第三章 第一节 晶体的常识

第一节晶体的常识

[核心素养发展目标] 1.宏观辨识与微观探析：能从微观角度理解晶体的结构特征，并能结合晶体的特点判断晶体与非晶体。2.证据推理与模型认知：能运用多种晶体模型来描述和解释有关晶体性质的现象，形成分析晶胞结构的思维模型(均摊法)，能根据晶胞的结构确定微粒个数及化学式。

一、晶体与非晶体

1．概念

(1) 晶体：内部粒子(原子、离子或分子)在三维空间按一定规律呈周期性重复排列构成的固体物质。如金刚石、食盐、干冰等。

(2)非晶体：内部原子或分子的排列呈杂乱无章的分布状态的固体物质。如橡胶、玻璃、松香等。

2．晶体特点

(1)晶体具有自范性。

①自范性：是晶体能自发地呈现多面体外形的性质。

②实质：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)晶体具有固定的熔点。

(3)晶体具有各向异性。

它是指在不同的方向上表现出不同的物理性质，如强度、导热性、光学性质等。

3．获取途径

(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。

(1)区分晶体与非晶体最可靠的方法是比较硬度()

(2)凡有规则外形的物体就一定是晶体()

(3)一种物质不是晶体就是非晶体()

(4)具有各向异性的固体一定是晶体()

(5)晶体一定是固体，固体不一定是晶体()

(6)熔融态物质冷却凝固一定得到晶体()

(7)粉末状固体也可能是晶体()

答案(1)×(2)×(3)×(4)√(5)√(6)×(7)√

1．①晶体在三维空间里呈周期性有序排列，因此在各个不同的方向上具有相同的物理性质。

②晶体在熔化过程中需要不断的吸热，温度不断地升高。③普通玻璃在各个不同的方向上力学、热学、电学、光学性质相同。④晶体和非晶体之间不可以相互转化。上述关于晶体和非晶体说法不正确的是____________。

答案①②④

解析晶体具有各向异性，在各个不同的方向上的物理性质不同，非晶体和多晶体具有各向同性，故①错误；晶体在熔化过程中需要不断的吸热，但需要破坏化学键，具有固定的熔点，故②错误；普通玻璃属于非晶体，具有各向同性，在各个不同的方向上力学、热学、电学、光学性质相同，故③正确；理论和实验证明非晶体具有不稳定状态，在适当的条件下会变成晶体，故④错误。

2．如图是a、b两种不同物质的熔化曲线。

由图可知____是晶体，________是非晶体。

答案a b

解析晶体具有固定的熔点，而非晶体不具有固定的熔点。由图像可知，吸收热量，温度不断升高，则b为非晶体；a曲线中吸收热量，温度升高，到达熔点，不断吸收热量，温度保持不变，完成熔化过程，晶体全部熔化之后，吸收热量，温度不断升高，则a为晶体。

(1)晶体与非晶体的区别

晶体非晶体

自范性(本质区别) 有无

是否均一均一不均一

固定熔点有无

某些物理性质的各向异性有无

能否发生X-射线衍射(最科学的区分方法) 能不能(能发生散射)

(2)区分晶体和非晶体的方法

测定测熔点晶体有固定的熔点，非晶体没有固定的熔点

方法科学方法对固体进行X-射线衍射实验

易错提醒

①同一物质可以是晶体，也可以是非晶体，如晶体SiO2和非晶体SiO2。

②有着规则几何外形或者美观、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。

③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。

④晶体不一定都有规则的几何外形，如玛瑙。

二、晶胞

1．概念

描述晶体结构的基本单元。

2．晶胞与晶体的关系

一般来说，晶胞都是平行六面体，晶体可以看作是数量巨大的晶胞“无隙并置”而成。

(1)“无隙”是指相邻晶胞之间无任何间隙。

(2)“并置”是指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．晶胞中粒子数目的计算(以铜的晶胞为例)

(1)位于顶角上的铜原子为8个晶胞所共有。

(2)位于面心上的铜原子为2个晶胞所共有。

(3)晶体铜中完全属于某一晶胞的铜原子数是4。

(1)晶胞都是平行六面体( )

(2)由晶胞组成的晶体，其化学式表示一个分子中原子的数目( ) (3)晶胞的结构是晶体的结构( )

(4)不同的晶体中，晶胞的大小和形状都相同( ) (5)晶胞中的任何一个粒子都完全属于该晶胞( ) (6)已知晶胞的组成就可推知晶体的组成( )

(7)计算晶胞中微粒的个数时，处于棱上的粒子，为4个晶胞所共有，每个粒子有1

4属于该晶

胞( )

答案 (1)× (2)× (3)× (4)× (5)× (6)√(7)×

1．下列各项是晶体结构中具有代表性的最小重复单元(晶胞)的排列方式，图中：—X ，—Y ，—Z 。

(1)图A 中X ＝______，Y ＝______， A 的化学式为________________。 (2)图B 中X ＝______，Y ＝______， B 的化学式为________________。 (3)图C 中X ＝______，Y ＝______， C 的化学式为________________。

(4)图D 中X ＝______，Y ＝______， Z ＝________，D 的化学式为________________。 答案 (1)12 12 XY (2)1 1 XY (3)32 1

2

X 3Y (4)1 3 1 XY 3Z

解析 (1)X 的数目：4×18＝12，Y 的数目：4×18＝1

2，A 的化学式为XY 。(2)X 的数目：1，Y

的数目：8×18＝1，B 的化学式为XY 。(3)X 的数目：4×18＋1＝32，Y 的数目：4×18＝1

2，B

的化学式为X 3Y 。(4)X 的数目：8×18＝1，Y 的数目：6×1

2＝3，Z 位于体心，数目为1，D

的化学式为XY 3Z 。

2．金晶体的最小重复单元(也称晶胞)是面心立方体，即在立方体的8个顶点各有一个金原子，各个面的中心有一个金原子，每个金原子被相邻的晶胞所共有。金原子的直径为d ，用N A 表示阿伏加德罗常数的值，M 表示金的摩尔质量。