高中化學(xué) 第3章第1節(jié) 第一節(jié)晶體的常識(shí)同步導(dǎo)學(xué)課件 新人教版選修3

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1、第一節(jié)晶體的常識(shí) 日常生活中，我們都會(huì)見(jiàn)到許多固體物質(zhì)，如蠟狀的白磷、黃色的硫磺、紫黑色的碘和高錳酸鉀、藍(lán)色的硫酸銅、 白色的碳酸鈣等。另外， 自然界中的礦物也絕大部分是固體。我們常見(jiàn)的固體，用肉眼來(lái)分辨， 大體上可分為晶體、玻璃體(非晶體)和粉末。其實(shí)，在光學(xué)顯微鏡或電子顯微鏡下，固體粉末也是由晶體組成的，只是晶粒太小， 肉眼看不到而已。這樣，固體物質(zhì)主要可分為晶體和非晶體兩大類(lèi)，如圖是水晶的圖片。 那么，晶體和非晶體的主要區(qū)別是什么呢？晶體內(nèi)部結(jié)構(gòu)的主要特征是什么？從微觀的角度看，晶體又是怎樣形成的呢？ 1了解晶體的特點(diǎn)。 2了解晶體與非晶體的本質(zhì)差異。 3了解晶胞的概念，能夠計(jì)算晶胞中的

2、粒子個(gè)數(shù)。 1晶體與非晶體的本質(zhì)差異自自范性范性微觀結(jié)構(gòu)微觀結(jié)構(gòu)晶晶體體原子在三維空間里呈原子在三維空間里呈 排列排列非非晶體晶體原子排列相對(duì)原子排列相對(duì)有有沒(méi)有沒(méi)有周期性有序周期性有序無(wú)序無(wú)序 2.獲得晶體的途徑 3晶體的特點(diǎn) 晶體與非晶體的區(qū)別與聯(lián)系 (1)晶體與非晶體的區(qū)別本質(zhì)差異本質(zhì)差異固定熔、固定熔、沸點(diǎn)沸點(diǎn)各各向向異異性性自自范性范性微觀結(jié)構(gòu)微觀結(jié)構(gòu)晶晶體體有有微粒在三維空間里微粒在三維空間里呈周期性有序排列呈周期性有序排列有固定有固定熔沸點(diǎn)熔沸點(diǎn)有有非非晶體晶體沒(méi)沒(méi)有有微粒排列相對(duì)無(wú)序微粒排列相對(duì)無(wú)序無(wú)固定無(wú)固定熔沸點(diǎn)熔沸點(diǎn)無(wú)無(wú) (2)晶體與非晶體的判定方法 測(cè)熔點(diǎn)：晶體具有固定

3、的熔沸點(diǎn)，而非晶體則沒(méi)有固定的熔沸點(diǎn)。 可靠方法：對(duì)固體進(jìn)行X射線(xiàn)衍射實(shí)驗(yàn)。 1. 普通玻璃和水晶的根本區(qū)別在于() A外形不一樣 B普通玻璃的基本構(gòu)成粒子無(wú)規(guī)則地排列，水晶的基本構(gòu)成粒子按一定規(guī)律做周期性重復(fù)排列 C水晶有固定的熔點(diǎn)，普通玻璃無(wú)固定的熔點(diǎn) D水晶可用于能量轉(zhuǎn)換，普通玻璃不能用于能量轉(zhuǎn)換 解析：晶體和非晶體的本質(zhì)區(qū)別就是粒子(原子、離子或分子)在微觀空間里是否呈現(xiàn)周期性的有序排列。 答案：B 1概念：描述晶體結(jié)構(gòu)的。 2結(jié)構(gòu) 晶 胞 一 般 都 是， 晶 體 是 由 無(wú) 數(shù) 晶 胞“ ”而成。 3特點(diǎn) 所有晶胞的形狀及內(nèi)部的原子及幾何排列是完全相同的。基本單元基本單元平行六面體

4、平行六面體無(wú)隙并置無(wú)隙并置種類(lèi)、個(gè)數(shù)種類(lèi)、個(gè)數(shù) 晶體與晶胞、均攤法的應(yīng)用 (1)晶體和晶胞 晶胞 描述晶體結(jié)構(gòu)的基本單元。 晶胞的結(jié)構(gòu) 一般來(lái)說(shuō)，晶胞都是平行六面體，晶胞只是晶體微觀空間里的一個(gè)基本單元，在它的上下左右前后無(wú)隙并置地排列著無(wú)數(shù)晶胞，而且所有晶胞的形狀及其內(nèi)部的原子種類(lèi)、個(gè)數(shù)及幾何排列是完全相同的。 晶體和晶胞的關(guān)系 整塊晶體可以看作是數(shù)量巨大的晶胞無(wú)隙并置而成，所謂無(wú)隙是指相鄰晶胞之間沒(méi)有任何間隙，所謂并置，是指所有晶胞都是平行排列的，取向相同。 非長(zhǎng)方體(正方體)晶胞中粒子視具體情況而定，如石墨晶胞每一層內(nèi)碳原子排成六邊形，其頂點(diǎn)(1個(gè)碳原子)被三個(gè)六邊形共有，每個(gè)六邊形占該

5、粒子的1/3。 2鈦酸鋇的熱穩(wěn)定性好，介電常數(shù)高，在小型的變壓器、話(huà)筒和擴(kuò)音器中都有應(yīng)用。鈦酸鋇晶體的結(jié)構(gòu)示意圖如圖，它的化學(xué)式是 ()ABaTi8O12 BBaTi4O6CBaTi2O4 DBaTiO3 解析：由一個(gè)晶胞想像出在整個(gè)晶體中，每個(gè)原子為幾個(gè)晶胞共用是解題的關(guān)鍵。仔細(xì)觀察鈦酸鋇晶體結(jié)構(gòu)示意圖可知：Ba在立方體的中心，完全屬于該晶胞；Ti處于立體的8個(gè)頂點(diǎn)，每個(gè)Ti為與之相連的8個(gè)立方體所共用，即只有1/8屬于該晶胞；O處于立方體的12條棱的中點(diǎn)，每條棱為四個(gè)立方體共 用 ， 故 每 個(gè) O 只 有 1 / 4 屬 于 該 晶 胞 。 即 晶 體 中N(Ba) N(Ti) N(O)

6、1 (81/8) (121/4)1 1 3。 答案：D (2011青島高二質(zhì)檢)關(guān)于晶體的自范性，下列敘述正確的是() A破損的晶體能夠在固態(tài)時(shí)自動(dòng)變成規(guī)則的多面體 B缺角的氯化鈉晶體在飽和NaCl溶液中慢慢變?yōu)橥昝赖牧⒎襟w塊 C圓形容器中結(jié)出的冰是圓形的體現(xiàn)了晶體的自范性 D由玻璃制成規(guī)則的玻璃球體現(xiàn)了晶體的自范性 晶體的自范性指的是在適宜條件下，晶體能夠自發(fā)地呈現(xiàn)封閉的規(guī)則的多面體外形的性質(zhì)，這一適宜條件一般指的是自動(dòng)結(jié)晶析出的條件，A選項(xiàng)所述過(guò)程不可能實(shí)現(xiàn)；C選項(xiàng)中的圓形并不是晶體冰本身自發(fā)形成的，而是受容器的限制形成的；D項(xiàng)中玻璃是非晶體。 答案：B 晶體的基本性質(zhì) (1)自范性 指晶

7、體能自發(fā)地呈現(xiàn)多面體外形的性質(zhì)。 (2)均一性 指晶體的化學(xué)組成、密度等性質(zhì)在晶體中各部分都是相同的。 (3)各向異性 同一晶格構(gòu)造中，在不同方向上質(zhì)點(diǎn)排列一般是不一樣的，因此，晶體的性質(zhì)也隨方向的不同而有所差異。 (4)對(duì)稱(chēng)性 晶體的外形和內(nèi)部結(jié)構(gòu)都具有特有的對(duì)稱(chēng)性。在外形上，常有相等的晶面、晶棱和頂角重復(fù)出現(xiàn)。 這種相同的性質(zhì)在不同的方向或位置上做有規(guī)律的重復(fù)，就是對(duì)稱(chēng)性。晶體的格子構(gòu)造本身就是質(zhì)點(diǎn)重復(fù)規(guī)律的體現(xiàn)。 (5)最小內(nèi)能 在相同的熱力學(xué)條件下，晶體與同種物質(zhì)的非晶體、液體、氣體相比較，其內(nèi)能最小。 (6)穩(wěn)定性 晶體由于有最小內(nèi)能，因而結(jié)晶狀態(tài)是一個(gè)相對(duì)穩(wěn)定的狀態(tài)。 1水的狀態(tài)除

8、了氣、液和固態(tài)外，還有玻璃態(tài)。它是由液態(tài)水急速冷卻到165 K時(shí)形成的。玻璃態(tài)的水無(wú)固定形狀，不存在晶體結(jié)構(gòu)，且密度與普通液態(tài)水的密度相同，有關(guān)玻璃態(tài)水的敘述中正確的是() A水由液態(tài)變?yōu)椴ＡB(tài)，體積縮小 B水由液態(tài)變?yōu)椴ＡB(tài)，體積膨脹 C玻璃態(tài)是水的一種特殊狀態(tài) D玻璃態(tài)水能使X射線(xiàn)產(chǎn)生衍射 解析：玻璃態(tài)水無(wú)固定形狀，不存在晶體結(jié)構(gòu)，故玻璃態(tài)水不是晶體，不能使X射線(xiàn)產(chǎn)生衍射；因密度與普通水相同，故水由液態(tài)變?yōu)椴ＡB(tài)時(shí)體積不變。 答案：C (2011湖南師大附中模擬)元素X的某價(jià)態(tài)離子X(jué)n中所有電子正好充滿(mǎn)K、L、M三個(gè)電子層，它與N3形成的晶體結(jié)構(gòu)如圖所示。 (1)該晶體的陽(yáng)離子與陰離子個(gè)數(shù)

9、比為_(kāi)。 (2)該晶體中Xn離子中n_。 (3)X元素的原子序數(shù)是_。 (4)晶體中每個(gè)N3被_個(gè)等距離的Xn離子包圍。 答案：答案：(1)3 1(2)1(3)29(4)6 (2)對(duì)于獨(dú)立原子構(gòu)成的分子則不能用均攤法。由金屬原子M和非金屬原子N構(gòu)成的氣態(tài)團(tuán)簇分子，如圖所示，頂角和面上的原子是M原子，棱中心和體心的原子是N原子，由于M、N原子并不存在共用關(guān)系，所以由氣態(tài)團(tuán)簇分子結(jié)構(gòu)圖可知，其分子式可由示意圖查原子個(gè)數(shù)來(lái)確定，M原子共14個(gè)，N原子13個(gè)，即分子式M14N13。 (3)晶體的晶胞不一定只是一個(gè)小立方體。例如食鹽晶體的晶胞是由8個(gè)小立方體構(gòu)成的大立方體。 2有四種晶體，其粒子排列方式

10、如下圖所示，其中化學(xué)式不是AB的是() 答案：C 1下列關(guān)于晶體的敘述不正確的是() A晶體有自范性 B晶體內(nèi)部質(zhì)點(diǎn)的排列高度有序 C晶體的某些物理性質(zhì)常會(huì)表現(xiàn)出各向異性 D粉末狀固體一定不是晶體 解析： 故A、B、C正確，當(dāng)晶體晶粒小時(shí)，即為粉末狀，故D項(xiàng)不對(duì)。 答案：D 2下列物質(zhì)中屬于晶體的是 () A瑪瑙B玻璃 C陶瓷 D膽礬 解析：玻璃屬玻璃態(tài)物質(zhì)，介于晶體和非晶體之間；瑪瑙、陶瓷屬于非晶體，膽礬是一種晶體，化學(xué)式為CuSO45H2O。 答案：D 3.納米材料的表面粒子數(shù)占粒子總數(shù)的比例很大，這是它有許多特殊性質(zhì)的原因。假設(shè)某硼鎂化合物的結(jié)構(gòu)如右圖所示(六個(gè)硼原子位于棱柱內(nèi))，則這種

11、納米顆粒的表面粒子數(shù)占總粒子數(shù)的百分比為 () A22% B70% C66.7% D33.3%答案：答案：B 4.氯化銫晶體具有立方體結(jié)構(gòu)，如圖所示，立方體中的圓圈是Cs或Cl所處位置，在該晶體中，每個(gè)Cs周?chē)c它最接近的且距離相等的Cs的個(gè)數(shù)共有 () A6個(gè) B8個(gè) C12個(gè) D16個(gè) 解析：根據(jù)氯化銫的晶體結(jié)構(gòu)可以看出每個(gè)Cs的正上、正下、左、右、前、后各有一個(gè)Cs與之等距離且最近，故每個(gè)Cs周?chē)c它最接近的且距離相等的Cs共有6個(gè)。 答案：A 5如下圖所示的甲、乙、丙三種晶體： 試推斷甲晶體的化學(xué)式(X為陽(yáng)離子)為_(kāi)，乙晶體中A、B、C三種微粒的個(gè)數(shù)比是_，丙晶體中每個(gè)D周?chē)Y(jié)合E的個(gè)

12、數(shù)是_個(gè)。答案：答案：X2Y1 3 18 6.如圖所示為高溫超導(dǎo)領(lǐng)域里的一種化合物鈣鈦礦晶體結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)是具有代表性的最小重復(fù)單位。 (1)在該物質(zhì)的晶體結(jié)構(gòu)中，每個(gè)鈦離子周?chē)c它最接近且距離相等的氧原子、鈣離子，各有_、_。 (2)該晶體結(jié)構(gòu)中，元素氧、鈦、鈣的離子個(gè)數(shù)比是_，該物質(zhì)的化學(xué)式可表示為_(kāi)。 (3)若鈣、鈦、氧三元素的相對(duì)質(zhì)量分別為a、b、c，晶體結(jié)構(gòu)圖中正方體邊長(zhǎng)(鈦原子之間的距離)為d nm(1 nm109 m)，則該晶體的密度為_(kāi)g/cm3。 解析：(1)以鈦離子為頂點(diǎn)，應(yīng)有8個(gè)立方晶胞緊靠在一起，這樣鈦原子成為空間角坐標(biāo)系的中心原點(diǎn)，它的三維方向上前后左右上下最近且相鄰各有一個(gè)氧原子共6個(gè)，它周?chē)?個(gè)立方晶胞內(nèi)各含一個(gè)鈣離子。