3-1晶体的常识
第三章第一节 晶体的常识
第一节 晶体的常识
1、认识晶体和非晶体的本质差异,明白晶体的特征和性质。 2、了解获得晶体的途径。
3、明白晶胞的概念,学会晶胞中微粒数的计算方法(均摊法),能依照晶胞的结构确定晶体的化学式。
晶体与非晶体［学生用书Ｐ3５]
1、晶体与非晶体的本质差异
有无自范性 微观结构
晶体 有 原子在三维空间里呈周期性有序排列
非晶体 无
原子排列相对无序
2、获得晶体的途径
３、晶体的特点
(1)自范性
①定义:晶体能自发地呈现多面体外形的性质。
②形成条件之一:晶体生长速率适当。
③本质原因:晶体中粒子在微观空间里呈现周期性的有序排列。
(2)各向异性:许多物理性质(强度、导热性、光学性质等)常常会表现出各向异性。
(3)有序性:外形和内部质点排列的高度有序、
(4)熔点:有固定的熔点。
1、判断正误(正确的打“√”,错误的打“×")。
(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)晶体有固定的熔点、( )
(4)熔融态物质快速冷却即可得到晶体。( )
(5)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。( )
(6)粉末状的固体也有估计是晶体。( )
答案:(１)× (2)× (3)√ (4)× (5)× (6)√
2、下列物质中属于晶体的是＿_______。
A、橡胶 B、玻璃
C、食盐 ﻩD、水晶
E、塑料 ﻩF、胆矾
解析:固体有晶体和非晶体之分,晶体是内部微粒(原子、离子或分子)在空间按一定规律呈周期性有序排列构成的具有规则几何外形的固体,如食盐、冰、金属、水晶、大部分矿石等都是晶体;非晶体中内部粒子的排列则相对无序,如玻璃、橡胶等都是非晶体。
答案:CＤＦ 1、晶体与非晶体的区别
外观 微观结构 自范性 各向异性 熔点
晶体 具有规则的几何外形 原子在三维空间呈周期性有序排列 有 各向异性 固定
晶体常识讲解内容
（1）晶胞具有平移性
用锤子轻轻敲击具有整齐外形的晶体（如方解石），会发现晶体劈裂出现的新晶面与某一原晶面是平行的，这种现象叫做晶体的解理性。古人由晶体解理性猜测，晶体是由无数肉眼看不见的，形状、大小、取向相同的微小几何体堆积而成的，后来，这种观念发展成晶胞的概念——整块晶体是由完全等同的晶胞无隙并置地堆积而成的。“完全等同”可从“化学上等同”和“几何上等同”两个方面来理解。“化学上等同”指晶胞里原子的数目和种类完全等同；“几何上等同”既指所有晶胞的形状、取向、大小等同，而且指晶胞里原子的排列（包括空间取向）完全等同。“无隙并置”即一个晶胞与它的相邻晶胞是完全共顶角、共面、共棱的，取向一致，无间隙，从一个晶胞到另一个晶胞只需平移，不需转动，进行或不进行平移操作，整个晶体的微观结构不可区别。晶胞的这种本质属性可归纳为晶胞具有平移性。
例 图3-1中的晶胞是指实线小立方体呢还是指虚线大立方体？为什么？
图3-1哪个是氯化钠晶胞？哪个是金刚石晶胞？
[答] 图3-1中的小立方体不具有平移性，因为它与相邻的小立方体并非等同。相反，大立方体才具有平移性，在它的上下左右前后都有无隙并置的完全等同的立方体，只是没有画出来而已，因此大立方体才是晶胞，小立方体不是晶胞。
晶胞具有相同的顶角、相同的平行面和相同的平行棱是晶胞平移性这一本质特征的必然推论。这里的所谓“相同”，包括“化学上相同”（原子或分子相同）和“几何上相同”（原子的排列与取向），不具有平移性就不是晶胞。部分平时的练习题中会错误的把例题中这类不属于晶胞的小正方体当成晶胞来处理，如金版教程的课时作业第10题认为四个选项所给均为晶胞，实际A和C选项都不是晶胞，但这类错误不影响用均摊法计算，正规考试也不会出现这类错误。
（2）晶胞不一定都取平行六面体
可以选为晶胞的多面体很多，只要它们可无隙并置地充满整个微观空间，即具有平移性，都可以选取，如图3-3所示的五种。但应强调指出，若不指明，三维的“习用晶胞”都是平行六面体，即图3-3中最左边的一种，就是通常所指的晶胞。（三棱柱如果考到可按均摊法进行计算，但因其不能无隙并置三棱柱一定不是晶胞）
高中化学选修3之知识讲解_晶体的常识 分子晶体与原子晶体_基础-
晶体的常识 分子晶体与原子晶体
【学习目标】
1、初步了解晶体的知识，知道晶体与非晶体的本质差异，学会识别晶体与非晶体的结构示意图；
2、知道晶胞的概念，了解晶胞与晶体的关系，学会通过分析晶胞得出晶体的组成；
3、了解分子晶体和原子晶体的特征，能以典型的物质为例描述分子晶体和原子晶体的结构与性质的关系；
4、知道分子晶体与原子晶体的结构粒子、粒子间作用力的区别。
【要点梳理】
要点一、晶体与非晶体【分子晶体与原子晶体#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。晶体具有的规则的几何外形源于组成晶体的微粒按一定规律周期性的重复排列。
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，如：玻璃、松香、明胶等。非晶体不具有晶体物质的共性，某些非晶态物质具有优良的性质
要点诠释：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。
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。例如：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；
3.1.1物质的聚集状态与晶体的常识 (精品教案)
备课时间 年 月
日 上课时间 年 月 日
课
题 2019人教版 化学选择性必修2
第3章 晶体结构与性质
第1节 物质的聚集状态与晶体的常识
3.1.1 物质的聚集状态与晶体的常识
课程性质 课堂教学，新课 课时 2
教学目标 1.知识与能力 1.认识物质的聚集状态会影响物质的性质，通过改变物质的聚集状态可能获得特殊的材料，培养变化观念与平衡思想的核心素养；
2.了解晶体与非晶体的区别，了解获得晶体的一般途径；
3.知道物质的聚集状态会影响物质的性质，通过改变物质的聚集状态能获得特殊的材料。
2.过程与方法 1.通过建立模型、活动探究，引导学生理解构成物质的微粒、微粒间相互作用和微粒的空间排列方式三者之间的有机联系；
2.初步掌握解释物质聚集状态和性质的一般分析方法。
3.情感、态度与价值观 1.通过了解建立晶体知识的历史及模型思想以及化学技术在研晶体中的作用，激发学生的学习兴趣，培养他们科学探究的精神；
2.增强分析、理解、归纳和总结的逻祥思维方式，提高发现问题、分祈问题和解决 问题的能力。
教学重点 1.晶体与非晶体的区别；
2.晶体的自范性、各向异性，结晶的方法。
教学难点 晶体与非晶体的区别。
教学方法 介作法
探究法 教学手段 板书讲授
多媒体影音
教学环节 教师活动 学生活动
学习知识 课程知识讲述
课程知识总结
一、导入新课
物质的三态变化
任务一：物质的聚集状态
二、新课讲授
1、物质的聚集状态
【讲解】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。
【讲解】物质不同聚集状态的特点 物质的聚集状态 微观结构 微观运动 宏观性质
固态 微粒紧密排列，微粒间的空隙很小 在固定的位置上振动 大多有固定的形状，几乎不能被压缩
液态 微粒排列较紧密，微粒间的空隙较小 介于固态和气态之间 没有固定的形状，不易被压缩
晶体的常识讲解
《晶体的常识》讲解
第三章 第一节 晶体的常识
学习目标：
1.了解晶体的常识，知道晶体与非晶体的本质差异；会识别晶体与非晶体的结构示意图。
2.认识晶胞是描述晶体结构的基本单元，学会用“均摊法”计算晶胞中所含原子的数目。
3.培养空间想象能力，进一步认识“结构决定性质”的客观规律
教学模式：“三五五”教学模式 教学资源：多媒体、微课程等
Ⅰ、课前：
预案：一、晶体与非晶体
（一）晶体与非晶体
1.自然界中绝大多数物质是固体。根据是否有规则外形，可以将固体
分为__________和__________两大类。
2.晶体与非晶体的本质差异
自范性 微观结构
晶 体
非晶体
（二）晶体的特点
1.自范性： 。
所谓自范性即“自发”进行，但这里得注意，“自发”过程的实现仍需一定的条件。例如：水能自发地从高处流向低处，但不打开拦截水流的闸门，水库里的水不能下泻。
注意：自范性需要一定的条件，晶体呈现自范性的重要的条件是
同样是熔融态的二氧化硅，快速的冷却得到看不到晶体外形的玛瑙，而缓慢冷却得到的是晶体外形的水晶。
本质上，晶体的自范性是__________________________________的宏观表现。2.各向异性
对于晶体来说，许多物理性质：如硬度、导热性、光学性质等，因研究角度不同而产生各向异性。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与层平行的方向上的导电率1∕104。
3.有固定熔点
可以根据晶体特点区别某一固体属于晶体还是非晶体。如熔点，晶体的熔点较_______，非晶体_____________________。然而，区别晶体与非晶体最可靠的科学方法是利用 __________________实验。
（三）晶体的制备
晶体形成的一般途径：
3.1 晶体的常识(课时作业)高二化学(人教版选修3)(解析版)
第三章 晶体结构与性质
第一节 晶体的常识
一、基础练
1．有一种蓝色晶体，化学式可表示为xy6MFeCN，经X射线衍射实验发现，它的结构特征是3+Fe和2+Fe分别占据立方体互不相邻的顶点，而CN-位于立方体的棱上。其晶体中阴离子的最小结构单元如图所示。下列说法正确的是(
)
A．该晶体的化学式为226MFeCN
B．该晶体属于离子晶体，M呈+1价
C．该晶体属于离子晶体，M呈+2价
D．晶体中与每个3+Fe距离最近且相等的CN有3个
【答案】B
【详解】
A．由题图可得出，晶体中阴离子的最小结构单元中2Fe及Fe3+个数均为11482，CN的个数为11234，因此阴离子的化学式为26FeCN，则该晶体的化学式为26MFeCN，A项错误；
B．由阴、阳离子形成的晶体为离子晶体，M的化合价为+1，B项正确；
C．M的化合价为+1，C项错误；
D．由题图可看出与每个3+Fe距离最近且相等的CN有6个，D项错误；
故选：B。
2．如图所示是晶体结构中具有代表性的最小重复单元(晶胞)的排列方式，其对应的化学式是XY的是(图中：o-X， -Y)( )
A． B． C． D．
【答案】A
【详解】
[根据顶点、棱上、面上、体心和其他处于立方体内部的原子对晶胞的贡献分别为111842、、、1，求出X、Y的数目之比，其化学式分别为XY、X3Y、XY4、XY4；
故选：A。
3．下图为高温超导领域里的一种化合物(钙钛矿)结构中的最小重复单元。该化合物中，每个钛离子周围与它最接近且距离相等的钛离子有a个，元素氧、钛、钙的原子个数比为b。则a、b是(
)
A．6，3∶1∶1 B．24，10∶8∶1
C．12，5∶4∶1 D．3，3∶2∶1
【答案】A
【详解】
由晶胞结构可知，晶胞顶点上相邻的钛离子相距最近，则钛离子周围与它接近且距离相等的钛离子有6个，a=6；晶胞中位于顶点的钛原子个数为8×18=1，位于棱上的氧原子个数为12×14=3，位于体内的钙原子的个数为1，则氧、钛、钙的原子个数比为 3：1：1，故选A。
人教版高中数学选修三高二3.1晶体的常识第1课时晶体与非晶体
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3.1 晶体的常识 第1课时 晶体与非晶体 每课一练（人教版选修3）
练基础落实
知识点1 晶体与非晶体
1．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
2．下列物质中属于晶体的是( )
A．海盐 B．玻璃
C．陶瓷 D．胆矾
3．下列有关晶体和非晶体的说法中正确的是( )
A．具有规则几何外形的固体均为晶体
B．晶体具有自范性，非晶体没有自范性
C．晶体研碎后即变为非晶体
D．将玻璃加工成规则的固体即变成晶体
知识点2 晶体的特征
4．晶体与非晶体在微观结构上存在着本质区别，这就决定了晶体在宏观上也存在着一些不同于非晶体的独特性质，下列关于晶体性质的叙述中，不正确的是( )
A．晶体的自范性指的是在适宜条件下晶体能够自发地呈现封闭规则的多面体几何外形
B．晶体的各向异性和对称性是矛盾的
C．晶体的对称性是微观粒子按一定规律做周期性重复排列的必然结果
D．晶体的各向异性直接取决于微观粒子的排列具有特定的方向性
5．关于晶体的自范性，下列叙述正确的是( )
A．破损的晶体能够在固态时自动变成规则的多面体
B．缺角的氯化钠晶体在饱和NaCl溶液中慢慢变为完美的立方体晶块
C．圆形容器中结出的冰是圆形的体现了晶体的自范性
D．由玻璃制成规则的玻璃球体现了晶体的自范性
6．下列物质不具有各向异性的是( )
A．胆矾 B．水晶
C．玻璃 D．芒硝
7．下列关于晶体的叙述不正确的是( )
A．晶体有自范性
B．晶体内部质点的排列高度有序
新人教版选择性必修二3.1物质的聚集状态与晶体的常识 教案
物质的聚集状态与晶体的常识·教学设计
【设计思想】：
根据新课标要求，在教学中要注重实验探究和交流活动，让学生在学习中体会科学探究的一般步骤。在教学中，凡是依靠学生自己的努力能够作成的事情就放手让学生做，让学生能依靠自己的思维活动推导出结论，不要填鸭式教学。在本节课前先让学生查阅相关资料，了解干冰、水晶等常见的晶体，以及晶体都有哪些例子，晶体的性质等。在本节课处理上先展示各种各样晶体的图片，再分析漂亮几何外型的根本原因，可以借助图片、演示实验或一些具体数据进行对比分析。
【教学内容】：
1.教学具体内容：
高二化学课程，人教版《化学·选择性必修2·物质结构与性质》（2020年第1版）第三章晶体结构与性质第一节物质的聚集状态与晶体的常识。本节课主要学习物质在自然界的聚集状态；晶体的基础知识，如定义、特点、与非晶体的区别、晶体在周期表中的分布规律、晶体的制备与鉴别。
2. 地位及功能：
第三章作为选修性必修2结尾章，与前两章一起构成“原子、分子、晶体的结构与性质”三位一体的物质结构与性质模块的基本内容。而本节课作为第三章的开篇之节，有承上启下的重要作用，为进一步学习四种晶体类型打下坚实的理论基础，同时也对之前学习的原子分子结构理论进一步应用到晶体中做准备。
【教材分析】：
本节内容主要包括物质的聚集状态、晶体和非晶体、晶胞和晶体结构的测定四部分。教材首先介绍了自然界物质最常见的三种聚集状态，在“科学·技术·社会”栏目介绍了等离子体与液晶这两种科技前沿的物质聚集状态。然后列举了化学实验室常见的一些固体物质，引出固体有晶体和非晶体之分，进而介绍晶体与非晶体的本质差异，还以天然水晶球的玛瑙和水晶为例，通过实物图片进一步呈现了晶体与非晶体的不同。教材介绍了得到晶体的三种途径，并安排了得到晶体的实验，通过实验让学生用肉眼看到晶体外形，同时介绍了晶体的各向异性。教材利用图片、比喻等方式介绍了晶胞的概念和特点，并以计算铜晶胞所含铜原子数为例，介绍了晶胞中所含粒子数的计算方法。教材最后定性的描述了通过X射线衍射实验对晶体结构进行测定的思路，并以乙酸晶体为例得到了晶胞和乙酸分子的空间结构。让学生感性认识到结构分析技术（X射线衍射仪，以及通过该仪器获得的图谱）。
【同步测控 优化设计】2018-2019学年高二人教版化学选修三练习：3.1 晶体的常识 Word版含答案
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1 第三章 晶体结构与性质
第一节 晶体的常识
课时演练·促提升
A组
1.下列哪些性质不能区分晶体与非晶体( )
A.各向异性 B.X-射线衍射
C.导电性 D.有无固定熔点
解析:根据晶体的特点和性质可知,晶体具有规则的几何外形,具有各向异性;衍射时能看到明显的谱线。有的晶体也不容易导电。
答案:C
2.不能够支持石墨是晶体这一事实的选项是( )
A.石墨和金刚石是同素异形体
B.石墨中的碳原子呈周期性有序排列
C.石墨的熔点为3 625 ℃
D.在石墨的X-射线衍射图谱上有明锐的谱线
解析:原子在三维空间里呈有序排列(B项)、有自范性、有固定的熔点(C项)、物理性质上体现各向异性、X-射线衍射图谱上有分明的斑点或明锐的谱线(D项)等特征,都是晶体在各个方面有别于非晶体的体现。而是否互为同素异形体与是否为晶体这两者之间并无联系,如无定形碳也是金刚石、石墨的同素异形体,却属于非晶体。
答案:A
3.下列有关晶体和非晶体的说法中正确的是( )
A.具有规则几何外形的固体均为晶体
B.晶体具有自范性,非晶体没有自范性
C.晶体研碎后即变为非晶体
D.将玻璃加工成规则的固体即变成晶体
解析:晶体的规则几何外形是自发形成的,有些固体尽管有规则的几何外形,但由于不是自发形成的,所以不属于晶体,A、D项错误;晶体是由晶胞通过无隙并置形成的,组成晶体的粒子在三维空间呈现周期性的有序排列,因此,晶体研碎成小的颗粒仍然是晶体,C项错误;自范性是晶体与非晶体的本质区别,B项正确。
答案:B
4.如图是a、b两种物质的熔化曲线,下列说法中正确的是( )
①a是晶体 ②a是非晶体 ③b是晶体 ④b是非晶体
A.①④ B.②④ C.①③ D.②③
解析:晶体有固定的熔点,由图a来分析,中间有一段a物质的温度不变但一直在吸收能量,这段全心致力于精品教育
2 就表示a晶体在熔化;由图b可知,b物质的温度一直在升高,所以找不出固定的熔点,故b为非晶体。
金属晶体(3)
金属晶体(3)
【教材内容分析】
晶体知识和分子晶体、原子晶体已经做了介绍，学生对晶体内微粒的空间排列有了初步的认识。学生自己探究金属晶体的结构有了可能。
【教学目标设定】
1．了解金属晶体内原子的几种常见排列方式
2．训练学生的动手能力和空间想象能力。
3． 培养学生的合作意识
【教学重点难点】
金属晶体内原子的空间排列方式
【教学方法建议】
活动探究
【教学过程设计】
密置层的原子按钾型堆积方式堆积，会得到两种基本堆积方式，镁型和铜型。镁型如下图左侧，按ABABABAB……的方式堆积;铜型如图右侧,按ABCABCABC……的方式堆积.这两种堆积方式都是金属晶体的最密堆积,配位数均为12,空间利用率均为74℅,但所得的晶胞的形式不同.
[归纳与整理]
金属晶体的四种堆积模型对比
堆积模型 采用这种堆积的典型代表 空间利用率 配位数 晶胞
简单立方 Po 52℅ 6
钾型 Na K Fe 68℅ 8
镁型 Mg Zn Ti 74℅ 12
铜型 Cu Ag Au 74℅ 12
混合晶体
石墨不同于金刚石,这的碳原子不像金刚石的碳原子那样呈sp3杂化.而是呈sp2杂化,形成平面六元并环结构,因此石墨晶体是层状结构的,层内的碳原子的核间距为142pm层间距离为335pm，说明层间没有化学键相连，是靠范德华力维系的；石墨的二维结构内，每一个碳原子的配位数为3，有一个末参与杂化的2p电子，它的原子轨道垂直于碳原子平面。石墨晶体中，既有共价键，又有金属键，还有范德华力，不能简单地归属于其中任何一种晶体，是一种混合晶体。