下载文档原格式
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。
晶体结构与性质知识归纳一、晶体与非晶体1.晶体与非晶体在外观和本质上的区别外观上：晶体具有规则的几何外形而非晶体则没有本质上：晶体的原子在三维空间呈周期性有序排列而非晶体则没有2.晶体具有的特点（1）自范性（晶体能够自发的呈现多面体外形的性质）（2）各向异性（晶体的许多如强度、导热性等物理性质随晶体方向的不同而有所差异）（3）晶体具有固定的熔沸点而非晶体则没有3.晶体自范性的条件：生长速度适当；本质：晶体中的粒子在三维空间呈现周期性的有序排列4.获得晶体的途径：熔融态的物质凝固；气态物质凝华；溶质从溶液中析出5.晶体与非晶体的鉴别方法(1)对固体进行X-射线衍射实验（有峰的是晶体，无峰的是非晶体）(2)测定熔沸点（有固定熔沸点的是晶体）6.晶胞中粒子数目的计算方法--------均摊法顶点：被 8 个晶胞共有， 1/8 粒子属于该晶胞棱上: 被 4 个晶胞共有， 1/4 粒子属于该晶胞面上：被 2个晶胞共有， 1/2 粒子属于该晶胞体心：整个粒子属于该晶胞二、四种类型晶体的比较注意：1、晶体的熔沸点比较方法:（1）、不同晶体类型比较：原子晶体＞离子晶体＞分子晶体,金属晶体(除少数外) ＞分子晶体（2）、同种晶体比较：分子晶体:①结构和组成相似的分子晶体，相对分子质量越大，熔沸点越高。
②若存在氢键，也会使熔沸点升高。
③对于有机物中的同分异构体，支链越多熔沸点越低。
原子晶体：键长越短,键能越大,则熔沸点越高。
金属晶体：金属键越强，熔沸点、硬度越高。
一般规律：原子半径越小，金属键越强；价电子数越多金属键越强。
离子晶体：晶格能越大，则离子键越强，熔沸点越高一般规律：离子的半径越小，所带的电荷越多，则离子键越强，熔沸点越高；*金属晶体、离子晶体熔沸点也可用库伦力公式F=kq1q2/r2来判断，F越大，金属键（离子键）就越强，熔沸点也就越高（3）、根据物质在相同的条件下状态的不同，熔沸点：固体＞液体＞气体。
第三章晶体结构与性质第一节晶体的常识【知识点梳理】一、晶体与非晶体1、晶体与非晶体①晶体：是内部微粒（原子、离子或分子）在空间按一定规律做周期性重复排列构成的物质。
②非晶体：是内部的原子或分子的排列呈杂乱无章的分布状态的物质。
2、晶体的特征（1）晶体的基本性质晶体的基本性质是由晶体的周期性结构决定的。
①自范性：a．晶体的自范性即晶体能自发的呈现多面体外形的性质。
b．“自发”过程的实现，需要一定的条件。
晶体呈现自范性的条件之一是晶体生长的速率适当。
②均一性：指晶体的化学组成、密度等性质在晶体中各部分都是相同的。
③各向异性：同一晶体构造中，在不同方向上质点排列一般是不一样的，因此，晶体的性质也随方向的不同而有所差异。
④对称性：晶体的外形和内部结构都具有特有的对称性。
在外形上，常有相等的对称性。
这种相同的性质在不同的方向或位置上做有规律的重复，这就是对称性。
晶体的格子构造本身就是质点重复规律的体现。
⑤最小内能：在相同的热力学条件下，晶体与同种物质非晶体固体、液体、气体相比较，其内能最小。
⑥稳定性：晶体由于有最小内能，因而结晶状态是一个相对稳定的状态。
⑦有确定的熔点：给晶体加热，当温度升高到某温度便立即熔化。
⑧能使X射线产生衍射：当入射光的波长与光栅隙缝大小相当时，能产生光的衍射现象。
X射线的波长与晶体结构的周期大小相近，所以晶体是个理想的光栅，它能使X射线产生衍射。
利用这种性质人们建立了测定晶体结构的重要试验方法。
非晶体物质没有周期性结构，不能使X射线产生衍射，只有散射效应。
（2）晶体SiO2与非晶体SiO2的区别①晶体SiO2有规则的几何外形，而非晶体SiO2无规则的几何外形。
②晶体SiO2的外形和内部质点的排列高度有序，而非晶体SiO2内部质点排列无序。
③晶体SiO2具有固定的熔沸点，而非晶体SiO2无固定的熔沸点。
④晶体SiO2能使X射线产生衍射，而非晶体SiO2没有周期性结构，不能使X射线产生衍射，只有散射效应。
第三章晶体结构与性质一、晶体与非晶体第一节晶体的常识1．晶体的特征常见的物质聚集态有三种：固态、液态和气态。
固态物质(即固体)有晶体与非晶体之分。
晶体主要有以下四个特征：(1)晶体的构成粒子在三维空间呈周期性有序排列，因而外观上表现出规则的几何外形。
而非晶体却无规则的外形。
(2)自范性：晶体能自发呈现多面体外形，即熔融态物质在冷却凝固时，速率适当，能自法形成晶体。
这是晶体的本质特征，直接决定了其他性质。
(3)晶体有固定的熔，加热晶体．到达熔点时即开始熔化，在未完全熔化前，持续加热，温度不上升，此时供给的热都用来使晶体熔化，直到完全熔化，温度才开始上升。
(4)各向异性：同一晶格中在不同方向上质点排列一般不同，因此晶体的性质也随着方向的不同而有所差异．如强度、导热性、导电性、光学性质等。
此外在分析和实验过程中．我们还发现晶体的某些特点，如均一性：指晶体的化学组成、密度等性质在晶体中各部分都相同对称性：晶体的外形和内部结构都具有特有的对称性。
最小内能：在相同的热力学条件下，晶体与同种物质的非晶体固体、液体、气体相比较内能最小。
稳定性：晶体由于有最小内能，因而结晶状态是一个相对稳定的状态。
能使X射线产生衍射：当入射光的波长与光栅缝隙大小相当时．能产生光的衍射现象。
X射线的波长与晶体结构的周期大小相近，所以晶体是个理想的光栅。
它能使X射线产生t衍射。
利用这种性质，人们建立了测定晶体结构的主要实验方法。
非晶态物质没有周期性结构，不能使X射线产生衍射，只有散射效应。
生活中常用上述性质上差异的可行方面，来间接地区分晶体与非晶体，但最可靠的科学方法是对固体X射线衍射实验，常朋X射线衍射仪。
单一波长的X射线通过晶体时，会在记录仪上看到分离的斑点或谱线而在同一条件下摄取的非晶体图谱中却看不到分离的斑点或明显的谱线。
3．得到晶体的三条途径(1)熔融态物质凝固。
(2)气态物质凝华。
(3)溶质从溶液中析出。
二、晶胞1．晶胞是从晶体中“截取"出来具有代表性的最小结构单元从微观上讲，晶体是由构成粒子(分子、原子、离子)按一定几何规则构成的基本结构单元(晶胞)，无间隙，并在立体空间里重复排列而成，正是这种排列的有序性和规则性决定了方向不同，排列不同，从而表现出各向异性。
第三章晶体结构与性质第一节晶体的常识知识归纳一、晶体与非晶体1晶体与非晶体的本质差异:2 •获得晶体的三条途径(1) ______ ■物质凝固；(2) ______ ___________________________________ 物质冷却不经液态直接凝固( ;(3)_____ 溶液中析出。
3.晶体的特点(1)自范性①定义：在适宜的条件下，晶体能够自发地呈现规则的___________ ，这称为晶体的 ______ 。
非晶体物质没有这个特性。
②形成条件：晶体______ 当。
③本质原因：晶体中粒子在_______ ■里呈现_____ 的 ______ 卡列。
(2) _______________________________________________ 晶体在不同的方向上表现出不同的物理特质即____________________________________________ 。
(3) ____________ 晶体的■较固定。
(4) _____________________________________________________ 区分晶体和非晶体的最可靠的科学方法是对固体进行_______________________________________ 实验。
二、晶胞1.概念晶胞是晶体中最小的_________ 。
2.结构晶胞一般都是_______ ，晶体是由无数晶胞“ ________ ”而成。
(1) _______________________________ 无隙：相邻晶胞之间无任何。
(2) _________________________ 并置：所有晶胞都是卡列的，取向。
(3) _________________ 所有晶胞的 ________ 内部的原子几何排列是完全相同的。
【答案】一、1 .有周期性没有相对无序2. （1）熔融态 （2）气态凝华 （3）溶质3. （1）多面体外形性质 自范性 生长的速率 三维空间周期性 有序（2）各向异性 （3）熔点（4）X —射线衍射二、1.结构重复单元2.平行六面体 无隙并置 （1）间隙 （2）平行 相同 （3）形状 种类知识重点与晶体有关的计算晶体结构的计算常常涉及如下数据：晶体密度、2、M 晶体体积、微粒间距离、微粒半径、夹角等，密度的表达式往往是列等式的依据。
解答这类题时，一要掌握晶体“均摊法” 的原理，二要有扎实的立体几何知识，三要熟悉常见晶体的结构特征，并能融会贯通，举 一反三。
1. “均摊法”原理晶胞中任意位置上的一个原子如果被 n 个晶胞所共有，则每个晶胞对这个原子分得的份 额就是—。
n非平行六面体形晶胞中粒子数目的计算同样可用“均摊法”，其关键仍然是确定一个粒 子为几个晶胞所共有。
例如，石墨晶胞每一层内碳原子排成六边形，其顶点（1个碳原子）对六边形的贡献为1，那么一个六边形实际有 6X 1=2个碳原子。
又如，在六棱柱晶胞33（如下图所示的MgB 晶胞）中，顶点上的原子为 6个晶胞（同层3个，上层或下层3个） 共有，面上的原子为2个晶胞共有，因此镁原子个数为 12X 1 +2X 1 =3,硼原子个数为6 26。
2. 晶体微粒与M p 之间的关系若1个晶胞中含有x 个微粒，则1 mol 该晶胞中含有x mol 微粒，其质量为xMg （ M 为微 粒的相对“分子”质量）；又1个晶胞的质量为p a 3 g （ a 3为晶胞的体积），则1 mol 晶胞 的质量为p aN A g ，因此有xM= p a^N A 。
的密度为a g • cm ?3,贝U 晶胞的体积是 _______（只要求列出计算式）【解析】计算1个晶胞的质量，依据晶体的密度与晶胞的密度相同，可由 胞的体积已知氟化钙晶体的晶胞如图所示。
则1个晶胞中含有 个C* 个F 。
若晶体p=v 来计算晶1个CaF 2晶胞中有8个CsT 在顶角、6个CeT 在面心，CeT 数目为8X 1+6X 1 =4; 8个F ?8 2均在晶胞内部，F 个数为8,即1个晶胞中含有4个CeT 8个F ?。
1个晶胞的质量为【答案】48n 护斎cm 3【易错诊断】不会计算晶胞的组成，直接把化学式“ CaF ”当成一个晶体。
其次，不能正 确建立a 、p 、M 与m 之间的关系，导致计算结果错误。
好题1. 下列叙述正确的是A. 具有规则几何外形的固体一定是晶体B. 晶体与非晶体的根本区别在于是否具有规则的几何外形C. 具有各向异性的固体一定是晶体D. 晶体、非晶体都具有固定的熔点 2. 下列有关晶胞的说法正确的是A. 由晶胞中的粒子数可直接确定该晶体的化学式B. 若晶胞为平行六面体，则侧棱上的粒子为 2个晶胞共用C.若晶胞为六棱柱，顶点上的粒子为 6个晶胞共用D. 晶胞中不可能存在多个粒子3. 关于晶体和非晶体，下列说法中正确的是A. 晶体和非晶体在熔化过程中温度都不变B. 晶体有固定的熔点，非晶体没有固定的熔点C. 晶体熔化时不吸热，非晶体熔化时吸热D. 天上飘落的雪花，是非晶体 4. 下列关于晶体的说法正确的是A. 将饱和硫酸铜溶液降温，析出的固体不是晶体B. 假宝石往往是玻璃仿造的，可以用划痕的方法鉴别宝石和玻璃制品C. 石蜡和玻璃都是非晶体，但它们都有固定的熔点D. 蓝宝石在不同方向上的硬度一定相同 5．下列关于液晶的说法正确的是14 78g mol -23?6.02 10晶胞的密度为a g •卅，所以晶胞的体积V =m =4 78 a 6.02 1 0233cm 。
A. 液晶是液体和晶体的混合物B. 液晶是一种晶体C. 液晶分子在特定条件下排列比较整齐，但不稳定D. 所有物质在一定条件下都能成为液晶6. 下列关于纳米材料的叙述中，正确的是A. 包括纳米颗粒和颗粒间界面两部分B. 纳米材料属于晶体C. 纳米材料属于非晶体D. 同一种金属元素构成的纳米材料与宏观金属晶体具有完全等同的性质7. 从我们熟悉的食盐、金属、冰到贵重的钻石等都是晶体，而同样透明的玻璃却是非晶体。
下列关于晶体和非晶体的本质区别的叙述中，正确的是A. 是否具有规则的几何外形B. 是否具有固定的组成C. 是否具有美观对称的外形D. 内部微粒是否按一定规律做周期性重复排列8. 整块晶体可以看作是数量巨大的晶胞“无隙并置”而成。
对这句话的理解错误的是A. 相邻晶胞之间没有任何间隙B. 晶体是晶胞简单、随意堆积而成C. 晶胞排列时，取向相同D. “并置”是指所有晶胞都是平行排列的9．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律性地排列，水晶的基本构成微粒呈周期性有序排列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真题10．仔细观察下图，它表示的是晶体还是非晶体A.是晶体B.可能是晶体，可能是非晶体C.是非晶体D.不能确定11. 将一块缺角的胆矾晶体悬置于饱和硫酸铜溶液中，一段时间后（温度不变），发现缺角的晶体变完整了。
若溶剂不挥发，则这段时间内晶体和溶液的质量变化分别是A. 晶体质量减小，溶液质量变大B. 晶体质量变大，溶液质量减小C. 晶体和溶液质量都不变D. 无法确定12. 某晶体的晶胞为正三棱柱，结构如图所示，该晶体中A B、C三种粒子的个数之比是A. 3 : 9 : 4B. 1 : 4 : 2C. 2 : 9 : 4D. 3 : 8 : 513. 如图是二氧化硅固体的结构示意图，请认真观察两图，判断下列说法正确的是A. 两种物质在一定条件下都会自动形成有规则几何外形的晶体B. I形成的固体物理性质有各向异性c.n形成的固体一定有固定的熔点D. 二者的X?射线衍射图谱是相同的14．纳米材料的表面粒子数占粒子总数的比例很大，这是它有许多特殊性质的原因。
假设某硼镁化合物的结构如图所示（六个硼原子位于内部），则这种纳米颗粒的表面粒子数占总粒子数的百分比为A．22% B．70% C．66.7% D．33.3%15．如图为铜的面心立方晶胞，则铜的一个晶胞中实际拥有的微粒数为A．3 B．4 C．7 D．916.有四种晶体，其粒子排列方式如下所示，其中化学式不属AB型的是17．现有四种晶体，其构成粒子（均为单原子核粒子）排列方式如下图所示，其化学式正确的是参考答案1 ．【答案】C【解析】本题的易错之处是误认为只要有规则几何外形的固体就属于晶体。
晶体与非晶体的根本区别在于内部基本构成微粒是否按一定规律做周期性重复排列；晶体具有各向异性；晶体具有固定的熔点，而非晶体不具有固定的熔点。
2 ．【答案】C【解析】晶胞中的粒子不一定完全属于该晶胞，故不能直接由晶胞中所含粒子数确定该晶体的化学式，A项错误；平行六面体侧棱上的粒子为4个晶胞共用，B项错误；1个晶胞中一般都有多个粒子， D 项错误。
3．【答案】B【解析】非晶体在熔化过程中吸收热量，温度逐渐升高，A项错误；晶体有固定的熔点，非晶体没有固定的熔点，B项正确；晶体熔化时保持熔点温度不变，但也需要不断吸热，C项错误；天上飘落的雪花是水蒸气凝华形成的小冰晶，属于晶体，D项错误。
4．【答案】B【解析】A选项，将饱和CuSQ溶液降温，可析出胆矶，胆矶属于晶体。
B选项，一般宝石的硬度较大，玻璃制品的硬度较小，可以根据有无划痕来鉴别。
C选项，非晶体没有固定的熔点。
D选项, 由于晶体的各向异性导致蓝宝石在不同方向上的硬度有一些差异。
5．【答案】C【解析】液晶是指在一定的温度范围内既具有液体的可流动性，又具有晶体的各向异性的一类特殊的物质，它既不同于晶体又不同于非晶体，在特定条件如外加电场作用下排列整齐，一旦取消电场又恢复原状，所以液晶不稳定。
不是所有的物质都能成为液晶。
6．【答案】A【解析】纳米材料既不是晶体，也不是非晶体，是物质的一种聚集状态，由于纳米材料的粒子细化和界面原子比例较高，使得同一金属元素形成的纳米材料与宏观金属具有不同的性质。
7．【答案】D【解析】有规则几何外形或美观对称外形的固体不一定都是晶体，如玻璃制品可以塑造出规则的几何外形，也可以具有美观对称的外形， A C项错误；具有固定组成的物质也不一定是晶体，如非晶体玻璃就有固定的组成，B项错误；晶体和非晶体的本质区别在于其微观结构不同，D项正确。
认为有规则几何外形的固体即为晶体，易误选A;认为有固定组成的物质即为晶体，易误选B。
8．【答案】B【解析】晶体并不是晶胞简单、随意堆积而成，而是平行排列的。
9．【答案】B【解析】普通玻璃是非晶体，水晶是晶体，二者的根本区别在于普通玻璃的基本构成微粒无规律性地排列，水晶的基本构成微粒呈周期性有序排列。
10. 【答案】C【解析】从多方面可以看出此固体构成微粒排列的无序。
