人教版高中化学选修3课件第一节晶体的常识

务
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。
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(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)× (11)√
第一节 晶体的常识
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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 微观探析：晶体与非晶体的区别。
周期性规律。
模型认知：晶胞的判断与相关计算。
3.认识简单的晶胞。
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一、晶体 1.晶体与非晶体的本质差异
晶体 非晶体
提示 不表示，只表示每个晶胞中各类原子的最简整数比。
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[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。( )
(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___。
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【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。
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【点拨提升】 1.晶体与非晶体的比较
微观结构特征
性质 特征
自范性 熔点
鉴别 方法
各向异性 间接方法 科学方法 举例
晶体
非晶体
粒子周期性有序排列
粒子排列相对无序
有
无
固定
不固定
有
无
看是否具有固定的熔点或根据某些物理性质的各向异性
对固体进行X射线衍射实验
NaCl、I2、SiO2、Na晶体等
如图所示，六方晶胞中所含微粒数目为 12×16＋3＋2×12＝6。
特别提醒 非长方体和六方晶胞中粒子数目计算时视具体情况而定，如石墨晶胞每 一层内碳原子排成六边形，每个碳原子被三个六边形共用，每个碳原子对六边形的 贡献为1/3。
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2.立方晶胞中各物理量的关系 a3×ρ×NA＝n×M a：表示晶胞的棱长； ρ：表示晶体的密度； NA：表示阿伏加德罗常数； n：表示1 mol晶胞中晶体的物质的量； M：表示晶体的摩尔质量； a3×ρ×NA表示1 mol晶胞的质量。
玻璃、橡胶等
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2.晶体呈现自范性的条件 晶体呈现自范性的条件之一是晶体生长的速率适当。熔融态物质冷却凝固，有 时得到晶体，但凝固速率过快时，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。如玛瑙是熔融态SiO2快速冷却形成的，而水晶是SiO2热液缓 慢冷却形成的。
D.固体SiO2一定是晶体
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。 答案 C
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4.下列物质中，属于晶体的是________(填序号)。
A.橡胶
B.玻璃
C.食盐
D.水晶
E.塑料
F.胆矾
G.陶瓷
解析 固体有晶体和非晶体之分。晶体是内部微粒(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，食盐、冰、水晶、大部分矿石等都
是晶体；非晶体是内部微粒的排列呈现杂乱无章的分布状态的固体物质，如玻璃、
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3.下列关于晶体的说法正确的是( ) A.将饱和硫酸铜溶液降温，析出的固体不是晶体 B.假宝石往往是玻璃仿造的，可以用划痕的方法鉴别宝石和玻璃制品 C.石蜡和玻璃都是非晶体，但它们都有固定的熔点 D.蓝宝石在不同方向上的硬度一定相同 解析 选项A，将饱和CuSO4溶液降温可析出胆矾，胆矾属于晶体。选项B，宝 石的硬度较大，玻璃制品的硬度较小，可以根据有无划痕来鉴别。选项C，非晶 体没有固定熔点。选项D，晶体的各向异性导致蓝宝石在不同方向上的硬度有些 差异。 答案 B
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2.下列途径不能得到晶体的是( )
A.熔融态SiO2快速冷却 B.熔融态SiO2缓慢冷却 C.FeCl3蒸气冷凝 D.CuSO4饱和溶液蒸发浓缩后冷却 解析 晶体呈现自范性是需要一定条件的，即晶体生长的速率要适当。熔融态物 质快速冷却时不能得到晶体，如熔融态SiO2快速冷却得到看不到晶体外形的玛瑙， 热液缓慢冷却则形成水晶。FeCl3、AlCl3等固体均易升华，其蒸气凝华则得到晶 体。D项析出胆矾晶体(CuSO4·5H2O)。 答案 A
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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
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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。
自范性 有 无
[知 识 梳 理]
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__
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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。
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【例2】 (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 ________。
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(2)利用“卤化硼法”可合成含B和N两种元素的功能陶瓷，如图为其晶胞结构示意 图，则每个晶胞中含有B原子的个数为________，该功能陶瓷的化学式为________。
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。
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(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__、____。
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【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？
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【例1】 下列关于晶体的性质叙述中，不正确的是( ) A.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规则的多面体几 何外形 B.晶体的各向异性和对称性是矛盾的 C.晶体的对称性是微观粒子按一定规律做周期性重复排列的必然结果 D.晶体的各向异性直接取决于微观粒子的排列具有特定的方向性 解析 晶体的各向异性取决于微观粒子的排列具有特定的方向性，而对称性是微 观粒子按一定规律做周期性重复排列的必然结果，B项的说法错误。 答案 B
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【点拨提升】 1.均摊法确定晶胞中微粒的个数
均摊法：若某个粒子为 n 个晶胞所共有，则该粒子的n1属于这个晶胞。 (1)长方体形(正方体形)晶胞中不同位置的粒子数的计算：
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(2)六棱柱晶胞中不同位置的粒子数的计算：
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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？ 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。
橡胶等都是非晶体。
答案 CDF
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学习任务二 晶胞 【合作交流】
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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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。