第1課時認識晶體(基礎課)第3章不同聚集狀態(tài)的物質與性質第1節(jié)認識晶體素養(yǎng)目標1．通過生活中常見晶體和非晶體的實例，了解晶體的特征，認識晶體與非晶體的區(qū)別。2．了解晶體中微粒的空間排布存在周期性，認識簡單的晶胞，會用“切割法”確定晶胞微粒數目及晶體化學式，建立晶體結構認知模型。舊知回顧1．組成物質的微?？梢允窃?、分子或離子。2．根據物質在不同溫度和壓強下，微粒間作用力大小的不同和微粒排列的有序或無序，物質主要可分為三種聚集狀態(tài)：固態(tài)、液態(tài)和氣態(tài)。3．固態(tài)物質又可分為晶體和非晶體。必備知識自主預習一、晶體的特性1．晶體的概念(1)晶體：內部微粒(原子、離子或分子)在空間按一定規(guī)律做______重復排列構成的固體物質。(2)非晶體：內部微粒無周期性重復排列的固體物質。周期性2．晶體的特性晶體的特性具體表現舉例或應用自范性在適宜的條件下，晶體能夠自發(fā)地呈現封閉的、規(guī)則的多面體外形水晶，晶體完好時呈六棱柱狀對稱性晶體在生長過程中依據內部微粒的規(guī)則排列形成規(guī)則的多面體幾何外形，從而具有一定的對稱性規(guī)則的氯化鈉晶體具有立方體外形，它既有對稱軸也有對稱面具體表現舉例或應用各向異性在不同的方向上表現出不同的物理性質(如導電性、導熱性、膨脹系數、折光率等)石墨在與層平行的方向上的電導率數值約為在與層垂直的方向上的電導率數值的1萬倍固定的熔、沸點加熱晶體，溫度達到熔點時即開始熔化，在沒有全部熔化之前，繼續(xù)加熱，溫度不再升高，完全熔化后，溫度才繼續(xù)升高氯化鈉、冰等都具有固定的熔、沸點具體表現舉例或應用能使X射線產生衍射當入射光的波長與光柵縫隙大小相當時，能產生光的衍射現象。X射線的波長與晶體中原子之間的距離大小相近，所以晶體是理想的光柵，它能使X射線產生衍射利用這種性質人們建立了測定晶體結構的重要實驗方法想一想晶體一定是固體，固體一定是晶體嗎？提示：晶體一定是固體，固體不一定是晶體，如玻璃、橡膠等。3．晶體的分類(1)分類標準：根據晶體內部____的種類和微粒間________的不同。(2)分類晶體類型構成微粒微粒間的相互作用實例離子晶體________________NaCl金屬晶體_________________________銅共價晶體__________金剛石分子晶體________________冰微粒相互作用陰、陽離子離子鍵金屬陽離子、自由電子金屬鍵原子共價鍵分子分子間作用力4．晶體與非晶體的用途(1)晶體：①某些晶體能把機械能轉變成電能。②某些晶體能制作紅外夜視儀。③半導體晶體做電子元件。(2)非晶體：①某些非晶態(tài)合金的強度和硬度比相應的晶態(tài)合金的強度和硬度高。②非晶態(tài)硅對陽光的吸收系數比單晶硅大，可以更有效吸收陽光。二、晶體結構的基本重復單元——晶胞概念晶體結構中基本的________形狀大小、形狀完全相同的__________晶體中晶胞的排列方式無隙并置“切割法”計算某晶胞中的微粒，如果被n個晶胞所共有，則微粒的_____屬于該晶胞[注意]

晶胞的形狀大多數是平行六面體，但也有其他形狀，如三棱柱、八面體等。重復單元平行六面體1/n判一判

(正確的打“√”，錯誤的打“×”)(1)區(qū)分晶體與非晶體最可靠的方法是確定有沒有固定的熔點。 (

)(2)粉末狀固體也可能是晶體。 (

)(3)由晶胞組成的晶體，其化學式表示一個分子中原子的數目。 (

)×√×關鍵能力情境探究[情境探究]我們日常生活中用到的明礬和石蠟如圖：正確區(qū)別晶體和非晶體明礬石蠟1．明礬和石蠟均有規(guī)則的幾何外形，兩者均為晶體嗎？提示：明礬是晶體，石蠟是非晶體。利用外形區(qū)別晶體和非晶體不可靠。2．晶體與非晶體的本質區(qū)別是什么？提示：物質內部的微粒是否有序排列。3．晶體的特征有哪些？提示：自范性，各向異性，對稱性，固定的熔、沸點。[歸納總結]1．晶體與非晶體的區(qū)別項目晶體非晶體自范性(本質區(qū)別)有無是否均一均一不均一固定熔、沸點有無各向異性有無項目晶體非晶體能否使X射線產生衍射(最科學的區(qū)分方法)能不能(能發(fā)生散射)舉例NaCl晶體、I2晶體、SiO2晶體、Na晶體等玻璃、橡膠等[注意]

晶體與非晶體的本質區(qū)別是內部微粒在空間是否呈現周期性有序排列。2．晶體與非晶體的區(qū)別方法(1)看是否有固定的熔、沸點。(2)對固體進行X射線衍射實驗。[能力達成]1．下列敘述正確的是(

)A．固體SiO2一定是晶體B．晶體有固定的組成，非晶體沒有固定的組成C．晶體內部的微粒在空間按一定規(guī)律呈周期性有序排列D．冰和固體碘晶體中相互作用力相同√C

[固體SiO2的存在形態(tài)有結晶形和無定形兩大類，故固體SiO2不一定是晶體，A錯誤；晶體有固定的組成，但一些非晶體，如無定形SiO2也具有固定組成，B錯誤；晶體內部的微粒在空間按一定規(guī)律呈周期性有序排列，C正確；冰晶體中水分子間存在氫鍵和范德華力，固體碘晶體中碘分子之間只有范德華力，二者晶體中相互作用力不相同，D錯誤。]2．(雙選)我國現已能夠拉制出直徑為300毫米，重量達81千克的大直徑硅單晶。下列對晶體硅的敘述正確的是(

)A．晶體硅有固定的熔、沸點B．非晶體材料的性能都很差C．可用X射線衍射實驗來鑒別晶體硅和玻璃D．晶體硅的形成與晶體的自范性有關，形成的晶體無各向異性√√AC

[A.晶體有固定的熔、沸點，非晶體沒有固定的熔、沸點，故A正確；B.非晶體材料也能表現出一些優(yōu)異的性能，故B錯誤；C.晶體與非晶體最本質的區(qū)別是組成物質的粒子在微觀空間是否有序排列，晶體可以使X射線發(fā)生衍射，所以區(qū)別晶體與非晶體最可靠的科學方法是對固體進行X射線衍射實驗，故C正確；D.晶體硅的形成與晶體的自范性有關，形成的晶體有各向異性，故D錯誤。][情境探究]一種只含鎂、鎳、碳三種元素的新型超導晶體的晶胞如圖所示：“切割法”計算晶胞中微粒數目1．如何確定一個晶胞中實際包含的微粒數？

2．根據“切割法”計算該晶體的化學式。

3．氣態(tài)團簇分子不能用“切割法”如圖所示，由金屬原子M和非金屬原子N構成的氣態(tài)團簇分子，頂點和面上的原子是M原子，棱中心和體心的原子是N原子，則化學式可表示為M14N13或N13M14。[能力達成]1．有下列離子晶體晶胞的空間結構示意圖。圖中●和化學式中M分別代表陽離子，圖中○和化學式中N分別代表陰離子，則化學式為MN的晶體結構為(

)A

B

C

D√

2．(雙選)已知某化合物的晶體是由如圖所示的最小結構單元密置堆積而成的，下列關于該化合物的敘述錯誤的是(

)A．1mol該化合物中含有1molYB．1mol該化合物中含有8molCuC．1mol該化合物中含有2molBaD．該化合物的化學式是YBa2Cu3O6√√3．如圖所示為甲、乙、丙三種晶體的晶胞：

試推斷甲晶體的化學式(X為陽離子)為________，乙晶體中A、B、C三種微粒的個數比是___________，丙晶體中每個D周圍結合E的個數是________。X2Y1∶3∶18

[教材鏈接][教材交流·研討]現有甲、乙兩種晶體的晶胞。(1)甲晶體中X與Y的個數比是多少？(2)乙晶體中每個晶胞包含有C離子、D離子個數各為多少？(3)若晶胞是六棱柱，那么頂點上的一個微粒被幾個六棱柱共用？

[情境探究]立方氮化硼結構、硬度與金剛石相似，其晶胞如圖，晶胞邊長為apm(設NA為阿伏加德羅常數的值)。與晶胞有關的計算1．1個立方氮化硼晶胞所含的N、B原子數分別為多少？質量為多少？

2．1個立方氮化硼晶胞體積為多少？密度為多少？

[歸納總結]1．計算類型(1)計算晶胞中微粒的數目，進而求晶體的化學式。(2)計算晶胞的質量，進而計算晶體的密度。(3)計算晶胞的空間利用率。(4)計算晶胞中微粒間的距離或晶胞參數。2．計算原理(1)求化學式：根據“切割法”計算出一個晶胞中所含微粒數目，求出晶胞所含微粒個數的最簡整數比，從而寫出晶體的化學式。(2)計算密度：

√

2．BP的晶胞結構如圖所示，B原子在P原子圍成的________(填“四面體”或“八面體”)空隙中；若晶胞的棱長為apm，用NA表示阿伏加德羅常數的值，則BP晶體的摩爾體積＝_______________cm3·mol-1(用含a、NA的代數式表示)。四面體

3．在汽車工業(yè)中，熱敏電阻被廣泛地用來測試汽車的空調、發(fā)動機、水箱溫度。熱敏電阻的主要成分——鋇鈦礦晶體的晶胞結構如圖所示，晶胞棱長為acm。頂點位置被Ti4+所占據，體心位置被Ba2+所占據，所有棱心位置被O2-所占據(已知相對原子質量——O：16

Ti：48

Ba：137)。(1)寫出該晶體的化學式：

____________。(2)若將Ti4+置于晶胞的體心，Ba2+置于晶胞頂點，則O2-處于立方體的________位置。(3)在該物質的晶體中，每個Ti4+周圍距離相等且最近的Ti4+有_____個；若將它們連接起來，形成的空間結構為________________。(4)若晶體的密度為ρg·cm-3，阿伏加德羅常數的值為NA，則a＝________。BaTiO3面心6正八面體形

學習效果隨堂評估1．(雙選)下列有關晶胞的敘述錯誤的是(

)A．晶胞是描述晶體結構的基本單元B．整塊晶體中，相鄰晶胞之間有間隙C．晶胞一般都是平行六面體D．晶胞都是正八面體243題號15√√2．某晶體是一種性能良好的非線性光學材料，晶胞中K、I、O分別處于頂點、體心、面心位置，該晶體的化學式應為(

)A．KIO B．KIO2C．KIO3 D．KIO423題號145√

3．(雙選)元素X位于第4周期，其基態(tài)原子的內層軌道全部排滿電子，且最外層電子數為2。元素Y基態(tài)原子的3p軌道上有4個電子，X與Y所形成化合物晶體的晶胞如圖所示。下列說法不正確的是(

)A．X位于元素周期表第4周期ⅡB族B．Y的基態(tài)原子的核外電子有16種運動狀態(tài)C．該晶體中X粒子與Y粒子的個數之比為2∶1D．該晶體中每個X粒子周圍與它最近且等距離的X粒子有4個23題號415√√

23題號4154．(2023·遼寧卷)晶體結構的缺陷美與對稱美同樣受關注。某富鋰超離子導體的晶胞是立方體(圖1)，進行鎂離子取代及鹵素共摻雜后，可獲得高性能固體電解質材料(圖2)。下列說法錯誤的是(

)243題號15

243題號15√

243題號