第04講物質(zhì)的聚集狀態(tài)和晶體的常識

——?模塊導(dǎo)航?————?學(xué)習(xí)目標(biāo)?——

模塊一思維導(dǎo)圖串知識1.知道在一定條件下，物質(zhì)的聚集狀態(tài)隨構(gòu)成物質(zhì)的微

模塊二基礎(chǔ)知識全梳理(吃透教材)粒種類、微粒間相互作用、微粒聚集程度的不同而有所

模塊三核心考點(diǎn)精準(zhǔn)練不同。

模塊四小試牛刀過關(guān)測2.知道物質(zhì)的聚集狀態(tài)會影響物質(zhì)的性質(zhì)，通過改變物

質(zhì)的聚集狀態(tài)可以獲得特殊的材料。

3.能說出晶體與非晶體的區(qū)別，能結(jié)合實(shí)例描述晶體中

微粒排列的周期性規(guī)律。

4.認(rèn)識簡單的晶胞。

模塊一思維導(dǎo)圖串知識------------------------

模塊二基礎(chǔ)知識全梳理------------------------

屏【學(xué)習(xí)新知】

知識點(diǎn)一物質(zhì)的聚集狀態(tài)

1.物質(zhì)三態(tài)間的相互轉(zhuǎn)化

2.不含分子的物質(zhì)

(1)常見晶體：例如，氯化鈉、石墨、二氧化硅、金剛石以及各種金屬等不含分子。

(2)等離子體是由________、和(分子或原子)組成的整體上呈________性的氣態(tài)物

質(zhì)。

(3)離子液體是熔點(diǎn)不高的僅由組成的液體物質(zhì)。

3.物質(zhì)的聚集狀態(tài)

物質(zhì)的聚集狀態(tài)除了固態(tài)、液態(tài)、氣態(tài)，還有、，以及介于和之間

的塑晶態(tài)、液晶態(tài)等。

知識點(diǎn)二晶體和非晶體

1.晶體與非晶體的本質(zhì)差異

固體自范性微觀結(jié)構(gòu)

晶體原子在三維空間里呈周期性___________

非晶體原子排列___________

2.晶體的特點(diǎn)

(1)自范性

①定義：晶體能地呈現(xiàn)外形的性質(zhì)。

②形成條件：晶體生長的適當(dāng)。

③本質(zhì)原因：晶體中粒子在微觀空間里呈現(xiàn)的有序排列的宏觀表象O

(2)各向異性：晶體在___________上表現(xiàn)許多物理性質(zhì)(如強(qiáng)度、導(dǎo)熱性、光學(xué)性質(zhì)等)的差異。

(3)熔點(diǎn)：定的熔點(diǎn)。

3.獲得晶體的途徑

(1)物質(zhì)凝固。

(2)物質(zhì)冷卻不經(jīng)液態(tài)直接凝固(凝華)。

(3)從溶液中析出。

【交流討論】

1.判斷固體物質(zhì)是晶體還是非晶體的方法是什么？

2.如圖是某同學(xué)找到的?張玻璃的結(jié)構(gòu)示意圖，根據(jù)這張圖判斷玻璃是不是晶體？為什么？

【歸納小結(jié)】關(guān)于晶體與非晶體的認(rèn)識誤區(qū)

(1)同一物質(zhì)可以是晶體，也可以是非晶體，如晶體SiC)2和非晶體SiO2。

(2)有著規(guī)則幾何外形或者美觀、對稱外形的固體，不一定是晶體。例如，玻璃制品可以塑造出規(guī)則的幾

何外形，也可以具有美觀對稱的外觀。

(3)具有固定組成的物質(zhì)也不一定是晶體，如某些無定形體也有固定的組成。

(4)晶體不一定都有規(guī)則的幾何外形，如食鹽。

知識點(diǎn)三晶胞及晶體結(jié)構(gòu)的測定

1.晶胞

銅晶體銅晶胞

(1)定義：描述晶體結(jié)構(gòu)的

⑵結(jié)構(gòu)

常規(guī)的晶胞都是,整塊晶體可以看作是數(shù)量巨大的晶胞而成。

①無隙：相鄰晶胞之間沒有O

②并置：所有晶胞都是排列的，取向。

③所有品胞的及其內(nèi)部的原子、及幾何排列（包括取向）是完全相同的。

④晶胞是個頂角相同、各根平行楂分別相同、各個平行面

分別相同的最小平行六面體。

（3）晶胞中粒子數(shù)FI的計算

平行六面體（立方體形）晶胞中粒子數(shù)目的計算。

①晶胞的頂角原子是個晶胞共用。

②晶胞棱上的原子是個晶胞共用。

③晶胞面上的原子是個晶胞共用。

2.晶體結(jié)構(gòu)的測定

（1）測定晶體結(jié)構(gòu)最常用的儀器是X射線衍射儀。當(dāng)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(chǎn)生分立的斑點(diǎn)或者明銳的衍射峰。

（2）由衍射圖形獲得晶體結(jié)構(gòu)的有關(guān)信息，包括晶胞形狀和大小、分子或原子在微觀空間有序排列呈現(xiàn)

的對稱類型、原子在晶胞里的數(shù)目和位置等，以及結(jié)合晶體化學(xué)組成的信息推出原子之間的相互關(guān)系。

【交流討論】

1.現(xiàn)有甲、乙（如圖所示）兩種晶體的晶胞（甲中A處于晶胞的中心）。

（1）甲晶體中A與B的個數(shù)比是。

（2）乙晶體中每個晶胞含有C離子、D離子分別是個、個。

2.下圖分別是金屬鈉（Na）、金屬鋅（Zn）、碘（卜）、金剛石（C）晶胞的示意圖，它們分別平均含有

幾個原子？

【歸納小結(jié)】晶胞的理解

（1）晶胞是晶體結(jié)構(gòu)的基本單元，但不一定是晶體中的最小重復(fù)單元。

【歸納小結(jié)】用“均攤法”進(jìn)行晶胞計算

(1)均攤法含義：若某個粒子為〃個晶胞共有，則該粒子有5屬于該晶胞。

(2)平行六面體(立方體形)晶胞中不同位置的粒子數(shù)的計算

；A-

#3…3卜一7

W-UH-i-/

：/-

t---<

頂角：同為8個晶胞共有，卷粒子屬于該晶胞；

棱上：同為4個晶胞共有，:粒子屬于該晶胞；

面上：同為2個晶胞共有，義粒子屬于該晶胞；

內(nèi)部：整個粒子都屬于該晶胞。

(3)正六棱柱晶胞中不同位置的粒子數(shù)的計算

頂角：同為6個晶胞共有，2粒子屬于該晶胞；

水平棱上：同為4個晶胞共有，:粒子屬于該晶胞：

垂直棱上：同為3個晶胞共有，:粒子屬于該晶胞；

面上：同為2個晶胞共有，/粒子屬于該晶胞；

內(nèi)部：整個粒子都屬于該晶胞。

【變式訓(xùn)練1】已知某晶體晶胞如圖所示，則該晶體的化學(xué)式為()

A.XYZB.X2Y4ZD.X4Y2Z

【變式訓(xùn)練2](1)元素銅的一種氯化物晶體的晶胞結(jié)構(gòu)如圖所示，該氯化物的化學(xué)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(jié)構(gòu)示意圖，則每個晶胞中含有B

原了?的個數(shù)為,該功能陶瓷的化學(xué)式為.

(3)某晶體結(jié)構(gòu)模型如圖所示。該晶體的化學(xué)式是,,在晶體中1個Ti原子、1個Co原子周圍距

離最近的O原子數(shù)目分別為個、

(4)有?種鈦原子和碳原子構(gòu)成的氣態(tài)團(tuán)簇分子，如圖所示,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(xué)式為_______(填字母)。

A.Tii4c13B.TiCC.TimCjD.Ti4c3

奇核心考點(diǎn)三：有關(guān)晶體的計算

【例3】已知元素A為O,元素B為Na,A與B能夠形成化合物E其晶胞結(jié)構(gòu)如圖所示，晶胞棱長

參數(shù)acm,F的化學(xué)式為,晶胞中A原子的配位數(shù)為,列式計算晶體F的密度為

g?cm-3(僅需列出表達(dá)式)。

【變式訓(xùn)練1］已知在晶體中仍保持一定幾何形狀的最小單位稱為晶胞。干冰晶胞是一個面心立方體,

在該晶體中每個頂角各有1個二氧化碳分子，每個面心各有一個二氧化碳分子。實(shí)驗(yàn)測得25℃時干冰晶體

的晶胞棱長為“cm,其摩爾質(zhì)量為Mg.mol-,則該干冰晶體的密度為(單位：g.cm-3)()

M卜M-4Mn4M

A?滔B.醞C.RD.即

【變式訓(xùn)練2】用X射線衍射法對Cu晶體進(jìn)行測定得到以下結(jié)果：Cu的晶胞為面心立方結(jié)構(gòu)（如圖）,

已知該晶體的密度為9.00g?cm-3,Cu的原子半徑為cm（阿伏加德羅常數(shù)的值為M，要求列式計算）。

3模塊四小試牛刀過關(guān)測-----------------

【基礎(chǔ)練】

1.區(qū)分晶體和非晶體最可靠的科學(xué)方法是（）。

A.測定熔、沸點(diǎn)B.觀察外形

C.對固體進(jìn)行X射線衍射測定D.通過比較硬度確定

2.關(guān)于晶體的自范性，下列敘述中，正確的是（）。

A.破損的晶體能夠在固態(tài)時自動變成規(guī)則的多面體

B.缺角的氯化鈉晶體在飽和NaCl溶液中慢慢變?yōu)橥昝赖牧⒎襟w塊

C.圓形容器中結(jié)出的冰是圓形的，體現(xiàn)了晶體的自范性

D.由玻璃制成規(guī)則的玻璃球體現(xiàn)J'晶體的自范性

3.下列敘述中，正確的是（）。

A.石英玻璃和水晶都是晶體

B.晶體與非晶體的根本區(qū)別在于固體是否具有規(guī)則的幾何外形

C.具有各向異性的固體可能是晶體

D.粉末狀的固體肯定不是晶體

4.下列有關(guān)晶胞的敘述中，正確的是（）。

A.晶胞是晶體結(jié)構(gòu)中最小的重復(fù)單元

B.晶胞中的任何一個粒子都屬于該晶胞

C.所有晶體都是由平行六面體無隙組合而成

D.不同晶體中的晶胞的大小和形狀均相同

5.正誤判斷，正確的打“4”，錯誤的打“x”。

（1）固態(tài)物質(zhì)一定是晶體（）

（2）凡有規(guī)則外形的固體一定是晶體（）

（3）晶體內(nèi)部的微粒按一定規(guī)律周期性地排列（）

（5）晶胞是晶體中最小的平行六面體（）

（6）測定某一固體是否是晶體可用X射線衍射儀進(jìn)行實(shí)驗(yàn)（）

6.現(xiàn)有四種晶體，其晶胞分別如圖所示，其中化學(xué)式正確的是（）

7.已知某化合物的晶體是由如圖所示的最小結(jié)構(gòu)單元密置堆積而成下列關(guān)于該化合物的敘述錯誤的是()

?Ba■—0

A.1mol該化合物中含有1molY

B.1mol該化合物中含有3molCu

C.1mol該化合物中含有2moiBa

8.銅是生活中比較常見的一種金屬，而納米銅能在空氣中白燃，這是因?yàn)榧{米銅的表血粒子數(shù)占總粒子數(shù)

的比例較大。假設(shè)某納米顆粒的大小和形狀如圖所示，則這種納米顆粒的表面粒子數(shù)與總粒子數(shù)之比是

()

OYOX

A.7:11B.1:2C.7:8D.26:27

9.因生產(chǎn)金屬鐵的工藝和溫度等因素不同，產(chǎn)生的鐵單質(zhì)的晶體結(jié)構(gòu)、密度和性質(zhì)均不同，對鐵晶體用X

射線衍射進(jìn)行測定，測得A、B兩種晶胞，其晶胞結(jié)構(gòu)示意圖如下：

則A、B兩種晶胞中含有的鐵原子數(shù)分別是：、個。

10.在高溫超導(dǎo)領(lǐng)域中，有一種億合物叫鈣鈦礦，其晶胞如圖所示。試回答:

?Ti

?0

oCa

（1）在該晶體中每個鈦離子周圍與它最近且相等距離的鈦離子有多少個?

（2）在該晶胞中氯、鈣、鈦的粒子個數(shù)比是多少？

【提升練】

1.鈕鋼銅氧化合物晶胞結(jié)構(gòu)如圖所示，則該化合物的化學(xué)式可能是（）

A.YBa2CujO4B.YBazCsCh

C.YBa2Cu3O5D.YBaCu4O4

2.食鹽晶體是由鈉離子（圖中的“?”）和氯離子（圖中的“。”）構(gòu)成的，且均為等距離的交錯排列,已知食鹽的

密度是2.2g-cmr,阿伏加德羅常數(shù)為6.02x1023在食鹽晶體中兩個距離最近的鈉離子中心間的

距離最接近于（）

A.3.0x108cmB.3.5x10-8cm

C.4.0x10xcmD.5.0x10scm

3.硼和鎂形成的化合物刷新了金屬化合物超導(dǎo)的最高紀(jì)錄。如圖所示的是該化合物的晶體結(jié)構(gòu)：鎂原子間

形成正六棱柱，且棱柱的上、下底面還各有一個鎂原子；6個硼原子位于棱柱內(nèi)。則該化合物的化學(xué)式

為（）