1、第一节第一节 晶体的常识晶体的常识 学习目标学习目标 1.了解晶体的特点。了解晶体的特点。 2.了解晶体与非晶体的本质差异。了解晶体与非晶体的本质差异。 3.了解晶胞的概念，能够计算晶胞中的粒子个了解晶胞的概念，能够计算晶胞中的粒子个 数。数。 课堂互动讲练课堂互动讲练 课前自主学案课前自主学案 知能优化训练知能优化训练 第第 一一 节节 晶晶 体体 的的 常常 识识 课前自主学案课前自主学案 一、晶体与非晶体一、晶体与非晶体 1晶体与非晶体的本质差异晶体与非晶体的本质差异 自范性自范性 微观结构微观结构 晶体晶体 _ 原子在三维空间里呈原子在三维空间里呈 _排列排列 非晶非晶 体体 _ _
2、原子排列相对原子排列相对_ 周期性有序周期性有序 有有 无无 无序无序 2.获得晶体的途径获得晶体的途径 熔融态熔融态 气态气态 凝华凝华 溶质溶质 3晶体的特点晶体的特点 各向异性各向异性 熔、沸点熔、沸点 高度有序性高度有序性 思考感悟思考感悟 1(1)晶体为什么有自范性？晶体为什么有自范性？ (2)晶体一定是固体，固体一定是晶体吗？晶体一定是固体，固体一定是晶体吗？ 【提示提示】 (1)晶体有自范性的本质原因是：晶体晶体有自范性的本质原因是：晶体 中粒子在微观空间里呈现周期性的有序排列。中粒子在微观空间里呈现周期性的有序排列。 (2)固体不一定是晶体，如玻璃、橡胶等都是非晶固体不一定是晶
3、体，如玻璃、橡胶等都是非晶 体。体。 二、晶胞二、晶胞 1概念：描述晶体结构的概念：描述晶体结构的_。 2结构结构 习惯采用的晶胞都是习惯采用的晶胞都是_，晶体是，晶体是 由无数晶胞由无数晶胞_而成。而成。 (1)无隙：相邻晶胞之间无任何无隙：相邻晶胞之间无任何_。 (2)并置：所有晶胞都是并置：所有晶胞都是_排列的，取排列的，取 向向_。 (3)所有晶胞的形状及内部的原子种类、个数及几所有晶胞的形状及内部的原子种类、个数及几 何排列是完全相同的。何排列是完全相同的。 基本单元基本单元 平行六面体平行六面体 无隙并置无隙并置 间隙间隙 平行平行 相同相同 思考感悟思考感悟 2由晶胞构成的晶体，
4、其化学式是否表示一个由晶胞构成的晶体，其化学式是否表示一个 分子中原子的数目？分子中原子的数目？ 【提示提示】 不表示，只表示每个晶胞中各类原不表示，只表示每个晶胞中各类原 子的最简整数比。子的最简整数比。 课堂互动讲练课堂互动讲练 晶体与非晶体的区别晶体与非晶体的区别 晶体晶体 非晶体非晶体 自范性自范性(本质区别本质区别) 有有 无无 是否均一是否均一 均一均一 不均一不均一 固定熔、沸点固定熔、沸点 有有 无无 各向异性各向异性 有有 无无 能否发生能否发生X射线衍射射线衍射(最科学的区分最科学的区分 方法方法) 能能 不能不能(能发生散能发生散 射射) 举例举例 NaCl晶体、晶体、I
5、2晶体、晶体、 SiO2晶体、晶体、Na晶体等晶体等 玻璃、橡胶等玻璃、橡胶等 特别提醒：特别提醒：(1)晶体有规则的几何外形，但有规晶体有规则的几何外形，但有规 则几何外形的不一定是晶体。如玻璃、塑料等则几何外形的不一定是晶体。如玻璃、塑料等 相关制品。相关制品。 (2)同一物质有时是晶体，也有时是非晶体。如同一物质有时是晶体，也有时是非晶体。如 晶体晶体SiO2和非晶体和非晶体SiO2。 例例1 (2011年黄冈高二检测年黄冈高二检测)下列叙述中，正确下列叙述中，正确 的是的是( ) A具有规则几何外形的固体一定是晶体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
6、则晶体与非晶体的根本区别在于是否具有规则 的几何外形的几何外形 C具有各向异性的固体一定是晶体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粉末状的固体肯定不是晶体 【解析解析】 晶体与非晶体的根本区别在于其内部粒晶体与非晶体的根本区别在于其内部粒 子在微观空间是否按一定规律做周期性重复排列。子在微观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。有些人工加工而成的固体也具有规则几何外项错。有些人工加工而成的固体
7、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，所以形和高度对称性，但不是晶体，如玻璃制品，所以 A项错。具有各向异性的固体一定是晶体，项错。具有各向异性的固体一定是晶体，C项正项正 确。不管固体的颗粒大小如何，只要其组成粒子在确。不管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。三维空间里呈现周期性的有序排列就属于晶体。 【答案答案】 C 变式训练变式训练 1 不不 能够支持石墨是晶体这一事实的能够支持石墨是晶体这一事实的 选项是选项是( ) A石墨和金刚石是同素异形体石墨和金刚石是同素异形体 B石墨中的碳原子呈石墨中的碳原子呈周期性有序排列周期性
8、有序排列 C石墨的熔点为石墨的熔点为 3625 D在石墨的在石墨的 X- 射线衍射图谱上有明锐的谱线射线衍射图谱上有明锐的谱线 解析：解析：选选A。原子在三维空间里呈有序排列。原子在三维空间里呈有序排列(选项选项 B)、有自范性、有固定的熔点、有自范性、有固定的熔点(选项选项C)、物理性、物理性 质上体现各向异性、质上体现各向异性、X射线衍射图谱上有分明的射线衍射图谱上有分明的 斑点或明锐的谱线斑点或明锐的谱线(选项选项D)等特征，都是晶体在等特征，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，如无异形体
9、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、石墨的同素异形体，却属于定形碳也是金刚石、石墨的同素异形体，却属于 非晶体。非晶体。 晶胞中粒子数目的计算晶胞中粒子数目的计算均摊法均摊法 如某个粒子为如某个粒子为 n 个晶胞所共有，则该粒子有个晶胞所共有，则该粒子有1 n属 属 于这个晶胞。于这个晶胞。 1长方体长方体(正方体正方体)晶胞中不同位置的粒子数的晶胞中不同位置的粒子数的 计算计算 2非长方体非长方体(正方体正方体)晶胞中粒子视具体情况而晶胞中粒子视具体情况而 定。定。 特别提醒：特别提醒：(1)晶胞中粒子个数的计算，其重要晶胞中粒子个数的计算，其重要 问题是正确分析晶胞中任
10、意位置上的一个粒子问题是正确分析晶胞中任意位置上的一个粒子 被几个晶胞所共用。被几个晶胞所共用。 (2)对于独立原子构成的分子则不能对于独立原子构成的分子则不能 用均摊法。由金属原子用均摊法。由金属原子M和非金属和非金属 原子原子N构成的气态团簇分子，如图构成的气态团簇分子，如图 所示，顶角和面上的原子是所示，顶角和面上的原子是M原子原子 ，棱中心和体心的原子是，棱中心和体心的原子是N原子，原子， 由于由于M、N原子并不存在共用关系，所以由气态原子并不存在共用关系，所以由气态 团簇分子结构图可知，其分子式可由示意图查原团簇分子结构图可知，其分子式可由示意图查原 子个数来确定，子个数来确定，M原
11、子共原子共14个，个，N原子原子13个，即个，即 分子式为分子式为M14N13。 (3)晶体的晶胞不一定只是一个小立方体。例如食晶体的晶胞不一定只是一个小立方体。例如食 盐晶体的晶胞是由盐晶体的晶胞是由8个小立方体构成的大立方体。个小立方体构成的大立方体。 例例2 如图为甲、乙、丙三种晶体部分结构：如图为甲、乙、丙三种晶体部分结构： 试写出：试写出：(1)甲晶体化学式甲晶体化学式(X为阳离子为阳离子)为为 _ _。 (2)乙晶体中乙晶体中A、B、C三种微粒的个数比是三种微粒的个数比是 _ _。 (3)丙晶体中每个丙晶体中每个D周围结合周围结合E的个数是的个数是 _ _个。个。 【思路点拨思路点
12、拨】 根据均摊法确定一个晶胞中所含根据均摊法确定一个晶胞中所含 的原子数。的原子数。 【解析】【解析】 顶角微粒在立方体中实占顶角微粒在立方体中实占1 8，立方体 ，立方体 面上微粒实占面上微粒实占1 2，立方体棱边上微粒实占 ，立方体棱边上微粒实占1 4，立方 ，立方 体内部微粒按有体内部微粒按有 1 算算 1 统计。 甲中统计。 甲中 X 位于立方体位于立方体 体心，算作体心，算作 1，Y 位于立方体顶角，实际占有：位于立方体顶角，实际占有： 1 8 41 2， ，XY(个数比个数比)11 2 21，所以甲的，所以甲的 化学式为化学式为 X2Y。乙中。乙中 A 占有：占有： 1 8 81，
13、B 占有占有1 2 63，C 占有占有 1，由此推出，由此推出 ABC(个数比个数比) 131。丙中每个。丙中每个 D 周围的周围的 E 的个数与每个的个数与每个 E 周围周围 D 的个数相同，每个的个数相同，每个 E 周围有周围有 8 个个 D， 所以每个所以每个 D 周围有周围有 8 个个 E。 【答案答案】 (1)X2Y (2)131 (3)8 互动探究互动探究 (1)若乙晶胞的边长为若乙晶胞的边长为a，则，则A与与B的最短距离是多的最短距离是多 少？少？B与与C的最短距离是多少？的最短距离是多少？ (2)甲晶体中甲晶体中YXY为多少？为多少？ 【提示】【提示】 (1)A、 B 之间的最
14、短距离为之间的最短距离为， 即， 即 2 2 a，B 与与 C 之间的距离为之间的距离为，即，即a 2。 。 (2)X与与Y的位置关系类似于的位置关系类似于CH4分子中分子中C与与H之之 间的关系，间的关系，CH键之间的夹角为键之间的夹角为10928，故，故 YXY为为10928。 【规律方法】【规律方法】 确定晶胞中粒子数目，首先看给确定晶胞中粒子数目，首先看给 出的图形是否为晶体的晶胞，若是晶体的晶胞，出的图形是否为晶体的晶胞，若是晶体的晶胞， 再分析某个粒子为再分析某个粒子为n个晶胞共有， 则该粒子有个晶胞共有， 则该粒子有1 n属 属 于该晶胞；若不是晶体的晶胞，则按实际结构找于该晶胞；若不是晶体的晶胞，则按实际结构找 相应粒子的数目。相应粒子的数目。 变式训练变式训练 2 (2011 年武汉高二检测年武汉高二检测)有四种晶体，有四种晶体， 其粒子排列方式如图所示，其中化学式其粒子排列方式如图所示，其中化学式不不 是是 AB 的是的是( ) 解析：解析：选选 C。C 项晶体中含项晶体中含 A：81 8 1，含，含 B：121 4 3，化学式为，化学式为 AB3。
