高中化学第3章晶体结构与性质第1节晶体的常识课件新人教版选修3

2.晶体与非晶体的测定方法
测熔点 晶体有固定的熔点，非晶体没有固定的熔点
测定方法
可靠的方法
对固体进行 X-射线衍射实验
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[题组·冲关]
题组 1 晶体与非晶体
1．下列物质中前者为晶体，后者为非晶体的是( )
A．白磷、蓝矾
B．陶瓷、塑料
C．碘、橡胶
D．食盐、蔗糖
【解析】 A 中白磷和蓝矾都是晶体；B 中二者均为非晶体；C 中碘为晶体，
A．3∶9∶4
B．1∶4∶2
C．2∶9∶4
D．3∶8∶4
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【解析】 由图可知该晶体部分结构的上下两面为正三角形，因此处于顶 点的粒子为 12 个该结构共用，故该结构中 A 的数目为 6×112＝12；处于水平棱上 的粒子为 4 个该结构共用，处于垂直棱上的粒子为 6 个该结构共用，故该结构 单元中包含 B 粒子的数目为 6×14＋3×16＝2；该结构中包含 C 粒子的数目为 1， 由此可见 A、B、C 三种粒子的数目之比为12∶2∶1＝1∶4∶2。
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(1)晶体有自范性但其微粒排列无序。( ) (2)晶体具有各向同性，非晶体具有各向异性。( ) (3)晶体有固定的熔点。( ) (4)熔融态物质快速冷却即可得到晶体。( ) 【答案】 (1)× (2)× (3)√ (4)×
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[合作·探究] 晶体与非晶体的区别 [探究背景] 如图是某固体的微观结构示意图
(2)非平行六面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。
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[题组·冲关]
题组 1 晶胞及其微粒个数的确定
1．某晶体的部分结构为正三棱柱如图所示，这种晶体
中 A、B、C 三种粒子数之比是( )
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[探究问题] (1)区分晶体与非晶体的最可靠的科学方法是什么？试根据示意图判断固体 Ⅰ、Ⅱ 的类型。 【提示】 最可靠的科学方法是对固体进行 X-射线衍射实验。根据结构图 可知，Ⅰ 中微粒呈周期性有序排列，为晶体；Ⅱ中微粒排列不规则为非晶体。
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(2)将固体 Ⅰ、Ⅱ 分别加热至熔化，各有什么现象发生？该现象能说明晶 体、非晶体的哪种性质？
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(1)晶胞是晶体的最小的结构重复单元。( ) (2)不同的晶体中晶胞的大小和形状都相同。( ) (3)晶胞中的任何一个粒子都属于该晶胞。( ) (4)已知晶胞的组成就可推知晶体的组成。( ) 【提示】 (1)√ (2)× (3)× (4)√
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[合作·探究] 晶胞中原子个数的求算 [探究背景] 现有甲、乙、丙(如图所示)三种晶体的晶胞(甲中 X 处于晶胞的中心，乙中 A 处于晶胞的中心)。
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[探究问题] (1)甲晶体中 X 与 Y 的个数比是多少？ 【提示】 甲晶体中，体心 X 为 1，顶角 Y 为 6×18，所以 N(X)∶N(Y)＝1∶68 ＝4∶3。 (2)乙晶体中 A 与 B 的个数比是多少？ 【提示】 乙晶体中，体心 A 为 1，顶角 B 为 8×18＝1，所以 N(A)∶N(B) ＝1∶1。
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[核心·突破]
1．晶体与非晶体的区别
固体
外观
微观结构 自范性 各向异性 熔点
原子在三维空间呈
晶体 具有规则的几何外形
有 各向异性 固定
周期性有序排列
非
不
不具有规则的几何外形 原子排列相对无序 没有 各向同性
晶体
固定
本质 微观原子在三维空间是否呈现周期性有序排列
区别
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【提示】 加热晶体 Ⅰ，温度达到熔点时晶体 Ⅰ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Ⅱ时，温度升高到某一程度后非晶体Ⅱ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。
【答案】 B
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2．如图为甲、乙、丙三种晶体的晶胞。
试完成下列问题： (1)甲晶体的化学式(X 为阳离子)为________。 (2)乙晶体中 A、B、C 三种微粒的个数比是________。 (3)丙晶体中每个 D 周围结合 E 的个数是________。
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橡胶为非晶体；D 中二者均为晶体。
【答案】 C
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2．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
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【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 项错误。晶体 是由晶胞通过无隙并置形成的，构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 项错误。自范性是晶体 和非晶体的本质区别，B 项正确。
【答案】 B
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晶胞
[基础·初探] 1．概念 晶胞是描述晶体结构基的本__(_jī_b_ě_n_)_单__元。 2．结构 习惯采用的晶胞都是平__行___六__面__体，晶体是由无数晶胞“_无__隙___并__置_”而成。 (1)“无隙”：相邻晶胞之间没有任间何隙__(_j_ià_n_。xì) (2)“并置”：所有晶胞平都行是_(p__ín__g_x排ín列g)的，取向_相___同__。 (3)所有晶胞的形__状__及其内部的原__子___种__类_、个___数__及几__何__排___列__是完全相同的。
【答案】 B
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3.下列关于晶体与非晶体的说法正确的是( ) A．晶体一定比非晶体的熔点高 B．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 D．固体 SiO2 一定是晶体
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【解析】 晶体有固定的熔点，非晶体没有固定的熔点，A 项错误；晶体有 自范性且排列有序，非晶体无自范性而且排列无序，故 B 项错误，C 项正确； 晶体形成也需要一定条件，当条件不具备时，不一定形成晶体，如熔融态 SiO2 快速冷却形成的固体 SiO2 就不是晶体，故 D 项错误。
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3．晶体的特点 (1)自范性： ①定义：晶体自能发___(z__ìf_ā_)_地呈现__多__面__体__外形的性质。 ②形成条件：生晶长体(s_h_ē_n_g_z_h_ǎ_n_g__)的_适速当率。 ③本质原因：晶体中粒子微在观_(_w__ē_ig_u_ā_n_)_空里间呈现_周__期__性___的_有___序__排列。 (2)各向异性：许多物理性质常常会表现出各向异性。 (3)晶体有固定的__熔__点__。 (4)外形和内部质点排列的高度__有__序__性__。
6．普通玻璃和水晶的根本区别在于( )
水晶工艺品
玻璃灯饰
A．外形不一样
B．普通玻璃的基本构成微粒无规律性地排列，水晶的基本构成微粒呈周期
性有序排列
C．水晶有固定的熔点，普通玻璃无固定的熔点
D．水晶可用于能量转换，普通玻璃不能用于能量转换
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【解析】 普通玻璃为非晶体，水晶为晶体，它们的根本区别在于内部微 粒是否呈周期性有序排列，B 项正确。
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4．如图所示，在较高温度时，钾、氧两种元素形成的一种晶体结构与 NaCl 晶体结构相似，则该化合物的化学式为( )
A．K2O C．K2O3
B． D．KO2
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【解析】 每个晶胞中属于该晶胞的 K＋的个数：8×18＋6×12＝4；O－2 的个 数：12×14＋1＝4，故其比值为 1∶1，应选 D。
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【解析】 晶体的自范性指的是在适宜条件下，晶体能够自发地呈现封闭 的规则的多面体外形的性质，这一适宜条件一般指的是自动结晶析出的条件，A 项所述过程不可能实现；C 项中的圆形并不是晶体冰本身自发形成的，而是受容 器的限制形成的；D 项中的玻璃是非晶体。
【答案】 B
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【解析】 得到晶体的三个途径是：①溶质从溶液中析出，②气态物质凝 华，③熔融态物质的凝固。A 选项符合①，B、C 选项符合③。由于玻璃本来就 属于非晶体，熔融后再冷却所得固体仍为非晶体。
【答案】 D
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5．关于晶体的自范性，下列叙述正确的是 ( ) A．破损的晶体能够在固态时自动变成规则的多面体 B．缺角的氯化钠晶体在饱和 NaCl 溶液中慢慢变为完美的立方体块 C．圆形容器中结出的冰是圆形的体现了晶体的自范性 D．由玻璃制成规则的玻璃球体现了晶体的自范性
【答案】 C
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题组 2 晶体的获得及特点 4．下列过程得到的固体不是晶体的是( ) 【导学号：90990067】 A．将 NaCl 饱和溶液降温，所得到的固体 B．气态 H2O 冷却为液态，然后再降温形成的固体 C．熔融的 KNO3 冷却后所得到的固体 D．将液态的玻璃冷却后所得到的固体
B．BaTi4O6 D．BaTiO3
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【解析】 仔细观察钛酸钡晶胞的结构示意图可知：Ba 在立方体的中心， 完全属于该晶胞；Ti 处于立方体的 8 个顶角，O 处于立方体的 12 条棱的中点， 故晶体中三种原子的个数比为 Ba：Ti∶O＝1∶8×18∶12×14＝1∶1∶3。
【答案】 D
【答案】 (1)X2Y (2)1∶3∶1 (3)8
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题组 2 晶体化学式的确定方法 3．话筒是声电转换的换能器，在话筒中有一种材料的结构如图所示，它的 主要成分是钛酸钡，根据晶体的结构示意图可知它的化学式是( ) 【导学号： 90990068】
A．BaTi8O12 C．BaTi2O4
[基础·初探]
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__有__序___排列
非晶体没有_(_m__é_i_yǒu)
原子排列相对_无___序__(wúxù)
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2.获得晶体的途径 熔(1融)_(_r_ó_n_g_r_ó_n物g)质态凝固。 (气2)_态__(_q__ìt_à_i物) 质冷却不经液态直接凝固(凝华)。 (3)_溶__质__(_r从ón溶gz液hì中) 析出。
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(3)丙晶体中每个晶胞包含有 C 离子、D 离子各为多少？ 【提示】 丙晶体中，C 离子个数为 12×14＋1＝4，D 离子个数为 8×18＋6×12 ＝4。
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[核心·突破] 晶胞中粒子数的计算 (1)平行六面体晶胞中不同位置的粒子数的计算(均摊法)
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【答案】 D
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5．(1)元素铜的一种氯化物晶体的晶胞结构如图所示，该氯化物的化学式是 ________。 【导学号：90990069】
(2)Cu2O 为半导体材料，在其立方晶胞内部有 4 个氧原子，其余氧原子位于 面心和顶点，则该晶胞中有________个铜原子。
【解析】 甲晶体中 X 位于立方体的体心，每个晶胞实际占有 1 个，Y 位 于立方体的顶角，实际占有：4×18＝12个，X∶Y(个数比)＝1∶12＝2∶1，所以甲 的化学式为 X2Y。乙晶体中 A 在立方体的顶角，A 占有：8×18＝1 个，B 位于面 心，B 占有：6×12＝3 个，C 位于立方体的体心，C 占有 1 个，由此推出 A∶B∶C(个 数比)＝1∶3∶1。丙晶体中 E 位于立方体的体心，但从大的晶体范围看每个 D 属于 8 个晶胞，故 D 周围 E 的个数与 E 周围 D 的个数相同，每个 E 周围有 8 个 D，所以每个 D 周围有 8 个 E。
知
识
点 1
学 业
(
x
u
é
y
第一节 晶体的常识
è) 分
层
知
测
识
评
点
2
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1．认识晶体和非晶体的本质差异，知道晶体的特征和性质。 2．了解获得晶体的途径。 3．知道晶胞的概念，学会晶胞中微粒数的计算方法(均摊法)，能根据晶胞 的结构确定晶体的化学式。(重难点)
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晶体与非晶体