2024-2025學(xué)年新教材高中化學(xué)第3章不同聚集狀態(tài)的物質(zhì)與性質(zhì)第1節(jié)認(rèn)識晶體課件魯科版選擇性必修2

第3章不同聚集狀態(tài)的物質(zhì)與性質(zhì)第1節(jié)認(rèn)識晶體素養(yǎng)目標(biāo)學(xué)習(xí)要點(diǎn)1.通過了解晶體的重要特征,能說出晶體與非晶體的區(qū)別,形成宏觀辨識與微觀探析的化學(xué)核心素養(yǎng)。2.通過了解晶胞的概念,以及晶胞與晶體的關(guān)系,會用“切割法”確定晶胞中的微粒數(shù)目(或微粒數(shù)目比)和晶體的化學(xué)式。培養(yǎng)證據(jù)推理與模型認(rèn)知的化學(xué)核心素養(yǎng)。兩定義:晶體、非晶體兩特性:對稱性、各向異性兩區(qū)別:有無固定熔點(diǎn)、X射線衍射實驗知識點(diǎn)一晶體的特性基礎(chǔ)落實?必備知識全過關(guān)知識點(diǎn)一晶體的特性1.晶體與非晶體(1)晶體:內(nèi)部微粒(原子、離子或分子)在空間按一定規(guī)律做

排列構(gòu)成的固體物質(zhì)。如金剛石、食鹽、干冰等。

例如固體CO2(干冰)是晶體,CO2氣體不是晶體(2)非晶體:內(nèi)部微粒

排列的固體物質(zhì)。如橡膠、玻璃、石蠟等。

周期性重復(fù)無周期性重復(fù)2.晶體的特征

適宜條件自然形成,非人為雕刻(1)自范性:晶體在適宜的條件下可以自發(fā)地呈現(xiàn)封閉的、規(guī)則的多面體外形的性質(zhì)。(2)各向異性:晶體在不同的方向上表現(xiàn)出

的

性質(zhì),如強(qiáng)度、導(dǎo)熱性、光學(xué)性質(zhì)等。

(3)對稱性:晶體的外形具有一定的對稱性,如規(guī)則的食鹽晶體具有立方體外形,它既有

,也有

。

(4)晶體具有

的熔、沸點(diǎn)。

(5)能使X射線產(chǎn)生衍射。利用這種性質(zhì),人們建立了測定晶體結(jié)構(gòu)的重要實驗方法。不同物理對稱軸對稱面固定3.晶體的分類(1)分類依據(jù):根據(jù)晶體內(nèi)部微粒的種類及微粒間相互作用的不同,將它們分為

、

、

和

。(2)晶體類型晶體類型構(gòu)成微粒種類微粒間的相互作用實例離子晶體

NaCl金屬晶體

Cu共價晶體

金剛石分子晶體

冰離子晶體金屬晶體共價晶體分子晶體陰、陽離子離子鍵金屬原子金屬鍵原子共價鍵分子分子間作用力名師點(diǎn)撥晶體內(nèi)部的微粒在空間按照一定規(guī)律做周期性重復(fù)排列,且微粒的空間排布具有特定的對稱性,只有這樣才能使晶體在生長過程中依據(jù)內(nèi)部微粒的規(guī)則排列,形成規(guī)則的多面體幾何外形;內(nèi)部微粒在不同方向上排列的規(guī)律不同,從而使晶體具有各向異性。歸納總結(jié)晶體與非晶體的區(qū)別方法(1)間接方法:看是否有固定的熔點(diǎn);(2)科學(xué)方法:對固體進(jìn)行X射線衍射實驗。深度思考晶體與非晶體的本質(zhì)區(qū)別是什么?提示

固體內(nèi)部微粒在空間是否呈現(xiàn)周期性重復(fù)排列。

正誤判斷(1)有固定熔、沸點(diǎn)的物質(zhì)一定是晶體。(

)提示

晶體一定是固體,液態(tài)水也有固定的熔、沸點(diǎn),但液態(tài)水不是晶體,固態(tài)水才是晶體。(2)由玻璃制成規(guī)則的玻璃球,體現(xiàn)了晶體的自范性。(

)提示

玻璃并非晶體。(3)晶體有固定的組成,非晶體沒有固定的組成。(

)提示

有些無定形的非晶體也有固定的組成,例如單質(zhì)硅有晶體和無定形兩種。(4)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。(

)×××√重難突破?能力素養(yǎng)全提升探究角度1

晶體的性質(zhì)例1下列關(guān)于晶體性質(zhì)的敘述中,不正確的是(

)A.在適宜條件下,晶體能夠自發(fā)地呈現(xiàn)封閉、規(guī)則的多面體幾何外形B.破損的晶體能夠在固態(tài)時自動變成規(guī)則的多面體C.微觀粒子按一定規(guī)律做周期性重復(fù)排列決定了晶體的對稱性D.微觀粒子的排列具有特定的方向性決定了晶體的各向異性B解析

在適宜條件下,晶體能夠自發(fā)地呈現(xiàn)封閉的、規(guī)則的多面體形,這一適宜條件一般指的是自動結(jié)晶析出的條件,在固態(tài)時不能自動結(jié)晶,故B錯誤。歸納拓展

晶體形成的適宜條件:(1)固體溶質(zhì)從溶液中結(jié)晶析出:當(dāng)溶液達(dá)到過飽和時,才能析出晶體;(2)固體從熔體中結(jié)晶析出:當(dāng)溫度低于熔點(diǎn)時,晶體開始析出;(3)固體物質(zhì)從氣態(tài)不經(jīng)過液態(tài)直接冷卻凝華結(jié)晶析出:當(dāng)溫度低于熔點(diǎn)時,晶體開始析出。[對點(diǎn)訓(xùn)練1]下列敘述不屬于晶體特性的是(

)A.自發(fā)呈現(xiàn)封閉的、規(guī)則的多面體外形B.具有各向同性C.有對稱性D.有固定熔點(diǎn)B解析

晶體具有各向異性,而非各向同性,故B錯誤。

名詞解釋

晶體的各向異性,亦稱“非均質(zhì)性”,即沿晶格的不同方向,原子排列的周期性和疏密程度不盡相同,由此導(dǎo)致晶體在不同方向的物理性質(zhì)不同,在不同的方向所測得的性能如強(qiáng)度、導(dǎo)熱性、光學(xué)性質(zhì)等數(shù)值不同。探究角度2

晶體與非晶體的對比例2下列敘述中正確的是(

)A.具有規(guī)則幾何外形的固體一定是晶體B.具有特定對稱性的固體一定是晶體C.具有各向異性的固體一定是晶體D.依據(jù)構(gòu)成粒子的堆積方式可將晶體分為金屬晶體、離子晶體、分子晶體、共價晶體C解析

有些人工加工而成的非晶體也具有規(guī)則幾何外形和特定對稱性,故A、B兩項錯誤;具有各向異性的固體一定是晶體,C項正確;晶體可分為金屬晶體、離子晶體、分子晶體、共價晶體,依據(jù)的是構(gòu)成晶體的微粒的種類和微粒間相互作用的不同,故D項錯誤。[對點(diǎn)訓(xùn)練2]從我們熟悉的食鹽、金屬、冰到貴重的鉆石等都是晶體,而同樣透明的玻璃卻是非晶體。下列關(guān)于晶體和非晶體的本質(zhì)區(qū)別的敘述中,正確的是(

)A.是否具有固定的熔點(diǎn)B.是否具有固定組成C.是否具有美觀對稱的外形D.內(nèi)部基本構(gòu)成微粒是否按一定規(guī)律做周期性重復(fù)排列D解析

晶體有固定的熔點(diǎn),非晶體沒有固定的熔點(diǎn),但熔點(diǎn)不是晶體與非晶體的本質(zhì)區(qū)別,A不符合題意;具有固定組成的物質(zhì)也不一定是晶體,如某些無定形體(無定形二氧化硅)也有固定的組成,B不符合題意;有規(guī)則幾何外形或美觀對稱外形的固體不一定都是晶體,如玻璃制品可以塑造出規(guī)則的幾何外形,也可以具有美觀對稱的外形,C項不符合題意;晶體和非晶體的本質(zhì)區(qū)別在于其內(nèi)部粒子在微觀空間里是否呈現(xiàn)周期性的有序排列,故D正確。歸納總結(jié)

類型微觀結(jié)構(gòu)有無自范性各向性熔點(diǎn)晶體微粒在三維空間呈周期性重復(fù)排列有自范性各向異性固定非晶體微粒無周期性重復(fù)排列無自范性各向同性不固定本質(zhì)區(qū)別內(nèi)部微粒在空間是否呈現(xiàn)周期性重復(fù)排列知識點(diǎn)二晶體結(jié)構(gòu)的基本重復(fù)單元——晶胞基礎(chǔ)落實?必備知識全過關(guān)知識點(diǎn)二晶體結(jié)構(gòu)的基本重復(fù)單元——晶胞1.概念晶體結(jié)構(gòu)中

稱為晶胞。

2.形狀

如立方體、長方體等晶胞的形狀一般為平行六面體。3.晶胞的選取在保證

的前提下,依據(jù)晶胞

的原則進(jìn)行選取?；镜闹貜?fù)單元對稱性盡量簡潔4.晶胞與晶體的關(guān)系將一個個晶胞及其中包含的微粒上、下、前、后、左、右并置,就構(gòu)成了整個晶體結(jié)構(gòu)。因此,知道了晶胞的

和

以及晶胞中包含的微粒的

、

和

,就可以了解整個晶體的結(jié)構(gòu)。

大小形狀種類數(shù)目空間位置5.晶胞中微粒數(shù)目的計算——切割法(1)銅晶胞、銅晶胞中的原子及其切割示意圖對銅的晶胞而言,每個頂點(diǎn)上的微粒應(yīng)為

個晶胞共有,每個面心上的微粒應(yīng)為

個晶胞共有,銅晶胞中含有的銅原子數(shù)為

。

824(2)切割法計算微粒個數(shù)若每個微粒為n個晶胞(或晶體結(jié)構(gòu))所共有,則該微粒就有

個微粒屬于該晶胞(或晶體結(jié)構(gòu))。長方體(正方體)晶胞中粒子數(shù)的計算名師點(diǎn)撥晶胞的結(jié)構(gòu)類別(1)簡單立方:僅在平行六面體的8個頂點(diǎn)上有微粒。(2)體心立方:除8個頂點(diǎn)上有微粒外,平行六面體的體心還有一個微粒。(3)面心立方:除8個頂點(diǎn)和體心有微粒外,平行六面體的6個面的面心上都各有一個微粒。深度思考計算晶胞中的微粒數(shù)目為什么采用切割法?提示

整塊晶體可以看作是數(shù)量巨大的晶胞堆積而成。位于晶胞頂點(diǎn)、棱上、面上的微粒并不為一個晶胞所獨(dú)占,因此,需采用切割法。正誤判斷(1)晶胞中的任何一個粒子都完全屬于該晶胞。(

)提示

晶體中晶胞間是無隙并置的,晶胞頂點(diǎn)、棱上、面上的粒子為幾個晶胞共用。(2)已知晶胞的組成就可推知晶體的組成。(

)(3)由晶胞組成的晶體,其化學(xué)式表示一個分子中原子的數(shù)目。(

)提示

若為離子晶體,化學(xué)式只表示晶體中陰、陽離子的比例。(4)通過乙酸晶體的X射線衍射實驗,可以測得乙酸中原子空間排布。

(

)(5)晶體中的晶胞是無隙并置排列的,故沒有一個微粒完全屬于某一個晶胞。(

)提示

晶胞內(nèi)部的粒子完全屬于該晶胞?！痢獭痢獭林仉y突破?能力素養(yǎng)全提升探究角度1

晶體與晶胞的關(guān)系例1下列有關(guān)晶胞的敘述錯誤的是(

)A.晶胞是描述晶體結(jié)構(gòu)的基本單元B.整塊晶體中,相鄰晶胞之間沒有間隙C.晶胞一般都是平行六面體D.晶胞都是正八面體D解析

晶胞是描述晶體結(jié)構(gòu)的基本單元,A正確;整塊晶體可以看作是數(shù)量巨大的晶胞“無隙并置”而成,“無隙”是指相鄰晶胞之間沒有任何間隙,B正確;常規(guī)的晶胞一般都是平行六面體,C正確、D錯誤?！咀兪皆O(shè)問】所有的晶胞的形狀都是平行六面體嗎?提示

不是。晶胞可以分為素晶胞和復(fù)晶胞,素晶胞是體積最小的平行六面體,中學(xué)階段一般只討論素晶胞,即平行六面體。探究角度2

晶胞中粒子數(shù)目和化學(xué)式的確定例2硼和鎂形成的化合物刷新了金屬化合物超導(dǎo)溫度的最高紀(jì)錄。如圖所示是該化合物的晶體結(jié)構(gòu):鎂原子間形成正六棱柱,且棱柱的上、下底面還各有一個鎂原子;6個硼原子位于棱柱內(nèi)。則該化合物的化學(xué)式為(

)A.MgB

B.MgB2C.Mg2B D.Mg3B2B解析

棱柱內(nèi)硼原子數(shù)為6,鎂原子位于上、下面心(2個)及12個頂點(diǎn),共有鎂原子數(shù)為2×

+12×

=3,則鎂、硼原子個數(shù)之比為1∶2。歸納拓展

六棱柱形晶體結(jié)構(gòu)中不同位置的粒子數(shù)的計算

[對點(diǎn)訓(xùn)練]已知鑭鎳合金LaNin的晶體結(jié)構(gòu)如下圖,則LaNin中n為(

)A.7 B.6C.4 D.5D學(xué)以致用·隨堂檢測全達(dá)標(biāo)1234題組1晶體的性質(zhì)1.晶體具有各向異性。如藍(lán)晶石(Al2O3·SiO2)在不同方向上的硬度不同;又如石墨在與層垂直的方向上的電導(dǎo)率是在與層平行的方向上的電導(dǎo)率的

。晶體的各向異性主要表現(xiàn)在(

)①硬度②導(dǎo)熱性③導(dǎo)電性④光學(xué)性質(zhì)A.①③

B.②④C.①②③ D.①②③④D解析

晶體的各向異性主要表現(xiàn)在物理性質(zhì)方面。

12342.晶體具有周期性的微觀結(jié)構(gòu)。下列與晶體相關(guān)的說法中錯誤的是(

)A.晶胞是晶體結(jié)構(gòu)中最小的重復(fù)單元B.某固體是不是晶體,可利用X射線衍射儀判斷C.CuSO4溶液蒸發(fā)結(jié)晶得到的固體粉末一定屬于晶體D.晶體達(dá)到熔點(diǎn)后,從開始熔化到完全熔化前,溫度保持不變C解析

晶體是由無數(shù)的晶胞所組成,即晶胞是晶體中的最小的結(jié)構(gòu)重復(fù)單元,故A正確;晶體是由大量微觀物質(zhì)單位(原子、離子、分子等)按一定規(guī)則有序排列的結(jié)構(gòu),可以使X光發(fā)生有規(guī)律的衍射,而非晶體固體則不能,故B正確;CuSO4溶液蒸發(fā)結(jié)晶得到的是CuSO4·5H2O藍(lán)色晶體而不是粉末,故C錯;晶體有固定的熔點(diǎn),熔化過程中,溫度保持不變,故D正確。1234題組2晶胞中粒子數(shù)目和化學(xué)式的確定3.利用反應(yīng)