第06講晶體常識 第06講晶體常識易混易錯聚焦易混易錯聚焦一、聚焦晶體與非晶體的易混易錯點(1)同一物質(zhì)可以是晶體，也可以是非晶體，如晶體SiO2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，如瑪瑙。(5)晶體具有自范性的本質(zhì)原因是：晶體中粒子在微觀空間里呈現(xiàn)周期性的有序排列。(6)晶體與非晶體的本質(zhì)區(qū)別在于構(gòu)成固體的粒子在微觀空間里是否呈現(xiàn)周期性的有序排列，有無固定熔點只是其結(jié)構(gòu)的外在性質(zhì)表現(xiàn)。二、聚焦晶胞的易混易錯點(1)晶體的晶胞不一定只是一個小立方體。例如食鹽晶體的晶胞是由8個小立方體構(gòu)成的大立方體。(2)晶胞中粒子個數(shù)的計算，要正確分析晶胞中任意位置上的一個粒子被幾個晶胞所共用。(3)晶體的晶胞以正方體最多，但還有三棱柱和六棱柱晶胞。(3)對于獨立原子構(gòu)成的分子則不能用均攤法。三、聚焦晶體與非晶體判斷的易混易錯點(1)依據(jù)是否具有自范性晶體具有自范性，能自發(fā)地呈現(xiàn)多面體的外形，而非晶體不具有自范性。(2)依據(jù)是否具有各向異性晶體具有各向異性，在不同方向上質(zhì)點排列一般是不一樣的，而非晶體不具有各向異性。(3)依據(jù)是否具有固定的熔、沸點晶體具有固定的熔、沸點，給晶體加熱時，當(dāng)溫度升高到某溫度時便立即熔化或汽化，在熔化過程中，溫度始終保持不變，而非晶體沒有固定的熔、沸點。(4)依據(jù)能否發(fā)生X-射線衍射(最科學(xué)的區(qū)分方法)當(dāng)入射光的波長與光柵隙縫大小相當(dāng)時，能產(chǎn)生光的衍射現(xiàn)象。X-射線的波長與晶體結(jié)構(gòu)的周期大小相近，所以晶體是個理想的光柵，它能使X-射線產(chǎn)生衍射。利用這種性質(zhì)人們建立了測定晶體結(jié)構(gòu)的重要實驗方法。非晶體物質(zhì)沒有周期性結(jié)構(gòu)，不能使X-射線產(chǎn)生衍射，只有散射效應(yīng)。易錯易錯典例分析易錯典例1易錯典例11．下列關(guān)于晶體的說法正確的是A．圓形容器中結(jié)出的冰是圓形的，體現(xiàn)了晶體的自范性B．石英玻璃和水晶都是晶體C．晶胞是晶體中最小的平行六面體D．液晶不是晶體，卻可以表現(xiàn)出類似晶體的各相異性易錯典例易錯典例22．下列結(jié)構(gòu)屬于晶胞且對應(yīng)的化學(xué)式不正確的是

(圖中：●—X，○—Y)A．XYB．XY2C．XY3D．X2YA．A B．B C．C D．D舉一反三1j舉一反三1jYFs3．下列關(guān)于晶體的說法中，不正確的是①晶胞是晶體結(jié)構(gòu)的基本單元②分子晶體若是密堆積方式，其配位數(shù)都是12③含離子的晶體一定是離子晶體④共價鍵的強弱決定分子晶體熔沸點的高低⑤MgO遠比NaCl的晶格能大⑥含有共價鍵的晶體一定是原子晶體⑦分子晶體的熔點一定比金屬晶體低⑧NaCl晶體中，陰、陽離子的配位數(shù)相同A．①③④⑦ B．②④⑥⑧ C．③⑤⑦⑧ D．③④⑥⑦舉一反三舉一反三2jYFs4．下列有關(guān)晶胞的說法正確的是A．晶胞是晶體中最小的結(jié)構(gòu)單元 B．晶胞中所有的粒子都為幾個晶胞共用C．晶胞均為長方體 D．不同晶體的晶胞不一定相同舉一反三舉一反三3jYFs5．下列各組晶體物質(zhì)中，化學(xué)鍵類型相同，晶體類型也相同的是①SiO2和SO3

②石墨和碘

③CO2和SO2

④晶體硅和金剛石

⑤晶體氖和晶體氮A．③④ B．③④⑤ C．①③④ D．①②⑤易混易錯剖析易混易錯剖析1．晶體一定是固體，固體一定是晶體嗎？【細剖精析】晶體一定是固體，固體不一定是晶體，如玻璃、橡膠等。2．晶體的各向異性及對稱性是由哪些因素引起的？【細剖精析】晶體內(nèi)部微粒在空間按照一定規(guī)律作周期性重復(fù)排列，使晶體具有規(guī)則幾何外形和對稱性；內(nèi)部微粒在各個方向上的不同排列是晶體具有各向異性的本質(zhì)原因。3．區(qū)分晶體與非晶體的最可靠的方法是什么？【細剖精析】區(qū)分晶體和非晶體最可靠的科學(xué)方法是對固體進行X-射線衍射實驗。4．在室溫下，將一塊不規(guī)則的CuSO4·5H2O固體，放入飽和CuSO4溶液中，經(jīng)過一段時間后會發(fā)生什么變化？為什么？【細剖精析】CuSO4·5H2O固體會變成規(guī)則的立方體。因為CuSO4·5H2O溶解和結(jié)晶是可逆過程。根據(jù)晶體的自范性可知，在溶解和結(jié)晶的過程中，離子會自發(fā)地規(guī)則排列，形成規(guī)則的立方體。4．將冰和玻璃加熱各有什么現(xiàn)象？【細剖精析】加熱冰時，0℃達到冰的熔點，冰開始熔化，在全部熔化以前，繼續(xù)加熱，溫度基本保持不變，完全熔化后，溫度才開始升高。加熱玻璃，溫度升高到某一程度后開始變軟，繼續(xù)加熱流動性增強，最后變?yōu)橐后w。玻璃從軟化到完全熔化，中間經(jīng)過較大的溫度范圍。5．晶胞是否全是平行六面體？由晶胞構(gòu)成的晶體，其化學(xué)式是否表示一個分子中原子的數(shù)目？【細剖精析】不一定，如有的晶胞呈六棱柱形。由晶胞構(gòu)成的晶體，其化學(xué)式不表示一個分子中原子的數(shù)目，只表示每個晶胞中各類原子的最簡整數(shù)比。6．晶胞是晶體的最小重復(fù)單位，也是物質(zhì)最基本的構(gòu)成微粒嗎？【細剖精析】不是，物質(zhì)最基本的構(gòu)成微?？梢钥闯稍?、分子、離子或原子團。不同晶胞中所含微粒的種類、個數(shù)不同。并且根據(jù)粒子種類和作用力類型，把晶體分為：分子晶體、原子晶體、金屬晶體、離子晶體四類。7．晶體與晶胞的關(guān)系是怎樣的？【細剖精析】將一個個晶胞及其包含的微粒上、下、前、后、左、右并置，就構(gòu)成了整個晶體結(jié)構(gòu)。因此，知道了晶胞的大小和形狀以及晶胞中包含的微粒的種類、數(shù)目和空間位置，就可以了解整個晶體的結(jié)構(gòu)。晶體與晶胞的關(guān)系好比蜂巢與蜂室的關(guān)系。8．晶體的“空間點陣結(jié)構(gòu)”中，構(gòu)成晶體的相鄰微粒間是否相切？【細剖精析】是。構(gòu)成晶體的微粒是“無隙并置”的，故這些相鄰微粒間相切。9．如何理解晶體結(jié)構(gòu)中“周期性重復(fù)單位”？【細剖精析】“周期性重復(fù)單位”是指晶體中最小的結(jié)構(gòu)單元可以無限重復(fù)(答案合理即可)。10．晶體的化學(xué)式表達的意義是什么？【細剖精析】晶體的化學(xué)式表示的是晶體(或晶胞)中各類原子或離子的最簡整數(shù)比。11．計算晶胞中的微粒數(shù)目為什么采用切割法？【細剖精析】整塊晶體可以看做是數(shù)量巨大的晶胞堆積而成。位于晶胞頂點、棱上、面上的微粒并不為一個晶胞所獨占，因此，需采用切割法。核心知識梳理核心知識梳理一、晶體的特性1．晶體的概念(1)晶體：內(nèi)部微粒(原子、離子或分子)在空間按一定規(guī)律做周期性重復(fù)排列構(gòu)成的固體物質(zhì)。(2)非晶體：內(nèi)部微粒無周期性重復(fù)排列的固體物質(zhì)。2．晶體的特性晶體的特性具體表現(xiàn)舉例或應(yīng)用自范性在適宜的條件下，晶體能夠自發(fā)地呈現(xiàn)封閉的、規(guī)則的多面體外形水晶，晶體完好時呈六棱柱狀對稱性由于晶體內(nèi)部的微粒在空間按照一定規(guī)律做周期性重復(fù)排列，使晶體在生長過程中依據(jù)內(nèi)部微粒的規(guī)則排列形成規(guī)則的多面體幾何外形，從而具有特定的對稱性規(guī)則的食鹽晶體具有立方體外形，它既有對稱軸也有對稱面各向異性在不同的方向上表現(xiàn)出不同的物理性質(zhì)(如導(dǎo)電性、導(dǎo)熱性、膨脹系數(shù)、折光率等)石墨在與層平行的方向上的電導(dǎo)率數(shù)值約為在與層垂直的方向上的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、沸點能使X射線產(chǎn)生衍射當(dāng)入射光的波長與光柵縫隙大小相當(dāng)時，能產(chǎn)生光的衍射現(xiàn)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(chǎn)生衍射利用這種性質(zhì)人們建立了測定晶體結(jié)構(gòu)的重要實驗方法3．晶體的分類(1)分類標(biāo)準：根據(jù)晶體內(nèi)部微粒的種類和微粒間相互作用的不同。(2)分類晶體類型構(gòu)成微粒微粒間的相互作用實例離子晶體陰、陽離子離子鍵NaCl金屬晶體金屬陽離子、自由電子金屬鍵銅共價晶體(原子晶體)原子共價鍵金剛石分子晶體分子分子間作用力冰4．晶體與非晶體的用途(1)晶體：①把機械能變成電能。②制作紅外夜視儀。③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(yīng)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(shù)比單晶硅大，可以有效吸收陽光。二、晶體結(jié)構(gòu)的基本重復(fù)單元——晶胞概念晶體結(jié)構(gòu)中基本的重復(fù)單元形狀大小、形狀完全相同的平行六面體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1/n屬于該晶胞易錯提醒：晶胞的形狀大多數(shù)是平行六面體，但也有其他形狀，如三棱柱、八面體等。三、均攤法確定晶胞中粒子的個數(shù)1．若晶胞中某個粒子為n個晶胞所共用，則該粒子有eq\f(1,n)屬于這個晶胞。(1)長方體形(正方體形)晶胞中不同位置的粒子對晶胞的貢獻(2)六方晶胞中不同位置的粒子對晶胞的貢獻(3)晶胞中粒子數(shù)目的計算要先根據(jù)具體情況分析晶胞中的粒子在晶胞中的位置以及為幾個晶胞所共用，然后運用均攤法具體計算。如石墨晶胞每一層內(nèi)碳原子排成六邊形，其頂角碳原子被三個六邊形共用，每個六邊形占有該原子的eq\f(1,3)，則每個六元環(huán)占有的碳原子數(shù)為6×eq\f(1,3)＝2，如圖所示。(4)以右圖的三棱柱形結(jié)構(gòu)單元為例，要12個三棱柱才能將一個頂點完全蓋住，所以頂點為12個結(jié)構(gòu)單元共用，相應(yīng)的其側(cè)棱被6個結(jié)構(gòu)單元共用，上下邊為4個結(jié)構(gòu)單元所有，中間為一個結(jié)構(gòu)單元獨有：A：4×eq\f(1,12)＝eq\f(1,3)B：3×eq\f(1,6)＋6×eq\f(1,4)＝2C：1×1＝1因此，A、B、C三種微粒的個數(shù)比為1∶6∶3。(5)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(gòu)成的氣態(tài)團簇分子，頂角和面上的原子是M原子，棱中心和體心的原子是N原子，則分子式可表示為M14N13或N13M14。2．晶胞密度的相關(guān)計算(1)假設(shè)某晶體的晶胞如下：以M表示該晶體的摩爾質(zhì)量，NA表示阿伏加德羅常數(shù)，N表示一個晶胞中所含的微粒數(shù)，a表示晶胞的棱長，ρ表示晶體的密度，計算如下：該晶胞的質(zhì)量用密度表示：m＝ρ·a3；用摩爾質(zhì)量表示：m＝eq\f(N,NA)M；則有ρ·a3＝eq\f(N,NA)M，ρ＝eq\f(N,NAa3)M。(2)常用關(guān)系及計算方法①立方晶胞的面對角線與邊長a的關(guān)系：面對角線等于eq\r(2)a；晶胞的體對角線與邊長的關(guān)系：體對角線等于eq\r(3)a。②晶體的密度是晶體的質(zhì)量與晶體體積的比值，可把晶胞擴大阿伏加德羅常數(shù)(NA)倍，再進行計算。易錯易錯通關(guān)基礎(chǔ)練1．關(guān)于晶體，下列敘述中，正確的是A．凡有規(guī)則外形的固體一定是晶體B．石英玻璃和水晶都是晶體C．晶胞是晶體結(jié)構(gòu)中最小的重復(fù)單元D．不同晶體中的晶胞的大小和形狀均相同2．下列敘述中不正確的是A．區(qū)分晶體與非晶體最可靠的科學(xué)方法是對固體進行X射線衍射測定B．晶胞是晶體結(jié)構(gòu)中最小的重復(fù)單元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．晶體內(nèi)部的微粒按一定規(guī)律周期性地排列3．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4．整塊晶體可以看作是數(shù)量巨大的晶胞“無隙并置”而成。對這句話的理解錯誤的是A．相鄰晶胞之間沒有任何間隙B．晶體是晶胞簡單、隨意堆積而成C．晶胞排列時，取向相同D．“并置”是指所有晶胞都是平行排列的5．根據(jù)圖示，下列說法不正確的是A．在NaCl晶體中，距最近的有12個B．在晶體中，采取面心立方最密堆積C．在金剛石晶胞中，若正方體棱長為acm，則碳原子間的最短距離為D．該氣態(tài)團簇分子的分子式為或6．下列敘述錯誤的是A．超分子是由兩個或兩個以上分子通過非共價鍵形成的分子聚集體B．金屬晶體中含有離子，但不存在離子鍵C．晶體的重要特征是在不同的方向上表現(xiàn)出相同的物理性質(zhì)D．晶體結(jié)構(gòu)中基本的重復(fù)單元稱為晶胞，晶胞的形狀為平行六面體7．下列關(guān)于物質(zhì)特殊聚集狀態(tài)結(jié)構(gòu)的敘述中，錯誤的是納米氧化鋅晶體的晶胞結(jié)構(gòu)A．液晶具有液體的流動性，在某些物理性質(zhì)方面具有類似晶體的各向異性B．氧化鎂晶體中離子鍵的百分數(shù)為50%，氧化鎂晶體是一種過渡晶體C．如圖氧化鋅納米晶體的晶胞中鋅離子與氧離子的個數(shù)比為1∶1D．等離子體的基本構(gòu)成粒子只有陰、陽離子8．下列各組物質(zhì)的晶體中，化學(xué)鍵類型相同，晶體類型也相同的是A．SO2和SiO2 B．CO2和H2O C．NaCl和HCl D．CCl4和KCl易錯易錯通關(guān)能力練1．下列關(guān)于晶體的說法不正確的是A．粉末狀的固體肯定不是晶體B．晶胞是晶體結(jié)構(gòu)的基本單元C．晶體有規(guī)則的幾何外形是晶體內(nèi)部的粒子按一定規(guī)律做周期性的有序排列的結(jié)果D．晶體盡量采取緊密堆積方式，以使其變得比較穩(wěn)定2．下列有關(guān)晶胞的說法正確的是A．晶胞中所含粒子數(shù)即為晶體的化學(xué)式B．若晶胞為平行六面體，則側(cè)棱上的粒子為2個晶胞共用C．若晶胞為六棱柱(如圖)，頂點上的粒子為6個晶胞共用D．晶胞中不可能存在多個粒子3．下列晶體的堆積方式符合如圖所示的是A．金剛石 B．干冰 C．冰 D．NaCl4．下列晶體的分類正確的一組是選項離子晶體原子晶體分子晶體金屬晶體A石墨ArHgB金剛石AgCSiCMgDSiNaHA．A B．B C．C D．D5．下列各組物質(zhì)的晶體中，晶體類型相同的是A．和 B．和C(石墨)C．和HCl D．和6．在化學(xué)中，常用一條短線表示一個化學(xué)鍵，如下圖所示的物質(zhì)結(jié)構(gòu)中，虛線不表示化學(xué)鍵或分子間作用力的是A．石墨的結(jié)構(gòu) B．白磷的結(jié)構(gòu)