2020-2021学年高中化学新鲁科版选择性必修2 第3章 第1节 认识晶体学案

第1节认识晶体

发展目标体系构建

1.通过生活中常见晶体和非晶体的实例，了

解晶体的特征，认识晶体与非晶体的区别。

2.了解晶体中微粒的空间排布存在周期性，

认识简单的晶胞，会用切割法确定晶胞微粒

数目及晶体化学式。

一、晶体的特性

1．晶体的概念

(1)晶体：内部微粒(原子、离子或分子)在空间按一定规律做周期性重复排列构成的固体物质。

(2)非晶体：内部微粒无周期性重复排列的固体物质。

2．晶体的特性

(1)晶体的自范性：在适宜的条件下，晶体能够自发地呈现封闭的、规则的多面体外形。

(2)晶体的各向异性：晶体在不同方向上表现出不同的物理性质。

(3)晶体有特定的对称性：晶体具有规则的几何外形。

3．晶体的分类

(1)分类标准：根据晶体内部微粒的种类和微粒间相互作用的不同。

(2)分类

晶体类型构成微粒微粒间的相互作用实例

离子晶体阴、阳离子离子键NaCl

金属晶体金属阳离子、自由电金属键铜

子

共价晶体(原子晶体) 原子共价键金刚石分子晶体分子分子间作用力冰

二、晶体结构的基本重复单元——晶胞

概念晶体结构中基本的重复单元

形状大小、形状完全相同的平行六面体晶体中晶

胞的排列方式

无隙并置

“切割法”计算某晶胞中的微粒，如果被n个晶胞所共有，则微粒的1/n属于该晶胞

面体等。

1．判断正误(正确的打“√”，错误的打“×”)

(1)晶体一定是固体，固体不一定是晶体(√)

(2)晶胞都是平行六面体(×)

(3)区分晶体与非晶体最可靠的方法是确定有没有固定的熔点(×)

(4)粉末状固体也可能是晶体(√)

(5)由晶胞组成的晶体，其化学式表示一个分子中原子的数目(×)

2．下列不属于晶体特性的是()

A．具有规则的几何外形

B．具有各向异性

C．具有对称性

D．没有固定的熔点

D[晶体具有规则的几何外形、各向异性、自范性、对称性等特征，且晶体有固定的熔点。]

3．下列有关晶胞的叙述，不正确的是()

A．晶胞是晶体最小的结构重复单元

B．不同的晶体中晶胞的大小和形状都相同

C．晶胞中的微粒可能不完全属于该晶胞

D．已知晶胞的组成就可推知晶体的组成

B[描述晶体结构的基本单元(最小重复单元)叫晶胞，A正确；相同晶体中晶胞的大小和形状完全相同，不同晶体中晶胞的大小和形状不一定相同，B错误；晶胞中有的微粒被若干个晶胞所共用，而不专属于某个晶胞，C正确；根据晶胞的组成，可以利用“均摊法”推知晶体的组成，D正确。

]

晶体与非晶体的区别

(素养养成——宏观辨识与微观探析)

1．我们吃的食盐是粉末状的没有固定形状的颗粒，是不是说明食盐不是晶体？

提示：食盐是晶体，晶胞的规则几何外形用肉眼是看不到的。

2．能不能只通过外观就能区分晶体和非晶体？

提示：不能仅仅通过外观判断晶体和非晶体，非晶体经过加工也能具有规则的几何外形。

固体外观微观结构自范性各向异性熔点晶体

具有规

则的几

何外形

微粒在三维

空间周期性

有序排列

有

各向

异性

固定非晶体

不具有规

则的几何

外形

微粒排列

相对无序

没有

各向

同性

不固定本质区别微观粒子在三维空间是否呈现周期性有序排列

A．测定熔点、沸点

B．观察外形

C．对固体进行X射线衍射实验

D．通过比较硬度确定

C[从外形和某些物理性质可以初步鉴别晶体和非晶体，但并不一定可靠。区分晶体和非晶体最可靠的科学方法是对固体进行X射线衍射实验，所以只有C选项正确。]

依据晶体的特性判断固体是不是晶体，存在一定的不确定性，应从本质特征上进行把握。

1．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

B[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，构成晶体的微粒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。]

2．下列叙述正确的是()

A．固体SiO2一定是晶体

B．晶体有固定的组成，非晶体没有固定的组成

C．晶体内部的微粒按一定规律呈周期性有序排列

D．冰和固体碘晶体中相互作用力相同

C[SiO2的存在形态有结晶形和无定形两大类，故固体SiO2不一定是晶体，A错误；晶体有固定的组成，但一些非晶体，如无定形SiO2也具有固定组成，B 错误；晶体内部的微粒按一定规律呈周期性有序排列，C正确；冰晶体中水分子间存在氢键和范德华力，碘晶体中碘分子之间只有范德华力，二者晶体中相互作用力不相同，D错误。]

晶胞中微粒数目的计算一切割法

(素养养成——证据推理与模型认知)

1．平行六面体晶胞中不同位置的微粒数的计算

某个微粒为n个晶胞所共有，则该微粒有1

n属于这个晶胞。

2．非平行六面体形结构单元

若结构单元不是平行六面体形，则微粒对结构单元的贡献视情况而定，与平行六面体形晶胞不同的是计算顶点以及侧棱上的微粒情况。

以右图的三棱柱形结构单元为例，要12个三棱柱才能将一个顶

点完全盖住，所以顶点为12个结构单元共用，相应的其侧棱被6个

结构单元共用，上下边为4个结构单元所有，中间为一个结构单元独

有：

A：4×1

12＝

1

3

B：3×1

6＋6×

1

4＝2

C：1×1＝1

因此，A、B、C三种微粒的个数比为1∶6∶3。

3．气态团簇分子不能用切割法

如图所示，由金属原子M和非金属原子N构成的气态团簇分子，顶角和面上的原子是M原子，棱中心和体心的原子是N原子，则分子式可表示为M14N13或N13M14。