3.1晶体的常识
选修二3.1.1晶体的常识
第一节 晶体的常识 第一课时
物质的聚集状态
物质的三态变化是物理变化，变化时克服分子间作用力或破坏 化学键，但不会有新的化学键形成。
固态
凝固
凝华
（放热）
（放热）
融化 升华
（吸热）（吸热）
液态
气化 （吸热） 气态
液化 （放热）
物质的聚集状态
物质的聚集状态
气态 等离子体
通常物质有三种存在状态,这
课堂练习4：计算下列晶胞中原子数目，确定化学式。
晶胞1 X：6/12=1/2 化学式：
Y：6/4+3/6=2 Z：1
X2ZY4
晶胞2
Mg：12/6+2/2=3 B:（在体内） 6
化学式： MgB2
课堂练习5：科学家发现了一种由钛原子和碳 原子构成的气态团簇分子。如图所示，顶角和 面心的原子是钛原子，棱的中心和体心的原子
Cl-数＝8×
1 8
+6 × 12＝4
一个晶胞含4个NaCl
氯化钠的化学式为NaCl
应用：根据晶胞确定化学式。
思考与讨论：
(1)晶胞有几套平行棱？有几套平行面？ 晶胞有三套各4根平行棱，有3套各两个平行面
(2)数一数，它们分别平均含有几个原子？
金属钠（Na）
1+8 1 =2 8
金属锌（Zn）
1+8 1 =2 8
外层冷却快，内层冷却慢；晶体生长速率适当 是保持自范性的条件之一。
晶体自范性的条件之一是生长的速率适当 玛瑙
水晶
天然水晶球里的玛瑙和水晶
玛瑙是熔融态SiO2快速冷却形成——没有规则外形 水晶是熔融态SiO2缓慢冷却形成——有规则外形 思考：除了冷却的方法，还有没有其它途径得到晶体 内部：1
3-1 晶体的常识
B. BaTi4O6 D. BaTiO3
注意：
在使用均摊法计算规 律时一定先看清楚晶胞 构型；若晶胞构型不是 立方体，晶胞中的微粒 数视情况而定！！
4、 石墨晶体的层状结构， 层内为平面正六边形结构 （如图），试回答下列问 题： 图中平均每个正六边形 2个、 占有C原子数为____ 3 个。 占有的碳碳键数为____ 碳原子数目与碳碳化学键 2 ：3 。 数目之比为_______
高二化学（选修3）第三章
第一节 晶体的常识
明矾晶体 食糖晶体 食盐晶体 单质硫
玛瑙
一、晶体与非晶体
离子晶体
晶体
固
体
非晶体
原子晶体 分子晶体 金属晶体 混合晶体（或过渡型晶 体）
1、晶体与非晶体的本质差异
自范性
晶体 有（能自发呈现多面 体外形）
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
7、如图是CsCl晶体的晶胞（晶体中最小的重复单元） 已知晶体中 2 个最近的 Cs+ 核间距离为 acm ，氯化铯 的相对分子质量为M，NA为阿佛加德 罗常数，则CsCl晶体的密度为
（单位：克/cm3）
A、8M/a3NA B、a3M/8NA
C、M/a3NA
D、a3M/NA
8.晶体硼的基本结构单元都是由硼原子组成的正 二十面体,其中含有20个等边三角形和一定数目的 顶角，每个顶角各有一个原子，试观察图形回答。 这个基本结构单元由 12 __ _个硼原子组成，共 含有__ 30 __ 个B-B键。
（4）当一波长的ｘ－射线通过晶体时， 会在记录仪上看到分立的斑点或者谱 线．
（5）各向异性（强度、导热性、光学 性质等） （不同方向上质点排列一般是不一样 的，因此，晶体的性质也随方向的不 同而有所差异。） 区分晶体和非晶体最可靠的科学方法是： 对固体进行X—射线衍射实验
第一节3-1晶体的常识
答案
A
自主探究
精要解读
实验探究
实验探究六
利用均摊法求算晶体的相对分子质 量或组成晶胞的微粒之间的距离
【探究原理】
解答该类题目只需用均摊法找到一个晶胞中含有的结构单 N 元的数目代入 m＝ρV＝n·M＝ ·M 求算即可。 NA
自主探究
精要解读
实验探究
【问题探究】 食盐晶体是由钠离子和氯离子组成的，如 图所示，且均为等距离的交错排列。已知
第一节 晶体的常识
自主探究
精要解读
实验探究
1．纯净物具有固定的熔、沸点，混合物没有固定的熔、沸 点，这句话对吗？请举例说明。 提示 点。 正确，比如水是纯净物，标准大气压下其沸点为 100℃；沥青和玻璃都是混合物，它们没有固定的熔、沸
食盐、铜和干冰分别是由哪些微粒直接构成的？ 2． 提示 食盐是由Na＋和Cl－直接构成的，金属铜是由铜原
自主探究 精要解读 实验探究
1 1 项中 E、F 都位于顶点，各有 4× ＝ 属于该晶胞，则该 8 2 晶胞中所含 E、F 个数的最简整数比为 1∶1，化学式为 EF；C 选项中属于该晶胞的 X 微粒(位于体心)1 个，Y 微 1 1 粒(面心)6× ＝3 个，Z 微粒(顶点)8× ＝1 个，最简整数 2 8 比为 1∶3∶1，化学式为 XY3Z；D 选项中 A 微粒位于晶 胞面心和顶点，B 微粒位于晶胞的体心和棱上，则该晶胞 1 1 1 中 A、 B 的个数比为 6×2＋8×8∶ 1＋12×4＝ 4∶4＝ 1∶1，化学式为 AB。
自主探究
精要解读
实验探究
得到晶体的三条途径 3． (1)_______ 熔融态 物质凝固； 气态 物质冷却不经液态，直接凝固(凝华)； (2)_____ (3)溶质从溶液中析出。 玛瑙 ，缓慢冷却形成_____ 水晶 。 熔融态的SiO2快速冷却形成_____ 外形和内部质点 排列的高度有序性；② 晶体的特点：①_______________ 4． 各向异性 ；③晶体的_____ _________ 熔点固定。
人教版高中化学选修三3.1 晶体的常识—晶胞
第二课时 晶胞
二.晶胞
1.定义:描述晶体结构的基本单元 晶体与晶胞的关系正好比蜂巢与蜂室的关系
蜂巢与蜂室
铜晶体
铜晶胞
铜晶体
铜晶胞
晶体结构 晶胞示意图
晶胞形状：
无隙并 置
平行六面 体
说明：
⑴晶胞一般是平行六面体，整块晶体是数量巨大 的晶胞“无隙并置”而成。
⑵晶胞是8个顶角相同的最小正六面体；晶胞的 平行棱相同；晶胞的平行面相同。
Zn： 8× +1=2
I2:
(8×
+
6
×
1 2
)×2
=8
8×1/8+6×1/2+4=8
练习1：
石墨晶体的层状结构，层 内为平面正六边形结构（如 图），试回答下列问题：
图中平均每个正六边形占 有C原子数为____2个、占有的 碳碳键数为____个3 。
碳原子数目与碳碳化学键 数目之比为_____2_:_3.
Cl－ 顶点 ( 1/8 ) 8 = 1，
面中心 ( 1/2 ) 6 = 3 ， 共 4 个
Na+ 棱上 ( 1/4 ) 12 = 3 ，
体中心
1 共4个
练习6、如图所示晶体中每个阳离子A或阴离子B，均可被 另一种离子以四面体形式包围着，则该晶体对应的化学式 为
A．AB C．AB3
B．A2B D．A2B3
练习2
2001年报道的硼和镁形成的化合物刷新了金属化合物超导温 度的最高记录。如图所示的是该化合物的晶体结构单元：镁 原子间形成正六棱柱，且棱柱的上下底面还各有1个镁原子， 6个硼原子位于棱柱内。则该化合物的化学式可表示为( B )
A、MgB C、Mg2B
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顶点：1/8 棱边：1/4 面心：1/2
体心：1
小结:长方体或正方体晶胞中不同位置的 粒子对晶胞的贡献
（1）处于顶点的粒子，同时为8个晶胞共有 ，每个粒子有1/8属于该晶胞。
（2）处于棱上的粒子，同时为4个晶胞共有 ，每个粒子有1/4属于该晶胞。
（3）处于面上的粒子，同时为2个晶胞共有 ，每个粒子有1/2属于该晶胞。
中重要的组成部分，主要表现在对于在压力或者困境中，个体自我安慰、自我积极暗示、自我调节的能力，在个体克服困难、顶住压力、勇对挑战等情况下，都
激励能力的人，富有弹性，经常表现出反败为胜、后来居上、东山再起的倾向，而缺乏这种能力的人，在逆境中的表现就大打折扣，表现为过分依赖外界的鼓励
院练习棒球。在挥动球棒前，对自己大喊：“我是世界上最棒的棒球手！”然后扔出棒球，挥动……但是没有击中。接着，他又对自己喊：“我是世界上最棒的
好。我们感到自己“状态不佳”或精力不足时，往往会把必须做的事放在一边，或静等灵感的降临。你可不要这样。如果有些事你知道需要做却又提对待自己做不好的事情，一旦做起来了尽管乐在其中。所以，这次犯错，是为了下次接受挑战后，要尽量放松。在脑电波开
晶态石英的谱图 非晶态石英的谱图
非晶态和晶态石英的X-射线粉末衍射图谱
二﹑晶胞
1.定义：描述晶体结构的基本单元叫做晶胞
蜂巢与蜂室
铜晶体
铜晶胞
晶体与晶胞的关系可用蜂巢与峰室的关系比喻
2.特点：习惯采用的晶胞是平行六面 体，整块晶体可看作数量巨大的晶胞 “无隙并置”而成；所谓“无隙”是指 相邻晶胞间无间隙；所谓“并置”是指 所有晶胞平行排列，取向相同）
离子晶体 原子晶体 晶体 分子晶体 金属晶体 混合型晶体
晶体为什么具有规则的几何外形？
高中化学选修3课件-3.1 晶体的常识5-人教版
金刚石的多面体外形、晶体结构和晶胞示意图
NaCl晶体结构和晶胞
思考与交流:
在NaCl晶体中，晶胞是如何排列的？晶胞之间是否存在 空隙？
ห้องสมุดไป่ตู้
三种典型立方晶体结构
简单立方 体心立方 面心立方
二﹑晶胞
1.描述晶体结构的基本单元叫做晶胞 2.一般来说,晶胞都是平行六面体.
晶胞在晶体中是“无隙并置”而成. 3.晶胞中粒子数的计算：均摊法
(2)体心立方：在立方体顶点的微粒 为8个晶胞共享，处于体心的金属原 子全部属于该晶胞。
微粒数为：8×1/8 + 1 = 2
长方体晶胞中不同位置的粒子对晶胞的贡献： 顶 ----1/8 棱----1/4 面----1/2 心----1
谢谢
（3）晶体自范性的条件之一:生长 速率适当。
（4）晶体形成的途径： 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.
一、晶体与非晶体
1.定义：有规则几何形状的固体
2、晶体与非晶体的差异
性质
晶 体 非晶体
自范性
有
无
熔点
固定 不固定
各向异性
有
无
X-衍射（粉末）明锐线条 漫峰
3、晶体鉴别
（1）可靠的科学方法：
晶体的X-射线衍射实验
（2）测熔点：晶体的熔点较固定
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
C
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
2.区别晶体与非晶体最可靠的科学 方法是 A.熔沸点 B.硬度
C.颜色 D.x-射线衍射实验 D
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I2
金刚石
钠、锌晶胞都是：8×1/8+1=2； 碘：（8×1/8+6×1/2）×2=8； 金刚石：8×1/8+6×1/2+4=8。
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小结
• 1.掌握晶体的特征：自范性、各向异性、固 定的熔沸点、质点排列的高度有序性
• 2.知道晶体和晶胞的关系 • 晶体是由无数晶胞“无隙并置”而成.
No
高中化学选修3人教版3.1晶体的常识 课件
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3. 下图是氯化钠的一个晶胞。提问：一 个晶胞 占有多少个氯离子？占有多少个钠离子？在NaCl 晶体中，每个Na+周围最近距离的Na+有 个？
ClNa+
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典例分析 例:2001年报道的硼和镁形成的化合物刷新了 金属化合物超导温度的最高记录。如图所示的是 该化合物的晶体结构单元：镁原子间形成正六棱 柱，且棱柱的上下底面还各有1个镁原子，6个硼 原子位于棱柱内。则该化合物的化学式可表示为
A、MgB B、 MgB2 C、Mg2B D、Mg3B2
典例分析
Mg原子的数目： 12×1/6+2×1/2=3 B原子的数目：6 故化学式可表示为
Mg2B
六、晶体有关计算
利用晶胞参数可计算晶胞体积(V)，根据相 对分子质量(M)、晶胞中分子数(X)和阿伏
伽德罗常数NA，可计算晶体的密度 ：
7、如图是CsCl晶体的晶胞（晶体中最小的重复单元） 已知晶体中2个最近的Cs+核间距离为acm，氯化铯 的相对分子质量为M，NA为阿佛加德
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（3）率适当
一、晶体和非晶体
1、晶体——具有规则几何外形的固体 非晶体——没有规则几何外形的固体(玻璃体)
2、晶体的性质 （1）自范性是晶体中粒子在微观空间里呈现
周期性有序排列的宏观表现。 （2）各向异性（强度、导热性、光学性质）
第三章 晶体结构与性质 第一节 晶体的常识
学习目标:
1、知道晶体与非晶体的本质区别； 2、了解晶体的基本性质； 3、掌握晶胞的概念和类型。
2
单质硫
雪花晶体
常见的晶体
食糖晶体
食盐晶体
明矾晶体
一、晶体和非晶体
1、晶体——具有规则几何外形的固体 非晶体——没有规则几何外形的固体(玻璃体)
2、晶体的性质 （1）自范性是晶体中粒子在微观空间里呈现
几何外形 空间周期性 有
晶体
有序排列
各向 异性
固定
无规则的 非晶体 几何外形
粒子排列 相对无序
没有
各向 不固定 同性
本质区 别
微观粒子在三维空间是否呈现周期性有序排列
二﹑晶胞
1. 晶胞：描述晶体结构的基本单元 铜晶体
铜晶胞
金刚石晶体结构 金刚石晶胞示意图
CO2晶胞
NaCl晶体结构和晶胞
思考:
1.上述铜晶体、金刚石、CO2晶体、NaCl晶 体的晶胞的空间构形呈什么形状？
学与问
1、某同学在网站上找到 一张玻璃的结构示意图， 如右图，这张图说明玻璃 是不是晶体？为什么？
2、根据晶体的物理性质的各向异性的特点， 人们很容易识别用玻璃仿造的假宝石。你能列 举一些可能有效的方法鉴别假宝石吗？
总结：晶体和非晶体的差异
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第三章——第一节——晶体的常识
【要点梳理】
要点一、晶体与非晶体
1、概念：
（1）晶体：质点（分子、离子、原子）在空间有规则地排列成的、具有整齐外型、以多面体出现的固体物质（2）非晶体：非晶态物质内部结构没有周期性特点，而是杂乱无章地排列
2、分类：
3、晶体与非晶体的本质差异：
自范性微观结构晶体有（能自发呈现多面体外形）原子在三维空间里呈周期性有序排列非晶体没有（不能自发呈现多面体外形）原子排列相对无序
说明：
①自范性：晶体能自发性地呈现多面体外形的性质。
所谓自范性即“自发”进行，但这里要注意，“自发”过程的实现仍需一定的条件。
如水能自发地从高处流向低处，但若不打开拦截水流的闸门，水库里的水不能下泻
②晶体自范性的条件之一：生长速率适当（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）；
③晶体自范性的本质:是晶体中粒子微观空间里呈现周期性的有序排列的宏观表象
④有规则集合外形或美观、对称外形的固体，不一定时晶体，如玻璃。
具有固定组成的物质也不到一定是晶体，某些无定形体也有固定的组成，如无定形SiO2
4、晶体形成的途径：
（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
5、晶体的特点：
（1）有规则的几何外形
（2）有固定的熔沸点
（3）各向异性（强度、导热性、光学性质等）
说明：因研究角度不同而产生差异，即为各向异性
例如：蓝晶石（Al2O3·SiO2）在不同方向上的硬度不同
石墨在与层垂直的方向上的导电率是层平行的方向上的导电率1/104
（4）外形和内部质点排列的有序性（自发的形成多面体外形；有特定的对称性）
6、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，使X-射线产生衍射的为晶体
7、晶体与非晶体比较
说明：晶体与非晶体的区分：
晶体是由原子或分子在空间按一定规律周期性地重复排列构成的固体物质。
周期性是晶体结构最基本的特征。
许多固体的粉末用肉眼是看不见晶体的，但我们可以借助于显微镜观察，这也证明固体粉末仍是晶体，只不过晶粒太小了
晶体的熔点较固定，而非晶体则没有固定的熔点。
区分晶体和非晶体最可靠的科学方法是对固体，进行X—射线衍射实验，X射线透过晶体时发生衍射现象
特别注意：一种物质是否晶体，是由其内部结构决定的，而非由外观判断
要点二、晶胞
1、定义：描述晶体结构的基本单元
说明：划分晶胞要遵循2个原则：一是尽可能反映晶体内部结构的对称性，二是尽可能小
2、结构：习惯采用的晶胞一般都是平行六面体，整块晶体可看作时数量巨大的晶胞“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原子种类、个数及几何排列是完全相同的
3、常见晶胞类型：
类型简单立方体心立方面心立方图示
结构特点仅在平行六面体的8个顶角上有粒
子
除8个顶角上有粒子外，平行六面体
的体心上还有一个粒子
除8个顶角上有粒子外，平行六面体
的6个面的面心上均有1个粒子
说明：晶胞的顶角原子是8个晶胞共用的，晶胞棱上的原子是4个晶胞共用的，晶胞面上的原子是2个晶胞共用的要点三、晶胞中粒子数目及晶体化学式的确定
1、晶体化学式的含义
一般的，晶体的化学式表示的是晶体（也可以说是晶胞）中各类原子或离子的最简整数比
2、均摊法确定晶胞中粒子的个数
如晶胞中某个粒子为n个晶胞所共用，则该粒子有1/n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对晶胞的贡献
位于顶点：有1/8属于该晶胞
位于棱边：有1/4属于该晶胞
位于面心：有1/2属于该晶胞
位于中心：有1属于该晶胞
（2）六方晶胞中不同位置粒子对晶胞的贡献
位于顶角：有1/6属于该晶胞
位于上、下底面棱上：有1/4属于该晶胞
位于侧面棱上：有1/3属于该晶胞
位于面上：有1/2属于该晶胞
位于内部：完全属于该晶胞
（3）晶胞中粒子数目的计算要先根据具体情况分析晶胞中的粒子在晶胞中的位置及为几个晶胞所共用，然后运用均摊法计算。
石墨晶胞中每一层碳原子排成六边形，其顶点碳原子被三个六边形共有，每个六边形占有该原子的1/3，则每个六元环占有的碳原子数为6×1/3=2
钠的晶胞中含有原子数目为：8×1/8+1=2
锌的晶胞中含有原子数目为：8×1/8+1=2
碘的晶胞中含有原子数目为：8
金刚石的晶胞中含有原子数目为：8×1/8+6×1/2+4=8。