理变化，变化时，克服分子间作用力或者破坏化学键，但不会有新的化学键形成。 凝固、凝华和液化的过程均放出热量，融化、升华和汽化的过程均吸收热量，但它们都不属于反应热。2物质的聚集状态物质的聚集状态除了气态、液态、固态外，还有更多的聚集状态如晶态、非晶态以及介乎二者之间的塑晶态、液晶态等。【拓展】1.等离子体概念：由电子、阳离子和电中性粒子（分子或原子）组成的整体上电中性的气态物质。是一种特殊的气体，存在于我们周围。存在：日光灯和霓虹灯的灯管里、蜡烛火焰里、极光和雷电里。2.液

2、晶：介于液态和晶态之间的物质状态。二、晶体与非晶体1.晶体把内部微粒（原子、离子或分子）在三维空间里呈周期性有序排列的固体物质称为晶体。常见晶体有食盐、冰、铁、铜等。根据构成晶体的粒子和粒子间作用力的不同，晶体可分为离子晶体、共价晶体、分子晶体和金属晶体。2.非晶体把内部微粒（原子、离子或分子）排列呈相对无序状态的固体物质呈非晶体。常见到的非晶体有玻璃、橡胶、炭黑等。3.晶体与非晶体的本质差异自范性微观结构晶体有原子在三维空间里呈周期性有序排列非晶体没有原子排列相对无序 【注】宏观上区别晶体和非晶体的依据是固体有无规则的几何外形，而规则的集合外形是微粒结晶时自发形成的，并非人为加工雕琢。4.晶

3、体的特性(1)自范性定义：晶体能自发地呈现多面体外形的性质。形成条件：晶体生长的速率适当。本质原因：晶体中粒子在微观空间里呈现周期性有序排列。(2)各向异性：晶体的某些物理性质在不同方向上的差异。(3)晶体有固定的熔点。(4)外形和内部质点排列的高度有序性。(5)X射线衍射：晶体能使X射线衍射，而非晶体对X射线只能产生散射。【注】非晶体排列相对无序，无自范性、无各向异性、无固定熔点。5.获得晶体的途径(1)熔融态物质凝固。凝固速率适当，可得到规则晶体。凝固速率过快，得到没有规则外形的块状固体或看不到多面体外形粉末。(2)气态物质冷却不经液态直接凝固(凝华)。(3)溶质从溶液中析出。三、晶胞1概

4、念：晶胞是描述晶体结构的基本单元。晶胞是晶体中最小的重复结构单元。2结构：常规的晶胞都是平行六面体，晶体可以看作是数量巨大的晶胞无隙并置而成。(1)“无隙”：相邻晶胞之间没有任何间隙。(2)“并置”：所有晶胞都是平行排列的，取向相同。(3)所有晶胞的形状及其内部的原子种类、个数及几何排列是完全相同的。3晶胞中粒子数目的计算(1)平行六面体(立方体形)晶胞中粒子数目的计算。晶胞的顶角原子是8个晶胞共用；晶胞棱上的原子是4个晶胞共用；晶胞面上的原子是2个晶胞共用。如金属铜的一个晶胞(如图所示)均摊到的原子数为8eq f(1,8)6eq f(1,2)4。(2)几种晶胞中原子数目的确定。结合下图，钠、

5、锌、碘、金刚石晶胞中含有原子的数目分别为2、2、8、8。钠、锌、碘、金刚石晶胞示意图【拓展】常见晶胞结构【注】不是所有晶胞都是平行六面体，有的晶胞呈六棱柱形。由晶胞构成的晶体，其化学式不表示一个分子中原子的数目，只表示每个晶胞中各类原子的最简整数比。晶胞计算1、面心立方：在立方体顶点的微粒为8个晶胞共有，在面心的为2个晶胞共有。微粒数为： 2、体心立方：在立方体顶点的微粒为8个晶胞共享，处于体心的金属原子全部属于该晶胞。微粒数为： 四、晶体结构的测定1测定晶体结构最常用的仪器是X射线衍射仪。在X射线通过晶体时，X射线和晶体中的电子相互作用，会在记录仪上产生分立的斑点或明锐的衍射峰。2由衍射图形获得晶体结构的信息包括晶胞形状和大小、分子或原子在微观空间有序排列呈现的对称类型、原子在晶胞里的数目和位置等。【总结】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【注】关于晶体与非晶体的认识误区1同一物质可以是晶体，也可以是非晶体，如晶体SiO2和非晶体SiO2。2有着规则几何外形或者美观、对称外形的固体，不