高中化学第三章晶体结构与性质第一节晶体的常识课件新人教版选修3

1 第一节 晶体的常识

[核心素养发展目标] 1.宏观辨识与微观探析：能从微观角度理解晶体的结构特征，并能结合晶体的特点判断晶体与非晶体。2.证据推理与模型认知：能运用多种晶体模型来描述和解释有关晶体性质的现象，形成分析晶胞结构的思维模型(均摊法)，能根据晶胞的结构确定微粒个数及化学式。

一、晶体与非晶体

1．概念

(1) 晶体：内部粒子(原子、离子或分子)在三维空间按一定规律呈周期性重复排列构成的固体物质。如金刚石、食盐、干冰等。

(2)非晶体：内部原子或分子的排列呈杂乱无章的分布状态的固体物质。如橡胶、玻璃、松香等。

2．晶体特点

(1)晶体具有自范性。

①自范性：是晶体能自发地呈现多面体外形的性质。

②实质：晶体中粒子在微观空间里呈现周期性的有序排列的宏观表象。

(2)晶体具有固定的熔点。

(3)晶体具有各向异性。

它是指在不同的方向上表现出不同的物理性质，如强度、导热性、光学性质等。

3．获取途径

(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。

2

(1)晶体与非晶体的区别

晶体 非晶体

自范性(本质区别) 有 无

是否均一 均一 不均一

固定熔点 有 无

某些物理性质的各向异性 有 无

能否发生X­射线衍射(最科学的区分方法) 能 不能(能发生散射)

(2)区分晶体和非晶体的方法

测定方法 测熔点 晶体有固定的熔点，非晶体没有固定的熔点

科学方法 对固体进行X­射线衍射实验

例1 (2019·淄博高二检测)下列物质中属于晶体的是( )

①橡胶 ②玻璃 ③食盐 ④水晶 ⑤塑料 ⑥胆矾

A．①④⑤ B．②③⑥

C．①③④ D．③④⑥

【考点】 晶体与非晶体的判断与比较

【题点】 晶体与非晶体的判断

答案 D

解析 固体有晶体和非晶体之分，晶体是内部微粒(原子、离子或分子)在空间按一定规律呈周期性有序排列而构成的具有规则几何外形的固体，如食盐、冰、金属、水晶、胆矾等都是晶体；非晶体中内部粒子的排列则相对无序，如玻璃、橡胶、塑料等都是非晶体。

- 1 - 离子晶体

1．下表所列有关晶体的说法中，有错误的是( )

选项 A B C D

晶体名称 碘化钾 干冰 石墨 碘

构成晶体粒子名称 阴、阳离子 分子 原子 分子

晶体内存在的作用力 离子键 范德华力 共价键 范德华力

解析：在石墨晶体内还存在着范德华力、金属键。

答案：C

2．氧化钙在2 973 K时熔化，而氯化钠在1 074 K时熔化，两者的离子间距离和晶体结构类似，下列有关它们熔点差别较大的原因的叙述不正确的是( )

A．氧化钙晶体中阴、阳离子所带的电荷数多

B．氧化钙的晶格能比氯化钠的晶格能大

C．氧化钙晶体的结构类型与氯化钠晶体的结构类型不同

D．在氧化钙与氯化钠的离子间距离类似的情况下，晶格能主要由阴、阳离子所带电荷的多少决定

解析：CaO晶体和NaCl晶体都属于离子晶体，熔点的高低可根据晶格能的大小判断。晶格能的大小与离子所带电荷多少、离子间距离、晶体结构类型等因素有关。CaO和NaCl的离子间距离和晶体结构都类似，故晶格能主要由阴、阳离子所带电荷的多少决定。

答案：C

3．根据下表给出物质的熔点数据(AlCl3 160 ℃时升华)，判断下列说法错误的是( )

晶体 NaCl MgO SiCl4 AlCl3 晶体硼

熔点/℃ 801 2 800 －70 180 2 500

A.MgO中的离子键比NaCl中的离子键强

B．SiCl4晶体是分子晶体

C．AlCl3晶体是离子晶体

D．晶体硼是原子晶体

解析：根据表中各物质的熔点，判断晶体类型。NaCl和MgO是离子化合物，形成离子晶体，熔点越高，说明晶格能越大，离子键越强，A项正确；SiCl4是共价化合物，熔点较低，为分子晶体；硼为非金属单质，熔点很高，是原子晶体，B、D项正确；AlCl3虽是由活泼金属和活泼非金属形成的化合物，但其晶体熔点较低，应属于分子晶体，C项错误。

答案：C

4．如图是从NaCl或CsCl晶体结构中分割出来的部分结构图，其中属于从NaCl晶体中分割出来的结构图是( )

第四节 离子晶体

[明确学习目标] 1.能说明离子键的形成，能根据离子化合物的结构特征解释其物理性质。2.了解晶格能的应用，知道晶格能的大小可以衡量离子晶体中离子键的强弱。

学生自主学习

一、离子晶体

1．定义：由□01阳离子和□02阴离子通过□03离子键结合而成的晶体。

2．晶体结构的决定因素

3．离子晶体的性质

4．三种常见离子晶体的结构

(1)NaCl型

①如右图所示，每个Na＋周围距离最近的Cl－是□086个(上、下、左、右、前、后各□091个，即配位数是□106)，构成正八面体；每个Cl－周围距离最近的Na＋也是□116个(即配位数是□126)，构成正八面体。由此可推知该晶体的化学式为□13NaCl。

②每个Na＋周围距离最近的Na＋是□1412个(上层□154个，同层□164个，下层□174个)，每个Cl－周围距离最近的Cl－也是□1812个。

③每个晶胞中实际拥有的Na＋数是□194，Cl－数是□204。由此也可推知该晶体的化学式为□21NaCl。

(2)CsCl型

①如下图，每个Cs＋周围距离最近的Cl－是□228个(即配位数是□238)，构成正六面体；每个Cl－周围距离最近的Cs＋也是□248个(即配位数是□258)，构成□26正六面体。由此可推知该晶体的化学式为□27CsCl。

②每个Cs＋周围距离最近的Cs＋是□286个(上、下、左、右、前、后各□291个)，构成□30正八面体；每个Cl－周围距离最近的Cl－也是□316个，构成□32正八面体。

③每个晶胞中实际拥有的Cs＋数是□331____，Cl－数是□341。由此也可推知该晶体的化学式为□35CsCl。

(3)CaF2晶体(如图所示)

每个Ca2＋周围最邻近的F－有□368个，即Ca2＋的配位数为□378；每个F－周围最邻近的Ca2＋有□384个，即F－的配位数为□394。

在CaF2晶体中，Ca2＋和F－个数比是□401∶2，刚好与Ca2＋和F－的电荷数之比相反。Ca2＋在大立方体的□41顶角和□42面心，□438个F－在大立方体内构成一个小立方体。

晶体的常识

1．下列说法错误的是( )

A．非晶体都没有固定的熔点

B．晶体与玻璃体的本质差别是二者的硬度不同

C．可通过X­射线衍射实验科学地区分晶体和非晶体

D．构成玻璃的粒子无周期性排列，是无序的

解析：晶体的熔点固定，而非晶体无固定的熔点，A正确；玻璃体是非晶体，与晶体的本质差别在于构成固体的粒子在微观空间里是否呈现周期性的有序排列，B错误，D正确；区分晶体与非晶体最科学的方法是对固体进行X­射线衍射实验，C正确。

答案：B

2．普通玻璃和水晶的根本区别在于( )

A．外形不一样

B．普通玻璃的基本构成微粒无规则排列，水晶的基本构成微粒按一定规律做周期性重复排列

C．水晶有固定的熔点，普通玻璃无固定的熔点

D．水晶可用于能量转换，普通玻璃不能用于能量转换

解析：普通玻璃为非晶体，水晶为晶体，它们的根本区别在于内部微粒是否按一定规律做周期性重复排列，即晶体具有自范性。两种物质在性质上的差异正是其内部结构不同的体现。

答案：B

3．关于晶体的自范性，下列叙述正确的是( )

A．破损的晶体能够在固态时自动变成规则的多面体

B．缺角的氯化钠晶体在饱和NaCl溶液中慢慢变为完美的立方体块

C．圆形容器中结出的冰是圆形的，体现了晶体的自范性

D．由玻璃制成规则的玻璃球体现了晶体的自范性

解析：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的规则的多面体外形的性质，这一适宜条件一般指的是自动结晶析出的条件，A选项所述过程不可能实现；C选项中的圆形并不是晶体冰本身自发形成的，而是受容器的限制形成的；D项中玻璃是非晶体。

答案：B

4．晶体具有各向异性。如蓝晶石(Al2O3·SiO2)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。晶体各向异性的主要表现是( )

①硬度 ②导热性 ③导电性 ④光学性质

A．①③ B．②④

C．①②③ D．①②③④