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1、第一第一节晶体的常晶体的常识学业要求学业要求素养对接素养对接1.能能说出晶体与非晶体的区出晶体与非晶体的区别。2.能能结合合实例例描描述述晶晶体体中中微微粒粒排排列列的的周期性周期性规律。律。3.认识简单的晶胞。的晶胞。微微观探析：晶体与非晶体的区探析：晶体与非晶体的区别。模型模型认知：晶胞的判断与相关知：晶胞的判断与相关计算。算。知知 识 梳梳 理理一、晶体一、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微观结构构晶体晶体原子在三原子在三维空空间里呈里呈_排列排列非晶体非晶体原子排列相原子排列相对_有有周期性有序周期性有序无无无序无序2.获得晶体的三条途径获得晶体的三条
2、途径(1)_态物物质凝固。凝固。(2)_物物质冷却不冷却不经液液态直接凝固直接凝固(_)。(3)_从溶液中析出。从溶液中析出。熔融熔融气气态凝凝华溶溶质3.晶体的特点晶体的特点(1)自范性：自范性：定定义：晶体能：晶体能_呈呈现_外形的性外形的性质。形成条件：晶体形成条件：晶体_适当。适当。本本质原因：晶体中粒子在原因：晶体中粒子在_里呈里呈现_的的_排列。排列。(2)各向异性：某些物理性各向异性：某些物理性质常常会表常常会表现出各向异性。出各向异性。(3)晶体有固定的晶体有固定的_。(4)外形和内部外形和内部质点排列的高度点排列的高度_。自自发地地多面体多面体生生长的速率的速率微微观空空间周
3、期性周期性有序有序熔点熔点有序性有序性【自主思考】【自主思考】1.区分晶体与非晶体的最可靠的方法是什么？区分晶体与非晶体的最可靠的方法是什么？提示提示最可靠的方法是对固体进行最可靠的方法是对固体进行X射线衍射实验。射线衍射实验。二、晶胞二、晶胞1.概念概念2.结构结构晶胞是描述晶体晶胞是描述晶体结构的构的_。习惯采用的晶胞都是采用的晶胞都是_体，晶体是由无数晶胞体，晶体是由无数晶胞_而成。而成。(1)“无隙无隙”：相：相邻晶胞之晶胞之间没有任何没有任何_。(2)“并置并置”：所有晶胞都是：所有晶胞都是_排列的，取向排列的，取向_。(3)所所有有晶晶胞胞的的_及及其其内内部部的的_、_及及_是是
4、完完全相同的。全相同的。基本基本单元元平行六面平行六面“无隙并置无隙并置”间隙隙平行平行相同相同形状形状原子种原子种类个数个数几何排列几何排列3.晶胞中微粒数目的计算晶胞中微粒数目的计算(1)平行六面体平行六面体(立方体形立方体形)晶胞中微粒数目的晶胞中微粒数目的计算。算。晶胞的晶胞的顶角原子是角原子是_个晶胞共用；个晶胞共用；晶胞棱上的原子是晶胞棱上的原子是_个晶胞共用；个晶胞共用；晶胞面上的原子是晶胞面上的原子是_个晶胞共用。个晶胞共用。如金属如金属铜的一个晶胞的一个晶胞(如如图所示所示)均均摊到的原子数到的原子数为_。842(2)几种晶胞中原子数目的确定。几种晶胞中原子数目的确定。结合合
5、下下图，钠、锌、碘碘、金金刚石石晶晶胞胞中中含含有有原原子子的的数数目目分分别为_、_、_、_。2288【自主思考】【自主思考】2.晶胞是否全是平行六面体？晶胞是否全是平行六面体？提示提示不一定，如有的晶胞呈六棱柱形。不一定，如有的晶胞呈六棱柱形。3.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？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？提示提示不表示，只表示每个晶胞中各类原子的最简整数比。不表示，只表示每个晶胞中各类原子的最简整数比。1.判断正判断正误，正确的打，正确的打“”；错误的打的打“”“”。(1)有有规则几何外形的固体就是晶体。几何外形的固体就是晶体。()(2
6、)熔融熔融态的晶体冷却凝固，得到的固体不一定呈的晶体冷却凝固，得到的固体不一定呈规则的几何外形。的几何外形。()(3)晶胞都是平行六面体。晶胞都是平行六面体。()(4)晶胞是晶体的最小重复晶胞是晶体的最小重复单元。元。()(5)不同的晶体中晶胞的大小和形状都相同。不同的晶体中晶胞的大小和形状都相同。()(6)晶胞中的任何一个粒子都只属于晶胞中的任何一个粒子都只属于该晶胞。晶胞。()(7)已知晶胞的已知晶胞的组成也无法推知晶体的成也无法推知晶体的组成。成。()自自 我我 检 测(8)同一物同一物质可能是晶体，也可能是无定形体。可能是晶体，也可能是无定形体。()(9)区分晶体和非晶体最可靠的科学方
7、法是确定有没有固定熔点。区分晶体和非晶体最可靠的科学方法是确定有没有固定熔点。()(10)雪花是水蒸气凝雪花是水蒸气凝华得到的晶体。得到的晶体。()(11)溶溶质从溶液中析出可以得到晶体。从溶液中析出可以得到晶体。()答案答案(1)(2)(3)(4)(5)(6)(7)(8)(9)(10)(11)2.关于晶体的自范性，下列叙述正确的是关于晶体的自范性，下列叙述正确的是()A.破破损的晶体能的晶体能够在固在固态时自自动变成成规则的多面体的多面体B.缺角的缺角的氯化化钠晶体在晶体在饱和和NaCl溶液中慢慢溶液中慢慢变为完美的立方体晶完美的立方体晶块C.圆形容器中形容器中结出的冰是出的冰是圆形的，体形
8、的，体现了晶体的自范性了晶体的自范性D.由玻璃制成由玻璃制成规则的玻璃球，体的玻璃球，体现了晶体的自范性了晶体的自范性解解析析晶晶体体的的自自范范性性指指的的是是在在适适宜宜条条件件下下，晶晶体体能能够够自自发发呈呈现现规规则则的的几几何何外外形形的的性性质质。A选选项项所所述述过过程程不不可可能能实实现现；C选选项项中中的的圆圆形形并并不不是是晶晶体体冰冰本本身身自自发发形形成成的的，而而是是受受容容器器的的限限制制形形成成的的；D选选项项中中玻玻璃璃属属于于非非晶晶体体；氯氯化化钠钠属属于于晶晶体体，从从饱饱和和溶溶液液中中析析出出是是形形成成晶晶体体的的途途径径之之一一，其其发发生生的的
9、原原因因是是晶晶体体的的自自范范性性，故故B选选项正确。项正确。答案答案B3.整整块晶晶体体可可以以看看作作是是数数量量巨巨大大的的晶晶胞胞“无无隙隙并并置置”而而成成。对这句句话的的理理解解错误的的是是()A.相相邻晶胞之晶胞之间没有任何没有任何间隙隙B.晶体是晶胞晶体是晶胞简单、随意堆、随意堆积而成而成C.晶胞排列晶胞排列时，取向相同，取向相同D.“并置并置”是指所有晶胞都是平行排列的是指所有晶胞都是平行排列的解解析析晶晶体体并并不不是是晶晶胞胞简简单单、随随意意堆堆积积而而成成，而而是是晶晶胞胞平平行行排排列列而而成成的的，且且相相邻邻晶胞之间没有任何间隙。晶胞之间没有任何间隙。答案答案
10、B学习任务一晶体与非晶体学习任务一晶体与非晶体【合作交流】【合作交流】如如图是某固体的微是某固体的微观结构示意构示意图1.区区分分晶晶体体与与非非晶晶体体的的最最可可靠靠的的科科学学方方法法是是什什么么？试试根根据据示示意意图图判判断断固固体体、的的类型。类型。提提示示最最可可靠靠的的科科学学方方法法是是对对固固体体进进行行X射射线线衍衍射射实实验验。根根据据结结构构图图可可知知，中中微粒呈周期性有序排列，为晶体；微粒呈周期性有序排列，为晶体；中微粒排列不规则为非晶体。中微粒排列不规则为非晶体。2.将将固固体体、分分别别加加热热至至熔熔化化，各各有有什什么么现现象象发发生生？该该现现象象能能说
11、说明明晶晶体体、非非晶晶体体的哪种性质？的哪种性质？提提示示加加热热晶晶体体 ，温温度度达达到到熔熔点点时时晶晶体体 开开始始熔熔化化，在在全全部部熔熔化化以以前前，继继续续加加热热，温温度度基基本本保保持持不不变变，完完全全熔熔化化后后，温温度度才才开开始始升升高高，所所以以晶晶体体有有固固定定的的熔熔点点。加加热热非非晶晶体体 时时，温温度度升升高高到到某某一一程程度度后后非非晶晶体体 开开始始软软化化，流流动动性性增增强强，最最后后变变为为液液体体。从从软软化化到到完完全全熔熔化化，中中间间经经过过较较大大的的温温度度范范围围，所所以以非非晶晶体体无无固固定的熔点。定的熔点。3.有规则的
12、几何外形的固体一定是晶体吗？有规则的几何外形的固体一定是晶体吗？提提示示有有规规则则几几何何外外形形或或美美观观、对对称称外外形形的的固固体体不不一一定定是是晶晶体体。例例如如，玻玻璃璃制制品品可以塑造出规则的几何外形，也可以具有美观对称的外观。可以塑造出规则的几何外形，也可以具有美观对称的外观。4.有固定组成的物质一定是晶体吗？有固定组成的物质一定是晶体吗？提提示示具具有有固固定定组组成成的的物物质质也也不不一一定定是是晶晶体体，如如某某些些无无定定形形体体也也有有固固定定的的组组成成，如无定形如无定形SiO2。【点【点拨提升】提升】1.晶体与非晶体的比较晶体与非晶体的比较晶体晶体非晶体非晶
13、体微微观结构特征构特征粒子周期性有序排列粒子周期性有序排列粒子排列相粒子排列相对无序无序性性质特征特征自范性自范性有有无无熔点熔点固定固定不固定不固定各向异性各向异性有有无无鉴别方法方法间接方法接方法看是否具有固定的熔点或根据某些物理性看是否具有固定的熔点或根据某些物理性质的各向异性的各向异性科学方法科学方法对固体固体进行行X射射线衍射衍射实验举例例NaCl、I2、SiO2、Na晶体等晶体等玻璃、橡胶等玻璃、橡胶等2.晶体呈现自范性的条件晶体呈现自范性的条件晶晶体体呈呈现自自范范性性的的条条件件之之一一是是晶晶体体生生长的的速速率率适适当当。熔熔融融态物物质冷冷却却凝凝固固，有有时得得到到晶晶
14、体体，但但凝凝固固速速率率过快快时，常常常常只只得得到到看看不不到到多多面面体体外外形形的的粉粉末末或或没没有有规则外外形形的的块状状物物。如如玛瑙瑙是是熔熔融融态SiO2快快速速冷冷却却形形成成的的，而而水水晶晶是是SiO2热液液缓慢慢冷冷却形成的。却形成的。【例【例1】下列关于晶体的性】下列关于晶体的性质叙述中，不正确的是叙述中，不正确的是()A.晶晶体体的的自自范范性性指指的的是是在在适适宜宜条条件件下下晶晶体体能能够自自发地地呈呈现封封闭规则的的多多面面体体几几何何外形外形B.晶体的各向异性和晶体的各向异性和对称性是矛盾的称性是矛盾的C.晶体的晶体的对称性是微称性是微观粒子按一定粒子按
15、一定规律做周期性重复排列的必然律做周期性重复排列的必然结果果D.晶体的各向异性直接取决于微晶体的各向异性直接取决于微观粒子的排列具有特定的方向性粒子的排列具有特定的方向性解解析析晶晶体体的的各各向向异异性性取取决决于于微微观观粒粒子子的的排排列列具具有有特特定定的的方方向向性性，而而对对称称性性是是微微观粒子按一定规律做周期性重复排列的必然结果，观粒子按一定规律做周期性重复排列的必然结果，B项的说法错误。项的说法错误。答案答案B晶晶体体在在不不同同方方向向上上物物质质微微粒粒的的排排列列情情况况不不同同，晶晶体体的的对对称称性性是是微微观观粒粒子子按按一一定定规规律律做周期性重复排列的必然结果
16、。做周期性重复排列的必然结果。【变式式训练】1.下列关于晶体与非晶体的下列关于晶体与非晶体的说法正确的是法正确的是()A.晶体一定比非晶体的熔点高晶体一定比非晶体的熔点高B.晶体有自范性但排列无序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非晶体无自范性而且排列无序D.固体固体SiO2一定是晶体一定是晶体解解析析晶晶体体有有固固定定的的熔熔点点，非非晶晶体体没没有有固固定定的的熔熔点点，A项项错错误误；晶晶体体有有自自范范性性且且排排列列有有序序，非非晶晶体体无无自自范范性性而而且且排排列列无无序序，故故B项项错错误误，C项项正正确确；晶晶体体形形成成也也需需要要一一定定条条件件，当当
17、条条件件不不具具备备时时，不不一一定定形形成成晶晶体体，如如熔熔融融态态SiO2快快速速冷冷却却形形成成的固体的固体SiO2就不是晶体，故就不是晶体，故D项错误。项错误。答案答案C2.下列途径不能得到晶体的是下列途径不能得到晶体的是()A.熔融熔融态SiO2快速冷却快速冷却B.熔融熔融态SiO2缓慢冷却慢冷却C.FeCl3蒸气冷凝蒸气冷凝D.CuSO4饱和溶液蒸和溶液蒸发浓缩后冷却后冷却解解析析晶晶体体呈呈现现自自范范性性是是需需要要一一定定条条件件的的，即即晶晶体体生生长长的的速速率率要要适适当当。熔熔融融态态物物质质快快速速冷冷却却时时不不能能得得到到晶晶体体，如如熔熔融融态态SiO2快快
18、速速冷冷却却得得到到看看不不到到晶晶体体外外形形的的玛玛瑙瑙，热热液液缓缓慢慢冷冷却却则则形形成成水水晶晶。FeCl3、AlCl3等等固固体体均均易易升升华华，其其蒸蒸气气凝凝华华则则得得到到晶晶体。体。D项析出胆矾晶体项析出胆矾晶体(CuSO45H2O)。答案答案A3.下列关于晶体的下列关于晶体的说法正确的是法正确的是()A.将将饱和硫酸和硫酸铜溶液降温，析出的固体不是晶体溶液降温，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宝石和玻璃制品C.石蜡和玻璃都是非晶体，但它石蜡和玻璃都是非晶体，但它们都有固定的熔点都有固
19、定的熔点D.蓝宝石在不同方向上的硬度一定相同宝石在不同方向上的硬度一定相同解解析析选选项项A，将将饱饱和和CuSO4溶溶液液降降温温可可析析出出胆胆矾矾，胆胆矾矾属属于于晶晶体体。选选项项B，宝宝石石的的硬硬度度较较大大，玻玻璃璃制制品品的的硬硬度度较较小小，可可以以根根据据有有无无划划痕痕来来鉴鉴别别。选选项项C，非非晶晶体体没没有有固固定定熔熔点点。选选项项D，晶晶体体的的各各向向异异性性导导致致蓝蓝宝宝石石在在不不同同方方向向上上的的硬硬度度有有些些差差异。异。答案答案B4.下列物下列物质中，属于晶体的是中，属于晶体的是_(填序号填序号)。A.橡胶橡胶 B.B.玻璃玻璃C.食盐食盐 D.
20、D.水晶水晶E.塑料塑料F.胆胆矾G.陶瓷陶瓷解解析析固固体体有有晶晶体体和和非非晶晶体体之之分分。晶晶体体是是内内部部微微粒粒(原原子子、离离子子或或分分子子)在在空空间间按按一一定定规规律律做做周周期期性性重重复复排排列列构构成成的的固固体体物物质质，食食盐盐、冰冰、水水晶晶、大大部部分分矿矿石石等等都都是是晶晶体体；非非晶晶体体是是内内部部微微粒粒的的排排列列呈呈现现杂杂乱乱无无章章的的分分布布状状态态的的固固体体物物质质，如如玻玻璃璃、橡胶等都是非晶体。橡胶等都是非晶体。答案答案CDF学习任务二晶胞学习任务二晶胞【合作交流】【合作交流】现有有甲甲、乙乙、丙丙(如如图所所示示)三三种种晶
21、晶体体的的晶晶胞胞(甲甲中中X处于于晶晶胞胞的的中中心心，乙乙中中A处于于晶胞的中心晶胞的中心)。1.甲晶体中甲晶体中X与与Y的个数比是多少？的个数比是多少？2.乙晶体中乙晶体中A与与B的个数比是多少？的个数比是多少？3.丙晶体中每个晶胞包含有丙晶体中每个晶胞包含有C离子、离子、D离子各为多少？离子各为多少？4.若晶胞是六棱柱，那么顶点上的一个微粒被几个六棱柱共用？若晶胞是六棱柱，那么顶点上的一个微粒被几个六棱柱共用？提示提示被被6个六棱柱共用。个六棱柱共用。【点【点拨提升】提升】1.均摊法确定晶胞中微粒的个数均摊法确定晶胞中微粒的个数(2)六棱柱晶胞中不同位置的粒子数的六棱柱晶胞中不同位置的
22、粒子数的计算：算：特特别别提提醒醒非非长长方方体体和和六六方方晶晶胞胞中中粒粒子子数数目目计计算算时时视视具具体体情情况况而而定定，如如石石墨墨晶晶胞胞每每一一层层内内碳碳原原子子排排成成六六边边形形，每每个个碳碳原原子子被被三三个个六六边边形形共共用用，每每个个碳碳原原子子对对六六边边形形的的贡献为贡献为1/3。2.立方晶胞中各物理量的关系立方晶胞中各物理量的关系a3NAnMa：表示晶胞的棱：表示晶胞的棱长；：表示晶体的密度；：表示晶体的密度；NA：表示阿伏加德：表示阿伏加德罗常数；常数；n：表示：表示1mol晶胞中晶体的物晶胞中晶体的物质的量；的量；M：表示晶体的摩：表示晶体的摩尔尔质量；
23、量；a3NA表示表示1mol晶胞的晶胞的质量。量。【例例2】(1)元元素素铜的的一一种种氯化化物物晶晶体体的的晶晶胞胞结构构如如图所所示示，该氯化化物物的的化化学学式式是是_。(2)利利用用“卤化化硼硼法法”可可合合成成含含B和和N两两种种元元素素的的功功能能陶陶瓷瓷，如如图为其其晶晶胞胞结构构示示意意图，则每每个个晶晶胞胞中中含含有有B原原子子的的个个数数为_，该功功能能陶陶瓷瓷的的化化学学式式为_。(3)某某晶晶体体结构构模模型型如如图所所示示。该晶晶体体的的化化学学式式是是_，在在晶晶体体中中1个个Ti原子、原子、1个个Co原子周原子周围距离最近的距离最近的O原子数目分原子数目分别为_个
24、、个、_个。个。(4)有有一一种种钛原原子子和和碳碳原原子子构构成成的的气气态团簇簇分分子子，如如图所所示示，顶角角和和面面心心的的原原子子是是钛原子，棱的中心和体心的原子是碳原子，它的化学式原子，棱的中心和体心的原子是碳原子，它的化学式为_。A.Ti14C13B.TiCC.Ti14C4D.Ti4C3(4)由由题题意意知知该该物物质质是是气气态态团团簇簇分分子子，故故题题目目中中图图示示应应是是该该物物质质的的一一个个完完整整的的分分子子，由由14个个Ti原子和原子和13个个C原子构成。选项原子构成。选项A正确。正确。答案答案(1)CuCl(2)2BN(3)CoTiO3612(4)A(1)根根
25、据据均均摊摊法法计计算算出出1个个晶晶胞胞中中，各各种种原原子子个个数数的的最最简简整整数数比比可可确确定定该该物物质质的的化化学学式。式。(2)对对于于独独立立原原子子构构成成的的分分子子，其其分分子子式式的的确确定定则则不不能能用用均均摊摊法法。如如由由金金属属原原子子M和和非非金金属属原原子子N构构成成的的气气态态团团簇簇分分子子，如如图图所所示示，顶顶角角和和面面上上的的原原子子是是M原原子子，棱棱中中心心和和体体心心的的原原子子是是N原原子子，由由于于M、N原原子子并并不不存存在在共共用用关关系系，所所以以由由气气态态团团簇簇分分子子结结构构图图可可知知，其其分分子子式式可可由由示示
26、意意图图查查原原子子个个数数来来确确定定，M原原子子共共14个个，N原原子子13个，即分子式为个，即分子式为M14N13。【变式式训练】5.某某物物质的的晶晶体体内内部部一一截截面面上上原原子子的的排排布布情情况况如如图所所示示，则该晶晶体体的的化化学学式式可可表表示示为()A.A2BB.ABC.AB2D.A3B解解析析由由该该晶晶体体一一截截面面上上原原子子的的排排布布情情况况可可知知，每每一一个个A原原子子周周围围有有2个个B原原子子，每一个每一个B原子周围有原子周围有2个个A原子。故该晶体的化学式可表示为原子。故该晶体的化学式可表示为AB。答案答案B6.石石墨墨烯可可转化化为富富勒勒烯(
27、C60)，某某金金属属M与与C60可可制制备一一种种低低温温超超导材材料料，晶晶胞胞如如图所所示示，M原原子子位位于于晶晶胞胞的的棱棱上上与与内内部部。该晶晶胞胞中中M原原子子的的个个数数为_，该材材料的化学式料的化学式为_。答案答案12M3C60【例例3】如如图所所示示为高高温温超超导领域域里里的的一一种种化化合合物物钙钛矿的的晶晶体体结构构，该结构是具有代表性的最小重复构是具有代表性的最小重复单位。位。(1)在在该物物质的的晶晶体体结构构中中，每每个个钛离离子子周周围与与它它最最近近且且距距离离相相等等的的氧氧离离子、子、钙离子、离子、钛离子各有离子各有_个、个、_个、个、_个。个。(2)
28、该晶晶体体结构构中中，元元素素氧氧、钛、钙的的离离子子个个数数比比是是_，该物物质的化学式可表示的化学式可表示为_。(3)若若钙、钛、氧氧三三元元素素的的相相对原原子子质量量分分别为a、b、c，晶晶体体结构构图中中正正方方体体边长(钛原原子子之之间的的距距离离)为dnm(1nm109m)，则该晶晶体体的的密密度度为_gcm3。【变式式训练】7.如如图为NaCl晶晶体体的的一一个个晶晶胞胞，测知知氯化化钠晶晶体体中中相相邻的的Na与与Cl的的距距离离为acm，该晶体密度晶体密度为dgcm3，则阿伏加德阿伏加德罗常数可表示常数可表示为()解解题题反反思思解解答答晶晶胞胞中中各各量量关关系系计计算算题题的的关关键键，是是正正确确分分析析微微粒粒在在晶晶胞胞中中的的位位置置关关系，找出晶胞的体积及系，找出晶胞的体积及1个晶胞的质量。个晶胞的质量。答案答案C
