高中化学 第3章 第一节 晶体的常识讲义+精练(含解析)新人教版选修3

第一节晶体的常识

学业要求素养对接

1.能说出晶体与非晶体的区别。

2.能结合实例描述晶体中微粒排列的周期性

规律。

3.认识简单的晶胞。

微观探析：晶体与非晶体的区别。

模型认知：晶胞的判断与相关计算。

[知识梳理]

一、晶体

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

非晶体无原子排列相对无序

2.获得晶体的三条途径

(1)熔融态物质凝固。

(2)气态物质冷却不经液态直接凝固(凝华)。

(3)溶质从溶液中析出。

3.晶体的特点

(1)自范性：

①定义：晶体能自发地呈现多面体外形的性质。

②形成条件：晶体生长的速率适当。

③本质原因：晶体中粒子在微观空间里呈现周期性的有序排列。

(2)各向异性：某些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。

【自主思考】

1.区分晶体与非晶体的最可靠的方法是什么？

提示最可靠的方法是对固体进行X­射线衍射实验。

二、晶胞

1.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”：相邻晶胞之间没有任何间隙。

(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。

3.晶胞中微粒数目的计算

(1)平行六面体(立方体形)晶胞中微粒数目的计算。

①晶胞的顶角原子是8个晶胞共用；

②晶胞棱上的原子是4个晶胞共用；

③晶胞面上的原子是2个晶胞共用。

如金属铜的一个晶胞(如图所示)均摊到的原子数为8×1

8

＋6×

1

2

＝4。

(2)几种晶胞中原子数目的确定。

结合下图，钠、锌、碘、金刚石晶胞中含有原子的数目分别为2、2、8、8。

【自主思考】

2.晶胞是否全是平行六面体？

提示不一定，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？

提示不表示，只表示每个晶胞中各类原子的最简整数比。

[自我检测]

1.判断正误，正确的打“√”；错误的打“×”。

(1)有规则几何外形的固体就是晶体。( )

(2)熔融态的晶体冷却凝固，得到的固体不一定呈规则的几何外形。( )

(3)晶胞都是平行六面体。( )

(4)晶胞是晶体的最小重复单元。( )

(5)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该晶胞。( )

(7)已知晶胞的组成也无法推知晶体的组成。( )

(8)同一物质可能是晶体，也可能是无定形体。( )

(9)区分晶体和非晶体最可靠的科学方法是确定有没有固定熔点。( )

(10)雪花是水蒸气凝华得到的晶体。( )

(11)溶质从溶液中析出可以得到晶体。( )

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( )

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晶块

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

解析晶体的自范性指的是在适宜条件下，晶体能够自发呈现规则的几何外形的性质。A选项所述过程不可能实现；C选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选项中玻璃属于非晶体；氯化钠属于晶体，从饱和溶液中析出是形成晶体的途径之一，其发生的原因是晶体的自范性，故B选项正确。

答案 B

3.整块晶体可以看作是数量巨大的晶胞“无隙并置”而成。对这句话的理解错误的是( )

A.相邻晶胞之间没有任何间隙

B.晶体是晶胞简单、随意堆积而成

C.晶胞排列时，取向相同

D.“并置”是指所有晶胞都是平行排列的

解析晶体并不是晶胞简单、随意堆积而成，而是晶胞平行排列而成的，且相邻晶胞之间没

有任何间隙。

答案 B

学习任务一晶体与非晶体

【合作交流】

如图是某固体的微观结构示意图

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。

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？

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。

3.有规则的几何外形的固体一定是晶体吗？

提示有规则几何外形或美观、对称外形的固体不一定是晶体。例如，玻璃制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。

4.有固定组成的物质一定是晶体吗？

提示具有固定组成的物质也不一定是晶体，如某些无定形体也有固定的组成，如无定形SiO2。【点拨提升】

1.晶体与非晶体的比较

晶体非晶体