高中化学选修3第三章 第一节

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)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

测定方法

测熔点晶体有固定的熔点，非晶体没有固定的熔点

科学方法对固体进行X-射线衍射实验

例

1(2019·淄博高二检测)下列物质中属于晶体的是()

①橡胶②玻璃③食盐④水晶⑤塑料⑥胆矾

A．①④⑤B．②③⑥

C．①③④D．③④⑥

【考点】晶体与非晶体的判断与比较

【题点】晶体与非晶体的判断

答案 D

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)在空间按一定规律呈周期性有序排列而构成的具有规则几何外形的固体，如食盐、冰、金属、水晶、胆矾等都是晶体；非晶体中内部粒子的排列则相对无序，如玻璃、橡胶、塑料等都是非晶体。

例

2(2018·宁德一中期中)下列关于晶体与非晶体的说法正确的是()

A．晶体一定比非晶体的熔点高

B．晶体有自范性但排列无序

C．非晶体无自范性且排列无序

D．固体SiO2一定是晶体

【考点】晶体与非晶体的判断与比较

【题点】晶体与非晶体的性质比较

答案 C

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，B项错误；非晶体无自范性且排列无序，C项正确；SiO2的存在形态有晶态和非晶态两类，即SiO2也可能是非晶体，D项错误。

易错提醒——关于晶体与非晶体的认识误区

(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个晶胞共有。

(2)位于面心上的铜原子为2个晶胞共有。

(3)晶体铜中完全属于某一晶胞的铜原子数是4。

均摊法——计算晶胞中微粒的个数

计算一个晶胞中实际拥有的微粒数，常用均摊法。即某个粒子为n个晶胞所共有，则该粒子的1

属于这个晶胞。

n

(1)长方体(正方体)晶胞中不同位置的粒子数的计算

①处于顶点上的粒子，同时为8个晶胞所共有，每个粒子有1

8属于该晶胞。

②处于棱边上的粒子，同时为4个晶胞所共有，每个粒子有1

4属于该晶胞。

③处于面上的粒子，同时为2个晶胞所共有，每个粒子有1

2属于该晶胞。

④处于晶胞内部的粒子，则完全属于该晶胞。

(2)非长方体(正方体)晶胞中粒子数视具体情况而定，如石墨晶胞每一层内碳原子排成六边形，其顶点(1个碳原子)被三个六边形共有，每个六边形占13

。

例

3(2018·荆州高二月考)下列有关晶胞的叙述中正确的是()

A．晶胞的结构是晶体的结构

B．不同的晶体中，晶胞的大小和形状都相同

C．晶胞中的任何一个粒子都完全属于该晶胞

D．已知晶胞的组成就可推知晶体的组成

【考点】晶胞的结构分析

【题点】晶胞的结构特点

答案 D

解析由晶胞的定义可知A选项错误；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选项错误；晶体中的大部分粒子被若干个晶胞所共有，不完全属于某个晶胞，C选项错误；知道晶胞的组成，利用“均摊法”即可推知晶体的组成，D选项正确。

例

4(2019·南通高二调研)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。其中对应的化学式不正确的是()