2024年高二化學(xué)教案 選擇性必修2(配人教版)第一節(jié)物質(zhì)的聚集狀態(tài)與晶體的常識

A第三章晶體結(jié)構(gòu)與性質(zhì)

課程標(biāo)準(zhǔn)要求學(xué)科核心素養(yǎng)

1.能說出粒子間作用（離子1.宏觀辨識與微觀探析:能從原子、分

鍵、共價鍵、配位鍵和分子間子、超分子、聚集狀態(tài)等不同尺度認(rèn)

作用力等）的主要類型、特征識物質(zhì)結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及其與物質(zhì)性質(zhì)之間

和實(shí)質(zhì)；能比較不同類型的粒的關(guān)系；能從構(gòu)成粒子、粒子間相互作

子間作用的聯(lián)系與區(qū)別。用、粒子的空間排布規(guī)律等角度分析

2.能運(yùn)用離子鍵、配位鍵、金不同類型晶體結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)、相似性與

屬鍵等模型,解釋離子化合差異性。

物、配合物、金屬等物質(zhì)的某2.證據(jù)推理與模型認(rèn)知：能說出科學(xué)

些典型性質(zhì)。家認(rèn)識物質(zhì)微觀結(jié)構(gòu)的基本思路和主

3.能說出晶體與非晶體的區(qū)要實(shí)驗(yàn)手段及不同實(shí)驗(yàn)手段為建立模

另U;能結(jié)合實(shí)例描述晶體中粒型所提供的證據(jù)；能描述晶體結(jié)構(gòu)的

子排列的周期性規(guī)律;能借助典型模型,說明模型表示的具體含義，

分子晶體、共價晶體、離子晶并能認(rèn)識到模型的典型性與真實(shí)物質(zhì)

體、金屬晶體等模型說明晶體結(jié)構(gòu)的復(fù)雜性。

中的粒子及其粒子間的相互3.科學(xué)探究與創(chuàng)新意識:體會現(xiàn)代實(shí)

作用。驗(yàn)手段在化學(xué)研究中的應(yīng)用，認(rèn)識借

4.能從粒子的空間排布及其助實(shí)驗(yàn)獲得證據(jù)進(jìn)而建立物質(zhì)結(jié)構(gòu)模

相互作用的角度對生產(chǎn)、生型的過程,感受化學(xué)研究創(chuàng)新發(fā)展的

活、科學(xué)研究中的簡單案例進(jìn)前沿與方向。

行分析,舉例說明物質(zhì)結(jié)構(gòu)研4.科學(xué)態(tài)度與社會責(zé)任:體會科學(xué)家

究的應(yīng)用價值,如配合物在生探索物質(zhì)微觀結(jié)構(gòu)并建構(gòu)相關(guān)理論過

物、化學(xué)等領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用。程的艱辛,認(rèn)識物質(zhì)結(jié)構(gòu)研究對材料

5.能舉例說明物質(zhì)在原子、分科學(xué)、生命科學(xué)等許多學(xué)科領(lǐng)域的重

子、超分子、聚集狀態(tài)等不同大問題解決的支持作用，形成通過科

尺度上的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)對物質(zhì)性學(xué)研究促進(jìn)社會發(fā)展、推動構(gòu)建人類

質(zhì)的影響，能舉例說明結(jié)構(gòu)研命運(yùn)共同體的意識。

究對于發(fā)現(xiàn)、制備新物質(zhì)的作

用。

第一節(jié)物質(zhì)的聚集狀態(tài)與晶體的常識

?學(xué)習(xí)目標(biāo)」

1.通過認(rèn)識物質(zhì)的聚集狀態(tài),能舉例說明人類對物質(zhì)結(jié)構(gòu)的認(rèn)識在不

斷發(fā)展,能說明物質(zhì)的聚集狀態(tài)隨構(gòu)成物質(zhì)的粒子種類、粒子間相互

作用、粒子聚集程度的不同而有所不同。

2.通過晶體與非晶體的認(rèn)識與探究,能從微觀角度理解晶體的結(jié)構(gòu)特

征,并能結(jié)合晶體的特點(diǎn)判斷晶體和非晶體,能說明X射線衍射等實(shí)

驗(yàn)手段在物質(zhì)結(jié)構(gòu)研究中的作用。

3.通過晶體制備的實(shí)驗(yàn)探究,能依據(jù)探究目的設(shè)計探究方案,運(yùn)用化

學(xué)實(shí)驗(yàn)等方法進(jìn)行實(shí)驗(yàn)探究并對相關(guān)現(xiàn)象進(jìn)行解釋。

4.通過運(yùn)用多種晶體模型來描述和解釋晶胞及有關(guān)晶體性質(zhì)的現(xiàn)象,

能根據(jù)晶胞結(jié)構(gòu)確定粒子個數(shù)和化學(xué)式。

盤任務(wù)分項突破

學(xué)習(xí)任務(wù)1認(rèn)識物質(zhì)的聚集狀態(tài)

f自主梳理,

1.構(gòu)成物質(zhì)的粒子

(1)20世紀(jì)前,人們以為父壬是所有化學(xué)物質(zhì)能夠保持其性質(zhì)的最小

粒子。

⑵20世紀(jì)初,通過X射線衍射等實(shí)驗(yàn)手段,發(fā)現(xiàn)許多常見的晶體中并

無分子，如氯化鈉、石墨、二氧化硅、金剛石以及各種金屬等。

(3)氣態(tài)和液態(tài)物質(zhì)不一定都是由分子構(gòu)成。如等離子體是由電子、

陽離子和電中性粒子(分子或原子)組成的整體上呈電中性的氣態(tài)物

質(zhì)；離子液體是熔點(diǎn)不高的僅由離子組成的液體物質(zhì)。

2.物質(zhì)的聚集狀態(tài)

(1)物質(zhì)三態(tài)間的相互轉(zhuǎn)化。

(2)還有更多的物質(zhì)聚集狀態(tài),如晶態(tài)、非晶態(tài),以及介乎兩者之間的

塑晶態(tài)、液晶態(tài)等。

!微診斷判斷正誤。

⑴等離子體和離子液體都具有良好的導(dǎo)電性。(V)

⑵等離子體的基本構(gòu)成粒子只有陰、陽離子。(x)

提示：等離子體是由電子、陽離子和電中性粒子組成的整體上呈電中

性的物質(zhì)聚集體。因此等離子體的基本構(gòu)成粒子不是陰、陽離子。

（3）等離子體是整體上呈電中性的氣態(tài)物質(zhì)，其中含有帶電粒子。

（V）

⑷液晶具有液體的流動性,在某些物理性質(zhì)方面具有類似晶體的各

向異性。（V）

―互動探究,

材料1氣態(tài)物質(zhì)在高溫或者在外加電場激發(fā)下,分子發(fā)生分解,產(chǎn)生

電子和陽離子等。這種由電子、陽離子和電中性粒子組成的整體上呈

電中性的物質(zhì)聚集體稱為等離子體。等離子體中的微粒帶有電荷且能

自由運(yùn)動，使等離子體具有良好的導(dǎo)電性,加之具有很高的溫度和流

動性，使得等離子體用途十分廣泛。

材料21888年,奧地利人萊尼采爾發(fā)現(xiàn)，苯甲酸膽留酯加熱達(dá)到熔

點(diǎn)后，先呈渾濁態(tài),再加熱達(dá)一定溫度時,渾濁態(tài)變透明清亮態(tài)。1889

年，德國人萊曼將上述熔點(diǎn)至澄清點(diǎn)溫度范圍內(nèi)的物質(zhì)狀態(tài)命名為液

晶，后稱熱致液晶。目前，液晶已有廣泛的應(yīng)用。

探究辨析等離子體與液晶

問題1：等離子體就是液態(tài)電解質(zhì)嗎?其存在狀態(tài)及構(gòu)成微粒是什么？

提示:不是。等離子體是一種特殊的氣態(tài)物質(zhì)，由電子、陽離子和電中

性粒子（分子或原子）構(gòu)成,整體呈電中性,而液態(tài)電解質(zhì)由陰離子和

陽離子或分子構(gòu)成。

問題2:液晶是“液”（液態(tài)）還是“晶"（固態(tài)）？

提示:液晶不是晶態(tài)也不是液態(tài),是介于液態(tài)和晶態(tài)之間的物質(zhì)狀態(tài)。

問題3:液晶有什么特殊的性質(zhì)？

提示:液晶既具有液體的流動性、黏度、形變性,又具有晶體的某些物

理性質(zhì)，如導(dǎo)熱性、光學(xué)性質(zhì)等。

問題4:說說你知道的在生產(chǎn)生活中等離子體、液晶的用途。

提示:等離子體可用于制造顯示器、進(jìn)行化學(xué)合成等,液晶用于顯示器、

合成高強(qiáng)度的液晶纖維用于航空和國防等。

B歸納拓展

液晶與等離子體的特征與應(yīng)用

聚

集

液晶等離子體

狀

態(tài)

在一定溫度范圍內(nèi)既具有

定由大量帶電微粒和中性微粒所組

液體的流動性,又具有晶體

義成的呈電中性的物質(zhì)聚集體

各向異性的聚集狀態(tài)

特表現(xiàn)出各向異性,液晶顯示

良好的導(dǎo)電性和流動性

征的驅(qū)動電壓低、功率小

重

切割金屬、代替手術(shù)刀進(jìn)行外科

要液晶顯示器、高強(qiáng)度液晶纖

手術(shù)、進(jìn)行化學(xué)合成、制造等離

應(yīng)維

子顯示器、核聚變的發(fā)生

用

西鹿組例練,

1.下列關(guān)于物質(zhì)聚集狀態(tài)的敘述中，錯誤的是（A）

A.物質(zhì)只有氣、液、固三種聚集狀態(tài)

B.氣態(tài)是高度無序的存在狀態(tài)

C.固態(tài)中的原子或者分子結(jié)合得較緊湊,相對運(yùn)動較弱

D.液態(tài)物質(zhì)的微粒間距離和作用力的強(qiáng)弱介于固、氣兩態(tài)之間,表現(xiàn)

出明顯的流動性

解析:物質(zhì)的聚集狀態(tài)，除了氣、液、固三態(tài)外,還有塑晶態(tài)、液晶態(tài)

和等離子體等,A錯誤;物質(zhì)處于氣態(tài)時，分子間距離大,分子運(yùn)動速度

快，體系處于高度無序狀態(tài),B正確;由物質(zhì)固態(tài)時微粒間距離較小可

判斷，固態(tài)中的原子或者分子結(jié)合得較緊湊,相對運(yùn)動較弱,C正確;對

液態(tài)物質(zhì)而言,分子相距比較近,分子間作用力也較強(qiáng),表現(xiàn)出明顯的

流動性,D正確。

2.1925年貝爾德在英國首次成功裝配出世界第一臺電視機(jī),短短幾十

年時間，電視機(jī)經(jīng)歷了從黑白到彩色,從手動到遙控,從平板電視機(jī)到

液晶電視機(jī)的發(fā)展歷程。下列關(guān)于液晶的敘述錯誤的是（C）

A.液晶是物質(zhì)的一種聚集狀態(tài)

B.液晶具有流動性

C.液晶和液態(tài)是物質(zhì)的同一種聚集狀態(tài)

D.液晶具有各向異性

解析:液晶是介于液態(tài)和晶態(tài)之間的一種特殊的聚集狀態(tài),A正確、C

錯誤;液晶既具有液體的流動性,又具有晶體的各向異性,B、D正確。

學(xué)習(xí)任務(wù)2辨析晶體與非晶體

，自主梳理」

1.晶體與非晶體的本質(zhì)差異

固體自范性微觀結(jié)構(gòu)

晶體原子在三維空間里呈周期性有序排列

非晶體無原子排列相對無序

Q微思考1具有規(guī)則幾何外形的固體，一定是晶體嗎？

提示:不一定。晶體規(guī)則的幾何外形是自發(fā)形成的。在人力作用下形

成的有規(guī)則幾何外形的固體不是晶體,如玻璃、塑料等相關(guān)制品。

2.晶體的特性

⑴自范性。

①定義：晶體能自發(fā)地呈現(xiàn)多面體外形的性質(zhì)。

②形成條件：晶體生長的速率適當(dāng)。

③本質(zhì)原因：晶體中粒子在微觀空間里呈現(xiàn)周期性的有序排列的宏觀

表象。

⑵各向異性：晶體在不同方向上表現(xiàn)許多物理性質(zhì)(如強(qiáng)度、導(dǎo)熱性、

光學(xué)性質(zhì)等)的差異。

(3)固定的熔點(diǎn)。

3.獲得晶體的途徑

獲取硫黃晶體

加熱自然冷卻

「硫黃粉一熔融態(tài)硫--------淡黃色的菱形硫黃晶體

獲取碘晶體

加熱時產(chǎn)生大量紫魚氣體；停止加熱,燒杯內(nèi)的紫色氣體

逐漸消退，最后消失，表面皿底部出現(xiàn)紫黑色晶體顆粒

獲取NaCl晶體

在燒杯底部慢慢析出立方體的無色晶體顆粒

飽和食鹽水一

Q微思考2在一定溫度下,將不規(guī)則的NaCl固體,放入飽和NaCl溶液中,

經(jīng)過一段時間,會發(fā)生什么變化?為什么？

提示:NaCl固體會變?yōu)橐?guī)則的立方體。因?yàn)槿芙夂徒Y(jié)晶是可逆過程，

根據(jù)晶體的自范性可知,在溶解和結(jié)晶的過程中，離子會自發(fā)地規(guī)則

排列,形成規(guī)則的立方體。

4.晶體與非晶體的測定方法

測定測熔點(diǎn)晶體有固定的熔點(diǎn)，非晶體沒有固定的熔點(diǎn)

方法可靠方法對固體進(jìn)行X射線衍射實(shí)驗(yàn)

8微診斷判斷正誤。

⑴晶體與非晶體的根本區(qū)別在于固體是否具有規(guī)則的幾何外形。

(X)

提示：晶體與非晶體的根本區(qū)別在于粒子在微觀空間里是否呈周期性

的有序排列。

(2)X射線衍射是最可靠的區(qū)分晶體和非晶體的方法。(V)

⑶用X射線衍射攝取石英玻璃和水晶的粉末得到的圖譜是相同的。

(X)

提示:石英玻璃為非晶態(tài)Si02,水晶為晶態(tài)SiO2,兩者研成粉末攝取的

X射線衍射圖譜不相同。

(4)晶體具有自范性,所以用紅熱的鐵針刺涂有石蠟的水晶柱面,熔化

的石蠟呈橢圓形。(X)

提示：晶體具有各向異性,水晶柱面不同方向的導(dǎo)熱性不同，故熔化的

石蠟呈橢圓形。

⑸晶體具有自范性,某些物理性質(zhì)會表現(xiàn)出各向異性。（V）

蜀互動探究,

探究晶體與非晶體的區(qū)別

問題1:根據(jù)固體的微觀結(jié)構(gòu)示意圖（圖I、II）判斷固體I、II的類

型。

提示:根據(jù)結(jié)構(gòu)圖可知，I中微粒呈周期性有序排列，為晶體；II中微

粒排列不規(guī)則,為非晶體。

問題2:圖III、IV是將固體加熱至熔化的T-t圖像，找出I、n與III、

IV的對應(yīng)關(guān)系并說明原因。

提示：圖ni為固體n加熱的圖像，圖w為固體I加熱的圖像。加熱晶體

I,溫度達(dá)到熔點(diǎn)時晶體I開始熔化,在全部熔化以前,繼續(xù)加熱,溫

度基本保持不變,完全熔化后,溫度才開始升高,所以晶體有固定的熔

點(diǎn),為圖iv。加熱非晶體n時,溫度升高到某一程度后非晶體n開始軟

化,流動性增強(qiáng),最后變?yōu)橐后w,從軟化到完全熔化，中間經(jīng)過較大的

溫度范圍,所以非晶體無固定的熔點(diǎn),為圖HL

問題3:食鹽和小蘇打都是粉末狀,它們是否為晶體?能否通過對小蘇

打加熱的方式加以驗(yàn)證？

提示:不能僅僅通過外觀判斷晶體和非晶體,非晶體經(jīng)過加工也能具

有規(guī)則的幾何外形。小蘇打加熱會分解,不能通過加熱的方式驗(yàn)證。

問題4:玻璃晶瑩剔透，某同學(xué)在網(wǎng)站上找到一張玻璃的結(jié)構(gòu)示意圖,

據(jù)圖判斷玻璃是否為晶體。

提示:該結(jié)構(gòu)示意圖顯示微粒排布不規(guī)則，沒有晶體的自范性，所以玻

璃為非晶體。

問題5:如何鑒別用玻璃仿造的假寶石？

提示:寶石為晶體,玻璃為非晶體,可以根據(jù)其不同的特性進(jìn)行鑒別，

如①利用X射線衍射實(shí)驗(yàn)鑒別；

②利用寶石的折光率鑒別；

③測試硬度,可在玻璃上刻畫出痕跡。

B歸納拓展

晶體與非晶體的比較

項目晶體非晶體

粒子周期性粒子排列

微觀結(jié)構(gòu)特征

有序排列相對無序

性自范性有沒有

質(zhì)熔點(diǎn)固定不固定

特各向異

有沒有

征性

鑒間接方看是否具有固定的熔點(diǎn)或根據(jù)某些物理性質(zhì)的各向

別法異性

方科學(xué)方

對固體進(jìn)行X射線衍射實(shí)驗(yàn)

法法

玻璃、

舉例NaCKL、SiO2>Na晶體等

橡膠等

f題組例練,

1.下列有關(guān)晶體常識的敘述錯誤的是（D）

A.水晶屬于晶體,有固定的熔點(diǎn),而玻璃無固定的熔點(diǎn),屬于非晶體

B.當(dāng)單一波長的X射線通過晶體時可以看到明顯的分立的斑點(diǎn)或者

明銳的衍射峰

C.晶體都具有自范性，自范性是晶體的本質(zhì)屬性

D.晶體都具有規(guī)則的幾何外形,而非晶體都不具有規(guī)則的幾何外形

解析:水晶的化學(xué)成分是二氧化硅,屬于晶體,而玻璃是混合物,屬于

非晶體,A正確；當(dāng)單一波長的X射線通過晶體時,可發(fā)生衍射,可以看

到明顯的分立的斑點(diǎn)或者明銳的衍射峰,B正確;在適宜條件下，晶體

能夠自發(fā)地呈現(xiàn)多面體外形的性質(zhì)，即晶體的自范性,C正確；晶體具

有規(guī)則的幾何外形，但非晶體也可能具有規(guī)則的幾何外形,如鉆石形

狀的玻璃制品,D錯誤。

2.不能夠支持石墨是晶體這一事實(shí)的選項是（A）

A.石墨和金剛石互為同素異形體

B.石墨中的碳原子呈周期性有序排列

C.石墨的熔點(diǎn)為3625℃

D.在石墨的X射線衍射圖譜上有明銳的衍射峰

解析:粒子在三維空間里呈周期性有序排列、有自范性、有固定的熔

點(diǎn)、物理性質(zhì)上體現(xiàn)各向異性、X射線衍射圖譜上有分立的斑點(diǎn)或明

銳的衍射峰等特征,都是晶體有別于非晶體的體現(xiàn),故B、C、D能夠支

持石墨是晶體這一事實(shí)。而是否互為同素異形體與是否為晶體這兩者

之間并無聯(lián)系,如炭黑也是金剛石、石墨的同素異形體,卻屬于非晶體,

故A不能支持石墨是晶體這一事實(shí)。

3.下列過程得到的固體不是晶體的是（B）

A.從熔融態(tài)以適當(dāng)速率凝固獲得的硫

B.將液態(tài)的玻璃冷卻后所得到的固體

C.凝華獲得的碘

D.從硫酸銅飽和溶液中析出的硫酸銅

解析:獲得晶體的一般途徑有三種,分別是熔融態(tài)物質(zhì)凝固、氣態(tài)物質(zhì)

冷卻不經(jīng)液態(tài)直接凝固（凝華）、溶質(zhì)從溶液中析出,A、C、D正確；由

于玻璃本來就屬于非晶體,熔融后再冷卻所得固體仍為非晶體,B錯誤。

Q思維建模

有關(guān)晶體與非晶體的比較問題的思維流程

尸弋規(guī)則的幾何外

非直||3體卜形、固定的熔

1I差W點(diǎn)、各向異性

自蚩性II微觀贏"

(本質(zhì))

學(xué)習(xí)任務(wù)3認(rèn)識晶胞及晶體結(jié)構(gòu)的測定

?自主梳理」

1.晶胞

描述晶體結(jié)構(gòu)的基本單元。

2.晶胞與晶體的關(guān)系

一般來說，晶胞都是平行六面體,整塊晶體可以看作是數(shù)量巨大的晶

胞“無隙并置”而成。

(1)“無隙”是指相鄰晶胞之間沒有任何間隙。

(2)“并置”是指所有晶胞都是平行排列的,取向相同。

⑶所有晶胞的形狀及其內(nèi)部的原子種類、個數(shù)及幾何排列是完全相

同的。

Q微思考3晶胞是晶體的最小重復(fù)單元,也是物質(zhì)最基本的構(gòu)成粒子

嗎？

提示:不是，物質(zhì)最基本的構(gòu)成粒子可以看成原子、分子、離子或原子

團(tuán)。不同晶胞中所含粒子的種類、個數(shù)不同。

3.晶胞中粒子數(shù)目的計算

平行六面體(立方體形)晶胞中粒子數(shù)目的計算。

(1)晶胞的頂角原子是8個晶胞共用的。

（2）晶胞棱上的原子是生個晶胞共用的。

⑶晶胞面上的原子是2個晶胞共用的。

如金屬銅的一個晶胞（如圖所示）均攤到的原子數(shù)為8X*X94。

-------8---------2----

銅晶胞

Q微思考4數(shù)一數(shù)NaCl晶胞分別有幾個Na+和C「。

提示:Cl「位于頂點(diǎn)和面心,共有4個。Na*位于棱上和體心,共有4個。

4.晶體結(jié)構(gòu)的測定

⑴儀器:測定晶體結(jié)構(gòu)最常用的儀器是X射線衍射儀。

⑵原理:當(dāng)單一波長的X射線通過晶體時,X射線和晶體中的電子相

互作用,會在記錄儀上產(chǎn)生分立的斑點(diǎn)或者明銳的衍射峰,而非晶體

沒有該現(xiàn)象。

（3）應(yīng)用：通過晶體的X射線衍射圖可獲知的信息有晶胞形狀和大小、

分子或原子在微觀空間有序排列呈現(xiàn)的對稱類型、原子在晶胞里的數(shù)

目和位置等。

!微診斷判斷正誤。

⑴晶胞是晶體結(jié)構(gòu)中的最小的重復(fù)單元。（V）

⑵不同的晶體中，晶胞的大小和形狀都相同。（X）

提示:不同晶體的構(gòu)成微粒不同，微粒的半徑不同，所以晶胞的大小不

同，晶胞的形狀可能相同。

⑶晶胞中任何一個粒子都屬于該晶胞。（X）

提示:處于晶胞內(nèi)部的粒子完全屬于該晶胞,處于頂點(diǎn)、面心和棱上的

粒子與其他晶胞共用。

⑷已知晶胞的組成就可推知晶體的組成。（V）

姮互動探究,

均攤法:若某個粒子為n個晶胞所共有,則該粒子的工屬于這個晶胞。

n

如長方體形（正方體形）晶胞中不同位置的粒子數(shù)的計算：

有q屬于

該晶胞

有人屬于

4

該晶胞

有/屬于

該晶胞

完全屬于

該晶胞

探究用均攤法計算晶胞中含有的粒子數(shù)目

問題1：如圖依次是金屬鈉（Na）、金屬鋅（Zn）、碘（II、金剛石（C）晶

胞的示意圖,數(shù)一數(shù),它們分別平均含幾個粒子？

提示：利用均攤法可計算題述晶胞中含有原子（分子）數(shù)分別為2、2、

8、8o

問題2:如圖所示，某六方晶系晶胞結(jié)構(gòu)如圖所示，其中所含粒子數(shù)目

為多少?寫出計算過程。

提示：12x2+3+2*2=6。

62

問題3:利用“鹵化硼法”可合成含B和N兩種元素的功能陶瓷，其晶

胞結(jié)構(gòu)示意圖如圖,計算每個晶胞中含有B原子的個數(shù)及該功能陶瓷

的化學(xué)式。

提示：晶胞中含有白球表示的B原子個數(shù)為8XJ+1=2,灰球表示的N

原子個數(shù)為1+4X；=2,所以每個晶胞中含有N原子和B原子各2個;N

4

的電負(fù)性大于B,所以該陶瓷的化學(xué)式為BNo

Q歸納拓展

⑴晶胞中粒子個數(shù)的計算。

關(guān)鍵是正確分析晶胞（或晶體結(jié)構(gòu)）中任意位置上的一個粒子被幾個

晶胞所共用。不同形狀的晶胞情況不同。如非長方體晶胞中的粒子均

攤情況舉例。

類型頂角貢獻(xiàn)棱上貢獻(xiàn)面上貢獻(xiàn)內(nèi)部貢獻(xiàn)

水平;；

141

六棱柱1

6豎立！2

正三水平;；

141

1

棱柱12豎立三2

6

⑵確定晶體化學(xué)式的方法。

觀察粒子種類一確定粒子在晶胞中的位置一用均攤法求各粒子的數(shù)

目一求各粒子的最簡個數(shù)比一確定化學(xué)式。

?題組例練,

題點(diǎn)一晶胞的理解辨析

1.下列有關(guān)晶胞的敘述錯誤的是（C）

A.晶胞是晶體結(jié)構(gòu)中最小的重復(fù)單元

B.不同晶體中晶胞的大小和形狀不一定相同

C.晶胞中的任何一個粒子都完全屬于該晶胞

D.已知晶胞的結(jié)構(gòu)可推知晶體的組成

解析：晶胞中的粒子有的并不完全屬于該晶胞,如氯化鈉晶胞,立方體

頂點(diǎn)的離子屬于該晶胞的只有OC錯誤。

2.整塊晶體可以看作是數(shù)量巨大的晶胞“無隙并置”而成。對這句話

的理解錯誤的是（B）

A.相鄰晶胞之間沒有任何間隙

B.晶體是晶胞簡單、隨意堆積而成

C.晶胞排列時，取向相同

D.“并置”是指所有晶胞都是平行排列的

解析：晶體并不是晶胞簡單、隨意堆積而成,而是晶胞平行排列而成的,

取向相同，且相鄰晶胞之間沒有任何間隙。

題點(diǎn)二晶體化學(xué)式的確定

3.下列結(jié)構(gòu)不屬于晶胞且對應(yīng)的化學(xué)式不正確的是(圖中：?一X,o-

Y)(B)

01司0

A.XYB.XYD.XY

2c.XY32

解析:A中X個數(shù)為8X；=1,Y個數(shù)為1,則化學(xué)式為XY,正確;B不屬于

O

晶胞,沒有形成重復(fù)的結(jié)構(gòu),不能確定其化學(xué)式,不正確;C中X個數(shù)為

4X咨,Y個數(shù)為4XJ+I=f,則化學(xué)式為XY3,正確;D中X個數(shù)為

8282

8X1=1,Y個數(shù)為2X卜"則化學(xué)式為X2Y,正確。

o42

4.(1)研究發(fā)現(xiàn)，只含鎂、鎂和碳三種元素的晶體竟然也具有超導(dǎo)性。

該新型超導(dǎo)晶體的一個晶胞如圖所示。

晶體的化學(xué)式是o

(2)元素銅的一種氯化物晶體的晶胞結(jié)構(gòu)如圖所示，該氯化物的化學(xué)

式是。

(3)某晶體結(jié)構(gòu)模型如圖所示。該晶體的化學(xué)式是

⑷有一種由鈦原子和碳原子構(gòu)成的氣態(tài)團(tuán)簇分子,如圖所示,頂角和

面心的原子是鈦原子,棱的中心和體心的原子是碳原子,它的化學(xué)式

為（填字母）。

A.Ti14cl3B.TiCC.Ti14C4D.Ti4C3

解析：（l）Mg處于晶胞的頂點(diǎn)上,故有8X：=1（個）;Ni處于晶胞的面心,

故有6X/3（個）；C處于晶胞的體心,完全屬于該晶胞,故該晶體的化

學(xué)式為MgCNi30

⑵晶胞中灰球代表的粒子數(shù)為4,白球代表的粒子數(shù)為6X^+8X：=4,

所以化學(xué)式為CuCl。

⑶晶胞中含有。原子的個數(shù)為6X1-3,含有Co原子的個數(shù)為8X1=1,

含有Ti原子的個數(shù)為1,故化學(xué)式為CoTiOao

（4）由題意知該物質(zhì)是氣態(tài)團(tuán)簇分子,故題目中圖示應(yīng)是該物質(zhì)的一

個完整的分子，由14個Ti原子和13個C原子構(gòu)成,A正確。

答案：（DMgCNis

（2）CuCl

（3）CoTi03

（4）A

題點(diǎn)三晶胞的相關(guān)計算

5.某晶體的晶胞如圖所示，這種晶體中A、B、C三種粒子數(shù)目之比是

B

o

oA

OB

?G

A.3：9：4B,1：4：2

C.2：9：4D,3：8：4

解析：由圖示可知該晶體晶胞的上下兩面為正三角形，因此處于頂點(diǎn)

的粒子為12個晶胞共用，故晶胞中A粒子的數(shù)目為6><方）;處于水平

棱上的粒子為4個晶胞共用，處于垂直棱上的粒子為6個晶胞共用，

故晶胞中B粒子的數(shù)目為6X；+3X92;C粒子完全屬于晶胞,數(shù)目為1。

46

由此可見,A、B、C三種粒子的數(shù)目之比為｝：2：1=1：4：2O

6.如圖是CsCl晶體的一個晶胞,相鄰的兩個Cs,的核間距為acm,設(shè)

NA為阿伏加德羅常數(shù)的值,CsCl的相對分子質(zhì)量用M表示,則CsCl晶

體的密度5?（^3）為（D）

NA?NA?a，

ss

NA?a7VA?a

解析：由均攤法求得csci晶胞含有i個cs+和1個cr,其質(zhì)量是善旗

再由相鄰的兩個Cs+的核間距為acm,求出該晶胞的體積是￡cm\所

以晶胞的密度是&g?cm;晶體的密度和晶胞的密度是相同的。

Q規(guī)律方法

立方晶胞中各物理量的關(guān)系

3

aXpXNA-nXM

a:表示晶胞的校長；

P:表示晶體的密度；

N：表示阿伏加德羅常數(shù)；

n:表示1mol晶胞中所含微粒的物質(zhì)的量；

業(yè)表示物質(zhì)的摩爾質(zhì)量；

a3XpXNA：表示1mol晶胞的質(zhì)量。

一知識整合提升?

相對

X非晶體

射

線

衍

射

在一定條件下,物質(zhì)的聚集狀態(tài)隨構(gòu)成物質(zhì)的微粒種類、微粒間相互

作用、微粒聚集程度的不同而有所不同，如物質(zhì)的不同聚集狀態(tài)有固

態(tài)、液態(tài)、氣態(tài)、晶態(tài)、非晶態(tài)、準(zhǔn)晶、等禺子體、液晶等。

⑴準(zhǔn)晶是一種無平移周期序但有嚴(yán)格準(zhǔn)周期位置序的獨(dú)特晶體,可

通過方法區(qū)分晶體、準(zhǔn)晶和非晶體。

命題解密與解題指導(dǎo)

情境解讀:以多種多樣的物質(zhì)聚集狀態(tài)為載體，考查晶體的鑒別方法、晶體的性質(zhì)特征、晶胞

分析與計算等。

⑵將一塊缺角的膽磯晶體懸置于飽和硫酸銅溶液中，一段時間后（溫

度不變），發(fā)現(xiàn)缺角的晶體變完整了。若溶劑不揮發(fā),則這段時間內(nèi)晶

體和溶液的質(zhì)量變化分別是、

（填“變大”“變小”“不變”或“不能確定”）。該變化過程中晶體

表現(xiàn)出性。

（3）Cu20為半導(dǎo)體材料,在其立方晶胞內(nèi)部有4個氧原子,其余氧原子

位于面心和頂點(diǎn)，則該晶胞中有個銅原子。

（4）已知:灼燒硫酸銅可以生成一種紅色晶體,其結(jié)構(gòu)如圖所示,則該

化合物的化學(xué)式是。

解析：（1）區(qū)分晶體、準(zhǔn)晶和非晶體可用X射線衍射的方法。（3）根據(jù)

“均攤法”計算，1個晶胞中含有的氧原子為4+6X；+8xJ=8（個），再

28

結(jié)合化學(xué)式Cu2O知，1個晶胞中含有16個銅原子。

答案：（1）X射線衍射（2）不變不變自范（3）16（4）Cu2O

*思路點(diǎn)撥：

（1）鑒別晶體與非晶體:X射線衍射實(shí)驗(yàn)。

（2）晶胞亨亨粒子鰲的分析方法:

觀察結(jié)構(gòu)T看清粒子求算結(jié)果|

觀察是否||看清粒子|根據(jù)頂點(diǎn)、

是t晶1|所在位置|棱、面、內(nèi)

胞結(jié)構(gòu)部位置求

課時作業(yè)

選題表

考查點(diǎn)基礎(chǔ)鞏固能力提升

物質(zhì)的聚集狀態(tài)1,3

晶體與非晶體2,4,5,6,11

13,14,15,

晶胞分析與計算7,8,9,10,12

16,17,18

f基礎(chǔ)鞏固」

1.等離子體的用途十分廣泛,運(yùn)用等離子體來切割金屬或者進(jìn)行外科

手術(shù)，其利用了等離子體的特點(diǎn)是（B）

A.微粒帶有電荷B.高能量

C.基本構(gòu)成微粒多樣化D.準(zhǔn)電中性

解析:運(yùn)用等離子體來切割金屬或者進(jìn)行外科手術(shù),是利用了等離子

體具有高能量的特點(diǎn)，故選Bo

2.如圖為一塊密度、厚度均勻的矩形樣品，長為寬的兩倍,若用多用電

表沿兩對稱軸測其電阻均為R,則這塊樣品一定是（D）

c

D

A.金屬B.半導(dǎo)體

C.非晶體D,晶體

解析：由于AB=2CD,而AB、CD間的電阻卻相等,說明樣品橫向（AB）與

縱向（CD）的導(dǎo)電性不同，具有各向異性,而晶體的特征之一是各向異

性,非晶體則不具有各向異性,故該樣品為晶體。

3.等離子體和液晶在工業(yè)、農(nóng)業(yè)、軍事、宇航、天體等方面有著非常

重要的應(yīng)用價值。下列關(guān)于它們的說法錯誤的是（C）

A.等離子體和液晶都是物質(zhì)的一種聚集狀態(tài)

B.液晶具有液體的流動性和晶體的各向異性

C.等離子體只含有離子

D.等離子體和液晶都可用于制造顯示器

解析:等離子體是由電子、陽離子和電中性粒子（分子或原子）組成的

整體上呈電中性的氣態(tài)物質(zhì)，液晶是介于液態(tài)和晶態(tài)之間的物質(zhì)狀

態(tài),A正確;在一定范圍內(nèi)存在液體流動性,也存在晶體各向異性的物

質(zhì)，稱之為液晶,B正確;等離子體中既有帶電的陽離子和電子,也有電

中性的分子或原子,C錯誤;等離子體和液晶可以分別用于制造等離子

體顯示器、液晶顯示器,D正確。

4.晶體與非晶體的本質(zhì)區(qū)別是（B）

A.晶體具有各向異性,而非晶體具有各向同性

B.晶體具有自范性,而非晶體沒有自范性

C.晶體具有固定的熔、沸點(diǎn)，而非晶體沒有固定的熔、沸點(diǎn)

D.晶體能使X射線產(chǎn)生衍射,而非晶體則不能

解析：易將晶體與非晶體的本質(zhì)區(qū)別及性質(zhì)區(qū)別混為一談。晶體與非

晶體的性質(zhì)差異是兩者本質(zhì)區(qū)別的外在表現(xiàn)。晶體具有自范性（本質(zhì)）,

而晶體的性質(zhì)是有固定的熔、沸點(diǎn)，能使X射線產(chǎn)生衍射等。分析此

類問題時,要分析晶體、非晶體的本質(zhì)與性質(zhì)，采用辯證的觀點(diǎn)分析問

題。同時也要注意不能用固體是否有規(guī)則的幾何外形來判斷其是否為

晶體。

5.下列說法正確的是（D）

A.所有物質(zhì)中均存在分子

B.任何一種物質(zhì)，不是晶體就是非晶體,不可能既會形成晶體又會形

成非晶體

C.將熔化的二氧化硅冷卻一定得到晶體

D.碘蒸氣凝華可得晶體碘

解析:氯化鈉、金剛石等物質(zhì)不含分子,A錯誤;物質(zhì)的聚集狀態(tài)除晶

態(tài)、非晶態(tài)外,還有塑晶態(tài)、液晶態(tài)等,B錯誤;形成晶體需要適當(dāng)?shù)?/p>

生長速度,C錯誤。

6.下列關(guān)于晶體的說法正確的是（D）

A.粉末狀的硝酸鉀固體沒有多面體外形,故為非晶體

B.晶體呈現(xiàn)自范性的過程是非自發(fā)的過程

C.瑪瑙和水晶皆為晶體,兩者都是熔融二氧化硅通過相同途徑凝固所

形成的

D.當(dāng)晶體生長速率適當(dāng)時才可得到規(guī)則的多面體外形

解析:有的固體粉末用肉眼看不到晶體外形，但在顯微鏡下卻可以看

到整齊規(guī)則的晶體外形,故A錯誤；晶體的規(guī)則幾何外形是自發(fā)形成

的，即晶體自范性的呈現(xiàn),故B錯誤;瑪瑙是熔融態(tài)SiOz快速冷卻形成

的,而水晶是熔融態(tài)SiO2緩慢冷卻形成的,故C錯誤;熔融態(tài)物質(zhì)冷卻

凝固速率過快只得到看不到規(guī)則外形的粉末或塊狀物,瑪瑙的形成就

是一個例子，故D正確。

7.下列對于某晶胞（如圖所示）的描述錯誤的是（C）

A.該晶胞是所在晶體內(nèi)最小的平行六面體

B.該晶胞的每個頂點(diǎn)上和每個面的面心上都各有一個粒子

C.平均每個晶胞中有14個粒子

D.含該晶胞的整塊晶體中，相鄰晶胞之間沒有任何間隙

解析：晶胞是最小的重復(fù)單元,A正確;由題圖可知,在晶胞的每個頂點(diǎn)

上和每個面的面心上都各有一個粒子,B正確;由于頂點(diǎn)為8個晶胞所

共有,面為2個晶胞所共有,所以平均每個晶胞中含有的粒子個數(shù)為

8X1+6X1=4,即平均每個晶胞中有4個粒子,C錯誤；晶胞是人為取出

o2

的結(jié)構(gòu)單元,實(shí)際上并不存在,整塊晶體中，相鄰晶胞之間無任何間

隙,D正確。

8.下列各項是晶體結(jié)構(gòu)中具有代表性的最小重復(fù)單元（晶胞）的排列

方式，圖中:。一X,?一Y,?一Z。其中對應(yīng)的化學(xué)式不正確的是（B）

XYX2YX3YXY3Z

ABCD

解析:A項中X、Y的位置、數(shù)目完全等同，化學(xué)式為XY,正確;B項中X、

Y的個數(shù)比為1：（8X》=1：1,化學(xué)式為XY,錯誤;C項中X的數(shù)目為

4X911,Y的數(shù)目為4X卜"化學(xué)式為XY,正確;D項中X的數(shù)目為

o2o23

8XJ=1,Y的數(shù)目為6X；=3,Z位于體心,數(shù)目為1,化學(xué)式為XY3Z,正確。

9.鉛、領(lǐng)、氧形成的某化合物可作為一種新型的厚膜電阻，成本低且

性能優(yōu)良,其立方晶胞結(jié)構(gòu)中,Pb處于頂點(diǎn),Ba處于體心,0處于棱邊

中心，該化合物的化學(xué)式為（A）

A.BaPbO3B.BaPbO2

C.Ba2PbO3D.BaPbO4

解析:根據(jù)均攤法可知,每個晶胞含有Pb的個數(shù)為8X^1,含有Ba的

個數(shù)為1,含有0的個數(shù)為12xi=3,故該化合物的化學(xué)式為BaPbO3,A

4

項正確。

10.如圖所示是硼和鎂形成的化合物的晶體結(jié)構(gòu)單元,鎂原子間形成

正六棱柱,且棱柱的上下底面各有一個鎂原子,6個硼原子位于棱柱內(nèi)。

則該化合物的化學(xué)式可表示為（B）

A.MgBB.MgB2C.Mg2BD.Mg3B2

解析:根據(jù)題給示意圖可知，位于正六棱柱頂點(diǎn)的鎂原子,屬于本“單

元”的為［；上下底面的鎂原子,屬于本“單元”的為a則該結(jié)構(gòu)單元

共有鎂原子數(shù)為2X6X如2X；=3;6個硼原子位于棱柱內(nèi)，均屬于本

OZ

“單元”。因此,該結(jié)構(gòu)單元的鎂原子與硼原子個數(shù)之比為3：6=1：

2,即化學(xué)式為MgB2o

11.非晶硅光電薄膜產(chǎn)業(yè)的研發(fā)成長,在轉(zhuǎn)換效率上，已逐漸接近于多

晶硅太陽能電池,發(fā)電成本僅為多晶硅的三分之一。預(yù)計非晶硅光電

薄膜產(chǎn)業(yè)的增長速率將比多晶硅太陽能產(chǎn)業(yè)更為快速,非晶硅薄膜技

術(shù)將成為今后太陽能電池的市場主流。

試探究下列問題。

⑴如圖中a、b是兩種硅的部分結(jié)構(gòu),請指出哪種是晶體硅,哪種是非

晶硅。

a:;bo

(2)下列有關(guān)晶體常識的相關(guān)說法中正確的是(填字母，下

同)O

A.玻璃是非晶體

B.固體粉末都是非晶體

C.晶體內(nèi)部質(zhì)點(diǎn)具有有序性,有固定的熔、沸點(diǎn)和各向異性

(3)下列有關(guān)說法正確的是o

A.瑪瑙與水晶的化學(xué)成分不同

B.雪花是由水蒸氣直接轉(zhuǎn)變而成的固體,雪花可能屬于晶體

C.不同的雪花外形不同,都可認(rèn)為是晶體

D.石英玻璃與水晶均屬于晶體

解析：(1)從粒子在微觀空間里是否有有序性和自范性角度觀察。(2)A

項,玻璃是一種無固定熔、沸點(diǎn)的非晶體,正確;B項,許多固體粉末不

能用肉眼觀察到晶體外形，但可通過光學(xué)顯微鏡或電子顯微鏡看到規(guī)

則的幾何外形,所以固體粉末也可能是晶體,錯誤;C項，晶體內(nèi)部質(zhì)點(diǎn)

具有有序性,有固定的熔、沸點(diǎn)和各向異性,正確。(3)A項，兩者化學(xué)

成分均是SiO2,均是二氧化硅晶體,瑪瑙是熔融態(tài)Si。2快速冷卻形成

的,水晶則是熱液緩慢冷卻形成的,錯誤;D項,石英玻璃是非晶態(tài)二氧

化硅,錯誤。

答案：(1)非晶硅晶體硅(2)AC(3)BC

12.X、Y、Z為前四周期的三種元素，回答以下問題。

(1)元素X位于第四周期,其基態(tài)原子的內(nèi)層軌道全部排滿電子,且最

外層電子數(shù)為2;元素Y基態(tài)原子的3p軌道上有4個電子。X與Y所

形成化合物晶體的晶胞如圖1所示。

①在1個晶胞中,X的數(shù)目為。

②該化合物的化學(xué)式為o

⑵元素Z的某價態(tài)離子Z"中所有電子正好充滿K、L、M三個電子層,

它與舊形成的晶體的晶胞結(jié)構(gòu)如圖2所示。

①該晶體的陽離子與陰離子個數(shù)比為0

②該晶體中，Z"中的n=o

③Z元素的原子序數(shù)是。

解析：（1）由題意知,X為Zn,Y為S,據(jù)此分析。①鋅與硫所形成的化合

物晶體的晶胞如圖1所示,Zn位于晶胞頂點(diǎn)和面心,則1個晶胞中Zn

的個數(shù)為8X96X；=4。②S位于晶胞內(nèi)部,每個晶胞含有4個,故此

晶胞中鋅與硫的個數(shù)比為1：1,該化合物的化學(xué)式為ZnS。

⑵①Z,立于晶胞的棱上,一個晶胞中Z"的數(shù)目為12X；=3,四位于晶

胞的頂角，一個晶胞中V的數(shù)目為8X：=1,故Z"+和V的個數(shù)比為3：lo

O

②由①可得晶體的化學(xué)式為Z3N,則Z"為Z+,故n=lo③因?yàn)閆+中所有

電子正好充滿K、L、M三個電子層，故K、L、M三個電子層上的電子

數(shù)分別為2、8、18,所以Z的原子序數(shù)是29。

答案：（1）①4②ZnS（2）①3：1②1③29

—能力提升,

13.如圖為甲、乙、丙三種晶體的晶胞：

下列說法正確的是（C）

A.甲晶體中X、Y兩種微粒個數(shù)比是1：1

B.乙晶體中A、B、C三種微粒的個數(shù)比是1：2：1

C.丙晶體中每個D周圍結(jié)合E的個數(shù)是8

D.乙晶體中每個A周圍結(jié)合B的個數(shù)是6

解析：由題圖可知，甲晶體中X的個數(shù)為1,Y的個數(shù)為4X9；,故X、Y

兩種微粒個數(shù)比是2：1,A錯誤；乙晶體中A的個數(shù)為8>4=1、B的個

O

數(shù)為6X]=3、C的個數(shù)為1,故A、B、C三種微粒的個數(shù)比是1：3：

1,B錯誤;丙晶體中每個D周圍結(jié)合E的個數(shù)是8,C正確；由題圖可知,

乙晶體中每個A周圍結(jié)合B的個數(shù)是12,D錯誤。

14.M是鐵和碳組成的二元合金,其晶胞結(jié)構(gòu)如圖所示。連接面心上鐵

原子構(gòu)成正八面體。已知摻入碳原子不改變鐵原子間的距離，晶胞棱

長為apm。下列說法錯誤的是（B）

A.每個鐵原子周圍與它相鄰且等距離的鐵原子有12個

B.該正八面體棱長為fapm

C.該晶胞中鐵、碳原子數(shù)之比為1：1

D.基態(tài)鐵原子有4