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第13講3.1物質的聚集狀態(tài)晶體與非晶體(含答案)-2024年高中化學同步精品講義(選擇性必修二)第13課物質的聚集狀態(tài)晶體與非晶體1.了解物質的聚集狀態(tài)。2.認識晶體和非晶體的本質差異。3.了解晶體中微粒的空間排布存在周期性。一、物質的聚集狀態(tài)1.物質的聚集狀態(tài)的存在形式(1)通常物質有三態(tài):態(tài)、態(tài)和態(tài)。(2)現(xiàn)代科技發(fā)現(xiàn)物質的聚集狀態(tài)還有更多,如、、晶態(tài)、非晶態(tài),以及介乎晶態(tài)和非晶態(tài)之間的態(tài)、態(tài)等。(3)物質三態(tài)的相互轉化(4)關系:2.氣態(tài):①普通氣體②等離子體:A.定義:等離子體是由組成的整體上呈性的氣態(tài)物質。B.產生途徑:高溫、紫外線、x射線、y射線、高能電磁波的照射及大自然的天體現(xiàn)象等都能使變成等離子體C.存在:存在于日光燈和霓虹燈的燈管里、蠟燭火焰里、極光和雷電里等D.性質:具有良好的性和性E.應用:等離子體顯示技術可以制造等離子體顯示器,利用等離子體可以進行化學合成、核聚變等。3.液態(tài):①普通液體②離子液體:A.定義:在室溫或室溫附近溫度下呈的由構成的物質,稱為室溫,也稱為低溫熔融鹽。B.組成:(低溫熔融鹽)一般由有機和無機或有機構成,常見的陽離子有季銨鹽離子、季鏻鹽離子、咪唑鹽離子和吡咯鹽離子等(如圖所示),陰離子有鹵素離子、四氟硼酸根離子、六氟磷酸根離子等。4.介乎晶態(tài)和非晶態(tài)之間的塑晶態(tài)、液晶態(tài)①塑晶:在一定溫度條件下,能保持\t"/question/579272354/answer/_blank"晶體典型特征但具有一定性(即物體發(fā)生永久形變的性質)的一種物質聚集狀態(tài)。②液晶:A.定義:在由固態(tài)向液態(tài)轉化過程中存在的取向流體狀態(tài)。B.分類:分為液晶(只存在于某一溫度范圍內的液晶相)和液晶(某些化合物溶解于水或有機溶劑后而呈現(xiàn)的液晶相)。C.性質:具有的某些性質(如流動性、黏度、形變性等)和的某些性質(如導熱性、各向異性等)。D.用途:手機、電腦和電視的液晶顯示器,合成高強度液晶纖維已廣泛用于飛機、火箭、坦克、艦船、防彈衣、防彈頭盔等。4.固態(tài):①晶體:內部粒子(原子、離子或分子)在三維空間按一定規(guī)律呈構成的固體物質,絕大多數(shù)常見的固體都是晶體。如:高錳酸鉀、金剛石、干冰、金屬銅、石墨等。②非晶體:如:玻璃、松香、硅藻土、橡膠、瀝青等?!久麕熖嵝选浚?)構成物質三態(tài)的粒子不一定都是,還可以是或等,如水的三態(tài)都是由分子構成的,離子液體是熔點不高的僅由離子組成的液體物質。(2)物質的聚集狀態(tài)除了態(tài)、態(tài)和態(tài),還有態(tài)、態(tài),以及介于晶態(tài)和非晶態(tài)之間的態(tài)、態(tài)等。二、晶體與非晶體1.晶體與非晶體的比較比較類別晶體非晶體微觀結構特征粒子周期性排列粒子排列相對性質特征自范性熔點各向異性鑒別方法間接方法看是否具有的熔點或根據(jù)某些物理性質的性科學方法對固體進行實驗舉例NaCl、I2、SiO2、Na晶體等玻璃、橡膠等2.晶體(1)概念:是由內部微粒(、或)在三維空間里而構成的具有的固體(2)晶體的分類根據(jù)組成晶體的微粒和微粒間的相互作用,可分為晶體、晶體、晶體、晶體。(3)晶體的特性1)自范性。①定義:晶體能自發(fā)地呈現(xiàn)的性質。②形成條件:晶體生長的速率適當。③本質原因:晶體中粒子在微觀空間里呈現(xiàn)。2)各向異性:①概念:晶體的某些物理性質在方向上的差異,稱為晶體的,包括晶體的、性質、性、性等物理性質。②用途:晶體的某些物理性質的性同樣反映了晶體內部質點排列的性。而且通過這些性質可以了解晶體的內部排列與結構的一些信息。而非晶體則物理性質各向異性的特點。3)有的熔點:晶體具有的熔點,而非晶體的熔點。4)對稱性:晶體具有特定的性。(4)獲得晶體的途徑1)熔融態(tài)物質,如從熔融態(tài)結晶出來的硫晶體。2)氣態(tài)物質冷卻不經液態(tài)直接(凝華),如凝華得到的碘晶體。注:升華與凝華:固態(tài)物質受熱不經過液態(tài)直接到氣態(tài)的過程叫做升華;氣態(tài)物質冷卻不經過液態(tài)直接到固態(tài)的過程叫做凝華。升華和凝華都屬于物理變化。3)溶質從溶液中,如從硫酸銅飽和溶液中析出的硫酸銅晶體。【實驗3-1p71】實驗現(xiàn)象:(1)硫黃粉末熔化后變?yōu)榱磷厣こ硪后w,該液體自然冷卻后變?yōu)辄S色晶體。(2)加熱后,小燒杯底部的紫黑色固體逐漸減少并在燒杯中產生了紫紅色氣體,表面皿的底部產生了紫黑色固體并逐漸增多,最終,小燒杯底部的紫黑色固體全部轉移到了表面皿的底部。(3)小燒杯底部產生了白色細小晶體。實驗結論:(1)熔融態(tài)硫凝固后可獲得硫晶體。(2)碘晶體可通過凝華的方法得到。(3)氯化鈉可從氯化鈉飽和溶液中析出。3.非晶體及其性質(1)概念:組成物質的微粒(分子、原子、離子)在空間、排列的固體。(2)性質:因為非晶體內部微粒的排列是相對的。所以非晶體自范性,自發(fā)呈現(xiàn)多面體外形;物理性質在各個方向上是的,有“各向性”;固定的熔點。玻璃體是典型的,所以非晶態(tài)又稱為態(tài)。(3)晶體與非晶體之間在一定條件下可以相互。【易錯提醒】①具有規(guī)則幾何外形的固體不一定是晶體,如玻璃;②同一種物質可以是晶體也可以是非晶體,如晶體SiO2和非晶體SiO2;③晶體不一定有規(guī)則的幾何外形,如瑪瑙。④具有固定組成的物質不一定是晶體,如某些無定形體也有固定組成。⑤晶體的固體粉末同樣是晶體,晶粒太小無法用肉眼觀察。4.鑒別晶體與非晶體的方法(1)觀察外觀:晶體有規(guī)則的,而非晶體沒有。(2)測定熔點是否固定:晶體有熔點,而非晶體沒有。(3)測定是否具有各向異性:晶體有性,而非晶體沒有。(4)X-射線衍射法(最科學可靠的方法):晶體能使X-射線發(fā)生衍射(得到分立的斑點或明銳的譜線),而非晶體只能散射(得到連續(xù)的譜線)?!舅伎寂c討論p73】參考答案:(1)玻璃不是晶體;因為構成晶體的微粒在微觀空間里是按一定規(guī)律呈周期性有序排列的,而構成玻璃的微粒在微觀空間里的排列是相對無序的,所以玻璃是非晶體。(2)在待鑒別寶石的表面上小心地滴一滴熔化的石蠟,盡量使其厚度均勻。待石蠟冷卻以后,用一根紅熱的鐵針刺中凝固的石蠟,觀察石蠟上發(fā)生的現(xiàn)象。如果石蠟在各個方向上熔化的快慢相同(如熔化的石蠟呈圓形而不是橢圓形),則該寶石就是用玻璃仿造的假寶石。最準確的方法是對鑒別寶石進行X射線衍射實驗,如果不產生X射線衍射效應(現(xiàn)象),該寶石就是用玻璃仿造的假寶石。?問題一物質的聚集狀態(tài)【典例1】下列關于物質特殊聚集狀態(tài)結構的敘述中,錯誤的是A.非晶體基本構成微粒的排列是長程無序和短程有序B.液晶內部分子沿分子長軸方向有序排列,使液晶具有各向異性C.等離子體的基本構成微粒的排列是帶電的陰離子和電子及不帶電的分子或原子D.納米材料包括納米顆粒與顆粒間的界面兩部分,納米顆粒微粒的排列是長程有序【變式1-1】電視劇《狂飆》中提到的等離子電視曾風靡一時,等離子電視和液晶電視都屬于平板電視。下列關于等離子體和液晶的說法不正確的是A.等離子體由于具有能自由運動的帶電粒子,故具有良好的導電性和流動性B.等離子體通過電場時,所有粒子的運動方向都發(fā)生改變C.液晶是物質的一種聚集狀態(tài)D.液晶既具有液體的流動性,又表現(xiàn)出類似晶體的各向異性【變式1-2】下列關于聚集狀態(tài)的描述中,錯誤的是A.物質只有氣、液、固三種聚集狀態(tài)B.等離子體是一種很好的導電體,在信息產業(yè)等領域有非常好的應用前景C.液晶用于各種顯示儀器上D.超分子是由兩個或多個分子相互“組合”在一起形成具有特定結構和功能的聚集體?問題二晶體與非晶體的區(qū)別及其判斷【典例2】下晶體與非晶體的本質區(qū)別是A.晶體有規(guī)則的幾何外形,而非晶體沒有規(guī)則的幾何外形B.晶體內部粒子呈周期性有序排列,而非晶體內部粒子排列相對無序C.晶體有固定的熔、沸點,而非晶體沒有固定的熔、沸點D.晶體的硬度大,而非晶體的硬度小【變式2-1】固體有晶體和非晶體之分(實際上還有介于兩者之間的晶體),下列對晶體SiO2和非晶體SiO2相關敘述中不正確的是A.相同質量的晶體SiO2轉變?yōu)榉蔷wSiO2屬于熵增過程B.晶體SiO2具有自范性,非晶體SiO2沒有自范性C.晶體SiO2不具有物理性質各向異性的特點D.圖中a表示的是晶態(tài)SiO2的衍射圖譜【變式2-2】下列關于晶體與非晶體的說法正確的是A.晶體與非晶體的本質區(qū)別在于是否有固定的熔沸點B.晶體有自范性的原因是粒子在微觀空間呈周期有序性排列C.固體食鹽、水晶、膽礬、玻璃均屬于晶體D.區(qū)別晶體與非晶體的最科學可靠的方法是檢測其是否具有各向異性?問題三晶體的性質【典例3】下列關于晶體性質的描述中,正確的是A.晶體具有物理性質各向同性的特點B.形成晶體的形態(tài)與結晶過程的速率無關C.用X射線衍射實驗可以區(qū)分晶體和非晶體D.具有規(guī)則幾何外形的固體均為晶體【變式3-1】美國加州Livermore國家實驗室物理學家Choong—Shik和他的同事們,在40Gpa的高壓容器中,用Nd:YbLiF4激光器將液態(tài)二氧化碳加熱到1800K,二氧化碳轉化為與石英具有相似結構的晶體。估計該晶體不具有的結構或性質是A.具有規(guī)則的幾何外形 B.硬度與金剛石相近C.熔化時破壞共價鍵 D.易升華,可用作制冷劑【變式3-2】將一塊缺角的膽礬晶體懸置于飽和硫酸銅溶液中,一段時間后(溫度不變)發(fā)現(xiàn)缺角的晶體變完整了(外形變規(guī)則了)。這段時間內晶體和溶液的質量變化分別是A.減小、增大 B.增大、減小 C.不變、不變 D.不能確定1.下列物質中,屬于晶體的是A.玻璃 B.石蠟和瀝青 C.塑料 D.干冰2.固體分為晶體和非晶體,下列關于晶體的敘述正確的是A.塊狀固體一定是晶體,粉末狀固體一定是非晶體B.破損的晶體經過重結晶后能夠變成規(guī)則的多面體,體現(xiàn)了晶體的自范性C.晶體和非晶體的本質區(qū)別是晶體的衍射圖譜有明銳的衍射峰D.不能通過熔融態(tài)物質凝固的方式得到晶體3.中國科學院新疆理化技術研究所研發(fā)出深紫外光雙折射晶體。下列性質不能區(qū)別晶體與玻璃體的是A.各向異性 B.導電性C.X射線衍射 D.有無固定的熔點4.下列物質不具有自范性、各向異性的是A.玻璃 B.石墨 C.水晶 D.單晶冰糖5.納米為無定形非晶態(tài),白色粉末,顆粒尺寸小、微孔多、比表面積大、對紫外線反射能力強等特點。下列關于納米的說法正確的是A.對光有各向異性B.熔點與晶體相同C.納米具有自范性D.可用X?射線衍射實驗區(qū)分納米與晶體6.X-射線衍射實驗是鑒別晶體與非晶體最可靠的方法,下列屬于晶體的是A.炭黑 B.陶瓷 C.玻璃 D.水晶7.晶體具有各向異性,如石墨在與層垂直的方向上的電導率是與層平行的方向上的電導率的。晶體的各向異性主要表現(xiàn)在①硬度②導熱性③導電性④光學性質A.①③ B.②④ C.①②③ D.①②③④8.請用四種特殊聚集狀態(tài)的物質填空:(1)中正、負電荷大致相等,總體看來呈準電中性,但此物質具有很好的導電性。(2)既具有液體的流動性,又具有晶體的各向異性。(3)無固定的熔沸點。(4)具有良好的物理、化學特性,完全不同于微米或毫米量級的材料。1.科技發(fā)展日新月異,下列涉及晶體結構與性質的相關說法錯誤的是A.液晶是介于液態(tài)和晶態(tài)之間的物質狀態(tài),液晶表現(xiàn)出類似晶體的各向異性B.等離子體是由電子、陰陽離子和電中性粒子組成的整體上呈電中性的物質聚集體C.準晶是介于晶體和非晶體之間的固體,準晶體具有與晶體相似的長程有序的原子排列,但不具備晶體的平移對稱性,因而可以具有晶體所不允許的宏觀對稱性D.離子化合物引入有機基團形成的離子液體可作為有機溶劑使用,相對于傳統(tǒng)有機溶劑,離子液體難揮發(fā)不易形成有毒蒸汽,這是由于離子液體的粒子全都是帶電荷的離子2.液晶顯示器廣泛應用,下列說法錯誤的是A.液晶是介于液態(tài)和晶態(tài)之間的物質狀態(tài),既具有液體的流動性,又具有晶體的某些物理性質,表現(xiàn)出類似晶體的各向異性,說明它屬于晶態(tài)B.晶體的各向異性直接取決于微觀粒子的排列是否具有特定的方向性C.晶體的自范性是晶體中粒子在微觀空間呈周期性有序排列的宏觀表象D.鈹?shù)淖罡邇r氧化物的水化物可能具有兩性3.液晶最重要的用途是制造液晶顯示器。下列關于液晶的說法中,正確的是A.液晶是一種液態(tài)的晶體 B.所有物質在一定條件下都能成為液晶C.施加電場時,液晶分子平行于電場方向排列 D.移去電場后,液晶分子相互平行排列4.下列說法不正確的是A.熔融態(tài)物質凝固、氣態(tài)物質凝華都可能得到晶體B.要確定某一固體是否是晶體可用X射線衍射儀進行測定C.晶態(tài)、非晶態(tài)、液晶態(tài)、塑晶態(tài)都是物質的聚集狀態(tài)D.是否有規(guī)則的幾何外形是區(qū)別晶體與非晶體的本質5.科學研究表明,物質有多種聚集狀態(tài),下列有關描述錯誤的是A.等離子體的外觀為氣態(tài)B.等離子體的構成粒子僅有電子、陽離子C.液晶和液態(tài)是物質的兩種聚集狀態(tài)D.離子液體是熔點低于或稍高于室溫的離子化合物6.晶體是一類非常重要的材料,在很多領域都有廣泛的應用。下列關于晶體的敘述中正確的是A.晶體一定有規(guī)則的幾何外形B.晶體具有各向異性,非晶體具有各向同性C.由玻璃制成規(guī)則的玻璃球體現(xiàn)了晶體的自范性D.晶胞是晶體結構中的基本結構單元7.下列過程能得到晶體的共幾種①從熔融態(tài)結晶出來的硫
②將液態(tài)的玻璃冷卻成所得到的固體③凝華得到的碘
④從硫酸銅飽和溶液中析出的硫酸銅⑤熔融的冷卻后所得的固體
⑥熔融石蠟迅速冷卻形成的石蠟固體A.3 B.4 C.5 D.68.分析晶體與非晶體具有的性質:(1)下圖是冰塊熔化過程中溫度隨時間的變化圖像。分析圖像可知,冰塊熔化過程持續(xù)min,此過程需(填“吸熱”或“放熱”),溫度(填“升高”“不變”或“降低”)。所以,冰是(填“晶體”或“非晶體”),區(qū)分晶體與非晶體的重要依據(jù)是。
(2)甲為石墨晶體,甲說明晶體具有;乙說明晶體具有各向異性而非晶體具有;丙說明晶體的內部微粒排列規(guī)范而非晶體內部微粒排列無序。
第13課物質的聚集狀態(tài)晶體與非晶體1.了解物質的聚集狀態(tài)。2.認識晶體和非晶體的本質差異。3.了解晶體中微粒的空間排布存在周期性。一、物質的聚集狀態(tài)1.物質的聚集狀態(tài)的存在形式(1)通常物質有三態(tài):固態(tài)、液態(tài)和氣態(tài)。(2)現(xiàn)代科技發(fā)現(xiàn)物質的聚集狀態(tài)還有更多,如等電子體、離子液體、晶態(tài)、非晶態(tài),以及介乎晶態(tài)和非晶態(tài)之間的塑晶態(tài)、液晶態(tài)等。(3)物質三態(tài)的相互轉化(4)關系:2.氣態(tài):①普通氣體②等離子體:A.定義:等離子體是由電子、陽離子和電中性粒子(分子或原子)組成的整體上呈電中性的氣態(tài)物質。B.產生途徑:高溫、紫外線、x射線、y射線、高能電磁波的照射及大自然的天體現(xiàn)象等都能使氣體變成等離子體C.存在:存在于日光燈和霓虹燈的燈管里、蠟燭火焰里、極光和雷電里等D.性質:具有良好的導電性和流動性E.應用:等離子體顯示技術可以制造等離子體顯示器,利用等離子體可以進行化學合成、核聚變等。3.液態(tài):①普通液體②離子液體:A.定義:在室溫或室溫附近溫度下呈液態(tài)的由離子構成的物質,稱為室溫離子液體,也稱為低溫熔融鹽。B.組成:(低溫熔融鹽)一般由有機陽離子和無機或有機陰離子構成,常見的陽離子有季銨鹽離子、季鏻鹽離子、咪唑鹽離子和吡咯鹽離子等(如圖所示),陰離子有鹵素離子、四氟硼酸根離子、六氟磷酸根離子等。4.介乎晶態(tài)和非晶態(tài)之間的塑晶態(tài)、液晶態(tài)①塑晶:在一定溫度條件下,能保持\t"/question/579272354/answer/_blank"固態(tài)晶體典型特征但具有一定塑性(即物體發(fā)生永久形變的性質)的一種物質聚集狀態(tài)。②液晶:A.定義:在由固態(tài)向液態(tài)轉化過程中存在的取向有序流體狀態(tài)。B.分類:分為熱致液晶(只存在于某一溫度范圍內的液晶相)和溶致液晶(某些化合物溶解于水或有機溶劑后而呈現(xiàn)的液晶相)。C.性質:具有液體的某些性質(如流動性、黏度、形變性等)和晶體的某些性質(如導熱性、各向異性等)。D.用途:手機、電腦和電視的液晶顯示器,合成高強度液晶纖維已廣泛用于飛機、火箭、坦克、艦船、防彈衣、防彈頭盔等。4.固態(tài):①晶體:內部粒子(原子、離子或分子)在三維空間按一定規(guī)律呈周期性重復排列構成的固體物質,絕大多數(shù)常見的固體都是晶體。如:高錳酸鉀、金剛石、干冰、金屬銅、石墨等。②非晶體:雜亂無章的分布如:玻璃、松香、硅藻土、橡膠、瀝青等?!久麕熖嵝选浚?)構成物質三態(tài)的粒子不一定都是分子,還可以是原子或離子等,如水的三態(tài)都是由分子構成的,離子液體是熔點不高的僅由離子組成的液體物質。(2)物質的聚集狀態(tài)除了氣態(tài)、液態(tài)和固態(tài),還有晶態(tài)、非晶態(tài),以及介于晶態(tài)和非晶態(tài)之間的塑晶態(tài)、液晶態(tài)等。二、晶體與非晶體1.晶體與非晶體的比較比較類別晶體非晶體微觀結構特征粒子周期性有序排列粒子排列相對無序性質特征自范性有無熔點固定不固定各向異性有無鑒別方法間接方法看是否具有固定的熔點或根據(jù)某些物理性質的各向異性科學方法對固體進行X射線衍射實驗舉例NaCl、I2、SiO2、Na晶體等玻璃、橡膠等2.晶體(1)概念:是由內部微粒(原子、離子或分子)在三維空間里呈周期性重復排列而構成的具有規(guī)則幾何外形的固體(2)晶體的分類根據(jù)組成晶體的微粒和微粒間的相互作用,可分為離子晶體、共價晶體、分子晶體、金屬晶體。(3)晶體的特性1)自范性。①定義:晶體能自發(fā)地呈現(xiàn)多面體外形的性質。②形成條件:晶體生長的速率適當。③本質原因:晶體中粒子在微觀空間里呈現(xiàn)周期性有序排列。2)各向異性:①概念:晶體的某些物理性質在不同方向上的差異,稱為晶體的各向異性,包括晶體的強度、光學性質、導電性、導熱性等物理性質。②用途:晶體的某些物理性質的各向異性同樣反映了晶體內部質點排列的有序性。而且通過這些性質可以了解晶體的內部排列與結構的一些信息。而非晶體則不具有物理性質各向異性的特點。3)有固定的熔點:晶體具有固定的熔點,而非晶體沒有固定的熔點。4)對稱性:晶體具有特定的對稱性。(4)獲得晶體的途徑1)熔融態(tài)物質凝固,如從熔融態(tài)結晶出來的硫晶體。2)氣態(tài)物質冷卻不經液態(tài)直接凝固(凝華),如凝華得到的碘晶體。注:升華與凝華:固態(tài)物質受熱不經過液態(tài)直接到氣態(tài)的過程叫做升華;氣態(tài)物質冷卻不經過液態(tài)直接到固態(tài)的過程叫做凝華。升華和凝華都屬于物理變化。3)溶質從溶液中析出,如從硫酸銅飽和溶液中析出的硫酸銅晶體。【實驗3-1p71】實驗現(xiàn)象:(1)硫黃粉末熔化后變?yōu)榱磷厣こ硪后w,該液體自然冷卻后變?yōu)辄S色晶體。(2)加熱后,小燒杯底部的紫黑色固體逐漸減少并在燒杯中產生了紫紅色氣體,表面皿的底部產生了紫黑色固體并逐漸增多,最終,小燒杯底部的紫黑色固體全部轉移到了表面皿的底部。(3)小燒杯底部產生了白色細小晶體。實驗結論:(1)熔融態(tài)硫凝固后可獲得硫晶體。(2)碘晶體可通過凝華的方法得到。(3)氯化鈉可從氯化鈉飽和溶液中析出。3.非晶體及其性質(1)概念:組成物質的微粒(分子、原子、離子)在空間無規(guī)則、無周期性排列的固體。(2)性質:因為非晶體內部微粒的排列是相對無序的。所以非晶體沒有自范性,不能自發(fā)呈現(xiàn)多面體外形;物理性質在各個方向上是相同的,有“各向同性”;沒有固定的熔點。玻璃體是典型的非晶體,所以非晶態(tài)又稱為玻璃態(tài)。(3)晶體與非晶體之間在一定條件下可以相互轉化?!疽族e提醒】①具有規(guī)則幾何外形的固體不一定是晶體,如玻璃;②同一種物質可以是晶體也可以是非晶體,如晶體SiO2和非晶體SiO2;③晶體不一定有規(guī)則的幾何外形,如瑪瑙。④具有固定組成的物質不一定是晶體,如某些無定形體也有固定組成。⑤晶體的固體粉末同樣是晶體,晶粒太小無法用肉眼觀察。4.鑒別晶體與非晶體的方法(1)觀察外觀:晶體有規(guī)則的幾何外形,而非晶體沒有。(2)測定熔點是否固定:晶體有固定熔點,而非晶體沒有。(3)測定是否具有各向異性:晶體有各向異性,而非晶體沒有。(4)X-射線衍射法(最科學可靠的方法):晶體能使X-射線發(fā)生衍射(得到分立的斑點或明銳的譜線),而非晶體只能散射(得到連續(xù)的譜線)?!舅伎寂c討論p73】參考答案:(1)玻璃不是晶體;因為構成晶體的微粒在微觀空間里是按一定規(guī)律呈周期性有序排列的,而構成玻璃的微粒在微觀空間里的排列是相對無序的,所以玻璃是非晶體。(2)在待鑒別寶石的表面上小心地滴一滴熔化的石蠟,盡量使其厚度均勻。待石蠟冷卻以后,用一根紅熱的鐵針刺中凝固的石蠟,觀察石蠟上發(fā)生的現(xiàn)象。如果石蠟在各個方向上熔化的快慢相同(如熔化的石蠟呈圓形而不是橢圓形),則該寶石就是用玻璃仿造的假寶石。最準確的方法是對鑒別寶石進行X射線衍射實驗,如果不產生X射線衍射效應(現(xiàn)象),該寶石就是用玻璃仿造的假寶石。?問題一物質的聚集狀態(tài)【典例1】下列關于物質特殊聚集狀態(tài)結構的敘述中,錯誤的是A.非晶體基本構成微粒的排列是長程無序和短程有序B.液晶內部分子沿分子長軸方向有序排列,使液晶具有各向異性C.等離子體的基本構成微粒的排列是帶電的陰離子和電子及不帶電的分子或原子D.納米材料包括納米顆粒與顆粒間的界面兩部分,納米顆粒微粒的排列是長程有序【解析】A.構成非晶體的微粒,在非晶體中的排列,遵循長程無序和短程有序的規(guī)則,A正確;B.液晶內部分子的排列沿分子長軸方向呈現(xiàn)出有序的排列,使液晶在折射率、磁化率、電導率等宏觀性質方面表現(xiàn)出類似晶體的各向異性,B正確;C.等離子體是呈準電中性的,其基本構成微??梢允菐щ姷牧W右部梢允侵行粤W?,C錯誤;D.納米顆粒是長程有序的晶狀結構,界面是長程有序和短程無序的結構,D正確;答案選C?!敬鸢浮緾【解題必備】(1)通常物質有三態(tài):固態(tài)、液態(tài)和氣態(tài)。(2)現(xiàn)代科技發(fā)現(xiàn)物質的聚集狀態(tài)還有更多,如等電子體、離子液體、晶態(tài)、非晶態(tài),以及介乎晶態(tài)和非晶態(tài)之間的塑晶態(tài)、液晶態(tài)等?!咀兪?-1】電視劇《狂飆》中提到的等離子電視曾風靡一時,等離子電視和液晶電視都屬于平板電視。下列關于等離子體和液晶的說法不正確的是A.等離子體由于具有能自由運動的帶電粒子,故具有良好的導電性和流動性B.等離子體通過電場時,所有粒子的運動方向都發(fā)生改變C.液晶是物質的一種聚集狀態(tài)D.液晶既具有液體的流動性,又表現(xiàn)出類似晶體的各向異性【答案】B【解析】A.等離子體中的微粒帶有電荷且能自由運動,使等離子體具有很好的導電性,也具有很高的溫度和流動性,應用比較廣泛,故A正確;B.等離子體中也有中性粒子,在通過電場時方向不會發(fā)生改變,故B錯誤;C.氣態(tài)、液態(tài)、固態(tài)是物質的三種基本聚集狀態(tài),物質的聚集狀態(tài)還有液晶、等離子體等,故C正確;D.液晶是介于液態(tài)和晶態(tài)之間的物質狀態(tài),既有液體的流動性、黏度、性變形,又具有晶體的某些物理性質,如導電性,光學性質等,表現(xiàn)出類似晶體的各向異性,故D正確。綜上所述,答案為B?!咀兪?-2】下列關于聚集狀態(tài)的描述中,錯誤的是A.物質只有氣、液、固三種聚集狀態(tài)B.等離子體是一種很好的導電體,在信息產業(yè)等領域有非常好的應用前景C.液晶用于各種顯示儀器上D.超分子是由兩個或多個分子相互“組合”在一起形成具有特定結構和功能的聚集體【答案】A【解析】A.物質的聚集狀態(tài),除了氣、液、固三態(tài)外,還有非晶體、液晶、納米材料和等離子體等聚集狀態(tài),故A錯誤;B.等離子體是由部分電子被剝奪后的原子及原子團被電離后產生的正負離子組成的離子化氣體狀物質,等離子體是一種很好的導電體,在信息產業(yè)等領域有非常好的應用前景,故B正確;C.液晶可用于制造顯示器,故C正確;D.超分子能表現(xiàn)出不同于單個分子的性質,其原因是兩個或多個分子相互“組合”在一起,形成具有特定結構和功能的聚集體,故D正確;故選A。?問題二晶體與非晶體的區(qū)別及其判斷【典例2】下晶體與非晶體的本質區(qū)別是A.晶體有規(guī)則的幾何外形,而非晶體沒有規(guī)則的幾何外形B.晶體內部粒子呈周期性有序排列,而非晶體內部粒子排列相對無序C.晶體有固定的熔、沸點,而非晶體沒有固定的熔、沸點D.晶體的硬度大,而非晶體的硬度小【解析】A.晶體有單晶體和多晶體,多晶體沒有規(guī)則的幾何外形,且非晶體可能有規(guī)則的幾何外形,比如鉆石形狀的玻璃制品,A錯誤;B.晶體與非晶體的根本區(qū)別在于其內部粒子在空間上是否按一定規(guī)律做周期性重復排列,B正確;C.單晶體和多晶體有固定的熔點,非晶體沒有固定的熔點,但這不是二者的本質區(qū)別,C錯誤;D.某些合金為非晶體,但具有很大的硬度,故D錯誤;故答案為B?!敬鸢浮緽【解題必備】晶體與非晶體的根本區(qū)別在于其內部粒子在空間上是否按一定規(guī)律做周期性重復排列?!咀兪?-1】固體有晶體和非晶體之分(實際上還有介于兩者之間的晶體),下列對晶體SiO2和非晶體SiO2相關敘述中不正確的是A.相同質量的晶體SiO2轉變?yōu)榉蔷wSiO2屬于熵增過程B.晶體SiO2具有自范性,非晶體SiO2沒有自范性C.晶體SiO2不具有物理性質各向異性的特點D.圖中a表示的是晶態(tài)SiO2的衍射圖譜【答案】C【解析】A.從圖中可知,晶體SiO2原子排列有序,非晶體SiO2原子排列無序,從晶體二氧化硅到非晶體二氧化硅是熵增過程,A正確;B.晶體SiO2中原子規(guī)則排列故晶體二氧化硅具有自范性,非晶體SiO2中原子排列無序故非晶體二氧化硅不具有自范性,B正確;C.晶體SiO2具有物理性質各向異性的特點,C錯誤;D.晶體的衍射圖譜有明銳的衍射峰,故a表示的是晶態(tài)SiO2的衍射圖譜,D正確;故答案選C?!咀兪?-2】下列關于晶體與非晶體的說法正確的是A.晶體與非晶體的本質區(qū)別在于是否有固定的熔沸點B.晶體有自范性的原因是粒子在微觀空間呈周期有序性排列C.固體食鹽、水晶、膽礬、玻璃均屬于晶體D.區(qū)別晶體與非晶體的最科學可靠的方法是檢測其是否具有各向異性【答案】B【解析】A.晶體與非晶體的本質區(qū)別在于是否有自范性,微粒在微觀空間是否呈現(xiàn)周期性的有序排列,故A錯誤;B.晶體有自范性是粒子在微觀空間呈周期有序性排列的宏觀表象,故B正確;C.玻璃不是晶體,故C錯誤;D.區(qū)別晶體與非晶體的最科學可靠的方法是X—射線衍射法,故D錯誤;綜上所述,答案為B。?問題三晶體的性質【典例3】下列關于晶體性質的描述中,正確的是A.晶體具有物理性質各向同性的特點B.形成晶體的形態(tài)與結晶過程的速率無關C.用X射線衍射實驗可以區(qū)分晶體和非晶體D.具有規(guī)則幾何外形的固體均為晶體【答案】C【解析】A.由于晶體內部質點排列的有序性,所以晶體的某些物理性質具有各向異性的特點,A錯誤;B.晶體的形成都有一定的形成條件,如溫度、結晶速率等,B錯誤;C.X射線衍射實驗能夠測出物質的內部結構,根據(jù)微粒是否有規(guī)則的排列可區(qū)分晶體與非晶體,C正確;D.具有規(guī)則幾何外形的固體不一定是晶體,如切割成有規(guī)則幾何外形的玻璃不是晶體,D錯誤;故選C?!窘忸}必備】1.晶體具有以下特性:自范性、各向異性、有固定的熔點、對稱性和均一性?!咀兪?-1】美國加州Livermore國家實驗室物理學家Choong—Shik和他的同事們,在40Gpa的高壓容器中,用Nd:YbLiF4激光器將液態(tài)二氧化碳加熱到1800K,二氧化碳轉化為與石英具有相似結構的晶體。估計該晶體不具有的結構或性質是A.具有規(guī)則的幾何外形 B.硬度與金剛石相近C.熔化時破壞共價鍵 D.易升華,可用作制冷劑【答案】D【解析】A.該晶體具有與石英相似的晶體結構,屬于共價晶體,具有規(guī)則的幾何外形,A項不選;B.該晶體與金剛石都屬于共價晶體,硬度與金剛石相近,B項不選;C.該晶體屬于共價晶體,熔化時破壞共價鍵,C項不選;D.該晶體屬于共價晶體,具有高熔點、高硬度,不易升華,不能用作制冷劑,D項選;答案選D?!咀兪?-2】將一塊缺角的膽礬晶體懸置于飽和硫酸銅溶液中,一段時間后(溫度不變)發(fā)現(xiàn)缺角的晶體變完整了(外形變規(guī)則了)。這段時間內晶體和溶液的質量變化分別是A.減小、增大 B.增大、減小 C.不變、不變 D.不能確定【答案】C【解析】晶體中的粒子在微觀空間里呈現(xiàn)周期性有序排列,晶體的自范性、各向異性,膽礬晶體具有自范性,硫酸銅晶體和硫酸銅溶液存在著溶解平衡,即硫酸銅晶體不斷溶解,溶液中的硫酸銅不斷析出,由于在自然條件下結晶形成的晶體形狀都是規(guī)則的,所以向飽和硫酸銅溶液中放入一小塊缺角的膽礬晶體時硫酸銅晶體的形狀會變得規(guī)則,而質量不發(fā)生變化,所以這段時間內晶體和溶液的質量變化都是不變,故C正確;答案選C。1.下列物質中,屬于晶體的是A.玻璃 B.石蠟和瀝青 C.塑料 D.干冰【答案】D【解析】干冰屬于分子晶體,玻璃、石蠟、瀝青、塑料均屬于非晶體,綜上所述,D項正確;故選D。2.固體分為晶體和非晶體,下列關于晶體的敘述正確的是A.塊狀固體一定是晶體,粉末狀固體一定是非晶體B.破損的晶體經過重結晶后能夠變成規(guī)則的多面體,體現(xiàn)了晶體的自范性C.晶體和非晶體的本質區(qū)別是晶體的衍射圖譜有明銳的衍射峰D.不能通過熔融態(tài)物質凝固的方式得到晶體【答案】B【解析】A.晶體和非晶體的本質區(qū)別是組成晶體的粒子在三維空間里是否呈現(xiàn)周期性的有序排列,不管固體的顆粒大小,只要有組成粒子在三維空間里呈現(xiàn)周期性的有序排列就屬于晶體,A錯誤;B.晶體的自范性是指,在適宜的條件下,晶體能夠自發(fā)地呈現(xiàn)封閉的、規(guī)則的多面體外形,B正確;C.晶體和非晶體的本質區(qū)別在其內部粒子在空間上是否按一定規(guī)律做周期性重復排列,C錯誤;D.得到晶體一般有三條途徑:①熔融態(tài)物質凝固;②氣態(tài)物質冷卻不經液態(tài)直接凝固(凝華);③溶質從溶液中析出;,D錯誤;綜上所述答案為B。3.中國科學院新疆理化技術研究所研發(fā)出深紫外光雙折射晶體。下列性質不能區(qū)別晶體與玻璃體的是A.各向異性 B.導電性C.X射線衍射 D.有無固定的熔點【答案】B【解析】A.各向異性是晶體的一種性質,能區(qū)別晶體與玻璃體,A不符合題意;B.導電的原因是存在自由移動的電子或離子,不能區(qū)別晶體與玻璃體,B符合題意;C.晶體與非晶體的最可靠的科學方法是X射線衍射法,能區(qū)別晶體與玻璃體,C不符合題意;D.晶體具有固定的熔點而非晶體沒有,能區(qū)別晶體與玻璃體,D不符合題意;故選B。4.下列物質不具有自范性、各向異性的是A.玻璃 B.石墨 C.水晶 D.單晶冰糖【答案】A【解析】具有自范性、各向異性的是晶體,石墨、水晶、單晶冰糖都是晶體,而玻璃不是晶體,故A符合題意。綜上所述,答案為A。5.納米為無定形非晶態(tài),白色粉末,顆粒尺寸小、微孔多、比表面積大、對紫外線反射能力強等特點。下列關于納米的說法正確的是A.對光有各向異性B.熔點與晶體相同C.納米具有自范性D.可用X?射線衍射實驗區(qū)分納米與晶體【答案】D【解析】A.納米為無定形非晶態(tài),沒有各向異性,晶體才有各向異性,故A錯誤;B.納米為無定形非晶態(tài),因此沒有固定熔點,晶體二氧化硅有固定熔點,故B錯誤;C.納米為無定形非晶態(tài),因此納米不具有自范性,晶體才有自范性,故C錯誤;D.X?射線衍射實驗可以區(qū)分晶體與非晶體,納米是非晶體,晶體是晶體,因此可用X?射線衍射實驗區(qū)分納米與晶體,故D正確。綜上所述,答案為D。6.X-射線衍射實驗是鑒別晶體與非晶體最可靠的方法,下列屬于晶體的是A.炭黑 B.陶瓷 C.玻璃 D.水晶【答案】D【解析】X-射線衍射實驗能夠測出物質的內部結構,根據(jù)微粒是否有規(guī)則的排列就能區(qū)分出晶體與非晶體,水晶為晶體,炭黑,陶瓷,玻璃都不是晶體;案選D。7.晶體具有各向異性,如石墨在與層垂直的方向上的電導率是與層平行的方向上的電導率的。晶體的各向異性主要表現(xiàn)在①硬度②導熱性③導電性④光學性質A.①③ B.②④ C.①②③ D.①②③④【答案】D【解析】晶體具有各向異性,主要表現(xiàn)在硬度、導熱性、導電性、光學性質等多項物理性質中;故選D。8.請用四種特殊聚集狀態(tài)的物質填空:(1)中正、負電荷大致相等,總體看來呈準電中性,但此物質具有很好的導電性。(2)既具有液體的流動性,又具有晶體的各向異性。(3)無固定的熔沸點。(4)具有良好的物理、化學特性,完全不同于微米或毫米量級的材料?!敬鸢浮?1)等離子體(2)液晶(3)非晶體(4)納米材料【解析】(1)等離子體由離子、電子以及未電離的中性粒子的集合組成,其正、負電荷大致相等,總體看來呈準電中性,但此物質具有很好的導電性;(2)某些物質在熔融狀態(tài)或被溶劑溶解之后,盡管失去固態(tài)物質的剛性,卻獲得了液體的易流動性,并保留著部分晶態(tài)物質分子的各向異性有序排列,形成一種兼有晶體和液體的部分性質的中間態(tài),這種由固態(tài)向液態(tài)轉化過程中存在的取向有序流體稱為液晶;(3)非晶體是指組成物質的分子(或原子、離子)不呈空間有規(guī)則周期性排列的固體。它沒有一定規(guī)則的外形,如玻璃、松香、石蠟、塑料等。它的物理性質在各個方向上是相同的,叫"各向同性",它沒有固定的熔點;(4)納米級結構材料簡稱為納米材料,是指其結構單元的尺寸介于1納米~100納米范圍之間,具有良好的物理、化學特性,完全不同于微米或毫米量級的材料。1.科技發(fā)展日新月異,下列涉及晶體結構與性質的相關說法錯誤的是A.液晶是介于液態(tài)和晶態(tài)之間的物質狀態(tài),液晶表現(xiàn)出類似晶體的各向異性B.等離子體是由電子、陰陽離子和電中性粒子組成的整體上呈電中性的物質聚集體C.準晶是介于晶體和非晶體之間的固體,準晶體具有與晶體相似的長程有序的原子排列,但不具備晶體的平移對稱性,因而可以具有晶體所不允許的宏觀對稱性D.離子化合物引入有機基團形成的離子液體可作為有機溶劑使用,相對于傳統(tǒng)有機溶劑,離子液體難揮發(fā)不易形成有毒蒸汽,這是由于離子液體的粒子全都是帶電荷的離子【答案】B【解析】A.液晶不像普通物質直接由固態(tài)晶體熔化成液體,而是經過一個既像晶體又似液體的中間狀態(tài),同時它還具有液體和晶體的某些性質。液晶的最大特點是:既具有液體的流動性,又具有晶體的各向異性,A正確;B.等離子體是由電子、陽離子和電中性粒子組成的整體上呈電中性的物質聚集體,B錯誤;C.準晶一般指準晶體,準晶體,是一種介于晶體和非晶體之間的固體。準晶體具有與晶體相似的長程有序的原子排列,但是準晶體不具備晶體的平移對稱性,因而可以具有晶體所不允許的宏觀對稱性,C正確;D.相對于傳統(tǒng)有機溶劑,由于離子液體的粒子全都是帶電荷的離子,因此離子液體難揮發(fā)不易形成有毒蒸汽,因此離子化合物引入有機基團形成的離子液體可作為有機溶劑使用,D正確;答案選B。2.液晶顯示器廣泛應用,下列說法錯誤的是A.液晶是介于液態(tài)和晶態(tài)之間的物質狀態(tài),既具有液體的流動性,又具有晶體的某些物理性質,表現(xiàn)出類似晶體的各向異性,說明它屬于晶態(tài)B.晶體的各向異性直接取決于微觀粒子的排列是否具有特定的方向性C.晶體的自范性是晶體中粒子在微觀空間呈周期性有序排列的宏觀表象D.鈹?shù)淖罡邇r氧化物的水化物可能具有兩性【答案】A【解析】A.液晶是介于液態(tài)和晶態(tài)之間的物質狀態(tài)既具有液體的流動性,又具有晶體的某些物理性質,表現(xiàn)出類似晶體的各向異性,但它不屬于晶態(tài),故A錯誤;B.晶體的各向異性直接取決于微觀粒子的排列是否具有特定的方向性,故B正確;C.晶體的自范性是晶體中粒子在微觀空間呈周期性有序排列的宏觀表象,故C正確;D.鈹位于金屬與非金屬的分界處,高價氧化物的水化物可能具有兩性,故D正確;答案選A。3.液晶最重要的用途是制造液晶顯示器。下列關于液晶的說法中,正確的是A.液晶是一種液態(tài)的晶體 B.所有物質在一定條件下都能成為液晶C.施加電場時,液晶分子平行于電場方向排列 D.移去電場后,液晶分子相互平行排列【答案】C【解析】A.液晶是介于液態(tài)和晶態(tài)之間的物質狀態(tài),既具有液體的流動性、黏度、形變性等,又具有晶體的某些物理性質,如表現(xiàn)出類似晶體的各向異性等,不是液態(tài)晶體,A錯誤;B.液晶是在一定的溫度范圍內既具有液體的可流動性,又具有晶體的各向異性的特殊物質,并不是所有物質都能成為液晶,B錯誤;C.施加電場時,液晶分子能夠沿電場方向排列,而在移去電場之后,液晶分子又恢復到原來的狀態(tài),C正確;D.施加電場時,液晶分子能夠沿電場方向排列,而在移去電場之后,液晶分子又恢復到原來的狀態(tài),D錯誤;故選C。4.下列說法不正確的是A.熔融態(tài)物質凝固、氣態(tài)物質凝華都可能得到晶體B.要確定某一固體是否是晶體可用X射線衍射儀進行測定C.晶態(tài)、非晶態(tài)、液晶態(tài)、塑晶態(tài)都是物質的聚集狀態(tài)D.是否有規(guī)則的幾何外形是區(qū)別晶體與非晶體的本質【答案】D【解析】A.熔融態(tài)物質凝固、氣態(tài)物質凝華,都可能形成具有規(guī)則的幾何外形的晶體,A正確;B.要確定某一固體是否是晶體,可用X射線衍射儀進行測定,看晶體是否具有各向異性,B正確;C.物質的聚集狀態(tài)除了氣態(tài)、液態(tài)、固態(tài)外,還有晶態(tài)、非晶態(tài)以及介于二者之間的塑晶態(tài)、液晶態(tài)等,C正確;D.晶體是具有規(guī)則的幾何外形的固體,而非晶體沒有規(guī)則的幾何外形,晶體與非晶體的本質差異是有無自范性,D不正確;故選D。5.科學研究表明,物質有多種聚集狀態(tài),下列有關描述錯誤的是A.等離子體的外觀為氣態(tài)B.等離子體的構成粒子僅有電子、陽離子C.液晶和液態(tài)是物質的兩種聚集狀態(tài)D.離子液體是熔點低于或稍高于室溫的離子化合物【答案】B【解析】A.等離子體是由電子、陽離子和電中性粒子(分子和原子)組成的整體上呈電中性的氣態(tài)物質,故A正確;B.結合選項A,等離子體的構成粒子除了有電子、陽離子外,還有電中性粒子(分子和原子),故B錯誤;C.液晶是介于液態(tài)和靜態(tài)之間的物質狀態(tài),既具有液體的流動性、黏度、形變性等,又具有晶體的某些物理性質,如導熱性,光學性質等,表現(xiàn)出類似晶體的各向異性,液晶和液態(tài)是物質的兩種聚集狀態(tài),故C正確;D.離子液體是熔點不高的僅由離子組成的液體物質,則離子液體是熔點低于或稍高于室溫的離子化合物,故D正確;故選B。6.晶體是一類非常重要的材料,在很多領域都有廣泛的應用。下列關于晶體的敘述中正確的是A.晶體一定有規(guī)則的幾何外形B.晶體具有各向異性,非晶體具有各向同性C.由玻璃制成規(guī)則的玻璃球體現(xiàn)了晶體的自范性D.晶胞是晶體結構中的基本結構單元【答案】D【解析】A.晶體不一定有規(guī)則的幾何外形,如多晶體,A錯誤;B.多晶體屬于晶體,但顯示各向同性,B錯誤;C.玻璃是非晶體,不能體現(xiàn)晶體的自范性,C錯誤;D.晶胞是晶體微觀空間里的一個基本單元,在它的上、下、左、右、前、后無隙并置地排列著無數(shù)晶胞,而且所有晶胞的形狀及其內部的原子種類、個數(shù)及幾何排列是完全相同的,可見晶胞是晶體結構中的基本結構單元,D正確;故合理選項是D。7.下列過程能得到晶體的共幾種①從熔融態(tài)結晶出來的硫
②將液態(tài)的玻璃冷卻成所得到的固體③凝華得到的碘
④從硫酸銅飽和溶液中析出的硫酸銅⑤熔融的冷卻后所得的固體
⑥熔融石蠟迅速冷卻形成的石蠟固體A.3 B.4 C.5 D.6【答案】B【分析】得到晶體一般有三條途徑:①熔融態(tài)物質凝固;②氣態(tài)物質冷卻不經液態(tài)直接凝固(凝華);③溶質從溶液中析出?!窘馕觥竣購娜廴趹B(tài)結晶出來的硫符合途徑①,①正確;②將液態(tài)的玻璃冷卻成所得到的固體,玻璃不是晶體,②錯誤;③凝華得到的碘,符合途徑②,③正確;④從硫酸銅飽和溶液中析出的硫酸銅,符合途徑③,④正確;⑤熔融的冷卻后所得的固體,符合途徑③,⑤正確;⑥熔融石蠟迅速冷卻形成的石蠟固體,石蠟不是晶體,⑥錯誤;正確的是①③④⑤;故選B。8.分析晶體與非晶體具有的性質:(1)下圖是冰塊熔化過程中溫度隨時間的變化圖像。分析圖像可知,冰塊熔化過程持續(xù)min,此過程需(填“吸熱”或“放熱”),溫度(填“升高”“不變”或“降低”)。所以,冰是(填“晶體”或“非晶體”),區(qū)分晶體與非晶體的重要依據(jù)是。
(2)甲為石墨晶體,甲說明晶體具有;乙說明晶體具有各向異性而非晶體具有;丙說明晶體的內部微粒排列規(guī)范而非晶體內部微粒排列無序。
【答案】(1)10吸熱不變晶體晶體有固定的熔點,而非晶體沒有固定的熔點(2)各向異性各向同性有序【解析】(1)由圖知,冰塊熔化過程持續(xù)了10min,此過程需吸收熱量,溫度保持不變,故冰是晶體,有固定的熔點,而非晶體沒有固定的熔點,有無固定熔點是區(qū)分晶體與非晶體的重要依據(jù);(2)甲為石墨晶體,垂直方向的導電性差而水平方向的導電性強,說明晶體具有各向異性;乙圖中,水晶屬于晶體而玻璃屬于非晶體,石蠟熔化后,水晶片上出現(xiàn)橢圓形而玻璃片上出現(xiàn)圓形,說明晶體具有各向異性而非晶體具有各向同性;丙說明晶體的內部微粒排列規(guī)范有序而非晶體內部微粒排列無序;第14課晶胞及其計算1.認識簡單的晶胞,通過典型晶胞的學習,類推其他晶胞的分析方法2.學會晶胞中微粒數(shù)的計算方法(均攤法),能根據(jù)晶胞的結構確定微粒個數(shù)和化學式。3.知道X射線衍射實驗是測定晶體結構的常用方法。4.初步學習晶體密度計算的方法。一、晶胞1.晶胞的概念:晶胞是描述晶體結構的,晶胞是晶體中的重復結構單元。2.晶胞與晶體的關系晶胞(微觀)一般都是,晶體(宏觀)是由無數(shù)晶胞而成。(1)無隙:相鄰晶胞之間。兩個晶胞共用同一個平面:上面晶胞的下底面,就是下面晶胞的上底面。(2)并置:所有晶胞都是排列的,取向。即:將任意晶胞沿著晶胞的周期性排列方向移動到相鄰或其他晶胞時,能夠完全重合,過程中無須轉動或改變方向。(3)所有晶胞的及其內部的、及排列是完全相同的。3.晶胞的結構(1)晶胞的外形:常規(guī)的晶胞都是平行六面體。晶胞是個頂角相同、三套各根平行棱分別相同、套各個平行面分別相同的最小平行六面體,即8個、六個、條棱。(2)立方晶胞中微粒數(shù)的計算方法如下:晶胞中任意位置上的一個原子如果是被個晶胞所共有,那么,每個晶胞對這個原子分得的份額就是。對于立方晶胞而言,每個晶胞實際含有的微粒數(shù)=頂點微粒數(shù)×+棱上微粒數(shù)×+面上微粒數(shù)×+體內微粒數(shù)×1。(3)非長方體晶胞中粒子視具體情況而定三棱柱六棱柱平面型石墨晶胞每一層內碳原子排成六邊形,其頂點(1個碳原子)被三個六邊形共有,每個六邊形占(4)有關上述的計算必須明確:由晶胞構成的晶體,其化學式不是表示一個晶胞中含有多少個某原子,而是表示每個晶胞中平均含有各類原子的?!舅伎寂c討論p74】參考答案:(1)晶胞有三套各四條平行棱,三套各兩個平行面。(1)利用“均攤法”,可確定四種晶胞中平均所含原子(或分子)個數(shù):金屬鈉:8×(1/8)+1=2金屬鋅:8×(1/8)+1=2碘:所含碘原子數(shù)為2×[8×(1/8)+6×(1/2)]=8金剛石:一個晶胞平均含碳原子數(shù)為8×(1/8)+6×(1/2)+4=8【探究——準晶p74-75】(1)準晶的概念:準晶是在急冷的Al-Mn合金中發(fā)現(xiàn)的,是一種介于晶體和非晶體之間的固體。(2)準晶的結構:準晶具有完全有序的結構,然而又不具有晶體所具有的平移對稱性,因而可以具有晶體所不允許的宏觀對稱性。準晶是具有準周期平移格子構造的固體,其中的原子常呈定向有序排列,但不作周期性平移重復,其對稱要素包含與晶體空間格子不相容的對稱。(3)準晶的特性:準晶具有獨特的屬性,堅硬又有彈性、非常平滑,而且與大多數(shù)金屬不同的是其導電性、導熱性很差,因此在日常生活中大有用武之地。4.晶胞結構的測定(1)測定儀器:X射線衍射儀(2)X射線衍射原理:單一波長的X射線通過晶體時,X射線和晶體中的電子相互作用,會在記錄儀上產生分立的斑點或明銳的衍射峰。(3)測定方法:①X射線衍射儀單一波長的X射線晶體記錄儀分立的斑點或明銳的衍射峰。②X射線衍射儀單一波長的X射線非晶體記錄儀連續(xù)的譜線。(4)X射線衍射圖譜的應用:經過計算可以從衍射圖形獲得晶體結構的相關信息。①X射線衍射圖通過計算獲得eq\b\lc\{(\a\vs4\al\co1(a.晶胞形狀和大小,b.分子或原子在微觀空間有序排列呈現(xiàn)的對稱類型,c.原子在晶胞里的數(shù)目和位置等,d.結合晶體化學組成的信息推出原子之間的相互關系))②根據(jù)原子坐標,可以計算原子間的,判斷哪些原子之間存在,確定和,得出分子的。二、晶胞的有關計算1.求化學式:(1)概念:一般地,晶體的化學式表示的是晶體(也可以說是每個晶胞)中各類原子或離子數(shù)目的。(2)計算方法:均攤法①立方晶胞:每個頂點上的粒子被個晶胞共用,每個粒子只有()屬于該晶胞;每條棱上的粒子被個晶胞共用,每個粒子只有()屬于該晶胞;每個面心上的粒子被個晶胞共用,每個粒子只有()屬于該晶胞;晶胞內的粒子屬于該晶胞。②六方晶胞:每個頂點上的粒子被個晶胞共用;每條橫棱上的粒子被個晶胞共用;每條縱棱上的粒子被個晶胞共用;每個面心上的粒子被個晶胞共用;晶胞內的粒子屬于該晶胞。③三棱晶胞:每個頂點上的粒子被個晶胞共用;每條橫棱上的粒子被個晶胞共用;每條縱棱上的粒子被個晶胞共用;每個面心上的粒子被個晶胞共用;晶胞內的粒子屬于該晶胞。2.計算晶體密度的方法(1)思維流程(2)計算公式:(N為晶胞中的粒子數(shù),M為晶胞化學式的摩爾質量,NA為阿伏加德羅常數(shù),a為晶胞邊長)。(3)常用到的單位換算:1m=102cm=109nm=1010?=1012pm。3.計算晶體中粒子間距離的方法(1)思維流程(2)計算方法:微粒間距離的計算常常涉及晶體密度、NA、m、晶體體積等數(shù)據(jù),解答這類題目時,一要掌握“均攤法”原理,二要熟悉常見晶體的結構特征,三要明確微粒的位置,結合數(shù)學知識,找出所求微粒間的距離與晶胞邊長、面對角線或者體對角線的關系。4.晶體中粒子配位數(shù)的判斷(1)最密堆積晶體的配位數(shù)均為。金屬晶體中的兩種最密堆積:面心立方最密堆積A1、六方最密堆積A3。①面心立方最密堆積A1(如圖),典型代表Cu、Ag、Au,因周圍的原子都與該原子形成金屬鍵,以立方體的面心原子分析,上、中、下層各有4個配位原子,故配位數(shù)為。②六方最密堆積A3(如圖),典型代表Mg、Zn、Ti,因周圍的原子都與該原子形成金屬鍵,以六方晶胞的面心原子分析,上、中、下層分別有3、6、3個配位原子,故配位數(shù)為。③分子晶體中的干冰(如圖),以立方體的面心CO2分子分析,上、中、下層各有4個CO2分子,故配位數(shù)為。(2)體心立方堆積晶體的配位數(shù)為。①金屬晶體中的體心立方堆積A2(如圖),典型代表Na、K、Fe,因立方體8個頂點的原子都與體心原子形成金屬鍵,故配位數(shù)為。②CsCl型離子晶體(如圖),CsCl晶體中,每個離子被處在立方體8個頂點帶相反電荷的離子包圍,Cl-離子和Cs+離子的配位數(shù)都為?;蛞源罅⒎襟w的面心Cs+離子分析,上、下層各有4個Cl-離子,配位數(shù)為。【易錯提醒】每個Cl-(Cs+)離子周圍等距且緊鄰的Cl-(Cs+)在上下、左右、前后各2個,共6個,這不是真正的配位數(shù)。因為是同電性離子。(3)面心立方堆積晶體的配位數(shù)為。①NaCl型離子晶體(如圖),NaCl晶體中,每個離子被處在正八面體6個頂點帶相反電荷的離子包圍,Cl-離子和Na+離子的配位數(shù)都為6。【易錯提醒】每個Cl-(Na+)離子周圍等距且緊鄰的Cl-(Na+)在上、中、下層4個,共12個,這不是真正的配位數(shù)。因為是同電性離子。②金屬晶體中的簡單立方堆積(如圖),PO晶體中,立方體位于1個頂點原子的上下、前后、左右各有2個原子與其形成金屬鍵,配位數(shù)為。(4)配位數(shù)為4的幾種晶體。①ZnS型離子晶體(如圖),ZnS晶體中的S2-離子和Zn2+離子排列類似NaCl型,但相互穿插的位置不同,使S2-、Zn2+離子的配位數(shù)不是6,而是4。具體可將圖示中分為8個小立方體,其中體心有4個S2-離子,每個S2-離子處于Zn2+離子圍成的正四面體中心,故S2-離子的配位數(shù)是。以大立方體的面心Zn2+離子分析,上、下層各有2個S2-離子,故Zn2+離子的配位數(shù)為。Zn2+離子的配位數(shù)不易觀察,亦可利用ZnS的化學式中的離子比為1∶1,推知Zn2+離子的配位數(shù)為。②金剛石、碳化硅等原子晶體(如圖),與ZnS型離子晶體類似情況,配位數(shù)均為。二氧化硅原子晶體中,Si與O原子形成的是硅氧四面體(圖示略),Si的配位數(shù)為,而SiO2的原子比為1∶2,故O的配位數(shù)是。③CaF2型離子晶體(如圖),F(xiàn)-和Ca2+離子的配位數(shù)分別和。具體分析:每個F-離子處于Ca2+離子圍成的正四面體中心,故F-離子的配位數(shù)是。以大立方體的面心Ca2+離子分析,上、下層各有4個F-離子,故Ca2+離子的配位數(shù)為8。亦可利用CaF2的化學式中的離子比為1∶2,推知Ca2+離子的配位數(shù)是。④在砷化鎵晶胞結構(如圖),小黑點為鎵原子,其配位數(shù)為,砷化鎵原子比為1∶1,故As原子的配位數(shù)也是。(5)配位數(shù)為3的層狀晶體。①石墨(如圖),每個碳原子的周圍有個碳原子,故碳原子的配位數(shù)為。②六方氮化硼(如圖),氮原子的周圍有個硼原子,硼原子的周圍有個氮原子,故氮、硼原子的配位數(shù)都是3。(6)鏈狀結構的配位數(shù)為2。硫酸氧鈦晶體中陽離子為鏈狀聚合形式的離子,結構如圖所示。Ti、O原子的配位數(shù)均為2。【易錯提醒】由于晶體結構對稱性關系,晶體中不可能有11、10、9、7、5的配位數(shù)。晶體中最高配位數(shù)為12。5.原子分數(shù)坐標參數(shù)(1)定義:以晶胞中的某一個頂點原子為坐標原點,以晶胞參數(shù)為單位長度建立的坐標系表示晶胞中各原子的位置。(2)坐標的確定:任取晶胞內一點到三條坐標軸上即可得x,y,z。(3)特點:晶胞具有無隙并置的特點、具有平移性,使得坐標參數(shù)定義域:。(4)晶胞中不同位置原子分數(shù)坐標規(guī)律(如圖):運用“遇1化0”方法后頂點原子坐標:3個0;面上坐標:1個0;棱上坐標2個0;體內坐標沒有0。①寫出頂點的分數(shù)坐標,按照“遇1化0”原則,轉化后坐標有什么特點?(0,0,0)(1,0,0)(0,1,0)(1,1,0)(0,0,1)(1,0,1)(0,1,1)(1,1,1)→(0,0,0),頂點坐標就是3個0。②寫出面心的分數(shù)坐標,按照“遇1化0”原則,轉化后坐標有什么特點?(1/2,1/2,0)(1/2,1/2,1)(1/2,0,1/2)(1/2,1,1/2)(0,1/2,1/2)(1,1/2,1/2)→(1/2,1/2,0)(1/2,0,1/2)(0,1/2,1/2),面心的分數(shù)坐標都有1個0。③寫出棱心的分數(shù)坐標,按照“遇1化0”原則,轉化后坐標有什么特點?(1/2,0,0)(1/2,1,0)(0,1/2,0)(1,1/2,0)(0,0,1/2)(1,0,1/2)(0,1,1/2)(1,1,1/2)(1/2,0,1)(1/2,1,1)(1,1/2,1/2)(0,1/2,1/2)→(1/2,0,0)(0,1/2,0)(0,0,1/2),棱心的分數(shù)坐標都有2個0。④寫出體心的分數(shù)坐標,有什么特點?(1/2,1/2,1/2),體心的分數(shù)坐標沒有0。?問題一晶胞與晶體的關系【典例1】下列有關晶體的說法錯誤的是A.晶胞是晶體中最小的結構重復單元B.有光澤的晶體一定是金屬晶體C.可通過X射線衍射區(qū)分晶體、準晶體和非晶體D.相同化學成分的固體可能是晶體,也可能是非晶體【變式1-1】下列有關晶胞的敘述,不正確的是A.晶體中的晶胞不一定都是平行六面體B.晶胞是晶體中基本的結構重復單元C.已知晶胞的結構,可推知晶體的結構D.使用“切割法”計算晶胞的微粒數(shù),處于頂點、棱、面、體心對晶胞的貢獻分別為、、、1【變式1-2】下列關于NaCl晶體結構的說法中正確的是A.NaCl晶體中,每個周圍吸引的與每個周圍吸引的數(shù)目相等B.NaCl晶體中,每個周圍吸引1個C.NaCl晶胞中的質點代表一個NaClD.NaCl晶體中存在單個的NaCl分子?問題二晶體化學式的確定【典例2】回答下列問題:(1)銅元素的一種氯化物晶體的晶胞結構如圖所示,該氯化物的化學式是。(2)利用“鹵化硼法”可合成含B和N兩種元素的功能陶瓷,如圖為其晶胞結構示意圖,則該功能陶瓷的化學式為。(3)某晶體結構模型如圖所示。該晶體的化學式是?!咀兪?-1】有一種鈦原子和碳原子構成的氣態(tài)團簇分子,其結構如下圖所示,頂角和面心的原子是鈦原子,棱的中心和體心的原子是碳原子,它的化學式為___________(填字母)。A. B. C. D.【變式2-2】如圖所示為二維平面晶體示意圖,所表示的化學式為AX3的是。(填字母標號)?問題三晶體密度的計算【典例3】單質Co的晶胞如圖所示,晶胞參數(shù)為ɑpm和cpm,單質Co的摩爾質量為Mg·mol-1,阿伏加德羅常數(shù)為NA,則前者晶體密度p=g·cm-3(列出計算式即可)?!咀兪?-1】鐵氮化合物(FexNy)在磁記錄材料領域有著廣泛的應用前景。某立方FexNy的晶胞如圖所示,晶胞參數(shù)為apm,該晶體密度為g·cm-3(設NA為阿伏加德羅常數(shù)的值,寫出表達式),Cu完全替代該晶體中b位置Fe,形成Cu替代型產物Fe(x-n)CunNy,n:y=?!咀兪?-2】的晶胞結構為面心立方結構。已知一定條件下晶胞的棱長為acm,阿伏加德羅常數(shù)為,則該條件下的摩爾體積(單位物質的量的物質的體積)為(用含a、的代數(shù)式表示,下同),晶體密度為。?問題四晶體中粒子間距離的計算【典例4】由Al元素和N元素形成的某種化合物的晶胞如圖所示,已知N原子位于晶胞體對角線的處。假設該化合物晶體的密度為,為阿伏加德羅常數(shù)的值,則晶胞中相距最近的兩個N原子之間的距離為A. B. C. D.【變式4-1】晶胞如圖所示,在晶胞中,●表示,○表示。已知晶體的密度為,的摩爾質量為,阿伏加德羅常數(shù)為,則在晶體中每個和與之等距且最近的之間的距離為(
)A.cm B.cm C.cm D.cm【變式4-2】圖(a)是MgCu2的拉維斯結構,Mg以金剛石方式堆積,八面體空隙和半數(shù)的四面體空隙中,填入以四面體方式排列的Cu。圖(b)是沿立方格子對角面取得的截圖??梢?,Cu原子之間最短距離x=pm,Mg原子之間最短距離y=pm。1.硼和鎂可形成超導化合物。如圖所示是該化合物的晶體結構單元:鎂原子間形成正六棱柱,且棱柱的上、下面上還各有一個鎂原子;6個硼原子位于棱柱的側棱上,則該化合物的化學式可表示為A.MgB B.Mg3B2 C.MgB2 D.Mg2B32.納米材料的表面粒子數(shù)占總粒子數(shù)的比例極大,這是它有許多特殊性質的原因。假設某氯化鈉納米顆粒的大小和形狀恰好與氯化鈉晶胞的大小和形狀相同(如圖所示),則這種納米顆粒的表面粒子數(shù)與總粒子數(shù)之比為A.7∶8 B.13∶14 C.1∶1 D.26∶273.如圖所示是晶體結構中的一部分,圖中、、分別表示原子X、Y、Z。其對應的化學式不正確的是A.XY B.X2YC.X3Y D.XY3Z4.已知晶體屬立方晶系,晶胞邊長a,將Li+摻雜到該晶胞中,可得到一種高性能的p型太陽能電池材料,其結構單元如圖所示。假定摻雜后的晶胞參數(shù)不發(fā)生變化,(注:Ni的配位數(shù)是指與該離子周圍最近的異電荷的離子數(shù))下列說法正確的是A.該結構單元中O原子數(shù)為3B.Ni和Mg間的最短距離是aC.Ni的配位數(shù)為4D.該物質的化學式為Li0.5Mg1.125Ni2.375O45.螢石是制作光學玻璃的原料之一,其主要成分氟化鈣的晶胞結構如下圖所示。下列說法不正確的是
A.氟化鈣的化學式為B.每個晶胞中含有4個C.氟化鈣中只含有離子鍵D.每個周圍距離最近且等距的有4個6.砷化硼晶體是具有超高熱導率的半導體材料,其結構如圖所示,若晶胞參數(shù)為anm,下列說法正確的是A.砷化硼的化學式為B.與頂點B原子距離最近且等距的B原子有6個C.B、As原子之間的最短距離為D.該晶體密度為7.下列有關晶體的敘述正確的是A.粉末狀的固體肯定不是晶體B.晶胞是晶體中最小的平行六面體C.破損的晶體能夠在固態(tài)時自動變成規(guī)則的多面體D.測定某一固體是否是晶體可用X射線衍射儀進行測定8.某晶體晶胞結構如圖所示,●表示X,表示Y,請回答下列問題:(1)晶體中每個X周圍與之等距且距離最近的Y有個,每個Y周圍與之等距且距離最近的Y有個,每個晶胞中含X的個數(shù)為個,該晶體的化學式為。(2)若該晶胞的邊長為acm,則晶體的密度為g·cm-3(列出計算式即可,已知該物質的摩爾質量為Mg/mol,阿伏加德羅常數(shù)為NA)。1.幾種常見晶體的晶胞結構如圖所示。下列說法錯誤的是NaCl晶胞CO2晶胞金剛石晶胞Cu晶胞A.NaCl晶體中Na+的配位數(shù)為6,干冰中CO2分子的配位數(shù)為12B.干冰晶胞中CO2分子之間作用力與金剛石晶胞中碳原子間作用力不同C.若金剛石的晶胞邊長為acm,其中兩個最近的碳原子之間的距離為cmD.Cu的晶胞參數(shù)為acm,NA為阿伏伽德羅常數(shù)的值,Cu晶胞的密度為g·cm-32.Cs+核間距為acm,氯化銫的相對分子質量為Mr,NA為阿伏加德羅常數(shù)的值,則氯化銫晶體的密度是A.g·cm-3 B.g·cm-3 C.g·cm-3 D.g·cm-33.如圖是NaCl晶體的一個晶胞結構模型。KO2的晶體結構與NaCl相似,可以看作是Na+的位置用K+代替,Cl-位置用O代替,則關于KO2晶體結構的描述不正確的是A.與K+距離相等且最近的O共有6個B.與K+距離相等且最近的O構成的多面體是正八面體C.與K+距離相等且最近的K+有8個D.一個KO2晶胞中攤得的K+和O微粒數(shù)均為4個4.砷化硼晶體是具有超高熱導率的半導體材料,其結構如圖所示,若晶胞參數(shù)為,下列說法正確的是。
A.砷化硼的化學式為B.與頂點B原子距離最近且等距的B原子有6個C.B、As原子之間的最短距離為D.該晶體的密度為5.硼及其化合物在材料制造、有機合成等方面應用廣泛。圖(a)為一種無限長單鏈狀結構的多硼酸根,圖(b)硼氫化鈉晶胞結構。代表阿伏伽德羅常數(shù)的值,下列說法正確的是A.圖a中多硼酸根的化學式為B.硼氫化鈉晶體中周圍緊鄰且等距的數(shù)為4C.圖(a)中O-B-O的鍵角小于中的H-B-H的鍵角D.若硼氫化鈉晶體的密度為,則6.是一種重要的半導體材料,其晶體的晶胞結構如圖所示,已知m的坐標參數(shù)為,晶胞參數(shù)為。下列說法正確的是
A.基態(tài)原子價電子排布式為B.晶胞中n的坐標參數(shù)為C.與Cd原子距離最近且相等的Cd原子有6個D.Se原子與Se原子之間的最短距離為pm7.有關晶體的結構如下圖所示,下列說法中錯誤的是A.鈦酸鈣的化學式為B.在金剛石晶體中,碳原子與碳碳鍵(C-C)數(shù)目之比為1∶2C.硒化鋅晶體中陽離子的配位數(shù)為6D.中與距離最近的所形成的鍵的夾角為109°28′8.以晶胞參數(shù)為單位長度建立的坐標系可以表示晶胞中各原子的位置,稱作原子分數(shù)坐標。某氮化鐵的晶胞結構如圖所示:(1)在晶胞中,原子分數(shù)坐標A為(0,0,0);B為((),,);C為(0,1,1),則D為。(2)若該晶體的密度是ρg·cm-3,則晶胞中兩個最近的Fe的核間距為(用含NA、ρ的代數(shù)式表示,不必化簡)。(3)在該晶胞結構中,Cu可以完全替代a位置Fe或者b位置Fe(見圖1),形成Cu替代型產物Fe(x-n)CunNy。FexNy轉化為兩種Cu替代型產物的能量變化如圖2所示,其中更穩(wěn)定的是(填“Cu替代a位置Fe型”或“Cu替代b位置Fe型”),替代后不穩(wěn)定物質的化學式為。第14課晶胞及其計算1.認識簡單的晶胞,通過典型晶胞的學習,類推其他晶胞的分析方法2.學會晶胞中微粒數(shù)的計算方法(均攤法),能根據(jù)晶胞的結構確定微粒個數(shù)和化學式。3.知道X射線衍射實驗是測定晶體結構的常用方法。4.初步學習晶體密度計算的方法。一、晶胞1.晶胞的概念:晶胞是描述晶體結構的基本單元,晶胞是晶體中最小的重復結構單元。2.晶胞與晶體的關系晶胞(微觀)一般都是平行六面體,晶體(宏觀)是由無數(shù)晶胞無隙并置而成。(1)無隙:相鄰晶胞之間無任何間隙。兩個晶胞共用同一個平面:上面晶胞的下底面,就是下面晶胞的上底面。(2)并置:所有晶胞都是平行排列的,取向相同。即:將任意晶胞沿著晶胞的周期性排列方向移動到相鄰或其他晶胞時,能夠完全重合,過程中無須轉動或改變方向。(3)所有晶胞的形狀及其內部的原子種類、個數(shù)及幾何排列是完全相同的。3.晶胞的結構(1)晶胞的外形:常規(guī)的晶胞都是平行六面體。晶胞是8個頂角相同、三套各4根平行棱分別相同、三套各兩個平行面分別相同的最小平行六面體,即8個頂點、六個面、12條棱。(2)立方晶胞中微粒數(shù)的計算方法如下:晶胞中任意位置上的一個原子如果是被n個晶胞所共有,那么,每個晶胞對這個原子分得的份額就是eq\f(1,n)。對于立方晶胞而言,每個晶胞實際含有的微粒數(shù)=頂點微粒數(shù)×+棱上微粒數(shù)×+面上微粒數(shù)×+體內微粒數(shù)×1。(3)非長方體晶胞中粒子視具體情況而定三棱柱六棱柱平面型石墨晶胞每一層內碳原子排成六邊形,其頂點(1個碳原子)被三個六邊形共有,每個六邊形占eq\f(1,3)(4)有關上述的計算必須明確:由晶胞構成的晶體,其化學式不是表示一個晶胞中含有多少個某原子,而是表示每個晶胞中平均含有各類原子的最簡個數(shù)比?!舅伎寂c討論p74】參考答案:(1)晶胞有三套各四條平行棱,三套各兩個平行面。(1)利用“均攤法”,可確定四種晶胞中平均所含原子(或分子)個數(shù):金屬鈉:8×(1/8)+1=2金屬鋅:8×(1/8)+1=2碘:所含碘原子數(shù)為2×[8×(1/8)+6×(1/2)]=8金剛石:一個晶胞平均含碳原子數(shù)為8×(1/8)+6×(1/2)+4=8【探究——準晶p74-75】(1)準晶的概念:準晶是在急冷的Al-Mn合金中發(fā)現(xiàn)的,是一種介于晶體和非晶體之間的固體。(2)準晶的結構:準晶具有完全有序的結構,然而又不具有晶體所具有的平移對稱性,因而可以具有晶體所不允許的宏觀對稱性。準晶是具有準周期平移格子構造的固體,其中的原子常呈定向有序排列,但不作周期性平移重復,其對稱要素包含與晶體空間格子不相容的對稱。(3)準晶的特性:準晶具有獨特的屬性,堅硬又有彈性、非常平滑,而且與大多數(shù)金屬不同的是其導電性、導熱性很差,因此在日常生活中大有用武之地。4.晶胞結構的測定(1)測定儀器:X射線衍射儀(2)X射線衍射原理:單一波長的X射線通過晶體時,X射線和晶體中的電子相互作用,會在記錄儀上產生分立的斑點或明銳的衍射峰。(3)測定方法:①X射線衍射儀單一波長的X射線晶體記錄儀分立的斑點或明銳的衍射峰。②X射線衍射儀單一波長的X射線非晶體記錄儀連續(xù)的譜線。(4)X射線衍射圖譜的應用:經過計算可以從衍射圖形獲得晶體結構的相關信息。①X射線衍射圖通過計算獲得eq\b\lc\{(\a\vs4\al\co1(a.晶胞形狀和大小,b.分子或原子在微觀空間有序排列呈現(xiàn)的對稱類型,c.原子在晶胞里的數(shù)目和位置等,d.結合晶體化學組成的信息推出原子之間的相互關系))②根據(jù)原子坐標,可以計算原子間的距離,判斷
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