3-1物质的聚集状态与晶体的常识
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物质的聚集状态与晶体的常识(教学课件)-高中化学人教版(2019)选择性必修第二册
4.获得晶体的途径
实验步骤
实验现象
熔融态物质凝 固
用研钵把硫黄粉末研细，放入蒸发皿中，放在三 脚架的铁圈上，用酒精灯加热至熔融态，自然冷
却结晶后，观察实验现象。
硫加热融化，自然冷却结晶后，
得到黄色晶体。从熔融态结晶 出的硫晶体
本质上，晶体的自范性是晶体中粒子在微观空间里呈现周期性有序排列 的宏观表象。
非晶体粒子的排列则相对无序，无自范性。
3.晶体的各向异性
晶体在不同的方向上具有不同的物理性质。 包括晶体的强度、导电性 、导热性、光学性质等。 非晶体则不具有物理性质各向异性的特点 间接确定某固体是否属于晶体： 晶体有固定的熔点；非晶体没有固定的熔点。 区分晶体和非晶体最可靠的科学方法是：
有白色细小晶体析出。
从饱和硫酸铜溶液中析 出的硫酸铜晶体
三、认识晶胞
1.晶胞：描述晶体结构的基本单元叫做晶胞。 ➢ 一般来说，晶胞都是平行六面体，整块晶体可以看作是数量巨大的晶胞“无
隙并置”而成。
➢ “无隙”：相邻晶胞之间没有任何 间。隙 ➢ “并置”：所有晶胞都是 平行 排列的，取向相同。 ➢ 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。
➢ 晶胞的结构
84
73
51
62
顶点：1/8
1
31
42
棱边：1/4
2 1
体心：1
面心：1/2
如金属铜的一个晶胞(如图所示)均摊到的原子数
为
。
8×18＋6×12＝4
思考 (1)晶胞有几套平行棱？有几套平行面？
晶胞有3套平行棱，有3套平行面 (2)数一数，它们分别平均含有几个原子？
物质的聚集状态与晶体的常识板书设计
物质的聚集状态与晶体的常识板书设计大家好，今天咱们来聊聊一个有点“硬核”的话题——物质的聚集状态和晶体的常识。
听起来是不是有点高大上？别急，其实说白了，就是物质的不同形态和它们怎样变成晶体的过程。
嘿，别急着打哈欠哦，这个话题还挺有趣的，没那么难懂的！要知道，咱们周围的一切，都是由各种各样的物质构成的，而这些物质的状态和它们的排列方式，决定了它们看起来是什么样子。
水是液体，冰是固体，空气是气体，这些其实都能给你一种直观的感觉。
嘿，别小看这些简单的现象，它们背后可是大有文章！咱们先从最简单的说起。
物质的三大状态，大家小时候应该都学过：固态、液态和气态。
固态呢，就像我们手里的石头，硬邦邦的，摸着就能感觉到它的“稳”。
液态就是水啦，随手一倒，它就会顺着地面流，像个听话的小伙伴。
至于气态，大家可以想想空气，摸不着、看不见，但却无处不在，最简单的就是你呼吸的时候，空气就在你周围。
对了，大家是不是也经常听说“温度越高，物质就越容易从固态变成液态，再变成气态”？没错，这就跟我们平常生活里的冰块溶化、水蒸气升腾一样，真的是个大自然的魔法哦！不过，今天的重点是晶体。
你知道吗，晶体其实是非常神奇的东西！大家想象一下，咱们平时用的盐、糖，不就是晶体吗？是的，你没听错，它们可都是由无数个小小的分子或者原子排列成的整齐有序的“队形”构成的。
你看那盐粒，虽然小，但每一粒的形状都差不多，摸起来也都硬邦邦的，放在阳光下还闪闪发光。
为什么呢？因为它们分子间的排列方式太整齐了，所有的分子像“军队”一样排得整整齐齐的，所以就有了那种晶莹剔透的效果。
有趣的是，晶体的形成其实是一个相当“费劲”的过程。
比如水在零度以下结冰，分子开始“放松”，然后一颗颗分子就像在跳舞一样，开始规整地“排队”。
这个过程就像是拼图一样，只有每一块都对准了，晶体才会完整。
好啦，大家可能就要问了：“那不同的晶体有什么区别呢？”嘿嘿，这问题问得好。
晶体的种类可是五花八门的。
原创1：3.1 物质的聚集状态与晶体的常识
物理性质 • 各向异性
晶体与非晶体 非晶体
微观结构 • 原子排列相对无序
玻璃的结构示意图
？ 宏观外形 • 不能自发呈现多 面体外形
物理性质 • 不具备各向异性
晶体与非晶体 晶体的自范性的条件之一是晶体生长的速率适当
自发过程的实现，仍需要一定的条件
晶体与非晶体 晶体的形成: 熔融态SiO2快速冷却得玛瑙 熔融态SiO2缓慢冷却得水晶
晶胞
与 晶 体 的 常 识
物 质 的 聚 集 状 态
晶体结构 的测定
原子坐标 化学键 分子结构
对点练习
1.下列物质有固定熔、沸点的是 ( D )
A．CuSO4溶液
B．石蜡
C．玻璃
D．白磷
【解析】A是混合物，B和C都是非晶体，均没有固定的熔、沸点。
对点练习
2.晶体具有各向异性。如蓝晶石(Al2O3·SiO2)在不同方向上的硬度不同；又如石墨在 与层垂直的方向上的导电率与层平行的方向上的导电率之比为1：1000 。晶体的各
向异性主要表现在( D )
①硬度 ②导热性 ③导 C．只有①②③
D．①②③④
【解析】晶体的各向异性反映了晶体内部质点排列的高度有序性，表现在硬度、导 热性、导电性、光学性质等方面。
对点练习
3.下列有关晶胞的叙述错误的是( C )
A．晶胞是晶体结构中最小的重复单元 B．不同晶体中晶胞的大小和形状不一定相同 C．晶胞中的任何一个粒子都完全属于该晶胞 D．已知晶胞的结构可推知晶体的组成
晶体结构的测定
晶体结构的测定
非晶态和晶态粉末衍射图谱的对比 分立的斑点或者明锐的衍射峰
晶体结构的测定 乙酸分子结构的测定
X射线 衍射实验
测定晶胞中原子的坐标，根据坐标， 计算原子间距离，判断出晶体中化 学键，确定键长和键角，得出分子 空间结构
第一节 物质的聚集状态与晶体的常识
第一节物质的聚集状态与晶体的常识核心素养发展目标1.认识物质的聚集状态。
2.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和非晶体。
3.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，利用思维模型，根据晶胞结构确定微粒个数和化学式。
4.了解晶体结构的测定方法。
知识梳理一、物质的聚集状态1．20世纪前，人们以为分子是所有化学物质能够保持其性质的最小粒子，物质固、液、气三态的相互转化只是分子间距离发生了变化。
2．20世纪初，通过X射线衍射等实验手段，发现许多常见的晶体中并无分子，如氯化钠、石墨、二氧化硅、金刚石以及各种金属等。
3．气态和液态物质不一定都是由分子构成。
如等离子体是由电子、阳离子和电中性粒子(分子或原子)组成的整体上呈电中性的气态物质；离子液体是熔点不高的仅由离子组成的液体物质。
4．其他物质聚集状态，如晶态、非晶态、塑晶态、液晶态等。
二、晶体与非晶体1．晶体与非晶体的本质差异2.获得晶体的途径(1)实验探究加热时，烧杯内产生大量紫色气体，没有出现液态的碘，停止加热，烧杯内的紫色气体渐渐消褪，最后消失，表面皿底部出现紫黑色晶体颗粒在烧杯底部慢慢析出立方体的无色晶体颗粒(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的性质。
(2)各向异性：晶体在不同方向上表现出不同的物理性质。
(3)固定的熔点。
4．晶体与非晶体的测定方法课堂作业：1、判断题(1)晶体有自范性且其微粒排列有序，在化学性质上表现各向异性()(2)熔融态物质快速冷却即得到晶体()(3)熔融的硝酸钾冷却可得晶体，故液态玻璃冷却也能得到晶体()(4)粉末状的固体也有可能是晶体()(5)晶体一定比非晶体的熔点高()答案(1)×(2)×(3)×(4)√(5)×。
3-1物质的聚集状态与晶体的常识(讲义)-高中化学人教版(2019)选择性必修2
加热时，烧杯内产生大量紫色气体，没有出现液态的碘，停止加热，烧杯内的紫色气体渐渐消褪，最后消失，表面皿底部出现紫黑色晶体颗粒在烧杯底部慢慢析出立方体的无色晶体颗粒(1)铜晶胞①位于顶角上的铜原子为 8个晶胞共有。
①位于面心上的铜原子为 2个晶胞共有。
因此晶体铜中完全属于某一晶胞的铜原子数是8×18＋6×12＝4。
(2)NaCl 晶胞①Cl －位于顶点和面心，共有4个。
①Na ＋位于棱上和体心，共有4个。
【归纳总结】1.晶胞是最小的平行六面体，它有8个顶角，三套各4根平行棱，三套各两个平行面。
2．均摊法确定晶胞中粒子的个数若晶胞中某个粒子为n 个晶胞所共用，则该粒子有1n 属于这个晶胞。
长方体形(正方体形)晶胞中不同位置的粒子对晶胞的贡献四、晶体结构的测定1．常用仪器：X 射线衍射仪。
2．测定过程：当单一波长的X 射线通过晶体时，X 射线和晶体中的电子相互作用，会在记录仪上产生分立的斑点或者明锐的衍射峰。
3．作用：根据衍射图，经过计算可以获得晶体结构的有关信息。
6．肉桂醛是一种食用香精，它广泛用于牙膏、洗涤剂、糖果以及调味品中，肉桂醛中含有碳碳双键与醛基两种官能团，现要检验它们，做如下实验：步骤1：向试管中加入10%的氢氧化钠溶液2mL，边振荡边滴入2%的硫酸铜溶液4-6滴；步骤2：向试管中再加入少量肉桂醛，加热充分反应，出现砖红色沉淀；步骤3：取实验后试管中的清液少许，加入硫酸酸化，再滴加到溴水中，溶液褪色。
下列说法不正确．．．的是A．步骤1中一定要确保氢氧化钠溶液过量B．步骤2中出现砖红色是因为醛基具有还原性C．步骤3中溶液褪色是因为碳碳双键发生了氧化反应D．一个Cu2O晶胞(见图)中，Cu原子的数目为47．氮化硼(BN)有立方氮化硼和六方氮化硼(如图)等不同结构，是一种重要的功能陶瓷材料，下列相关说法不正确．．．的是A．立方氮化硼的硬度大于六方氮化硼B．在六方氮化硼中，实线、虚线均代表共价键C．立方氮化硼晶胞中，B原子配位数是4D．在一定条件下，六方氮化硼可转化为立方氮化硼8．晶体是一类非常重要的材料，在很多领域都有广泛的应用。
《物质的聚集状态与晶体的常识》》质量评估试题
（人教版选择性必修2）3.1《物质的聚集状态与晶体的常识》质量评估试题（原卷版）考试时间：40分钟满分：100分一、选择题：本题包括13小题，每小题4分，共52分。
1．下列关于聚集状态的叙述错误的是A．物质只有气、液、固三种聚集状态B．气态是高度无序的体系存在状态C．固态物质中的微粒结合较紧凑，相对运动较弱D．液态物质微粒间的距离和作用力的强弱介于固、气两态之间，表现出明显的流动性2．下列有关等离子体的叙述，不正确的是A．等离子体是物质的另一种聚集状态B．等离子体是很好的导体C．水可能形成等离子体状态D．等离子体中的微粒不带电荷3．下列叙述中，正确的是A．具有规则几何外形的固体一定是晶体B．晶体与非晶体的根本区别在于是否具有规则的几何外形C．具有各向异性的固体一定是晶体D．依据构成粒子的堆积方式可将晶体分为金属晶体、离子晶体、分子晶体、原子晶体4．下列关于物质特殊聚集状态结构的叙述中，错误的是A．超分子是由两个或多个分子相互“组合”在一起形成具有特定结构和功能的聚集体，能表现出不同于单个分子的性质B．非晶体基本构成微粒的排列是长程无序和短程有序的C．液晶内部分子沿分子长轴方向有序排列，使液晶具有各向异性D．纳米材料包括纳米颗粒与颗粒间的界面两部分，两部分都是长程有序的5.有关晶体的下列说法中，正确的是A．晶体中分子间作用力越大，分子越稳定B．共价晶体中共价键越强，熔点越高C．冰融化时水分子中共价键发生断裂D．氯化钠熔化时离子键未被破坏6．下列关于晶体与非晶体的说法正确的是A．晶体的熔点一定比非晶体的熔点高B．晶体有自范性但构成晶体的微粒排列无序C ．非晶体无自范性且构成非晶体的微粒排列相对无序D ．固体2SiO 一定是晶体7．下列物质形成的晶体中，属于含有极性共价键的离子晶体的是A ．HFB ．NaClOC ．Na 2O 2D ．CH 3CH 2OH8.下列有关晶胞的叙述中，正确的是。
A ．晶胞是晶体结构中最小的重复单元B ．晶胞中的任何一个粒子都属于该晶胞C ．所有晶体都是由平行六面体无隙组合而成D ．不同晶体中的晶胞的大小和形状均相同9. 对于某晶胞(如图所示)的描述错误的是A ．该晶胞是所在晶体内最小的平行六面体B ．该晶胞的每个顶点上和每个面的面心上都各有一个原子C ．平均每个晶胞中有14个原子D ．平均每个晶胞中有4个原子10．铜是生活中比较常见的一种金属，而纳米铜能在空气中自燃，这是因为纳米铜的表面粒子数占总粒子数的比例较大。
物质的聚集状态与晶体的常识 课件 高二化学人教版(2019)选择性必修2
练习8、某晶体结构模型如图所示。该晶体的化学式是 __________________,在晶体中1个Ti原子、1个Co原子周围距离 最近的O原子数目分别为________个。
解析：晶胞中含有O:6× 1 =3个,含Co:8× 1 =1个,含Ti:1个,
2
8
故化学式为CoTiO3。
Ti原子位于晶胞的中心,其周围距离最近的O原子位于6个面
＋6×
1 2
＝4
晶胞中钠离子和氯离子的个数比是 1∶1
练习2、现有甲、乙、丙、丁四种晶胞,可推知：甲 晶体中A与B的离子个数比为 1：1 ；乙晶体的 化学式为 C2D ；丙晶体的化学式为__E_F___；丁 晶体可能的化学式为_X__Y_3_Z_。
练习3、下图为高温超导领域的一种化合物——钙钛矿晶体结构，该结构是 具有代表性的最小重复单元。 1）在该物质的晶体中，每个钛离子周围与它最接近且距离相等的钛离子共
(2)“无隙”是指相邻晶胞之间 无任何间隙 。
（与相邻的晶胞完全共顶点、共棱边、共面）
平行六面体
(3)“并置”是指所有晶胞都是 平行 排列的，取 向 相同 。
(4)所有晶胞的 形状 及其内部的原子
种类、个数 及几何排列(包括取向)是
完全相同的。
3、三种典型立方晶体结构
•简单立方
体心立方
面心立方
要 清 楚【思考】晶胞都是平行六面体吗？
练习4、(2020·天津等级考)CoO的面心立方晶胞如图所示。设
阿伏加德罗常数的值为NA，则CoO晶体的密度为______g·cm-3。 铁、钴、镍三种元素二价氧化物的晶胞类型相同，其熔点由高到
低的顺序为
。
解析：该晶胞中Co2+个数为12×14 +1＝4，O2－个数为818× +6×12 ＝4，晶胞质量为
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思考讨论：结合下图，钠、锌、碘、金刚石晶胞 中含有原子的数目分别为多少？
2
2
Hale Waihona Puke 88练习：钙-钛矿晶胞结构如图所示。观 察钙-钛矿晶胞结构，求该晶体中，钙、 钛、氧的微粒个数比为多少？
二、晶体与非晶体
1、晶体与非晶体
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 又称玻璃体
晶体
离子晶体 共价晶体 分子晶体 金属晶体
晶体与非晶体的本质区别
凝固速度过快容易形 成非晶体
3.晶胞中原子个数的计算
晶胞顶角原子为8个晶胞共用，每个晶胞占1/8 晶胞棱上原子为4个晶胞共用，每个晶胞占1/4 晶胞面上原子为2个晶胞共用，每个晶胞占1/2 晶胞内部的原子为1个晶胞独自占有，即为1
第三章 晶体的结构与性质
第一节 晶体的常识
教学目标： 1.知道物质的聚集状态随构成物质的粒子种类、粒子间 相互作用、粒子聚集程度的不同而有所不同。 2.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。 3.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 胞的结构确定粒子个数及化学式。