化學(xué)（人教版）：選修3第3章第1節(jié)第一節(jié)晶體的常識(shí)

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歡迎進(jìn)入化學(xué)課堂 第一節(jié)晶體的常識(shí) 日常生活中 我們都會(huì)見(jiàn)到許多固體物質(zhì) 如蠟狀的白磷 黃色的硫磺 紫黑色的碘和高錳酸鉀 藍(lán)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(jiàn)的固體 用肉眼來(lái)分辨 大體上可分為晶體 玻璃體 非晶體 和粉末 其實(shí) 在光學(xué)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(zhì)主要可分為晶體和非晶體兩大類(lèi) 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(nèi)部結(jié)構(gòu)的主要特征是什么 從微觀(guān)的角度看 晶體又是怎樣形成的呢 1 了解晶體的特點(diǎn) 2 了解晶體與非晶體的本質(zhì)差異 3 了解晶胞的概念 能夠計(jì)算晶胞中的粒子個(gè)數(shù) 1 晶體與非晶體的本質(zhì)差異 有 沒(méi)有 周期性有序 無(wú)序 2 獲得晶體的途徑 3 晶體的特點(diǎn) 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(cè)熔點(diǎn) 晶體具有固定的熔沸點(diǎn) 而非晶體則沒(méi)有固定的熔沸點(diǎn) 可靠方法 對(duì)固體進(jìn)行X射線(xiàn)衍射實(shí)驗(yàn) 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(gòu)成粒子無(wú)規(guī)則地排列 水晶的基本構(gòu)成粒子按一定規(guī)律做周期性重復(fù)排列C 水晶有固定的熔點(diǎn) 普通玻璃無(wú)固定的熔點(diǎn)D 水晶可用于能量轉(zhuǎn)換 普通玻璃不能用于能量轉(zhuǎn)換解析 晶體和非晶體的本質(zhì)區(qū)別就是粒子 原子 離子或分子 在微觀(guān)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(jié)構(gòu)的 2 結(jié)構(gòu)晶胞一般都是 晶體是由無(wú)數(shù)晶胞 而成 3 特點(diǎn)所有晶胞的形狀及內(nèi)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(wú)隙并置 種類(lèi) 個(gè)數(shù) 晶體與晶胞 均攤法的應(yīng)用 1 晶體和晶胞 晶胞描述晶體結(jié)構(gòu)的基本單元 晶胞的結(jié)構(gòu)一般來(lái)說(shuō) 晶胞都是平行六面體 晶胞只是晶體微觀(guān)空間里的一個(gè)基本單元 在它的上下左右前后無(wú)隙并置地排列著無(wú)數(shù)晶胞 而且所有晶胞的形狀及其內(nèi)部的原子種類(lèi) 個(gè)數(shù)及幾何排列是完全相同的 晶體和晶胞的關(guān)系整塊晶體可以看作是數(shù)量巨大的晶胞無(wú)隙并置而成 所謂無(wú)隙是指相鄰晶胞之間沒(méi)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(zhǎng)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(nèi)碳原子排成六邊形 其頂點(diǎn) 1個(gè)碳原子 被三個(gè)六邊形共有 每個(gè)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(huà)筒和擴(kuò)音器中都有應(yīng)用 鈦酸鋇晶體的結(jié)構(gòu)示意圖如圖 它的化學(xué)式是 A BaTi8O12B BaTi4O6C BaTi2O4D BaTiO3 解析 由一個(gè)晶胞想像出在整個(gè)晶體中 每個(gè)原子為幾個(gè)晶胞共用是解題的關(guān)鍵 仔細(xì)觀(guān)察鈦酸鋇晶體結(jié)構(gòu)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(gè)頂點(diǎn) 每個(gè)Ti為與之相連的8個(gè)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(diǎn) 每條棱為四個(gè)立方體共用 故每個(gè)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(zhì)檢 關(guān)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(shí)自動(dòng)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(jié)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(zhì) 這一適宜條件一般指的是自動(dòng)結(jié)晶析出的條件 A選項(xiàng)所述過(guò)程不可能實(shí)現(xiàn) C選項(xiàng)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(xiàng)中玻璃是非晶體 答案 B 晶體的基本性質(zhì) 1 自范性指晶體能自發(fā)地呈現(xiàn)多面體外形的性質(zhì) 2 均一性指晶體的化學(xué)組成 密度等性質(zhì)在晶體中各部分都是相同的 3 各向異性同一晶格構(gòu)造中 在不同方向上質(zhì)點(diǎn)排列一般是不一樣的 因此 晶體的性質(zhì)也隨方向的不同而有所差異 4 對(duì)稱(chēng)性晶體的外形和內(nèi)部結(jié)構(gòu)都具有特有的對(duì)稱(chēng)性 在外形上 常有相等的晶面 晶棱和頂角重復(fù)出現(xiàn) 這種相同的性質(zhì)在不同的方向或位置上做有規(guī)律的重復(fù) 就是對(duì)稱(chēng)性 晶體的格子構(gòu)造本身就是質(zhì)點(diǎn)重復(fù)規(guī)律的體現(xiàn) 5 最小內(nèi)能在相同的熱力學(xué)條件下 晶體與同種物質(zhì)的非晶體 液體 氣體相比較 其內(nèi)能最小 6 穩(wěn)定性晶體由于有最小內(nèi)能 因而結(jié)晶狀態(tài)是一個(gè)相對(duì)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(shí)形成的 玻璃態(tài)的水無(wú)固定形狀 不存在晶體結(jié)構(gòu) 且密度與普通液態(tài)水的密度相同 有關(guān)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(xiàn)產(chǎn)生衍射 解析 玻璃態(tài)水無(wú)固定形狀 不存在晶體結(jié)構(gòu) 故玻璃態(tài)水不是晶體 不能使X 射線(xiàn)產(chǎn)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(shí)體積不變 答案 C 2011 湖南師大附中模擬 元素X的某價(jià)態(tài)離子X(jué)n 中所有電子正好充滿(mǎn)K L M三個(gè)電子層 它與N3 形成的晶體結(jié)構(gòu)如圖所示 1 該晶體的陽(yáng)離子與陰離子個(gè)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(gè)N3 被 個(gè)等距離的Xn 離子包圍 答案 1 3 1 2 1 3 29 4 6 2 對(duì)于獨(dú)立原子構(gòu)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(gòu)成的氣態(tài)團(tuán)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(guān)系 所以由氣態(tài)團(tuán)簇分子結(jié)構(gòu)圖可知 其分子式可由示意圖查原子個(gè)數(shù)來(lái)確定 M原子共14個(gè) N原子13個(gè) 即分子式M14N13 3 晶體的晶胞不一定只是一個(gè)小立方體 例如食鹽晶體的晶胞是由8個(gè)小立方體構(gòu)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(xué)式不是AB的是 答案 C 1 下列關(guān)于晶體的敘述不正確的是 A 晶體有自范性B 晶體內(nèi)部質(zhì)點(diǎn)的排列高度有序C 晶體的某些物理性質(zhì)常會(huì)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(dāng)晶體晶粒小時(shí) 即為粉末狀 故D項(xiàng)不對(duì) 答案 D 2 下列物質(zhì)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(zhì) 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(xué)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(zhì)的原因 假設(shè)某硼鎂化合物的結(jié)構(gòu)如右圖所示 六個(gè)硼原子位于棱柱內(nèi) 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(jié)構(gòu) 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(gè)Cs 周?chē)c它最接近的且距離相等的Cs 的個(gè)數(shù)共有 A 6個(gè)B 8個(gè)C 12個(gè)D 16個(gè)解析 根據(jù)氯化銫的晶體結(jié)構(gòu)可以看出每個(gè)Cs 的正上 正下 左 右 前 后各有一個(gè)Cs 與之等距離且最近 故每個(gè)Cs 周?chē)c它最接近的且距離相等的Cs 共有6個(gè) 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(xué)式 X為陽(yáng)離子 為 乙晶體中A B C三種微粒的個(gè)數(shù)比是 丙晶體中每個(gè)D周?chē)Y(jié)合E的個(gè)數(shù)是 個(gè) 答案 X2Y1 3 18 6 如圖所示為高溫超導(dǎo)領(lǐng)域里的一種化合物 鈣鈦礦晶體結(jié)構(gòu) 該結(jié)構(gòu)是具有代表性的最小重復(fù)單位 1 在該物質(zhì)的晶體結(jié)構(gòu)中 每個(gè)鈦離子周?chē)c它最接近且距離相等的氧原子 鈣離子 各有 2 該晶體結(jié)構(gòu)中 元素氧 鈦 鈣的離子個(gè)數(shù)比是 該物質(zhì)的化學(xué)式可表示為 3 若鈣 鈦 氧三元素的相對(duì)質(zhì)量分別為a b c 晶體結(jié)構(gòu)圖中正方體邊長(zhǎng) 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(diǎn) 應(yīng)有8個(gè)立方晶胞緊靠在一起 這樣鈦原子成為空間角坐標(biāo)系的中心原點(diǎn) 它的三維方向上前后左右上下最近且相鄰各有一個(gè)氧原子共6個(gè) 它周?chē)?個(gè)立方晶胞內(nèi)各含一個(gè)鈣離子 同學(xué)們 來(lái)學(xué)校和回家的路上要注意安全 同學(xué)們 來(lái)學(xué)校和回家的路上要注意安全