高中化學 第3章第1節(jié) 第一節(jié)晶體的常識同步導學課件 新人教版選修3

第一節(jié)晶體的常識 日常生活中，我們都會見到許多固體物質，如蠟狀的白磷、黃色的硫磺、紫黑色的碘和高錳酸鉀、藍色的硫酸銅、 白色的碳酸鈣等。另外， 自然界中的礦物也絕大部分是固體。我們常見的固體，用肉眼來分辨， 大體上可分為晶體、玻璃體(非晶體)和粉末。其實，在光學顯微鏡或電子顯微鏡下，固體粉末也是由晶體組成的，只是晶粒太小， 肉眼看不到而已。這樣，固體物質主要可分為晶體和非晶體兩大類，如圖是水晶的圖片。 那么，晶體和非晶體的主要區(qū)別是什么呢？晶體內部結構的主要特征是什么？從微觀的角度看，晶體又是怎樣形成的呢？ 1了解晶體的特點。 2了解晶體與非晶體的本質差異。 3了解晶胞的概念，能夠計算晶胞中的粒子個數(shù)。 1晶體與非晶體的本質差異自自范性范性微觀結構微觀結構晶晶體體原子在三維空間里呈原子在三維空間里呈 排列排列非非晶體晶體原子排列相對原子排列相對有有沒有沒有周期性有序周期性有序無序無序 2.獲得晶體的途徑 3晶體的特點 晶體與非晶體的區(qū)別與聯(lián)系 (1)晶體與非晶體的區(qū)別本質差異本質差異固定熔、固定熔、沸點沸點各各向向異異性性自自范性范性微觀結構微觀結構晶晶體體有有微粒在三維空間里微粒在三維空間里呈周期性有序排列呈周期性有序排列有固定有固定熔沸點熔沸點有有非非晶體晶體沒沒有有微粒排列相對無序微粒排列相對無序無固定無固定熔沸點熔沸點無無 (2)晶體與非晶體的判定方法 測熔點：晶體具有固定的熔沸點，而非晶體則沒有固定的熔沸點。 可靠方法：對固體進行X射線衍射實驗。 1. 普通玻璃和水晶的根本區(qū)別在于() A外形不一樣 B普通玻璃的基本構成粒子無規(guī)則地排列，水晶的基本構成粒子按一定規(guī)律做周期性重復排列 C水晶有固定的熔點，普通玻璃無固定的熔點 D水晶可用于能量轉換，普通玻璃不能用于能量轉換 解析：晶體和非晶體的本質區(qū)別就是粒子(原子、離子或分子)在微觀空間里是否呈現(xiàn)周期性的有序排列。 答案：B 1概念：描述晶體結構的。 2結構 晶 胞 一 般 都 是， 晶 體 是 由 無 數(shù) 晶 胞“ ”而成。 3特點 所有晶胞的形狀及內部的原子及幾何排列是完全相同的。基本單元基本單元平行六面體平行六面體無隙并置無隙并置種類、個數(shù)種類、個數(shù) 晶體與晶胞、均攤法的應用 (1)晶體和晶胞 晶胞 描述晶體結構的基本單元。 晶胞的結構 一般來說，晶胞都是平行六面體，晶胞只是晶體微觀空間里的一個基本單元，在它的上下左右前后無隙并置地排列著無數(shù)晶胞，而且所有晶胞的形狀及其內部的原子種類、個數(shù)及幾何排列是完全相同的。 晶體和晶胞的關系 整塊晶體可以看作是數(shù)量巨大的晶胞無隙并置而成，所謂無隙是指相鄰晶胞之間沒有任何間隙，所謂并置，是指所有晶胞都是平行排列的，取向相同。 非長方體(正方體)晶胞中粒子視具體情況而定，如石墨晶胞每一層內碳原子排成六邊形，其頂點(1個碳原子)被三個六邊形共有，每個六邊形占該粒子的1/3。 2鈦酸鋇的熱穩(wěn)定性好，介電常數(shù)高，在小型的變壓器、話筒和擴音器中都有應用。鈦酸鋇晶體的結構示意圖如圖，它的化學式是 ()ABaTi8O12 BBaTi4O6CBaTi2O4 DBaTiO3 解析：由一個晶胞想像出在整個晶體中，每個原子為幾個晶胞共用是解題的關鍵。仔細觀察鈦酸鋇晶體結構示意圖可知：Ba在立方體的中心，完全屬于該晶胞；Ti處于立體的8個頂點，每個Ti為與之相連的8個立方體所共用，即只有1/8屬于該晶胞；O處于立方體的12條棱的中點，每條棱為四個立方體共 用 ， 故 每 個 O 只 有 1 / 4 屬 于 該 晶 胞 。 即 晶 體 中N(Ba) N(Ti) N(O)1 (81/8) (121/4)1 1 3。 答案：D (2011青島高二質檢)關于晶體的自范性，下列敘述正確的是() A破損的晶體能夠在固態(tài)時自動變成規(guī)則的多面體 B缺角的氯化鈉晶體在飽和NaCl溶液中慢慢變?yōu)橥昝赖牧⒎襟w塊 C圓形容器中結出的冰是圓形的體現(xiàn)了晶體的自范性 D由玻璃制成規(guī)則的玻璃球體現(xiàn)了晶體的自范性 晶體的自范性指的是在適宜條件下，晶體能夠自發(fā)地呈現(xiàn)封閉的規(guī)則的多面體外形的性質，這一適宜條件一般指的是自動結晶析出的條件，A選項所述過程不可能實現(xiàn)；C選項中的圓形并不是晶體冰本身自發(fā)形成的，而是受容器的限制形成的；D項中玻璃是非晶體。 答案：B 晶體的基本性質 (1)自范性 指晶體能自發(fā)地呈現(xiàn)多面體外形的性質。 (2)均一性 指晶體的化學組成、密度等性質在晶體中各部分都是相同的。 (3)各向異性 同一晶格構造中，在不同方向上質點排列一般是不一樣的，因此，晶體的性質也隨方向的不同而有所差異。 (4)對稱性 晶體的外形和內部結構都具有特有的對稱性。在外形上，常有相等的晶面、晶棱和頂角重復出現(xiàn)。 這種相同的性質在不同的方向或位置上做有規(guī)律的重復，就是對稱性。晶體的格子構造本身就是質點重復規(guī)律的體現(xiàn)。 (5)最小內能 在相同的熱力學條件下，晶體與同種物質的非晶體、液體、氣體相比較，其內能最小。 (6)穩(wěn)定性 晶體由于有最小內能，因而結晶狀態(tài)是一個相對穩(wěn)定的狀態(tài)。 1水的狀態(tài)除了氣、液和固態(tài)外，還有玻璃態(tài)。它是由液態(tài)水急速冷卻到165 K時形成的。玻璃態(tài)的水無固定形狀，不存在晶體結構，且密度與普通液態(tài)水的密度相同，有關玻璃態(tài)水的敘述中正確的是() A水由液態(tài)變?yōu)椴ＡB(tài)，體積縮小 B水由液態(tài)變?yōu)椴ＡB(tài)，體積膨脹 C玻璃態(tài)是水的一種特殊狀態(tài) D玻璃態(tài)水能使X射線產生衍射 解析：玻璃態(tài)水無固定形狀，不存在晶體結構，故玻璃態(tài)水不是晶體，不能使X射線產生衍射；因密度與普通水相同，故水由液態(tài)變?yōu)椴ＡB(tài)時體積不變。 答案：C (2011湖南師大附中模擬)元素X的某價態(tài)離子Xn中所有電子正好充滿K、L、M三個電子層，它與N3形成的晶體結構如圖所示。 (1)該晶體的陽離子與陰離子個數(shù)比為_。 (2)該晶體中Xn離子中n_。 (3)X元素的原子序數(shù)是_。 (4)晶體中每個N3被_個等距離的Xn離子包圍。 答案：答案：(1)3 1(2)1(3)29(4)6 (2)對于獨立原子構成的分子則不能用均攤法。由金屬原子M和非金屬原子N構成的氣態(tài)團簇分子，如圖所示，頂角和面上的原子是M原子，棱中心和體心的原子是N原子，由于M、N原子并不存在共用關系，所以由氣態(tài)團簇分子結構圖可知，其分子式可由示意圖查原子個數(shù)來確定，M原子共14個，N原子13個，即分子式M14N13。 (3)晶體的晶胞不一定只是一個小立方體。例如食鹽晶體的晶胞是由8個小立方體構成的大立方體。 2有四種晶體，其粒子排列方式如下圖所示，其中化學式不是AB的是() 答案：C 1下列關于晶體的敘述不正確的是() A晶體有自范性 B晶體內部質點的排列高度有序 C晶體的某些物理性質常會表現(xiàn)出各向異性 D粉末狀固體一定不是晶體 解析： 故A、B、C正確，當晶體晶粒小時，即為粉末狀，故D項不對。 答案：D 2下列物質中屬于晶體的是 () A瑪瑙B玻璃 C陶瓷 D膽礬 解析：玻璃屬玻璃態(tài)物質，介于晶體和非晶體之間；瑪瑙、陶瓷屬于非晶體，膽礬是一種晶體，化學式為CuSO45H2O。 答案：D 3.納米材料的表面粒子數(shù)占粒子總數(shù)的比例很大，這是它有許多特殊性質的原因。假設某硼鎂化合物的結構如右圖所示(六個硼原子位于棱柱內)，則這種納米顆粒的表面粒子數(shù)占總粒子數(shù)的百分比為 () A22% B70% C66.7% D33.3%答案：答案：B 4.氯化銫晶體具有立方體結構，如圖所示，立方體中的圓圈是Cs或Cl所處位置，在該晶體中，每個Cs周圍與它最接近的且距離相等的Cs的個數(shù)共有 () A6個 B8個 C12個 D16個 解析：根據(jù)氯化銫的晶體結構可以看出每個Cs的正上、正下、左、右、前、后各有一個Cs與之等距離且最近，故每個Cs周圍與它最接近的且距離相等的Cs共有6個。 答案：A 5如下圖所示的甲、乙、丙三種晶體： 試推斷甲晶體的化學式(X為陽離子)為_，乙晶體中A、B、C三種微粒的個數(shù)比是_，丙晶體中每個D周圍結合E的個數(shù)是_個。答案：答案：X2Y1 3 18 6.如圖所示為高溫超導領域里的一種化合物鈣鈦礦晶體結構，該結構是具有代表性的最小重復單位。 (1)在該物質的晶體結構中，每個鈦離子周圍與它最接近且距離相等的氧原子、鈣離子，各有_、_。 (2)該晶體結構中，元素氧、鈦、鈣的離子個數(shù)比是_，該物質的化學式可表示為_。 (3)若鈣、鈦、氧三元素的相對質量分別為a、b、c，晶體結構圖中正方體邊長(鈦原子之間的距離)為d nm(1 nm109 m)，則該晶體的密度為_g/cm3。 解析：(1)以鈦離子為頂點，應有8個立方晶胞緊靠在一起，這樣鈦原子成為空間角坐標系的中心原點，它的三維方向上前后左右上下最近且相鄰各有一個氧原子共6個，它周圍的8個立方晶胞內各含一個鈣離子。