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
第一节-晶体的常识
（3）晶体具有固定的熔点
二、晶胞
1.晶胞：描述晶体结构的基本单元 2.晶胞的结构
晶胞都是平行六面体，上下左右前后无隙 并置排列着无数晶胞。
3.确定晶胞化学式的方法——均摊法
顶点占1/8
面占1/2
棱占1/4
氯化钠晶体
一个Na+吸引多少个 Cl－ ？ 6个
一个Cl－吸引多少个 Na+ ？ 6个 NaCl晶体中Na+ 与Cl－的离 子个数比为多少？︰1 1 与Na+等距离且距离最近的Na+为多少个？ 12个
与Cl－等距离且距离最近的Cl－为多少个？ 12个
二氧化碳结构模型
与二氧化碳距离最近且等距离的二氧化碳 有多少个？ 12个
第一节 晶体的常识
一、晶体与非晶体
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） 没有（不能自发呈 现多面体外形）
具有规则的几何外 形的固体叫晶体
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
非晶 体
2.晶体呈现自范性的条件
晶体生长的速率适当Fra bibliotek3.得到晶体的一般条件
（1）熔融态物质凝固
固体粉末仍是晶体， 只因晶粒太小，肉眼 看不到而已
（2）气体物质凝华
（3）溶质从溶液中析出
4.晶体的特点
（1）晶体的外形和内部质点排列高度有序
晶体SiO2与非晶体SiO2的投影示意图
（2）晶体具有各向异性
在晶体中，不同晶面和晶面上原子排列的方式不 同和密度不同，它们之间结合力的大小也不相同， 这种性质叫做晶体的各向异性
课件：晶体的常识 ——知识点
– 鉴别晶体最科学的方法：X—射线衍射法
2、晶体形成的途径
条件：人为控制晶体生长的速率 • 熔融态物质凝固。 • 气态物质冷却不经液态直接凝固（凝华）。 • 溶质从溶液中析出。
1.晶胞：晶体中的最小重复单元 2.晶体和晶胞的关系：晶体可以看作是数量巨大的晶胞 “无隙并置”而成。(蜂巢与蜂室的关系)
3.立方体晶胞中粒子个数计算规律——均摊法
位置 顶角 棱上 占有率 1/8 1/4Biblioteka 面上 1/2体内 1
【拓展提升】
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： （1）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_3___个。 碳原子数目与碳碳化学键数 目之比为_2__：__3__。
第一节
晶体：一般，具有规则几何外形
固体
的固体
非晶体：一般，没有规则几何外形
的固体
一、晶体
1. 特征和性质
– 自范性(本质特征)：自发的(需要人为控制 晶体生长的速率)呈现多面体外形的性质， 是晶体粒子在微观空间里呈现周期性的有 序排列的宏观表象。——高度有序性
– 物理性质——强度、导热性、光学性质等 有各向异性（思想：结构决定性质）
高中化学晶体的常识
A．3.0×10－8 cm C．4.0×10－8 cm
B．3.5×10－8 cm D．5.0×10－8 cm
解析：从 NaCl 晶体结构模型中分割出一个小立方 体，如图所示，a 表示其边长，d 表示两个 Na＋中心 1 1 间的距离。每个小立方体含 Na ： ×4＝ ，含 8 2
＋
1 1 1 ＋ － Cl ： ×4＝ ，即每个小立方体含 Na —Cl 离子对 个。 8 2 2
各向异性，正是内部微粒按一定规律周期性排列的结果；
晶体有规则的几何外形，但有规则几何外形的固体不一定 是晶体。
答案：C
[自学教材· 填要点]Fra bibliotek1.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：相邻晶胞之间无任何 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。
1 1 乙中 A 占有： ×8＝1，B 占有 ×6＝3，C 占有 1 个，由 8 2 此推出 N(A)∶N(B)∶N(C)＝1∶3∶1。 丙中 D 周围 E 的个 数与 E 周围 D 的个数相同，E 周围有 8 个 D，所以 D 周 围有 8 个 E。
[答案] (1)X2Y
(2)1∶3∶1
(3)8
具有规则几何外形的固
体一定是晶体吗？
[例2] 如图所示的甲、乙、丙三种晶体：
试写出：
(1)甲晶体的化学式(X为阳离子) ________。
(2)乙晶体中A、B、C三种粒子的个数比________。 (3)丙晶体中每个D周围结合E的个数________。
晶体的常识晶胞
晶体的常识晶胞物质常见的三态是气态、液态和固态。
固态物质简称为固体，在固体中，原子、分子、离子或原子团被限制在固定的位置周围振动，所以固体具有比较刚性的结构，难以被压缩。
固体可以是晶态或非晶态，晶体以其结构中原子、分子、离子或原子团的有规则排列而区别于非晶体。
晶体随处可见在日常生活中起着非常重要的作用，例如，食盐、糖、苏打、红宝石、金刚石、石英等都属于晶态。
了解晶体的特征，掌握晶体结构知识，对认识物质性质具有重要意义。
天然红宝石及制品一．晶体的特征人们常从以下三方面来区别晶体和非晶体。
1.晶体有自范性，而非晶体没有。
晶体呈自发形成的规则的几何外形，而非晶体没有一定的外形。
有些晶体很大，直接的呈现出美丽的多面体形状，如石英晶体呈菱柱或菱锥状，明矾晶体呈八面体形，雪花有多种形状，但都为六角形，我国古代早有“雪花多六出”的记载。
菱锥和菱柱状的石英晶体正八面体形的明矾晶体雪花晶体有些晶体很小，肉眼看来是细粉末，似乎没有晶面，但借助于光学显微镜或电子显微镜也可以观察到它们整齐而有规则的外形，如我们可以观察到立方体状的氯化钠、棱柱状的硫酸铜、针状的羟基氧化铁等晶粒外形。
而玻璃、沥青、石蜡等是非晶体，它们冷却凝固时不会自发形成多面体外形，没有特征的形状，所以又称无定形体。
硫酸铜晶体小颗粒和放大的结构放大的氯化钠晶体颗粒我们把晶体在适宜的条件下，能够自发的呈现封闭的规则和凸面体外形的性质叫做晶体的自范性。
晶体自范性是晶体中粒子微观空间里呈现周期性有序排列的的宏观表象。
晶体的自范性是需要在适宜的条件下才能体现的，这个适宜条件通常指生长速率适当，如果熔融态物质冷却凝固速率过快，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。
如玛瑙石熔融态的二氧化硅快速冷却形成的，而水晶是热液缓慢冷却形成的。
缺角的氯化钠晶体在饱和氯化钠溶液中慢慢会变为完美的立方体晶体，这也是晶体自范性的一种表现。
2.晶体具有固定的熔点，而非晶体没有固定的熔点。
《晶体的常识》
P54
√
第一节 晶体的常识 即学即练
同步解析与测评
P55
√
第一节 晶体的常识 基础巩固
同步解析与测评
P56
√
第一节 晶体的常识 基础巩固
同步解析与测评
P56
√
第一节 晶体的常识 基础巩固
同步解析与测评
P56
√
第一节 晶体的常识
课本
P63
晶体与非晶体的本质区别是什么？
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 为了描述晶体在微观空间里原子的排列，无须画出千千万万个原子， 只需在晶体微观空间里取出一个基本单元即可。
第一节 晶体的常识
课本
P63
请理解：
“无隙”指相邻的晶胞之间没有任何间隙；一个晶胞与相邻的
晶胞完全共顶点、共棱边、共面
“并置”指所有晶胞都是平行排列的，取向相同。一个晶
胞到另一个晶胞只需平移，不需转动
“完全等同”指所有晶胞的形状、内部的原子种类、个数及几
何排列完全相同。
第一节 晶体的常识
课本
P63
第一节 晶体的常识
课本
P60
一、晶体与非晶体
自范性
晶体 非晶体
微观结构
原子在三维空间里呈 周期性有序 排列
有 没有
无序 原子排列相对_________________
3.晶体与非晶体的本质区别
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
第一节 晶体的常识
课本
P60
NaCl晶体结构示意图：
Cl-
数之比是( A．3∶9∶4 C．2∶9∶4 )
√ D．3∶8∶4
B．1∶4∶2
第一节 晶体的常识 能力提升
第一节 晶体的常识
GeCl4
熔点/℃ 沸点/℃ −49.5 83.1
GeBr4
26 186
GeI4
146 约400
（4）光催化还原CO2制备CH4反应中，带状纳米Zn2GeO4是该 反应的良好催化剂。Zn、Ge、O电负性由大至小的顺序是 ______________ 。 O>Ge>Zn 3 sp （5）Ge单晶具有金刚石型结构，其中Ge原子的杂化方式为__ ，
原子在三 有(能自 晶 发呈现多 维空间里 体 面体外形) 呈周期性 有序排列 没有(不 非 能自发呈 晶 现多面体 体 外形) 原子排 列相对 无序
有规则 有固 的几何 定的 外形 熔点
没有 没有规 固定 不具有物理性 则的几 的熔 质各向异性 何外形 点
1、把玻璃放在火上加热到一定程度，可以把它抽成细丝或 吹成泡状，为什么？ 无固定熔点，玻璃由固体转变为液体是在一定温度范 围内逐渐变化的，玻璃的这一特性使它可用吹、拉、 压等多种方法成形。 2、用沥青铺成的路面，冬天变硬，夏天变软，这说明沥青 是晶体材料还是非晶体材料？ 沥青是非晶体，因此没有固定的熔点，当温度升高 时，沥青就会变软；
Na+: 1+3=4个
Clˉ：1+3=4个 个数比为1:1 故化学式为NaCl
4、晶体密度的计算
下图为NaCl晶胞，晶胞的边长为a（cm），阿伏加德罗常数为 NA，求NaCl的密度ρ。
金属钠晶体为体心立方堆积（如图），实验测得钠的密度为ρ （g· cm-3）。已知钠的相对原子质量为a，阿伏加德罗常数为NA （mol-1），则钠原子的半径r（cm）为 （ C ）
面心：3个 顶点：1个 共有：12个
3、最近发现一种由钛原子和碳原子
构成的气态团簇分子，如下图所示，
高考化学一轮复习(第六辑)考点九十一 晶体的常识(含解析)
考点九十一晶体的常识聚焦与凝萃1．了解晶体的特点;2．了解晶体与非晶体的差异;3．了解晶胞的概念，能够计算晶胞中的粒子个数;4．能运用“均摊法”计算晶胞中微粒的数目。
解读与打通常规考点一、晶体与非晶体1．晶体的定义：具有规则几何外形的固体。
2．晶体的分类：固体分为晶体和非晶体。
晶体又分为分子晶体、原子晶体、金属晶体和离子晶体。
3．晶体的性质：①晶体具有自范性；②晶体的各向异性。
4．得到晶体的途径：（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。
（1）概念：描述晶体结构的基本单元。
（2）晶体中晶胞的排列——无隙并置①无隙：相邻晶胞之间没有任何间隙。
②并置：所有晶胞平行排列、取向相同。
隐性考点1．晶胞计算的思维方法（1）晶胞计算：是晶体考查的重要知识点之一，也是考查学生分析问题、解决问题能力的较好素材。
晶体结构的计算常常涉及如下数据：晶体密度、N A、M、晶体体积、微粒间距离、微粒半径、夹角等，密度的表达式往往是列等式的依据。
解决这类题，一是要掌握晶体“均摊法”的原理，二是要有扎实的立体几何知识，三是要熟悉常见晶体的结构特征，并能融会贯通，举一反三。
（2）关于晶体结构的计算方法：用均摊法确定晶体的化学式：均摊是指每个图形平均拥有的粒子数目。
求晶体中粒子个数比的方法是：①处于顶点的粒子，同时为8个晶胞所共有，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；④处于晶胞内部的粒子，则完全属于该晶胞。
（3）晶体微粒与M、ρ之间的关系：若1个晶胞中含有x个微粒，则1 mol晶胞中含有x mol微粒，其质量为xM g(M为微粒的相对“分子”质量)；又1个晶胞的质量为ρa3g(a3为晶胞的体积)，则1 mol晶胞的质量为ρa3N A g，因此有xM＝ρa3N A。
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实用文档
胆
冰
矾
糖
晶
体
明
矾
晶
水
祖母绿
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绿宝石
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猫眼石
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紫水晶
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黄黄水水晶晶
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NaCl晶体结构示意图：
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ClNa+
金刚石晶体 结构示意图
实用文档
干 冰 晶 体 结 构
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C
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 C、颜色
B、硬度
D、x-射线衍射实验 D
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3、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
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◆
二﹑晶胞
1.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然而， 蜂巢是有形的，晶胞是无形的，是人为划定的。
实用文档
晶胞一般是平行六面体，整块晶体 可看作数量巨大的晶胞“无隙并置” 而成（晶胞间无间隙，平行排列）
实用文档
金刚石的多面体外形、实用晶文档 体结构和晶胞示意图
实用文档
实用文档
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 C、M/a3NA
B、a3M/8NA D、a3M/NA
实用文档
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思考与交流:
1.如何鉴别晶体和非晶体? （1）性质差异——如外形、硬度、熔点、折 光率 （2）区分晶体和非晶体最科学的方法是对固
体进行X-射线衍射实验。
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[分组探讨]
2、某同学在网站找到一张玻璃的结构示意图如 图所示，这张图说明玻璃是不是晶体?为什么?
3、根据晶体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。你能列举出一些 可能有效的方法鉴别假宝石吗?
性） （3）晶体具有固定的熔点（非晶体不具有固定
的熔点）
3、晶体和非晶体的本质区别是什么？ 实用文档
★晶体的自范性即晶体能白发地呈现多面 体外形的性质。
3、晶体与非晶体的本质区别在于——
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
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思考:根据已有知识,举例说明如何
制得晶体?
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.
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
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本节小结：
一、晶体与非晶体
1、定义：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
2、特点和性质： （1） 晶体有自范性 （2）晶体具有各向异性 （3）晶体具有固定的熔点
3、晶体与非晶体的本质区别在于——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
实用文档
◆
6、图是超导化合物一钙钛矿晶体中最小重复单元(晶 胞)的结构.请回答： (1)该化合物的化学式为_C_a_T__i_O_3. (2)在该化合物晶体中，与某个钛离 子距离最近且相等的其他钛离子共
有____6______个.
(3)设该化合物的相对分子质量为M， 密度为 ag/ cm3 阿伏加德罗常数为 NA，则晶体中钙离子与钛离子之间 的最短距离为_______.
玻璃结构示意图
B M
O
Si
实用文档
晶体SiO2和非晶体SiO2的投影示意图
实用文档
思考?
1、什么是晶体？什么是非晶体？
定义：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
2、晶体有什么特点和性质？
特点和性质： （1） 晶体有自范性（几何外形和内 部质点排
列的高度有序性，非晶体没有） （2）晶体具有各向异性（非晶体不具有各向异
ClNa+
83
74
51
62
实用文档
实用文档
小结:晶胞对质点的占有率
立方晶胞
顶点： 1/8 棱边： 1/4
面心： 1/2
体心： 1
实用文档
探究: 下图依次是金属钠(Na)、金属锌(Zn)、碘(12)、金刚石 (C)晶胞的示意图，数一数，它们分别平均含几个原子?
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。
4、晶体形成的途径：
5、晶体和非晶体的鉴别
实用文档
二﹑晶胞 1、概念：描述晶体结构的基本单元
叫做晶胞
2、晶胞中原子个数的计算
立方晶胞
顶点：1/8 棱边： 1/4 面心：1/2
体心： 实用文档 1
[课堂练习]
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
NaCl晶体结构和晶胞
思考与交流:
上述铜晶体、金刚石、NaCl晶体的晶胞空间构形是怎 样的？
实用文档
无隙并置
平行六 面体
实用文档
思考： 铜晶胞含有4个铜原子，为什么不
是14个？
2、晶胞中原子个数的计算
实用文档
晶胞中原子个数的计算
体心：1
面心:1/2
顶点:1/8
实用文档棱边:1/4
晶体空间结构
实用文档
◆
4、右面图形是石墨晶体的层面结构图， 试分析图形推测层面上每个正六边型拥有的 共价键数和碳原子数是分别： A、6，6 B、2，4 C、2，3 D、3，2
实用文档
◆
5、某离子晶体晶胞结构如右图所示，X位于立方体 的顶点， Y位于立方体的中心，晶体中距离最近的 两个X与一个Y形成的夹角∠XYX的角度为： A. 90° B. 60° C. 120° D. 109°28′
实用文档
◆
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
实用文档