第一节 晶体的常识
学习目标:1.认识晶体和非晶体的本质差异,知道晶体的特征和性质。2.了解获得晶体的途径。3.知道晶胞的概念,学会晶胞中微粒数的计算方法(均摊法),能根据晶胞的结构确定晶体的化学式。(重难点)
[自 主 预 习·探 新 知]
1.晶体与非晶体的本质差异
晶体 非晶体 自范性 有 没有 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 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。 3.晶体的特性
(1)自范性:晶体能自发地呈现多面体外形。
(2)各向异性:晶体在不同方向上表现出不同的物理性质。 (3)有固定的熔点。
4.晶体与非晶体的测定方法 测定 方法 5.晶胞 (1)概念:描述晶体结构的基本单元。
(2)结构:晶胞一般都是平行六面体,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。
测熔点 可靠方法 晶体有固定的熔点,非晶体没有固定的熔点 对固体进行X-射线衍射实验 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)晶胞中粒子数的计算:
铜晶胞
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例如金属铜的一个晶胞的原子数为8×8+6×2=4。
[基础自测]
1.判断对错(对的在括号内打√,错的在括号内打×) (1)晶体有自范性但其微粒排列无序( ) (2)晶体具有各向同性,非晶体具有各向异性( ) (3)晶胞是晶体的最小的结构重复单元( ) (4)不同的晶体中晶胞的大小和形状都相同( ) [答案] (1)× (2)× (3)√ (4)× 2.下列叙述中,不正确的是( )
A.从硫酸铜饱和溶液中可以析出硫酸铜晶体 B.具有规则几何外形的固体不一定是晶体
C.晶体与非晶体的根本区别在于是否具有规则的几何外形 D.具有各向异性的固体一定是晶体
C [晶体与非晶体的根本区别在于其内部粒子在空间中是否按一定规律做周期性重复排列。溶质从溶液中析出是得晶体的一条途径,A项正确;晶体所具有的规则几何外形、各向异性和固定的熔点是其内部粒子规律性排列的外部反映,因此D项正确,C项错误;有些人工加工而成的固体也具有规则的几何外形,B项正确。]
3.下列叙述不属于晶体特性的是( )
【导学号:79652127】
A.有规则的几何外形 B.具有各向异性 C.有对称性 D.没有固定熔点
D [晶体具有规则的几何外形、各向异性、对称性三大特性,而且晶体有固定的熔点。]
[合 作 探 究·攻 重 难]
1.晶体与非晶体的区别 固体 外观 具有规则晶体 的几何外形 不具有规非晶体 则的几何外形 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 不固 定 有 各向异性 固定 自范性 各向异性 熔点 晶体与非晶体的判断方法 没有 各向同性 本质区别 微观原子在三维空间里是否呈现周期性有序排列 2.晶体与非晶体的测定方法 测定 方法 测熔点 可靠的 方法 晶体有固定的熔点,非晶体没有固定的熔点 对固体进行X-射线衍射实验
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。
[对点训练]
1.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.非晶体无自范性而且排列无序 D.固体SiO2一定是晶体
C [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。]
晶胞中粒子数的计算 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)。
[思考交流]
1.甲晶体中X与Y的个数比是多少?
16【提示】 甲晶体中,体心X为1,顶角Y为6×8,所以N(X)∶N(Y)=1∶8=4∶3。
2.乙晶体中A与B的个数比是多少?
1
【提示】 乙晶体中,体心A为1,顶角B为8×8=1,所以N(A)∶N(B)
=1∶1。
3.丙晶体中每个晶胞包含有C离子、D离子各为多少?
111
【提示】 丙晶体中,C离子个数为12×4+1=4,D离子个数为8×8+6×2=4。
(1)平行六面体晶胞中不同位置的粒子数的计算(均摊法)
(2)非平行六面体晶胞中粒子视具体情况而定,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,每个六边形占该粒子的1/3。
[对点训练]
2.如图为甲、乙、丙三种晶体部分结构:
【导学号:79652128】
甲 乙 丙 试写出:
(1)甲晶体化学式(X为阳离子)为________。
(2)乙晶体中A、B、C三种微粒的个数比是________。