化学选修3第三章第一节

第一节晶体的常识

[知识梳理]

一、晶体

晶体与非晶体的本质差异

1.

（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。

4.区分晶体和非晶体最可靠的科学方法

对固体进行X-射线衍射实验。

【自主思考】

1.某同学在网站上找到一张玻璃的结构示意图（如图所示），通过这张图判断玻璃是不是晶体，为什么？

答案不是。从玻璃的结构示意图来看，玻璃中粒子质点排列无序，没有晶体的自范性。

2.下列各项属于晶体与非晶体的本质差别的是（）

A.有无各向异性

B.有无一定的几何外形

C.有无固定熔点

D.构成固体的粒子在三维空间里是否呈现周期性的有序排列

解析晶体具有各向异性和固定的熔点，这是由于构成晶体的粒子在三维空间里呈周期性的有序排列的结果。本质上，晶体的自范性（能自发呈现多面体外形）是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。

答案 D

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】

晶体与晶胞有什么关系？

答案晶胞是晶体结构的基本单元，将一个个晶胞上、下、前、后、左、右无隙并置排列起来，就构成整个晶体结构。

[效果自测]

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

探究一 晶体与非晶体 【探究讨论】

1.有规则的几何外形的固体一定是晶体吗？

提示 （1）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。 2.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SiO 2。 【点拨提升】 1.晶体与非晶体的比较

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。

【典题例证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

【学以致用1】下列不属于晶体的特点的是（）

A.一定有固定的几何外形

B.一定有各向异性

C.一定有固定的熔点

D.一定是无色透明的固体

解析晶体的特点有：有规则的几何外形（由晶体的自范性决定）、固定的熔点及各向异性，但不一定是无色透明的固体，如紫黑色的碘晶体、蓝色的硫酸铜晶体。

答案 D

探究二晶胞

【探究讨论】

1.晶体的化学式表达的意义是什么？

提示晶体的化学式表示的是晶体（或晶胞）中各类原子或离子的最简整数比，