化學（人教版）：選修3第3章第1節(jié)第一節(jié)晶體的常識

歡迎進入化學課堂 第一節(jié)晶體的常識 日常生活中 我們都會見到許多固體物質 如蠟狀的白磷 黃色的硫磺 紫黑色的碘和高錳酸鉀 藍色的硫酸銅 白色的碳酸鈣等 另外 自然界中的礦物也絕大部分是固體 我們常見的固體 用肉眼來分辨 大體上可分為晶體 玻璃體 非晶體 和粉末 其實 在光學顯微鏡或電子顯微鏡下 固體粉末也是由晶體組成的 只是晶粒太小 肉眼看不到而已 這樣 固體物質主要可分為晶體和非晶體兩大類 如圖是水晶的圖片 那么 晶體和非晶體的主要區(qū)別是什么呢 晶體內部結構的主要特征是什么 從微觀的角度看 晶體又是怎樣形成的呢 1 了解晶體的特點 2 了解晶體與非晶體的本質差異 3 了解晶胞的概念 能夠計算晶胞中的粒子個數(shù) 1 晶體與非晶體的本質差異 有 沒有 周期性有序 無序 2 獲得晶體的途徑 3 晶體的特點 晶體與非晶體的區(qū)別與聯(lián)系 1 晶體與非晶體的區(qū)別 2 晶體與非晶體的判定方法 測熔點 晶體具有固定的熔沸點 而非晶體則沒有固定的熔沸點 可靠方法 對固體進行X射線衍射實驗 1 普通玻璃和水晶的根本區(qū)別在于 A 外形不一樣B 普通玻璃的基本構成粒子無規(guī)則地排列 水晶的基本構成粒子按一定規(guī)律做周期性重復排列C 水晶有固定的熔點 普通玻璃無固定的熔點D 水晶可用于能量轉換 普通玻璃不能用于能量轉換解析 晶體和非晶體的本質區(qū)別就是粒子 原子 離子或分子 在微觀空間里是否呈現(xiàn)周期性的有序排列 答案 B 1 概念 描述晶體結構的 2 結構晶胞一般都是 晶體是由無數(shù)晶胞 而成 3 特點所有晶胞的形狀及內部的原子及幾何排列是完全相同的 基本單元 平行六面體 無隙并置 種類 個數(shù) 晶體與晶胞 均攤法的應用 1 晶體和晶胞 晶胞描述晶體結構的基本單元 晶胞的結構一般來說 晶胞都是平行六面體 晶胞只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 晶體和晶胞的關系整塊晶體可以看作是數(shù)量巨大的晶胞無隙并置而成 所謂無隙是指相鄰晶胞之間沒有任何間隙 所謂并置 是指所有晶胞都是平行排列的 取向相同 非長方體 正方體 晶胞中粒子視具體情況而定 如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 每個六邊形占該粒子的1 3 2 鈦酸鋇的熱穩(wěn)定性好 介電常數(shù)高 在小型的變壓器 話筒和擴音器中都有應用 鈦酸鋇晶體的結構示意圖如圖 它的化學式是 A BaTi8O12B BaTi4O6C BaTi2O4D BaTiO3 解析 由一個晶胞想像出在整個晶體中 每個原子為幾個晶胞共用是解題的關鍵 仔細觀察鈦酸鋇晶體結構示意圖可知 Ba在立方體的中心 完全屬于該晶胞 Ti處于立體的8個頂點 每個Ti為與之相連的8個立方體所共用 即只有1 8屬于該晶胞 O處于立方體的12條棱的中點 每條棱為四個立方體共用 故每個O只有1 4屬于該晶胞 即晶體中N Ba N Ti N O 1 8 1 8 12 1 4 1 1 3 答案 D 2011 青島高二質檢 關于晶體的自范性 下列敘述正確的是 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)了晶體的自范性 晶體的自范性指的是在適宜條件下 晶體能夠自發(fā)地呈現(xiàn)封閉的規(guī)則的多面體外形的性質 這一適宜條件一般指的是自動結晶析出的條件 A選項所述過程不可能實現(xiàn) C選項中的圓形并不是晶體冰本身自發(fā)形成的 而是受容器的限制形成的 D項中玻璃是非晶體 答案 B 晶體的基本性質 1 自范性指晶體能自發(fā)地呈現(xiàn)多面體外形的性質 2 均一性指晶體的化學組成 密度等性質在晶體中各部分都是相同的 3 各向異性同一晶格構造中 在不同方向上質點排列一般是不一樣的 因此 晶體的性質也隨方向的不同而有所差異 4 對稱性晶體的外形和內部結構都具有特有的對稱性 在外形上 常有相等的晶面 晶棱和頂角重復出現(xiàn) 這種相同的性質在不同的方向或位置上做有規(guī)律的重復 就是對稱性 晶體的格子構造本身就是質點重復規(guī)律的體現(xiàn) 5 最小內能在相同的熱力學條件下 晶體與同種物質的非晶體 液體 氣體相比較 其內能最小 6 穩(wěn)定性晶體由于有最小內能 因而結晶狀態(tài)是一個相對穩(wěn)定的狀態(tài) 1 水的狀態(tài)除了氣 液和固態(tài)外 還有玻璃態(tài) 它是由液態(tài)水急速冷卻到165K時形成的 玻璃態(tài)的水無固定形狀 不存在晶體結構 且密度與普通液態(tài)水的密度相同 有關玻璃態(tài)水的敘述中正確的是 A 水由液態(tài)變?yōu)椴ＡB(tài) 體積縮小B 水由液態(tài)變?yōu)椴ＡB(tài) 體積膨脹C 玻璃態(tài)是水的一種特殊狀態(tài)D 玻璃態(tài)水能使X 射線產生衍射 解析 玻璃態(tài)水無固定形狀 不存在晶體結構 故玻璃態(tài)水不是晶體 不能使X 射線產生衍射 因密度與普通水相同 故水由液態(tài)變?yōu)椴ＡB(tài)時體積不變 答案 C 2011 湖南師大附中模擬 元素X的某價態(tài)離子Xn 中所有電子正好充滿K L M三個電子層 它與N3 形成的晶體結構如圖所示 1 該晶體的陽離子與陰離子個數(shù)比為 2 該晶體中Xn 離子中n 3 X元素的原子序數(shù)是 4 晶體中每個N3 被 個等距離的Xn 離子包圍 答案 1 3 1 2 1 3 29 4 6 2 對于獨立原子構成的分子則不能用均攤法 由金屬原子M和非金屬原子N構成的氣態(tài)團簇分子 如圖所示 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 由于M N原子并不存在共用關系 所以由氣態(tài)團簇分子結構圖可知 其分子式可由示意圖查原子個數(shù)來確定 M原子共14個 N原子13個 即分子式M14N13 3 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個小立方體構成的大立方體 2 有四種晶體 其粒子排列方式如下圖所示 其中化學式不是AB的是 答案 C 1 下列關于晶體的敘述不正確的是 A 晶體有自范性B 晶體內部質點的排列高度有序C 晶體的某些物理性質常會表現(xiàn)出各向異性D 粉末狀固體一定不是晶體 解析 故A B C正確 當晶體晶粒小時 即為粉末狀 故D項不對 答案 D 2 下列物質中屬于晶體的是 A 瑪瑙B 玻璃C 陶瓷D 膽礬解析 玻璃屬玻璃態(tài)物質 介于晶體和非晶體之間 瑪瑙 陶瓷屬于非晶體 膽礬是一種晶體 化學式為CuSO4 5H2O 答案 D 3 納米材料的表面粒子數(shù)占粒子總數(shù)的比例很大 這是它有許多特殊性質的原因 假設某硼鎂化合物的結構如右圖所示 六個硼原子位于棱柱內 則這種納米顆粒的表面粒子數(shù)占總粒子數(shù)的百分比為 A 22 B 70 C 66 7 D 33 3 答案 B 4 氯化銫晶體具有立方體結構 如圖所示 立方體中的圓圈是Cs 或Cl 所處位置 在該晶體中 每個Cs 周圍與它最接近的且距離相等的Cs 的個數(shù)共有 A 6個B 8個C 12個D 16個解析 根據(jù)氯化銫的晶體結構可以看出每個Cs 的正上 正下 左 右 前 后各有一個Cs 與之等距離且最近 故每個Cs 周圍與它最接近的且距離相等的Cs 共有6個 答案 A 5 如下圖所示的甲 乙 丙三種晶體 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(shù)比是 丙晶體中每個D周圍結合E的個數(shù)是 個 答案 X2Y1 3 18 6 如圖所示為高溫超導領域里的一種化合物 鈣鈦礦晶體結構 該結構是具有代表性的最小重復單位 1 在該物質的晶體結構中 每個鈦離子周圍與它最接近且距離相等的氧原子 鈣離子 各有 2 該晶體結構中 元素氧 鈦 鈣的離子個數(shù)比是 該物質的化學式可表示為 3 若鈣 鈦 氧三元素的相對質量分別為a b c 晶體結構圖中正方體邊長 鈦原子之間的距離 為dnm 1nm 10 9m 則該晶體的密度為 g cm3 解析 1 以鈦離子為頂點 應有8個立方晶胞緊靠在一起 這樣鈦原子成為空間角坐標系的中心原點 它的三維方向上前后左右上下最近且相鄰各有一個氧原子共6個 它周圍的8個立方晶胞內各含一個鈣離子 同學們 來學校和回家的路上要注意安全 同學們 來學校和回家的路上要注意安全