《晶体的常识》 全省一等奖 教学课件

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有(______________________)原子在三维空间里呈周期性_________非晶体没有(________________________)原子排列_________能自发呈现多面体外形有序排列不能自发呈现多面体外形相对无序2.获得晶体的途径：凝固冷却不经液态直接凝固（凝华）从溶液中析出3.晶体的特性：多面体物理性质二、晶胞1.概念：描述晶体结构的_________。2.结构：基本单元任何间隙平行排列的，取向相同3.一个晶胞平均占有的原子数：例如：金属铜的一个晶胞的原子数=。8421.辨析下列说法的正误：(1)晶体一定是固体，固体一定是晶体。()分析：固体不一定是晶体，如玻璃、橡胶等都是玻璃体，不属于晶体。×(2)晶体有规则的几何外形，有规则几何外形的固体都是晶体。()分析：由于晶体中的粒子在三维空间里呈周期性有序排列，因而晶体有规则的几何外形，而某些固体物质本身没有规则的几何外形，但是可以加工出规则的几何外形，因此，不能单从晶体的外观上判断固体物质是否为晶体。×(3)晶胞顶点上的粒子均是属于该晶胞。()分析：平行六面体晶胞中，顶点上的粒子有属于该晶胞，但非平行六面体要具体分析。(4)晶胞是晶体中最小的结构单元。()分析：晶体可以看作是数量巨大的晶胞“无隙并置”而成，所以晶胞是晶体中最小的结构单元。×√2.下列物质中属于晶体的是()A.海盐B.玻璃C.陶瓷D.胆矾【解析】选D。海盐是混合物；玻璃属玻璃态物质，介于晶体和非晶体之间；陶瓷是混合物，属于非晶体；胆矾是硫酸铜的晶体，化学式为CuSO4·5H2O。3.下列有关晶体和非晶体的说法中正确的是()A.具有规则几何外形的固体均为晶体B.晶体具有自范性，非晶体没有自范性C.晶体研碎后即变为非晶体D.将玻璃加工成规则的固体即变成晶体【解析】选B。晶体的规则几何外形是自发形成的，有些固体尽管有规则的几何外形，但由于不是自发形成的，所以不属于晶体，因此，A、D选项错误；晶体是由晶胞通过“无隙并置”形成的，组成晶体的粒子在三维空间呈现周期性的有序排列，因此，晶体研碎成小的颗粒仍然是晶体，所以C选项错误；自范性是晶体与非晶体的本质区别，所以B选项正确。4.区别晶体与非晶体最可靠的科学方法是()A.熔、沸点B.硬度C.颜色D.X-射线衍射实验【解析】选D。X-射线衍射实验是区分晶体和非晶体最可靠的方法。5.下列有关获得晶体的途径，错误的是()A.从熔融态结晶出来的硫B.熔融态物质急速冷却C.凝华得到的碘D.从硫酸铜饱和溶液中析出的硫酸铜【解析】选B。熔融态物质冷却凝固，如果凝固速度过快，通常得不到晶体，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。6.下列关于晶体的说法正确的是()A.将饱和硫酸铜溶液降温，析出的固体不是晶体B.假宝石往往是玻璃仿造的，可以用划痕的方法鉴别宝石和玻璃制品C.石蜡和玻璃都是非晶体，但它们都有固定的熔点D.蓝宝石在不同方向上的硬度一定相同【解析】选B。A选项，将饱和CuSO4溶液降温，可析出胆矾，胆矾属于晶体。B选项，一般宝石的硬度较大，玻璃制品的硬度较小，可以根据有无划痕来鉴别。C选项，非晶体没有固定的熔点。D选项，由于晶体的各向异性导致蓝宝石在不同方向上的硬度有一些差异。一、晶体与非晶体的区别与联系1.晶体与非晶体的区别：晶体非晶体自范性(本质区别)有无是否均一均一不均一固定熔、沸点有无某些物理性质的各向异性有无晶体非晶体能否发生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、碘晶体、SiO2晶体、钠晶体等玻璃、橡胶等2.晶体与非晶体的判定方法：测定方法测熔点晶体有固定的熔点，非晶体没有固定的熔点可靠的方法对固体进行X-射线衍射实验【微思考】(1)将晶体和非晶体分别加热各有什么现象？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范围，所以非晶体无固定的熔点。(2)熔融态物质冷却时都能得到晶体吗？提示：熔融态物质冷却时，不一定得到晶体，一是该物质本身是非晶体，不具有自范性，如玻璃的冷却得不到晶体，二是晶体的自范性是有一定条件的，如某些晶体熔化后，若冷却速度过快，微粒不能很好地规则排列，就得不到晶体。【典题训练】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具有规则的几何外形C.具有各向异性的固体一定是晶体D.依据构成粒子的堆积方式可将晶体分为金属晶体、离子晶体、分子晶体、原子晶体【解题指南】解答本题时要注意以下两点：(1)不能通过几何外形区别晶体和非晶体。(2)晶体具有各向异性的特性。【解析】选C。晶体与非晶体的根本区别在于其内部微粒在空间是否按一定规律做周期性重复排列。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规律性排列的外部反映，因此B项错。有些人工合成的固体也具有规则几何外形和高度对称性，但它们不是晶体，所以A项错。具有各向异性的固体一定是晶体，C项正确。晶体划分为金属晶体、离子晶体、分子晶体、原子晶体的依据是构成晶体的粒子及粒子间的相互作用，因此D项错。【方法规律】物质外观与晶体外形的关系这里所说的几何外形与物质的外观是有区别的。NaCl晶体的几何外形是立方的，而食盐小颗粒用肉眼是看不到晶体外形的，但在光学显微镜或电子显微镜下仍可观察到其规则的晶体外形。这充分证明NaCl固体粉末仍是晶体，只不过是因晶粒太小，肉眼看不到而已。二、晶胞中粒子数目的计算——均摊法若某个粒子为n个晶胞所共有，则该粒子1/n属于该晶胞。1.长方体晶胞中不同位置的粒子数的计算：2.非长方体晶胞中粒子视具体情况而定，如石墨晶胞每一层内碳原子排成六边形，其顶点(1个碳原子)被三个六边形共有，每个六边形占该粒子的1/3。【微思考】(1)晶胞都是平行六面体吗？提示：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，如有的晶胞呈六棱柱形。(2)位于顶角上的粒子一定是为8个晶胞所共有吗？提示：晶胞中粒子数目的计算，应根据晶胞的结构特点具体分析。长方体和正方体按上述方法分析，若不是长方体或正方体，则应分析每个位置上的粒子被几个晶胞共用，如六棱柱的顶点上的粒子被6个晶胞共用，个粒子属于该晶胞，而棱上的粒子有属于该晶胞。【典题训练】(2014·泰安高二检测)元素X的某价态离子Xn+中所有电子正好充满K、L、M三个电子层，它与N3-形成晶体的晶胞结构如图所示。(1)该晶体的阳离子与阴离子个数比为

。(2)该晶体中Xn+中n=

。(3)X元素的原子序数是

。(4)晶体中每个N3-被

个等距离的Xn+包围。【解析】(1)Xn+位于晶胞的棱上，其数目为12×=3个，N3-位于晶胞的顶点，其数目为8×=1个，故其个数比为3∶1。(2)由晶体的化学式X3N知X所带的电荷数为1。(3)因为X+的K、L、M三个电子层正好充满，故为2、8、18，所以X的原子序数是29。(4)N3-位于晶胞顶点，故其被6个X+在上、下、左、右、前、后包围。答案：(1)3∶1(2)1(3)29(4)6【方法规律】确定晶体化学式的方法观察微粒种类→确定微粒在晶体中的位置→用均摊法求各微粒的数目→求各微粒的最简个数比→确定化学式。【加固训练1】某晶体的晶胞如图所示，这种晶体中A、B、C三种粒子个数之比是()A.3∶9∶4B.1∶4∶2C.2∶9∶4D.3∶8∶4【解析】选B。这不是一个立方体晶胞结构，而是一个正三棱柱结构，那么依据实际情况来计算，原子的分摊数为顶角1/12，水平棱上1/4，竖棱上1/6，面上1/2，内部为1。A、B、C三种粒子个数的比为【加固训练2】根据晶体的晶胞，可求晶体中微粒个