高中化学必修三 晶体常识

晶体结构与性质一、晶体的常识 1.晶体与非晶体得到晶体的途径：熔融态物质凝固；凝华；溶质从溶液中析出 特性：①自范性；②各向异性（强度、导热性、光学性质等） ③固定的熔点；④能使X-射线产生衍射（区分晶体和非晶体最可靠的科学方法） 2.晶胞--描述晶体结构的基本单元，即晶体中无限重复的部分一个晶胞平均占有的原子数=18×晶胞顶角上的原子数+14×晶胞棱上的原子+12×晶胞面上的粒子数+1×晶胞体心内的原子数思考：下图依次是金属钠(Na)、金属锌(Zn)、碘(I 2)、金刚石(C)晶胞的示意图，它们分别平均含几个原子？eg ：1.晶体具有各向异性。

如蓝晶（Al 2O 3·SiO 2）在不同方向上的硬度不同；又如石墨与层垂直方向上的电导率和与层平行方向上的电导率之比为1：1000。

晶体的各向异性主要表现在（ ）①硬度 ②导热性 ③导电性 ④光学性质 A.①③ B.②④ C.①②③ D.①②③④ 2.下列关于晶体与非晶体的说法正确的是（ ）A.晶体一定比非晶体的熔点高B.晶体一定是无色透明的固体C.非晶体无自范性而且排列无序D.固体SiO 2一定是晶体 3.下图是CO 2分子晶体的晶胞结构示意图，其中有多少个原子？ 二、分子晶体与原子晶体1.分子晶体--分子间以分子间作用力（范德华力、氢键）相结合的晶体 注意：a.构成分子晶体的粒子是分子 b.分子晶体中，分子内的原子间以共价键结合，相邻分子间以分子间作用力结合 ①物理性质a.较低的熔、沸点b.较小的硬度c.一般都是绝缘体，熔融状态也不导电d.“相似相溶原理”：非极性分子一般能溶于非极性溶剂，极性分子一般能溶于极性溶剂②典型的分子晶体a.非金属氢化物：H 2O 、H 2S 、NH 3、CH 4、HX 等b.酸：H 2SO 4 、HNO 3、H 3PO 4等c.部分非金属单质:：X 2、O 2、H 2、S 8、P 4、C 60d.部分非金属氧化物：CO 2、SO 2、NO 2、N 2O 4、P 4O 6、P 4O 10等 f.大多数有机物：乙醇，冰醋酸，蔗糖等③结构特征a.只有范德华力--分子密堆积（每个分子周围有12个紧邻的分子）CO2晶体结构图b.有分子间氢键--分子的非密堆积以冰的结构为例，可说明氢键具有方向性④笼状化合物--天然气水合物2.原子晶体--相邻原子间以共价键相结合而形成空间立体网状结构的晶体注意：a.构成原子晶体的粒子是原子 b.原子间以较强的共价键相结合①物理性质a.熔点和沸点高b.硬度大c.一般不导电d.且难溶于一些常见的溶剂②常见的原子晶体a.某些非金属单质：金刚石（C）、晶体硅(Si)、晶体硼（B）、晶体锗(Ge)等b.某些非金属化合物：碳化硅（SiC）晶体、氮化硼（BN）晶体c.某些氧化物：二氧化硅（ SiO2）晶体、Al2O3金刚石的晶体结构示意图二氧化硅的晶体结构示意图思考：1.怎样从原子结构角度理解金刚石、硅和锗的熔点和硬度依次下降2.“具有共价键的晶体叫做原子晶体”，这种说法对吗？eg：1.在解释下列物质性质的变化规律与物质结构间的因果关系时，与键能无关的变化规律是（）、HCI、HBr、HI的热稳定性依次减弱B.金刚石、硅和锗的熔点和硬度依次下降、C12、Br2、I2的熔、沸点逐渐升高可用做保护气2.氮化硼是一种新合成的无机材料，它是一种超硬耐磨、耐高温、抗腐蚀的物质。

晶体的常识分子晶体与原子晶体【学习目标】1、初步了解晶体的知识，知道晶体与非晶体的本质差异，学会识别晶体与非晶体的结构示意图；2、知道晶胞的概念，了解晶胞与晶体的关系，学会通过分析晶胞得出晶体的组成；3、了解分子晶体和原子晶体的特征，能以典型的物质为例描述分子晶体和原子晶体的结构与性质的关系；4、知道分子晶体与原子晶体的结构粒子、粒子间作用力的区别。

【要点梳理】要点一、晶体与非晶体【分子晶体与原子晶体#晶体与非晶体】1、概念：①晶体：质点（分子、离子、原子）在空间有规则地排列成的、具有整齐外型、以多面体出现的固体物质。

晶体具有的规则的几何外形源于组成晶体的微粒按一定规律周期性的重复排列。

②非晶体：非晶态物质内部结构没有周期性特点，而是杂乱无章地排列，如：玻璃、松香、明胶等。

非晶体不具有晶体物质的共性，某些非晶态物质具有优良的性质要点诠释：晶体与非晶体的区分：晶体是由原子或分子在空间按一定规律周期性地重复排列构成的固体物质。

周期性是晶体结构最基本的特征。

许多固体的粉末用肉眼是看不见晶体的，但我们可以借助于显微镜观察，这也证明固体粉末仍是晶体，只不过晶粒太小了。

晶体的熔点较固定，而非晶体则没有固定的熔点。

区分晶体和非晶体最可靠的科学方法是对固体，进行X—射线衍射实验，X射线透过晶体时发生衍射现象。

特别注意：一种物质是否晶体，是由其内部结构决定的，而非由外观判断。

2、分类：说明：①自范性：晶体能自发性地呈现多面体外形的性质。

所谓自范性即“自发”进行，但这里要注意，“自发”过程的实现仍需一定的条件。

例如：水能自发地从高处流向低处，但若不打开拦截水流的闸门，水库里的水不能下泻；②晶体自范性的条件之一：生长速率适当；③晶体自范性的本质:是晶体中粒子微观空间里呈现周期性的有序排列的宏观表象。

4、晶体形成的途径：①熔融态物质凝固，例：熔融态的二氧化硅，快速冷却得到玛瑙，而缓慢冷却得到水晶。

②气态物质冷却不经液态直接凝固(凝华)；③溶质从溶液中析出。

一．晶体常识
1 ．晶体与非晶体比较
2 ．获得晶体的三条途径
①熔融态物质凝固。

②气态物质冷却不经液态直接凝固（凝华）。

③溶质从溶液中析出。

3 ．晶胞
晶胞是描述晶体结构的基本单元。

晶胞在晶体中的排列呈“无隙并置”。

4 ．晶胞中微粒数的计算方法 —— 均摊 法
如某个粒子为n个晶胞所共有，则该粒子有1/n属于这个晶胞。

中学中常见的晶胞为立方晶胞
立方晶胞中微粒数的计算方法如下：
注意：在使用“均摊法”计算晶胞中粒子个数时要注意晶胞的形状
二．四种晶体的比较
晶体熔、沸点高低的比较方法
（1）不同类型晶体的熔、沸点高低一般规律：原子晶体＞离子晶体＞分子晶体。

金属晶体的熔、沸点差别很大，如钨、铂等熔、沸点很高，汞、铯等熔、沸点很低。

（2）原子晶体
由共价键形成的原子晶体中，原子半径小的键长短，键能大，晶体的熔、沸点高．如熔点：金刚石＞碳化硅＞硅
（3）离子晶体
一般地说，阴阳离子的电荷数越多，离子半径越小，则离子间的作用力就越强，相应的晶格能大，其晶体的熔、沸点就越高。

（4）分子晶体
①分子间作用力越大，物质的熔、沸点越高；具有氢键的分子晶体熔、沸点反常的高。

②组成和结构相似的分子晶体，相对分子质量越大，熔、沸点越高。

③组成和结构不相似的物质（相对分子质量接近），分子的极性越大，其熔、沸点越高。

④同分异构体，支链越多，熔、沸点越低。

（5）金属晶体
金属离子半径越小，离子电荷数越多，其金属键越强，金属熔、沸点就越高。

三．几种典型的晶体模型。

第三章晶体结构与性质第一节晶体的常识课前预习学习目标1、了解晶体的初步知识,知道晶体与非晶体的本质差异，学会识别晶体与非晶体的结构示意图。

2、知道晶胞的概念，了解晶胞与晶体的关系，学会通过分析晶胞得出晶体的组成。

[来源学_科_网Z_X_X_K]3、培养空间想像能力和进一步认识“物质结构决定物质性质”的客观规律。

自主预习一、晶体与非晶体1、晶体与非晶体的本质差异自范性微观结构晶体非晶体[来源:Z。

xx。

]2、得到晶体一般有三条途径:（1）态物质凝固（2）物质冷却不经液态直接凝固（）（3）从溶液中析出。

3.晶体的特点（1）自范性：○1定义：晶体能呈现外形的性质。

○2形成条件：晶体适当。

○3本质原因：晶体中粒子在里呈现的排列。

（2）各向异性：某些物理性质常常会表现出各向异性。

（3）晶体有固定的（4）外形和内部质点排列的高度。

4、区分晶体与非晶体最可靠的科学方法对固体进行_______________________实验二、晶胞1、定义：晶胞是。

整块晶体可看作是数量巨大的晶胞而成。

2、结构特点：一般说来，晶胞都是体，晶体是由无数晶胞而成。

（1）“无隙”：相邻晶胞之间没有任何。

（2）“并置”：所有晶胞都是排列的，取向。

（3）所有晶胞的及其内部的、及是完全相同的。

预习检测1．晶体与非晶体的本质区别A. 有否自范性B.有否各向同性C.有否固定熔点D.在三维空间有否周期性结构2．区别晶体与非晶体最可靠的科学方法是A.熔沸点B.硬度C.颜色D.x-射线衍射实验3.下列过程可以得到晶体的有A．对NaCl饱和溶液降温，所得到的固体B．气态H2O直接冷却成的固态C．熔融的KNO3冷却后所得的固体D．将液态的玻璃冷却成所得到的固体4．下列有关晶胞的叙述正确的是A．晶胞是晶体中的最小的结构重复单元B．不同的晶体中晶胞的大小和形状都相同C．晶胞中的任何一个粒子都属于该晶胞D．已知晶胞的组成不能推知晶体的组成任务一：晶体和非晶体的区别1：固体一定是晶体吗？反过来，晶体一定是固体吗？如何检验一种固体是否是晶体？[来源:Z§xx§]2：将晶体和非晶体分别加热各有什么现象？3：在一定温度下，将一不规则的NaCl固体，放入饱和NaCl溶液中，经过一段时间，会发生什么变化？为什么？【典型例题】例1.下列有关晶体的特征及结构的叙述中不正确的是A.晶体一般都有各向异性B.晶体有固定的熔点C.固体物质不一定是晶体D.粉末状的固体肯定不是晶体例2.下列关于晶体的性质叙述中，不正确的是A．晶体的自范性指的是在适宜条件下晶体能够自发地呈现封闭规则的多面体几何外形B．晶体的各向异性和对称性是矛盾的C．晶体的对称性是微观粒子按一定规律做周期性重复排列的必然结果D．晶体的各向异性直接取决于微观粒子的排列具有特定的方向性【归纳整理】1.晶体与非晶体的特征和性质晶体非晶体结构特征(本质区别)结构微粒周期性有序排列结构微粒无序排列性质特征[来源学科网ZXXK][来源:]自范性[来源学科网ZXXK]有无[来源学科网ZXXK]熔、沸点固定不固定某些物理性质各向异性各向同性二者区别方法间接方法看是否有固定的熔、沸点科学方法对固体进行X-射线衍射实验2.晶体呈现自范性的条件晶体呈现自范性的条件之一是晶体生长的速率适当，熔融态物质冷却凝固，有时得到晶体，但凝固速率过快时，常常只得到看不到多面体外形的粉末或规则外形的块状物。

高三化学晶体知识点晶体是物质在固态下具有规则排列的结构，其中的原子、离子或分子按照一定的空间周期性进行排列。

晶体结构对物质的性质具有重要影响。

下面将介绍高三化学中与晶体相关的重要知识点。

一、晶体的结构类型1. 离子晶体：由阳离子和阴离子通过电子转移形成的化合物，如NaCl（氯化钠）、CaCO3（碳酸钙）等。

2. 原子晶体：晶格中只包含同种原子的晶体，如金刚石、硫等。

3. 分子晶体：晶格中包含分子的晶体，如冰、蔗糖等。

4. 原子-离子晶体：晶盐中既含有离子，又含有原子的晶体，如硫酸亚铁（FeSO4）、氯化铝（AlCl3）等。

5. 配位化合物晶体：由金属离子和可以共用电子对形成配位键的分子或离子共同构成的晶体，如[Fe(CN)6]3-、[Cu(NH3)4]2+等。

二、晶体中的晶格常数晶体的结构可以用晶格来描述，晶格常数是描述晶体结构大小的物理量。

晶体中的晶格常数包括晶胞长度（a、b、c）和晶胞间角（α、β、γ）。

1. 晶胞长度：晶格的长度由晶胞边长决定，晶胞边长之间可以相等也可以不等。

2. 晶胞间角：晶格的角度由晶胞间角决定，晶胞间角可以相等也可以不等。

三、晶体的晶系和晶类通过对晶胞长度和晶胞间角的观察，可以确定晶体所属的晶系和晶类。

1. 晶系：晶系是指晶体所具有的对称性，晶系有7个，分别是三斜晶系、单斜晶系、正交晶系、斜方晶系、四方晶系、六方晶系和立方晶系。

2. 晶类：晶类是指在特定晶系下，晶体根据晶胞的形状和对称性进行分类的结果。

常见的晶类有六角柱类、四角柱类、八面体类、正棱柱类等。

四、晶体的缺陷晶体在生长过程中可能会出现一些缺陷，常见的晶体缺陷包括点缺陷、面缺陷和体缺陷。

1. 点缺陷：是指晶体中原子、离子或分子位置的缺陷，分为Frenkel缺陷和Schottky缺陷。

2. 面缺陷：是指晶体中平面位置的缺陷，常见的面缺陷有层错、位错等。

3. 体缺陷：是指晶体中体积位置的缺陷，常见的体缺陷有空隙、夹杂物等。

第三章晶体结构与性质第一节物质的聚集状态与晶体的常识一、物质的聚集状态1. 物质三态间的相互转化【注】①物质的三态变化是物理变化，变化时，克服分子间作用力或者破坏化学键，但不会有新的化学键形成。

②凝固、凝华和液化的过程均放出热量，融化、升华和汽化的过程均吸收热量，但它们都不属于反应热。

2．物质的聚集状态物质的聚集状态除了气态、液态、固态外，还有更多的聚集状态如晶态、非晶态以及介乎二者之间的塑晶态、液晶态等。

【拓展】1.等离子体①概念：由电子、阳离子和电中性粒子（分子或原子）组成的整体上电中性的气态物质。

②是一种特殊的气体，存在于我们周围。

③存在：日光灯和霓虹灯的灯管里、蜡烛火焰里、极光和雷电里。

2.液晶：介于液态和晶态之间的物质状态。

二、晶体与非晶体1.晶体把内部微粒（原子、离子或分子）在三维空间里呈周期性有序排列的固体物质称为晶体。

常见晶体有食盐、冰、铁、铜等。

根据构成晶体的粒子和粒子间作用力的不同，晶体可分为离子晶体、共价晶体、分子晶体和金属晶体。

2.非晶体把内部微粒（原子、离子或分子）排列呈相对无序状态的固体物质呈非晶体。

常见到的非晶体有玻璃、橡胶、炭黑等。

3.晶体与非晶体的本质差异【注】宏观上区别晶体和非晶体的依据是固体有无规则的几何外形，而规则的集合外形是微粒结晶时自发形成的，并非人为加工雕琢。

4.晶体的特性(1)自范性①定义：晶体能自发地呈现多面体外形的性质。

②形成条件：晶体生长的速率适当。

③本质原因：晶体中粒子在微观空间里呈现周期性有序排列。

(2)各向异性：晶体的某些物理性质在不同方向上的差异。

(3)晶体有固定的熔点。

(4)外形和内部质点排列的高度有序性。

(5)X射线衍射：晶体能使X射线衍射，而非晶体对X射线只能产生散射。

【注】非晶体排列相对无序，无自范性、无各向异性、无固定熔点。

5.获得晶体的途径(1)熔融态物质凝固。

①凝固速率适当，可得到规则晶体。

②凝固速率过快，得到没有规则外形的块状固体或看不到多面体外形粉末。

高中化学选修3晶体晶体是固体中由原子或分子成组织成有规则而有序排列结构的物质，在化学学科中有着重要的地位。

在高中化学课程中，晶体通常作为选修内容被列入教学大纲中，深入讲解晶体的性质、结构以及应用等方面。

本文将结合高中化学选修3中有关晶体的知识，简要介绍晶体的基本概念、类别、结构和性质，旨在帮助同学们更好地理解和掌握晶体在化学领域中的重要意义。

晶体的基本概念晶体这一概念在化学中是十分常见的，它是固态物质在原子、离子或分子层面上具有高度有序排列结构的物质。

具体地说，晶体的粒子按照一定的规则，沿着特定的方向、特定的间距，排列成周期性的结构体系。

这种有序排列使晶体呈现出规则的几何形状，具有明显的面、角和边。

在晶体的内部，原子、离子或分子之间通过离子键、共价键、金属键等方式结合在一起。

晶体的类别根据不同的结构特征和组成成分，晶体可以分为多种不同的类别。

常见的晶体类别包括离子晶体、共价晶体、金属晶体和分子晶体等。

离子晶体由正负离子按照一定的比例结合而成，具有很强的电荷之间的相互作用力；共价晶体由原子通过共价键形成，结构稳定而密实；金属晶体由金属原子通过金属键结合在一起，具有高度的电子云共享；分子晶体由分子之间通过范德华力等相互吸引力结合而成，结构较为松散。

晶体的结构晶体的结构是晶体的内部排列规则和空间结构的组合体现。

晶体的结构通常由晶胞和晶格组成。

晶格是晶体空间中的无限重复单位，晶胞是晶体的最小重复单位。

晶格可以分为立方晶系、四方晶系、正交晶系、单斜晶系、三斜晶系和六角晶系等六种基本晶系。

不同的晶体结构决定了不同晶体的性质和特点。

晶体的性质晶体的性质是由其内部结构和组成成分决定的。

晶体的晶体形态是在晶体表面呈现出来的外在特征，它反映了晶体内部结构的有序性。

晶体的硬度、透明度、光泽等物理性质也与晶体的结构密切相关。

此外，晶体还具有各向异性、双折射、非线性光学效应等特殊性质，这些性质在晶体学和光学领域有着广泛的应用。

共价晶体知识点
共价晶体是由原子间通过强烈的共价键紧密结合形成的三维空间网络结构。

这种晶体的知识点包括：
1. 结构稳固，硬度大（如金刚石是自然界中最硬物质）。

2. 熔点和沸点高，因为破坏共价键需要较大能量。

3. 导电性差，因为无自由电子；但某些共价半导体（如硅、锗）在掺杂后可导电。

4. 具有高熔热和低膨胀系数，化学稳定性强。

5. 晶体中原子间以共价键定向结合，呈现高度有序排列，如金刚石中碳原子呈四面体结构。

6. 原子间的配位数由共价键饱和性决定，如金刚石中每个碳原子的配位数为4。

7. 典型共价晶体还包括硅、氮化硅、二氧化硅等，它们在电子工业和地质构造中均有重要应用。