晶体常识
选修二3.1.1晶体的常识
第一节 晶体的常识 第一课时
物质的聚集状态
物质的三态变化是物理变化，变化时克服分子间作用力或破坏 化学键，但不会有新的化学键形成。
固态
凝固
凝华
（放热）
（放热）
融化 升华
（吸热）（吸热）
液态
气化 （吸热） 气态
液化 （放热）
物质的聚集状态
物质的聚集状态
气态 等离子体
通常物质有三种存在状态,这
课堂练习4：计算下列晶胞中原子数目，确定化学式。
晶胞1 X：6/12=1/2 化学式：
Y：6/4+3/6=2 Z：1
X2ZY4
晶胞2
Mg：12/6+2/2=3 B:（在体内） 6
化学式： MgB2
课堂练习5：科学家发现了一种由钛原子和碳 原子构成的气态团簇分子。如图所示，顶角和 面心的原子是钛原子，棱的中心和体心的原子
Cl-数＝8×
1 8
+6 × 12＝4
一个晶胞含4个NaCl
氯化钠的化学式为NaCl
应用：根据晶胞确定化学式。
思考与讨论：
(1)晶胞有几套平行棱？有几套平行面？ 晶胞有三套各4根平行棱，有3套各两个平行面
(2)数一数，它们分别平均含有几个原子？
金属钠（Na）
1+8 1 =2 8
金属锌（Zn）
1+8 1 =2 8
外层冷却快，内层冷却慢；晶体生长速率适当 是保持自范性的条件之一。
晶体自范性的条件之一是生长的速率适当 玛瑙
水晶
天然水晶球里的玛瑙和水晶
玛瑙是熔融态SiO2快速冷却形成——没有规则外形 水晶是熔融态SiO2缓慢冷却形成——有规则外形 思考：除了冷却的方法，还有没有其它途径得到晶体 内部：1
第一节-晶体的常识
（3）晶体具有固定的熔点
二、晶胞
1.晶胞：描述晶体结构的基本单元 2.晶胞的结构
晶胞都是平行六面体，上下左右前后无隙 并置排列着无数晶胞。
3.确定晶胞化学式的方法——均摊法
顶点占1/8
面占1/2
棱占1/4
氯化钠晶体
一个Na+吸引多少个 Cl－ ？ 6个
一个Cl－吸引多少个 Na+ ？ 6个 NaCl晶体中Na+ 与Cl－的离 子个数比为多少？︰1 1 与Na+等距离且距离最近的Na+为多少个？ 12个
与Cl－等距离且距离最近的Cl－为多少个？ 12个
二氧化碳结构模型
与二氧化碳距离最近且等距离的二氧化碳 有多少个？ 12个
第一节 晶体的常识
一、晶体与非晶体
1.晶体与非晶体的本质差异 自范性 晶体 有（能自发呈现多 面体外形） 没有（不能自发呈 现多面体外形）
具有规则的几何外 形的固体叫晶体
微观结构 原子在三维空间 里呈周期性有序 排列 原子排列相对无 序
非晶 体
2.晶体呈现自范性的条件
晶体生长的速率适当Fra bibliotek3.得到晶体的一般条件
（1）熔融态物质凝固
固体粉末仍是晶体， 只因晶粒太小，肉眼 看不到而已
（2）气体物质凝华
（3）溶质从溶液中析出
4.晶体的特点
（1）晶体的外形和内部质点排列高度有序
晶体SiO2与非晶体SiO2的投影示意图
（2）晶体具有各向异性
在晶体中，不同晶面和晶面上原子排列的方式不 同和密度不同，它们之间结合力的大小也不相同， 这种性质叫做晶体的各向异性
晶体常识讲解内容
（1）晶胞具有平移性用锤子轻轻敲击具有整齐外形的晶体（如方解石），会发现晶体劈裂出现的新晶面与某一原晶面是平行的，这种现象叫做晶体的解理性。
古人由晶体解理性猜测，晶体是由无数肉眼看不见的，形状、大小、取向相同的微小几何体堆积而成的，后来，这种观念发展成晶胞的概念——整块晶体是由完全等同的晶胞无隙并置地堆积而成的。
“完全等同”可从“化学上等同”和“几何上等同”两个方面来理解。
“化学上等同”指晶胞里原子的数目和种类完全等同；“几何上等同”既指所有晶胞的形状、取向、大小等同，而且指晶胞里原子的排列（包括空间取向）完全等同。
“无隙并置”即一个晶胞与它的相邻晶胞是完全共顶角、共面、共棱的，取向一致，无间隙，从一个晶胞到另一个晶胞只需平移，不需转动，进行或不进行平移操作，整个晶体的微观结构不可区别。
晶胞的这种本质属性可归纳为晶胞具有平移性。
例图3-1中的晶胞是指实线小立方体呢还是指虚线大立方体？为什么？图3-1哪个是氯化钠晶胞？哪个是金刚石晶胞？[答] 图3-1中的小立方体不具有平移性，因为它与相邻的小立方体并非等同。
相反，大立方体才具有平移性，在它的上下左右前后都有无隙并置的完全等同的立方体，只是没有画出来而已，因此大立方体才是晶胞，小立方体不是晶胞。
晶胞具有相同的顶角、相同的平行面和相同的平行棱是晶胞平移性这一本质特征的必然推论。
这里的所谓“相同”，包括“化学上相同”（原子或分子相同）和“几何上相同”（原子的排列与取向），不具有平移性就不是晶胞。
部分平时的练习题中会错误的把例题中这类不属于晶胞的小正方体当成晶胞来处理，如金版教程的课时作业第10题认为四个选项所给均为晶胞，实际A和C选项都不是晶胞，但这类错误不影响用均摊法计算，正规考试也不会出现这类错误。
（2）晶胞不一定都取平行六面体可以选为晶胞的多面体很多，只要它们可无隙并置地充满整个微观空间，即具有平移性，都可以选取，如图3-3所示的五种。
但应强调指出，若不指明，三维的“习用晶胞”都是平行六面体，即图3-3中最左边的一种，就是通常所指的晶胞。
高中化学晶体的常识
A．3.0×10－8 cm C．4.0×10－8 cm
B．3.5×10－8 cm D．5.0×10－8 cm
解析：从 NaCl 晶体结构模型中分割出一个小立方 体，如图所示，a 表示其边长，d 表示两个 Na＋中心 1 1 间的距离。每个小立方体含 Na ： ×4＝ ，含 8 2
＋
1 1 1 ＋ － Cl ： ×4＝ ，即每个小立方体含 Na —Cl 离子对 个。 8 2 2
各向异性，正是内部微粒按一定规律周期性排列的结果；
晶体有规则的几何外形，但有规则几何外形的固体不一定 是晶体。
答案：C
[自学教材· 填要点]Fra bibliotek1.概念
晶胞是描述 晶体结构 的基本单元。 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：相邻晶胞之间无任何 间隙 。 (2)并置：所有晶胞都是 平行 排列的，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。
1 1 乙中 A 占有： ×8＝1，B 占有 ×6＝3，C 占有 1 个，由 8 2 此推出 N(A)∶N(B)∶N(C)＝1∶3∶1。 丙中 D 周围 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
具有规则几何外形的固
体一定是晶体吗？
[例2] 如图所示的甲、乙、丙三种晶体：
试写出：
(1)甲晶体的化学式(X为阳离子) ________。
(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________。
晶体的常识晶胞
晶体的常识晶胞物质常见的三态是气态、液态和固态。
固态物质简称为固体，在固体中，原子、分子、离子或原子团被限制在固定的位置周围振动，所以固体具有比较刚性的结构，难以被压缩。
固体可以是晶态或非晶态，晶体以其结构中原子、分子、离子或原子团的有规则排列而区别于非晶体。
晶体随处可见在日常生活中起着非常重要的作用，例如，食盐、糖、苏打、红宝石、金刚石、石英等都属于晶态。
了解晶体的特征，掌握晶体结构知识，对认识物质性质具有重要意义。
天然红宝石及制品一．晶体的特征人们常从以下三方面来区别晶体和非晶体。
1.晶体有自范性，而非晶体没有。
晶体呈自发形成的规则的几何外形，而非晶体没有一定的外形。
有些晶体很大，直接的呈现出美丽的多面体形状，如石英晶体呈菱柱或菱锥状，明矾晶体呈八面体形，雪花有多种形状，但都为六角形，我国古代早有“雪花多六出”的记载。
菱锥和菱柱状的石英晶体正八面体形的明矾晶体雪花晶体有些晶体很小，肉眼看来是细粉末，似乎没有晶面，但借助于光学显微镜或电子显微镜也可以观察到它们整齐而有规则的外形，如我们可以观察到立方体状的氯化钠、棱柱状的硫酸铜、针状的羟基氧化铁等晶粒外形。
而玻璃、沥青、石蜡等是非晶体，它们冷却凝固时不会自发形成多面体外形，没有特征的形状，所以又称无定形体。
硫酸铜晶体小颗粒和放大的结构放大的氯化钠晶体颗粒我们把晶体在适宜的条件下，能够自发的呈现封闭的规则和凸面体外形的性质叫做晶体的自范性。
晶体自范性是晶体中粒子微观空间里呈现周期性有序排列的的宏观表象。
晶体的自范性是需要在适宜的条件下才能体现的，这个适宜条件通常指生长速率适当，如果熔融态物质冷却凝固速率过快，常常只得到看不到多面体外形的粉末或没有规则外形的块状物。
如玛瑙石熔融态的二氧化硅快速冷却形成的，而水晶是热液缓慢冷却形成的。
缺角的氯化钠晶体在饱和氯化钠溶液中慢慢会变为完美的立方体晶体，这也是晶体自范性的一种表现。
2.晶体具有固定的熔点，而非晶体没有固定的熔点。
晶体常识
（4）X＋中所有电子正好充满 K、L、M三个电子层，它与 N3－形成的晶体结构如图所 示。X的元素符号（Cu ）， 与同一个N3-相连的X+有（6 ） 个。
黑球代表X+ 白球代表N3-
练习5高考链接
（2010江苏高考12分）乙炔是有机合成工业的一种 原料。工业上曾用CaC2与水反应生成乙炔。 （1）CaC2中C22－与O22+互为等电子体，O22+的电子 式可表示为____________； 1mol O22+中含有的键 数目为__________________。 （2）将乙炔通入[Cu（NH3）2]Cl溶液生成Cu2C2红 棕色沉淀。Cu+基态核外电子排布式为______。 （3）乙炔与氢氰酸反应可得丙烯腈（H2C＝CH－ C≡N）。丙烯腈分子中碳原子轨道杂化类型是 ____________；分子中处于同一直线上的原子数 目最多为____________。
④属于正四面体的分子构型。
CO2和SiO2的一些物理性质如下表所示， 通过比较试判断SiO2晶体是否属于分子晶 体。
二．原子晶体（共价晶体）
１.概念：相邻原子间以共价键相结合而形成空间立体
网状结构的晶体．
注:(1)构成微粒： 原子 (不存在单个分子或离子） (2)微粒之间的作用： 共价键 (3)气化或熔化时破坏的作用力：共价键
1
顶 角
棱上
面 上
小结:晶胞对质点的占有率
体心：
立方晶胞
1
面心： 1/2
棱边： 1/4
顶点： 1/8
学与问（教材64页: ）
学与问答案: 2
作业：
2
8
8
教材P64 3：列式计算下图晶胞中各有多少个原子
《晶体的常识》
P54
√
第一节 晶体的常识 即学即练
同步解析与测评
P55
√
第一节 晶体的常识 基础巩固
同步解析与测评
P56
√
第一节 晶体的常识 基础巩固
同步解析与测评
P56
√
第一节 晶体的常识 基础巩固
同步解析与测评
P56
√
第一节 晶体的常识
课本
P63
晶体与非晶体的本质区别是什么？
构成固体的粒子在三维空间里是否呈现周期性的有序排列 为了描述晶体在微观空间里原子的排列，无须画出千千万万个原子， 只需在晶体微观空间里取出一个基本单元即可。
第一节 晶体的常识
课本
P63
请理解：
“无隙”指相邻的晶胞之间没有任何间隙；一个晶胞与相邻的
晶胞完全共顶点、共棱边、共面
“并置”指所有晶胞都是平行排列的，取向相同。一个晶
胞到另一个晶胞只需平移，不需转动
“完全等同”指所有晶胞的形状、内部的原子种类、个数及几
何排列完全相同。
第一节 晶体的常识
课本
P63
第一节 晶体的常识
课本
P60
一、晶体与非晶体
自范性
晶体 非晶体
微观结构
原子在三维空间里呈 周期性有序 排列
有 没有
无序 原子排列相对_________________
3.晶体与非晶体的本质区别
构成固体的粒子在三维空间里是否呈现周期性的有序排列
第一节 晶体的常识
课本
P60
NaCl晶体结构示意图：
Cl-
数之比是( A．3∶9∶4 C．2∶9∶4 )
√ D．3∶8∶4
B．1∶4∶2
第一节 晶体的常识 能力提升
《晶体的常识》
1、什么是晶体？什么是非晶体？
晶体——具有规则几何外形的固体 非晶体——没有规则几何外形的固体 2、晶体有什么特点和性质？
（1） 晶体有自范性 （2）晶体具有各向异性 （3）晶体具有固定的熔点
3、晶体和非晶体的本质区别是什么？
构成固体的粒子在三维空间里是否呈现周 期性的有序排列
4.晶体形成的途径
(2)在该晶体中，氧、钙、钛的粒子个数比是________。 答案 (1)6 (2)3∶1∶1
答案
学生自主学习
课堂互动探究
学习效果检测
课时作业
4
73
8
51
62
1
5、下列是NaCl晶胞示意图，晶胞中Na+和 Cl¯的个数比是多少？
该晶胞中有 4个Na+4个Cl-
1∶1
正六棱柱晶胞
顶点： 1/6 面心： 1/2 （上、下）棱：1/4 侧棱： 1/3
正确的是( A) A．ZXY3 C．ZX4Y8
B．ZX2Y6 D．ZX8Y12
4．在高温超导领域中，有一种化合物叫钙钛矿，其晶体结构中有代表性 的最小单位结构如图所示。试回答：
(1) 在 该 晶 体 中 ， 每 个 钛 离 子 周 围 与 它 最 近 且 距 离 相 等 的 钛 离 子 有 ________个。
[课堂练习]
1.下列物质都是固体,其中不是晶体的 是( A )
①橡胶 ②水晶 ③冰 ④干冰 ⑤ 冰醋酸 ⑥石蜡 ⑦玻璃
A.①⑥⑦ B.①②⑦ C.②④⑤⑦ D.①③⑥⑦
2.晶体是一类非常重要的材料,在很多领域都 有广泛的应用。下列对晶体硅的叙述中正确的
是( C )
A.形成晶体硅的速度越快越好 B.晶体硅没有固定的熔点 C.可用X-射线衍射实验来鉴别晶体硅和玻璃 D.晶体硅与非晶体的本质区别是有固定熔点
晶体常识-晶体与非晶体晶体与非晶体的区别
晶体
NaCl (型) 离 子 晶 体 CsCl (型)
晶体结构
晶体详解 (1)每个Na＋(Cl－)周围等距且紧 邻的Cl－(Na＋)有6个．每个Na＋ 周围等距且紧邻的Na＋有12个 (2)每个晶胞中含4个Na＋和4个 Cl－ (1)每个Cs＋周围等距且紧邻的 Cl－有8个，每个Cs＋(Cl－)周围 等距且紧邻的Cs＋(Cl－)有6个 (2)如图为8个晶胞，每个晶胞中 含1个Cs＋、1个Cl－
晶体详解
(1)每个Si与4个O以共价键结
合，形成正四面体结构
(2)每个正四面体占有1个Si,4
个“ 1 2
O”， (Si)∶n(O)＝
1∶2
(3)最小环上有12个原子，即6
个O,6个Si
晶体 分子
干冰 晶体
晶体结构
晶体详解
(1)8个CO2分子构成立 方体且在6个面心又各 占据1个CO2分子 (2)每个CO2分子周围 等距紧邻的CO2分子 有12个
三、几种典型的晶体模型
晶体
晶体结构
原 金
子 刚
晶 石
体
晶体详解 (1)每个碳与4个碳以共价键 结合，形成正四面体结构(2) 键角均为109°28(3)最小碳环 由6个C组成且六原子不在 同一平面内(4)每个C参与4 条C—C键的形成，C原子 数与C—C键之比为1∶2
晶体
原 子 晶 SiO2 体
晶体结构
一、晶体常识
1．晶体与非晶体 (1)晶体与非晶体的区别
晶体
非晶体
结构特征
结构微粒周期性 结构微粒无序排
有序排列
列
自范性
性质 特征
熔点
异同表现
二者 间接方法
区别 方法
科学方法
晶体常识
12 简单立方点阵
a=b=c，α=β=γ =90°
13 体心立方点阵
a=b=c，α=β=γ =90°
14 面心立方点阵
a=b=c，α=β=γ =90°
2.1.2 晶向指数和晶面指数
晶面（crystal plane）——晶体结构一系列原子所 构成的平面。
晶向（crystal directions）——通过晶体中任意两 个原子中心连成直线来表示晶体结构的空间的各个 方向。
距为负数则在指数上加一负号。
立方晶系中晶面指数示意图
立方晶系中两个晶面指数
晶面指数还有如下规律：
（1）某一晶面指数代表了在原点同一侧的一组想互平行且 无限大的晶面。
(2) 若晶面指数相同，但正负符号相反，则两晶面是以点 为对称中心，且相互平行的晶面。如（110）和（TT0）互相 平行。
(3) 凡晶面间距和晶面上原子分布完全相同，只是空间取 向 不 同 的 晶 面 ， 可 归 为 同 一 晶 面 族 （ crystal plane group），用{hkl}表示。如{100}包括（100）、（010）、 （001）、（T00）、（0T0）、（00T）。
的
七大晶系和十四种空间格子
七大晶系：
1.三斜晶系（triclinic system）：a≠b≠c，α≠β≠γ≠ 90° 2.单斜晶系（monoclinic system ）：a≠b≠c，α＝γ＝90°≠β 3.正交(斜方)晶系（orthogonal system ）：a≠b≠c，α＝β＝γ＝ 90° 4.四(正)方晶系（tetragonal system ）：a＝b ≠ c，α＝β＝γ＝90° 5.立方晶系（cubic system ）：a＝b＝c，α＝β＝γ＝90° 6.六方晶系（hexagonal system ）：a＝b ≠ c，α＝β＝90°，γ＝120° 7.菱形晶系（rhombohedral system）：a＝b＝c， α＝β＝γ≠90°
331晶体的常识
离子个数
8 1 1 8
6 1 3 2
1
12 1 3 4
离子位置 顶点 面心
体心 棱心
二、晶胞
⑴是一个立方晶胞，在此晶胞中， a=b=c, = == 90°。 ⑵每个晶胞中含有4个紫色圆球, 它们 的分数坐标分别为： (0,0,0)， (1/2,1/2,0)，(1/2,0,1/2)，(0,1/2,1/2)； 每个晶胞中含有4个黄色圆球, 它们的 分数坐标分别为： (1/4, 1/4, 1/4)， (3/4,3/4,1/4)，(3/4,1/4,3/4)， (1/4,3/4,3/4)。
一、晶体与非晶体
3.结构基元 结构基元必须满足四个条件：化学组成相同；空间结构相同； 排列取向相同；周围环境相同。
二维实例：层状石墨分子，其结构基元由两个C原子组成(相邻 的2个C原子的周围环境不同)。
一、晶体与非晶体
3.结构基元 结构基元必须满足四个条件：化学组成相同；空间结构相同； 排列取向相同；周围环境相同。
晶胞中两要素示例
二、晶胞
5. 两点间距离公式
当三个晶轴构成直角坐标系时（===90), 根据两点间距离 公式可方便地求得任意两粒子间的距离：
O P x 1 x 2 2 a 2 y 1 y 2 2 b 2 z 1 z 2 2 c 2
6. 晶胞中的“分子数”
空间点阵与正当空间格子
一、晶体与非晶体
5.点阵和晶体结构 晶体结构周期 性的两个要素
重复的大小与方向 周期性重复的内容
晶体结构 = 点阵 + 结构基元
二、晶胞
1. 晶胞 晶体结构的基本重复单元称为晶胞。
晶胞对应于正当格子只有7种形状，一定是平行六面体。 整个晶体就是由完全等同的晶胞无隙并置地堆砌而成，所以 晶胞具有平移性。
晶体常识用
离子晶体
晶体 原子晶体 分子晶体
固体
金属晶体
非晶体 又称玻璃体 玻璃、沥青、石蜡、橡胶、塑料等！
一、晶体的性质：
1、自范性：晶体能自发地呈现多面体外形的 性质。 (1) 本质:是晶体中粒子在微观空间里呈现 周期性的有序排列的宏观表象.
(2)晶体自范性的条件之一:生长速率适当
(3)获得晶体的途径
一、晶体的性质：
2、各向异性
3、晶体具有固定的熔点
4、能使X-射线产生衍射
（最科学的区别晶体和非晶体的方法）
6/18/2020 7:24 PM
B 1.下列关于晶体与非晶体的说法正确的是 ( )
A.晶体有自范性但排列无序
B.非晶体无自范性而且排列无序
C.晶体一定比非晶体的熔点高
D.固体SiO2一定是晶体
体心：1 面心：1/2 棱边：1/4 顶点：1/8
二﹑晶胞
铜晶体
铜晶胞
3.晶胞中原子个数的计算
9班 19
均摊法：晶胞任意位置上的一个原子如果是 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
体心：1 面心：1/2 棱边：1/4 顶点：1/8
3、钙-钛矿晶胞结构如图所示。观察钙-
钛矿晶胞结构，求该晶体中，钙、钛、氧
的微粒个数比为多少？
1∶ 1∶ 3
CaTiO3
6/18/2020 7:24 PM
7、最近发现一种由钛原子和碳原子构成的气
态团簇分子，如下图所示，它的化学式
是
。
Ti14C13
Ti
C
对多气态分子不能采
用均摊法！
6/18/2020 7:24 PM
4、石墨是一种混合型晶体，如图所示。它是 层状结构，层与层之间依靠分子间作用力相结 合。每层内部碳原子与碳原子之间靠共价键相 结合，其键角为1A.熔沸点
晶体的常识完整篇
自范性
玛瑙是熔融态SiO2快速冷却形成——没有规则外 形 水晶则是熔融态SiO2缓慢冷却形成——有规则外 形
自范性的条件之一：生长速率适当。
各向异性
石墨在与层平行 的方向导电率约 为在与层垂直方 向上导电率的1万 倍
（2）物理性质表现各向异性（强度、导热性、 光学性质）——同样反映了晶体内部粒子 排列的有序性 （3）晶体具有固定的熔点
二﹑晶胞
1. 晶胞：描述晶体结构的基本单元
蜂巢与蜂室
铜晶体
铜晶胞
晶体与晶胞的关系可用蜂巢与峰室的关系比 喻，然而蜂巢是有形的，晶胞是无形的，是人 为划定的。
铜晶体 铜晶胞
无隙并置
平行六 面体
2、特点：晶胞都是 平行六面体.晶胞在 晶体中是“无隙并置” 而成.
3、三种典型立方晶体结构
简单立方
体心立方
猫 眼 石
紫 水 晶
祖母绿
钻 石
冰糖 胆 矾
明 矾泡沫塑料玛瑙 Nhomakorabea一、晶体与非晶体区别
从外观上看
– – 晶体：具有规则几何外形的固体 非晶体：没有规则几何外形的固体
Think
这是为什么呢 ？
观察· 思考
• 请同学们判断下列物质是晶体还是非晶体： 石 蜡
雪花
钻石 硅藻土 明 矾
食 盐 泡沫塑料
水晶石
面心立方
［思考］ 铜晶体的一个晶胞中含有多少个铜原子?
A: 14
B: 4
C: 8
D: 6
均摊法：晶胞任意位置上的一个原子如果是 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
晶体常识知识点总结
晶体常识知识点总结在日常生活中，我们经常听到有关晶体的描述，例如水晶、盐晶、冰晶等。
晶体是许多物质在固态下的一种结晶状态，它们具有一定的规律性和周期性，是物质的一种特殊形态。
在化学、物理、地质学等领域，晶体的研究对于理解物质的性质和应用具有重要的意义。
本文将从晶体的定义、结构、性质、应用等方面进行详细的总结和介绍。
一、晶体的定义晶体是指具有一定规律的空间周期性排列的固态物质，其分子、原子或离子排列在空间上呈现出特定的对称性和周期性。
晶体在固态下有特定的形状和体积，能够反射、折射光线，并具有独特的物理性质。
晶体的结构和性质与其组成物质的种类和结构有关，不同的晶体具有不同的特征和用途。
二、晶体的结构1. 晶格结构晶体的结构是由原子、分子或离子在空间上的排列方式决定的，这种排列方式称为晶格结构。
晶格结构可以分为三种类型：简单立方晶格、面心立方晶格和体心立方晶格。
不同晶体的晶格结构存在差异，其形成取决于原子、分子或离子的大小、电荷和化学键等因素。
2. 晶体形态晶体的形态是指晶体表面的外部形状，它与晶体内部的晶格结构密切相关。
晶体形态一般由晶体面、晶体棱和晶体顶角组成，不同晶体具有特定的形态特征。
晶体形态的研究对于矿物学和材料科学具有重要的意义。
3. 晶体缺陷晶体在生长或形成过程中常常出现一些缺陷，例如晶格中的替位、畴界等，这些缺陷对于晶体的物理性质和化学性质具有重要的影响。
晶体缺陷的研究是晶体学和固体化学的重要内容。
三、晶体的性质1. 光学性质晶体具有特定的光学性质，包括折射、吸收、偏振等。
晶体的光学性质与其晶格结构和分子结构密切相关，不同晶体对光的作用也有所区别。
2. 热学性质晶体的热学性质包括热膨胀、热导率等。
晶体的热学性质与其分子结构、晶格结构和晶体形态有关，不同晶体在热学性质上也存在差异。
3. 电学性质晶体在电场下表现出一些特殊的电学性质，包括电介质、压电效应、铁电效应等。
晶体的电学性质对于电子器件和材料科学有着重要的应用价值。
第一节 晶体的常识
第三章 晶体结构与性质
晶体具有固定的熔、沸点，给晶体加热时，当温度升高到某温
度时便立即熔化或汽化，在熔化过程中，温度始终保持不变，
而非晶体没有固定的熔、沸点。
(4)依据能否发生 X-射线衍射(最科学的区分方法)
当入射光的波长与光栅隙缝大小相当时，能产生光的衍射现象。
X-射线的波长与晶体结构的周期大小相近，所以晶体是个理想
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第三章 晶体结构与性质
4．晶体与非晶体的测定方法
测定方法
晶体有固定的熔点，非晶体没有固定的熔 测熔点
点
可靠方法 对固体进行__X__射__线__衍__射____实验
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第三章 晶体结构与性质
1．正误判断(正确的打“√”，错误的打“×”，并阐释错因或列
举反例)
语句描述
正误 阐释错因或列举反例
4．如图是某固体的微观结构示意图，请认真观察两图，判断下 列说法正确的是( )
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第三章 晶体结构与性质
A．两种物质在一定条件下都会自动形成有规则的几何外形的晶 体 B．Ⅰ形成的固体物理性质有各向异性 C．Ⅱ形成的固体一定有固定的熔、沸点 D．二者的 X-射线图谱是相同的 解析：选 B。观察结构图可知，Ⅰ中微粒呈周期性有序排列， Ⅱ中微粒排列不规则，故Ⅰ为晶体，Ⅱ为非晶体。晶体有各向 异性，具有固定的熔、沸点，非晶体没有固定的熔、沸点，用 X-射线衍射实验检验晶体和非晶体，图谱明显不同，故应选 B。
解析：选 A。通常人们习惯采用的晶胞都是平行六面体，但并 非所有的晶胞都是平行六面体，A 项错误。由晶胞的概念和晶 体的特征可知 B、C 项正确。整块晶体可看作是数量巨大的晶 胞“无隙并置”而成，所以晶胞与晶体的密度是相等的，D 项 正确。
晶体常识晶体与非晶体晶体与非晶体区别
的晶体
构的晶体
成的晶体 形成的晶体
构成粒
分子
子
结
粒子间
构
分子间的作
的相互
用力
作用力
原子 共价键
金属阳离子、 阴、阳离子
自由电子
金属键
离子键
类型 分子晶体 原子晶体 金属晶体 比较
密度 较小
较大
有的很大，有 的很小
硬度 较小
有的很大，有
很大
的很小
熔、沸 较低
很高 有的很高，有
性 质
点 溶解性
相似相溶
(4)
3 2·
Mr 2ρNA
1．某离子晶体的晶胞结构如图所示，则该离子晶体的化学
式为
()
A．AB12C8 C．AB2C3
B．ABC3 D．AB3C
解析：N(A)＝1，N(B)＝12×
1 4
＝3，N(C)＝8×
1 8
＝1，则晶体
中A、B、C的原子个数之比为1∶3∶1，即AB3C.
答案：D
2．(2010·南京模拟)钡在氧气中燃烧
三、几种典型的晶体模型
晶体
晶体结构
原 金
子 刚
晶 石
体
晶体详解 (1)每个碳与4个碳以共价键 结合，形成正四面体结构(2) 键角均为109°28(3)最小碳环 由6个C组成且六原子不在 同一平面内(4)每个C参与4 条C—C键的形成，C原子 数与C—C键之比为1∶2
晶体
原 子 晶 SiO2 体
晶体结构
点击下图进入“针对训练 测与评”
晶体详解
(1)每个Si与4个O以共价键结
合，形成正四面体结构
(2)每个正四面体占有1个Si,4
个“ 1 2
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晶体常识一．晶体与非晶体
二.晶体类型
1.原子晶体
2.离子晶体
3.分子晶体
4.金属晶体
如CH3—CH2—CH2—CH2—CH3>。
(4)金属晶体：
金属离子半径越小，离子电荷数越多，金属阳离子与自由电子静电作用越强，其金属键越强，金属熔、沸点就越高，如熔、沸点：Na<Mg<Al。
小结：
分类比较晶体的熔、沸点
首先看物质的状态，一般情况下固体>液体>气体；二是看物质所属类型，一般是原子晶体>离子晶体>分子晶体(注意：不是绝对的，如氧化铝熔点大于晶体硅)，结构类型相同时再根据相应规律进行判断。
同类晶体熔沸点比较思路为：原子晶体→共价键键能→键长→原子半径；分子晶体→分子间作用力→相对分子质量；离子晶体→离子键强弱→离子所带电荷数、离子半径。
三．晶胞
(1)概念
描述晶体结构的基本单元。
(2)计算“均摊法”原理
（3）几种常见的晶报
CaF 2
金刚石晶胞
CsCl 晶胞
NaCl 晶胞
练习
1．如图是甲、乙、丙三种晶体的晶胞，则甲晶体中x与y的个数比是________，乙中a与b的个数比是________，丙中一个晶胞中有________个c离子和________个d离子。
2．下图为离子晶体空间构型示意图：(●阳离子，○阴离子)以M代表阳离子，以N表示阴离子，写出各离子晶体的组成表达式：
A________、B________、C________。
3.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∶9∶4 B．1∶4∶2
C．2∶9∶4 D．3∶8∶4
4.(2017·天津调研)磁光存储的研究是Williams等在1957年使Mn和Bi形成的晶体薄膜磁化并用光读取之后开始的。
如图是Mn和Bi形成的某种晶体的结构示意图(白球均在六棱柱内)，则该晶体物质的化学式可表示为()
A．Mn2Bi B．MnBi
CMnBi3D．Mn4Bi3
5.右图是由Q、R、G三种元素组成的一种高温超导体的晶胞结构，其中R为＋2价，G为－2价，则Q的化合价为________。
6.Cu元素与H元素可形成一种红色化合物，其晶体结构单元如右图所示。
则该化合物的化学式为________。
7．科学家把C60和K掺杂在一起制造出的化合物具有超导性能，其晶胞如图所示。
该化合物中的K原子和C60分子的个数比为________。
晶胞的密度及微粒间距离的计算
8．某离子晶体的晶胞结构如图所示，X()位于立方体的顶点，Y(○)位于立方体的中心。
试分析：
(1)该晶体的化学式为__________。
(2)设该晶体的摩尔质量为M g·mol－1，晶体的密度为ρ g·cm－3，阿伏加德罗常数的值为N A，
则晶体中两个距离最近的X之间的距离为________cm。
9.Cu与F形成的化合物的晶胞结构如右图所示，若晶体密度为a g·cm－3，则Cu与F最近距离为________pm。
(阿伏加德罗常数用N A表示，列出计算表达式，不用化简：图中○为Cu，为F)
10.如图为Na2S的晶胞，该晶胞与CaF2晶胞结构相似，设晶体密度是ρ g·cm－3，试计算Na ＋与S2－的最短距离________pm(阿伏加德罗常数用N
表示，只写出计算式)。
A。