第三章 第一节 晶体的常识

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1、第三章 晶体结构与性质第一节 晶体的常识重点难点研析一、晶体的分类1根据晶体内部微粒的种类和微粒间的相互作用的不同，可将晶体分为离子晶体、金属 晶体、原子晶体和分子晶体。2由阴离子和阳离子通过离子键形成的晶体称为离子晶体。3由金属元素组成，以金属键为基本作用形成的晶体称为金属晶体。 4完全通过共价键形成的晶体称为原子晶体。5通过分子间相互作用使得分子在空间进行周期性重复排列所形成的晶体称为分子晶 体。二、晶体与非晶体的判定方法 1测熔点：晶体具有固定的熔点，而非晶体则没有固定的熔点。2.可靠方法：对固体进行X-射线衍射实验。三、晶体的基本性质是由晶体的周期性结构决定的1自范性 指晶体能自发地呈

2、现多面体外形的性质。2均一性 指晶体的化学组成、密度等性质在晶体中各部分都是相同的。3各向异性 同一晶格构造中，在不同方向上质点排列一般是不一样的，因此，晶体的性质也随方向 的不同而有所差异。4对称性 晶体的外形和内部结构都具有特有的对称性。在外形上，常有相等的晶面、晶棱和顶角 重复出现。这种相同的性质在不同的方向或位置上做有规律的重复，就是对称性。晶体的格子构造 本身就是质点重复规律的体现。5最小内能 在相同的热力学条件下，晶体与同种物质的非晶体、液体、气体相比较，其内能最小。 6稳定性晶体由于有最小内能，因而结晶状态是一个相对稳定的状态。典型实例剖析切I下列叙述中，正确的是（）A. 具有规

3、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、原子晶体解析 晶体与非晶体的根本区别在于其内部粒子在空间上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；有些人工加工而成的固体也具有规则几何外形和高度对称性，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、原子晶体是依据构成晶体的粒子及粒子间的相互作用，因此D项错。答案C依据晶体

4、的特性判断固体是不是晶体，存在一定的不可靠性，应从本质特征上进行把握。 切2如下图所示的甲、乙、丙三种晶体甲乙丙试写出：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 。(3) 丙晶体中每个D周围结合E的个数是个。解析 只要掌握晶体立方体中粒子实际占有“份额”规律：顶点粒子在立方体中实占丄，8立方体面上粒子实占丄，立方体棱边上粒子实占丄，立方体内部粒子按有1算1统计。甲 24中X位于立方体体心，算为1, Y位于立方体顶点，实际占有：丄X4=12个，X：Y=1：丄8 2 2=2 : 1，所以甲的化学式为X2Y；乙中A占有：丄X8=1，B占有丄X6=3, C占有1个，

5、82由此推出A ： B ： C=1 ： 3 ： 1；丙中D周围的E的个数与E周围D的个数相同，E周围有8 个D,所以D周围有8个E。答案(1)X2Y (2)1 ： 3 ： 1(3)8解答这类习题时首先要明确：由晶胞构成的晶体，其化学式不是表示一个分子中含有多 少个原子，而是表示每个晶胞中平均含有各类原子的个数，即各类原子的最简个数比。解答 这类习题，通常采用分摊法。分摊法的根本原则是：晶胞在任意位置上的一个原子如果被 x 个晶胞所共有，那么，每个晶胞对这个原子分得的份额就是1。x一教材问题解答-学与问1某同学在网站上找到一张玻璃的结构示意图如图，这张图说明玻璃是不是晶体，为什么？提示 不是晶体

6、。从玻璃的结构示意图来看，玻璃中粒子质点排列无序，没有晶体的自 范性。2根据晶体物理性质的各向异性的特点，人们很容易识别用玻璃仿造的假宝石。你能列 举出一些可能有效的方法鉴别假宝石吗？提示(1)采用X-射线衍射实验时，当X-射线照射假宝石时，不能使X-射线产生衍射， 只有散射效应。(2) 观看是否具有对称性；在外形上，假宝石没有相等的晶面、晶棱和顶角重复出现。(3) 用它来刻划玻璃；真宝石硬度大，可刻划玻璃，而假宝石硬度小，不能用来刻划玻璃。(4) 加热；真宝石熔、沸点很高，而假宝石无固定的熔、沸点，在一定温度范围内，便开 始熔化。学与问下图依次是金属钠(Na)、金属锌(Zn)、碘(12)、金

7、刚石(C)晶胞的示意图，数一数，它们分 别平均含几个原子？钠晶胞锌晶胞碘晶胞金刚石晶胞提示 金属钠的一个晶胞的原子数=8 X 1/8+1=2； 金属锌的一个晶胞的原子数=8X1/8+1=2； 晶体碘的一个晶胞的原子数=(8X1/8+6X1/2)X2=8； 金刚石的一个晶胞的原子数=8X1/8+6X1/2+4=8o课后习题解答1.自范性微观结构晶体有(能自发呈现多面体外形)原子在三维空间里呈周期性有序排列玻璃体没有(不能自发呈现多面体外形)原子排列相对无序2.区分晶体和非晶体最科学的方法是对固体进行X-射线衍射实验。3. 8x8+6X 下列物质中属于晶体的是()A. 玻璃B.水晶C.水泥D.橡胶

8、答案 B解析 晶体是具有自发形成的规则几何外形的固体，玻璃、水泥、橡胶尽管可以塑造成 为规则的几何外形，但不是自发的，所以它们不是晶体。 下列关于晶体的说法不正确的是()A. 粉末状的固体肯定不是晶体B. 晶胞是晶体结构的基本单兀C. 晶体内部的粒子按一定规律做周期性的有序排列=4； 8X1+6X1+4=8； (8x8 + 6X*)X3 = 12。 42 种学习效果自测D. 晶体尽量采取紧密堆积方式，以使其变得比较稳定答案 A解析 晶体和非晶体的本质区别是组成晶体的粒子在三维空间里是否呈现周期性的有序 排列，不管固体的颗粒大小，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，因此A

9、选项的判断是错误的，而B、C、D项皆正确。3纳米材料的表面粒子数占粒子总数的比例很大，这是它有许多特殊性质的原因。假设C66.7%某硼镁化合物的结构如下图所示(六个硼原子位于棱柱内)，则这种纳米颗粒的表面粒子数占 总粒子数的百分比为()B70%D33.3%A22% 答案 B解析 这是一个纳米颗粒，其中的粒子不会与其他颗粒共用，因此所有的镁原子和硼原 子都完全属于这个颗粒。该纳米颗粒表面共有镁原子14 个、内部有硼原子6 个，原子总数为 1420,所以镁原子占原子总数的百分比为20X100% = 70%，故B选项正确。4. 某晶体的一部分如图所示，这种晶体中A、B、C三种粒子数之比是()A. 3

10、：9：4B. 1：4：2C. 2：9：4D. 3：8：4答案 B解析 这不是一个立方晶胞结构，而是一个正三棱柱结构，那么依据实际情况来计算，原子的均摊数分别为：顶点占，水平棱上4 竖棱上6，面上2内部为1。A、B、C三种粒 子数的比为(6X2)： (6X1+3x6): 1 = 1 ： 4 ： 2o5. 某离子化合物的晶胞如下图所示。阳离子位于晶胞的中心，阴离子位于晶胞的8个顶点上，该离子化合物中阴、阳离子的个数比为()A. 1： 8B.1： 2D. 1： 1答案 D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。每一个晶胞中的粒子属于 该晶胞的份额计算方法如下：顶点上的粒子，被8个晶胞共

11、用，属于一个晶胞的占其1/8；棱上的粒子，被4个晶胞共用，属于一个晶胞的占其1/4；面上的粒子，被2个晶胞共用，属于一个晶胞的占其1/2；晶胞内的粒子，完全属于该晶胞。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8X1/8 = 1,因此，阴离子与阳离子的个数比为 1： 1。6. 根据晶体中的晶胞结构，判断下列晶体的化学式中不正确的是()答案 A解析 确定晶体的化学式，其实就是确定晶胞中各粒子的个数比。在立方晶胞中，只有 处于晶胞内部的粒子才完全属于该晶胞，处于面上的粒子有1/2 属于该晶胞，处于棱上的粒 子有1/4属于该晶胞，处于各顶点上

12、的粒子只有1/8 属于该晶胞。据此可以算出上述晶体的 化学式分别是AB、C2D、EF、XY3Z，所以A选项错误。7在晶体中具有代表性的最小重复结构单元称为晶胞。一般来说，晶胞的形状都是 。由于整块晶体可以看作是由很多的晶胞通过而形成的，因此晶体内部质 点的排列。晶体的许多物理性质(如强度、导热性、光学性质等)常会表现出。而非晶体由于(填“存在”或“不存在”)最小重复的结构单元，在X-射线衍射图谱中的特点是。答案 平行六面体 无隙并置 高度有序 各向异性 不存在 看不到分立 的斑点或明锐的谱线解析 本题重点考查晶体的微观结构以及晶体和非晶体的X-射线衍射图谱的区别。讲练常案部分对点讲练1下列叙述

13、不属于晶体特性的是()A有规则的几何外形B.具有各向异性C 有对称性D.没有固定熔点答案 D解析 晶体具有规则的几何外形、各向异性、对称性三大特性，且晶体有固定的熔点。2下列物质中，不属于晶体的是()A. 干冰B.食盐C.玻璃D.钠答案 C解析 固体有晶体和非晶体之分，晶体是内部微粒(原子、离子或分子)在空间按一定规 律做周期性重复排列构成的固体物质，食盐、冰、金属、宝石、水晶、大部分矿石等都是晶 体；非晶体的内部原子或分子的排列呈现杂乱无章的分布状态，如玻璃、橡胶等都是非晶体。3下列有关晶胞的叙述，正确的是()A. 晶胞是晶体中的最小的结构重复单元B. 不同的晶体中晶胞的大小和形状都相同C.

14、 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答案 AD解析 不同的晶体中晶胞的形状和大小不一定相同，故 B 错；晶胞中的粒子有的和其他 晶胞共用，所以C也错。4. 某晶体中含有A、B、C三种元素，其排列方式如图所示，晶体中A、B、C的原子个数之比依次为()A. 1 ： 3 ： 1B. 2 ： 3 ： 1C. 8 ： 6 ： 1D. 4 ： 3 ： 1/I O7| ； O/表7KA 表加B 表不C答案 A解析 N(A) = 8xj=1, n(B) = 6X* = 3, N(C) = 1,则晶体中A、B、C的原子个数之比为 1 ： 3 ： 1o5. 现有甲、乙、丙三种晶

15、体的晶胞(甲中X处于晶胞的中心，乙中A处于晶胞的中心), 可推知：甲晶体中X与Y的个数比是,乙中A与B的个数比是,4 : 31 : 14答案解析丙晶胞中有个C离子，有个D离子。根据平摊规律：甲中体心X为1,顶点Y为|x6,所以X：Y=1：6=4：3;同理可计算出乙、丙中微粒个数及其比值。课时作业 1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答案 B解析 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