課時(shí)精講14-物質(zhì)的聚集狀態(tài)與晶體的常識(shí)(教師版)

第三章晶體結(jié)構(gòu)與性質(zhì)第一節(jié)物質(zhì)的聚集狀態(tài)與晶體的常識(shí)課時(shí)精講14物質(zhì)的聚集狀態(tài)與晶體的常識(shí)【目標(biāo)導(dǎo)航】1．了解非晶體和液晶。2．了解納米材料和等離子體。3．了解晶體的重要特征，簡(jiǎn)單了解晶體的分類。4．了解晶胞的概念，以及晶胞與晶體的關(guān)系，會(huì)用“切割法”確定晶胞中的粒子數(shù)目(或粒子數(shù)目比)和晶體的化學(xué)式。【知識(shí)導(dǎo)圖】一、等離子體1．定義。由大量帶電微粒(離子、電子)和中性微粒(原子或分子)所組成的物質(zhì)聚集體稱為等離子體。2．特點(diǎn)。等離子體中正、負(fù)電荷數(shù)大致相等，總體來(lái)看等離子體呈準(zhǔn)電中性。3．性質(zhì)。等離子體中的微粒帶有電荷且能自由運(yùn)動(dòng)，使等離子體具有很好的導(dǎo)電性，很高的溫度和流動(dòng)性。二、液晶1．定義。在一定的溫度范圍內(nèi)既具有液體的可流動(dòng)性，又具有晶體的各向異性的物質(zhì)稱液晶。2．性質(zhì)及原因性質(zhì)：液晶在折射率、磁化率、電導(dǎo)率等宏觀性質(zhì)方面表現(xiàn)各向異性。原因：液晶內(nèi)部分子的排列沿分子長(zhǎng)軸方向呈現(xiàn)出有序的排列。三、非晶體1．定義內(nèi)部原子或分子的排列呈雜亂無(wú)章的分布狀態(tài)的固體稱為非晶體。例如：橡膠、玻璃、石蠟、瀝青等。2．與晶體的區(qū)別最大區(qū)別：物質(zhì)內(nèi)部的微粒能否有序地規(guī)則排列。(1)晶體內(nèi)部微粒在空間按一定規(guī)律周期性重復(fù)排列而表現(xiàn)出長(zhǎng)程有序。(2)非晶體的內(nèi)部微粒的排列則是長(zhǎng)程無(wú)序和短程有序的。3．非晶體的優(yōu)異性能(1)某些非晶態(tài)合金的強(qiáng)度和硬度比相應(yīng)晶態(tài)合金的高。(2)某些非晶態(tài)合金在中性鹽溶液或酸性溶液中的耐腐蝕性比不銹鋼好。(3)非晶態(tài)硅對(duì)陽(yáng)光的吸收系數(shù)比單晶硅大。四、晶體1．概念：內(nèi)部微粒(原子、離子或分子)在空間按一定規(guī)律做周期性重復(fù)排列構(gòu)成的固體物質(zhì)。2．晶體的特性(1)自范性：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。(2)各向異性：晶體在不同的方向上表現(xiàn)出不同的物理性質(zhì)。(3)對(duì)稱性：晶體具有規(guī)則的幾何外形。(4)固定的熔、沸點(diǎn)：加熱晶體，溫度達(dá)到熔點(diǎn)時(shí)即開始熔化，在沒(méi)有全部熔化之前，繼續(xù)加熱，溫度不再升高，完全熔化后，溫度才繼續(xù)升高。(5)能使X射線產(chǎn)生衍射：利用這種性質(zhì)，人們建立了測(cè)定晶體的重要實(shí)驗(yàn)方法。五、晶體與非晶體晶體非晶體結(jié)構(gòu)特征結(jié)構(gòu)微粒周期性有序排列結(jié)構(gòu)微粒無(wú)序排列性質(zhì)特征自范性有無(wú)熔點(diǎn)固定不固定異同表現(xiàn)各向異性各向同性二者區(qū)別方法間接方法看是否有固定的熔點(diǎn)科學(xué)方法對(duì)固體進(jìn)行X-射線衍射實(shí)驗(yàn)六、晶體的分類(1)分類標(biāo)準(zhǔn)：根據(jù)晶體內(nèi)部微粒的種類和微粒間相互作用的不同。(2)分類晶體類型構(gòu)成微粒微粒間的相互作用實(shí)例離子晶體陰、陽(yáng)離子離子鍵NaCl金屬晶體金屬陽(yáng)離子、自由電子金屬鍵銅原子晶體原子共價(jià)鍵金剛石分子晶體分子分子間作用力冰七、獲得晶體的途徑獲得晶體的途徑氣態(tài)物質(zhì)冷卻不經(jīng)液態(tài)直接凝固(凝華)熔融態(tài)物質(zhì)凝固溶質(zhì)從溶液中析出八、晶胞概念晶體結(jié)構(gòu)中最小的重復(fù)單元形狀大小、形狀完全相同的平行六面體類型六方最密堆積——六方晶胞面心立方最密堆積——面心立方晶胞“切割法”計(jì)算某晶胞中的微粒，如果被n個(gè)晶胞所共有，則微粒的1/n屬于該晶胞九、晶胞中粒子數(shù)目的計(jì)算方法——切割法1．平行六面體晶胞2．非平行六面體晶胞晶胞中粒子對(duì)晶胞的貢獻(xiàn)視具體情況而定，如正六棱柱形晶胞，頂點(diǎn)上的每個(gè)微粒對(duì)晶胞的貢獻(xiàn)為eq\f(1,6)，水平棱邊為eq\f(1,4)，豎直棱邊為eq\f(1,3)，面為eq\f(1,2)，內(nèi)部為1?！拘≡嚺５丁颗袛嗾`(正確的打“√”，錯(cuò)誤的打“×”)。1．石英玻璃和水晶都是晶體()【答案】×【解析】石英玻璃是非晶態(tài)(玻璃態(tài))的SiO2，石英玻璃不是晶體，水晶是晶體。2．具有各向異性的固體可能是晶體()【答案】√【解析】晶體的許多物理性質(zhì)，如強(qiáng)度、導(dǎo)熱性、光學(xué)性質(zhì)等會(huì)表現(xiàn)出各向異性。3．粉末狀的固體肯定不是晶體()【答案】×【解析】許多粉末狀的固體用肉眼看不到晶體外形，但在光學(xué)顯微鏡或電子顯微鏡下可觀察到規(guī)則的晶體外形，說(shuō)明這些粉末狀的固體仍是晶體。4．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()【答案】×【解析】晶體與非晶體的根本區(qū)別在于粒子在微觀空間是否呈周期性的有序排列。5．X-射線衍射是最可靠的區(qū)分晶體和非晶體的方法()【答案】√【解析】區(qū)分晶體和非晶體最科學(xué)的方法是對(duì)固體進(jìn)行X一射線衍射實(shí)驗(yàn)。6．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()【答案】×【解析】石英玻璃為非晶態(tài)SiO2，水晶為晶態(tài)SiO2，二者研成粉末攝取的X射線衍射圖譜不相同。7．晶體與非晶體的本質(zhì)差異在于其是否具有自范性()【答案】×【解析】晶體與非晶體的根本區(qū)別在于其內(nèi)部粒子在空間上是否按一定規(guī)律做周期性重復(fù)排列。8．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()【答案】×【解析】晶體在導(dǎo)熱性中具有各向異性，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。9．晶體具有自范性，某些物理性質(zhì)會(huì)表現(xiàn)出各向異性()【答案】√【解析】晶體有自范性，在光學(xué)性質(zhì)或?qū)щ娦曰驘崤蛎浵禂?shù)或機(jī)械強(qiáng)度等方面表現(xiàn)為各向異性。10．等離子體和離子液體都具有良好的導(dǎo)電性()【答案】√【解析】等離子體和離子液體都具有良好的導(dǎo)電性。11．等離子體的基本構(gòu)成粒子只有陰、陽(yáng)離子【答案】×【解析】等離子體是由電子、陽(yáng)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(yáng)離子。12．等離子體是一種特殊的氣體，由陽(yáng)離子和電子兩部分構(gòu)成()【答案】×【解析】等離子體是由陽(yáng)離子和電子和電中性粒子組成的整體上呈中性的物質(zhì)聚集體。13．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()【答案】√【解析】等離子體是由大量的帶正電的粒子和帶負(fù)電的粒子組成的系統(tǒng)，整體是電中性。14．日光燈和霓虹燈的燈管里存在有具有良好流動(dòng)性和導(dǎo)電能力的等離子體()【答案】√【解析】等離子體由電子、陽(yáng)離子和電中性粒子組成，存在于日光燈和霓虹燈的燈管里、蠟燭火焰里、極光和雷電里等，具有良好流動(dòng)性和導(dǎo)電能力。15．液晶具有液體的流動(dòng)性，在某些物理性質(zhì)方面具有類似晶體的各向異性()【答案】√【解析】液晶是介于液態(tài)和晶態(tài)之間的物質(zhì)狀態(tài)，既具有液體的流動(dòng)性、粘度等，又具有晶體的某些物理性質(zhì)，如導(dǎo)熱性等表現(xiàn)出類似晶體的各向異性。16．電視和電腦的液晶顯示器使用的液晶材料屬于晶體，不能體現(xiàn)晶體的各向異性()【答案】×【解析】液晶分子的空間排列是不穩(wěn)定的，但具有各向異性，屬于非晶體。17．準(zhǔn)晶是一種無(wú)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(guò)X射線衍射方法區(qū)分晶體、準(zhǔn)晶體和非晶體()【答案】√【解析】X射線衍射方法是一種利用X射線衍射圖樣探索物質(zhì)微觀結(jié)構(gòu)和結(jié)構(gòu)缺陷的研究方法，能夠區(qū)分晶體、準(zhǔn)晶體和非晶體。18．納米晶體會(huì)有不同于大塊晶體的特性，主要原因是晶體的表面積增大()【答案】√【解析】納米晶體的表面積更大，因此有不同于大塊晶體的特性。19．納米材料包括納米顆粒與顆粒間的界面兩部分，兩部分都是有序的()【答案】×【解析】納米材料是長(zhǎng)程有序的晶狀結(jié)構(gòu)，界面卻是長(zhǎng)程有序和短程無(wú)序的結(jié)構(gòu)。20．純物質(zhì)有固定的熔點(diǎn)，但其晶體顆粒尺寸在納米量級(jí)時(shí)也可能發(fā)生變化()【答案】√【解析】純物質(zhì)有固定的熔點(diǎn)，但其晶體顆粒尺寸在納米量級(jí)時(shí)也可能發(fā)生變化?？键c(diǎn)一物質(zhì)的聚集狀態(tài)【例1】等離子體的用途十分廣泛，運(yùn)用等離子體來(lái)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()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【答案】B【解析】運(yùn)用等離子體來(lái)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)。【例2】有關(guān)液晶的敘述，不正確的是()A．液晶既具有液體的流動(dòng)性，又具有晶體的各向異性B．液晶最重要的用途是制造液晶顯示器C．液晶不是物質(zhì)的一種聚集狀態(tài)D．液晶分子聚集在一起時(shí)，其分子間相互作用很容易受溫度、壓力和電場(chǎng)的影響【答案】C【解析】從液晶的結(jié)構(gòu)特征看，液晶具有晶體的某些性質(zhì)，如各向異性。在電場(chǎng)作用下，液晶分子能夠沿電場(chǎng)方向排列，這也是制造液晶顯示器的依據(jù)。液晶是介于液態(tài)和固態(tài)之間的一種聚集狀態(tài)，故只有C選項(xiàng)錯(cuò)誤?！窘忸}技法】物質(zhì)的其他聚集狀態(tài)的物質(zhì)有非晶體、液晶、納米材料、等離子體。1．非晶體是指內(nèi)部原子或分子的排列呈雜亂無(wú)章的分布狀態(tài)的固體。2．液晶既具有液體的可流動(dòng)性，又具有像晶體那樣的各向異性，在折射率、磁化率、電導(dǎo)率等方面具有宏觀物體的性質(zhì)。3．納米材料是指三維空間尺寸至少有一維處于納米尺度的、具有特定功能的材料。4．等離子體中正、負(fù)電荷大致相等，總體來(lái)看等離子體呈準(zhǔn)電中性，等離子體具有很好的導(dǎo)電性?！緦?duì)點(diǎn)訓(xùn)練1】1．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(jià)值。下列關(guān)于它們的說(shuō)法錯(cuò)誤的是()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(dòng)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【答案】C【解析】A項(xiàng)，等離子體是由電子、陽(yáng)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；B項(xiàng)，在一定范圍內(nèi)存在液體流動(dòng)性，也存在晶體各向異性的物質(zhì)，稱之為液晶，B正確；C項(xiàng)，等離子體中既有帶電的陽(yáng)離子和電子，也有電中性的分子或原子，C錯(cuò)誤；D項(xiàng)，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。故選C。2．關(guān)于液晶的敘述中，錯(cuò)誤的是()A．液晶是物質(zhì)的一種聚集狀態(tài)B．液晶具有流動(dòng)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【答案】C【解析】液晶是固態(tài)、液態(tài)、氣態(tài)之外的一種聚集狀態(tài)，與液態(tài)不是同一種聚集狀態(tài)?？键c(diǎn)二晶體與非晶體【例3】下列有關(guān)晶體和非晶體的說(shuō)法中正確的是()A．具有規(guī)則幾何外形的固體均為晶體B．晶體具有自范性，非晶體沒(méi)有自范性C．晶體研碎后即變?yōu)榉蔷wD．將玻璃加工成規(guī)則的固體即變成晶體【答案】B【解析】晶體的規(guī)則幾何外形是自發(fā)形成的，有些固體盡管有規(guī)則的幾何外形，但由于不是自發(fā)形成的，所以不屬于晶體，因此，A、D選項(xiàng)錯(cuò)誤。組成晶體的粒子在三維空間呈現(xiàn)周期性的有序排列，因此，晶體研碎成小的顆粒仍然是晶體，所以C項(xiàng)錯(cuò)誤。自范性是晶體和非晶體的本質(zhì)區(qū)別，B項(xiàng)正確。【例4】通過(guò)下列操作獲得的物質(zhì)不是晶體的是 ()A．從熔融態(tài)以適當(dāng)速率凝固獲得的硫A．液態(tài)水急速冷卻到-108℃C．凝華獲得的碘D．從硫酸銅飽和溶液中析出的硫酸銅【答案】B【解析】獲得晶體的一般途徑有三種: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；液態(tài)水急速冷卻到-108℃得到的是玻璃態(tài)物質(zhì)，不屬于晶體，B錯(cuò)誤?！窘忸}技法】1．晶體的自范性：在適宜的條件下，晶體能夠自發(fā)地呈現(xiàn)封閉的、規(guī)則的多面體外形。2．晶體的各向異性：晶體在不同方向上表現(xiàn)出不同的物理性質(zhì)。3．晶體的對(duì)稱性：晶體具有規(guī)則的幾何外形?！緦?duì)點(diǎn)訓(xùn)練2】3．下列不屬于晶體的特點(diǎn)的是()A．一定有固定的幾何外形B．一定有各向異性C．一定有固定的熔點(diǎn)D．一定是無(wú)色透明的固體【答案】D【解析】晶體的特點(diǎn)有：有規(guī)則的幾何外形(由晶體的自范性決定)、固定的熔點(diǎn)及各向異性，但不一定是無(wú)色透明的固體，如紫黑色的碘晶體、藍(lán)色的硫酸銅晶體。4．金屬玻璃就是由金屬元素或金屬元素為主要成分的熔體通過(guò)快速冷卻得到的具有非晶態(tài)結(jié)構(gòu)的金屬固體。以下關(guān)于金屬玻璃的說(shuō)法正確的是 ()A．金屬玻璃能自發(fā)呈現(xiàn)多面體外形A．金屬玻璃具有固定的熔點(diǎn)C．鑒別金屬玻璃是否為晶體最可靠的科學(xué)方法為X射線衍射實(shí)驗(yàn)D．金屬玻璃是金屬與二氧化硅的混合物【答案】C【解析】金屬玻璃屬于類似于玻璃態(tài)的一種非晶體結(jié)構(gòu)，因此不能自發(fā)呈現(xiàn)多面體外形，A錯(cuò)誤；非晶體沒(méi)有固定的熔點(diǎn)，B錯(cuò)誤；鑒別晶體與非晶體最可靠的科學(xué)方法是進(jìn)行X射線衍射實(shí)驗(yàn)，C正確；金屬玻璃由金屬元素或金屬元素為主要成分的熔體通過(guò)快速冷卻形成的，與二氧化硅無(wú)關(guān)，D錯(cuò)誤?？键c(diǎn)三晶胞概念的理解【例5】下列有關(guān)晶胞的敘述，正確的是()A．所有的晶胞都是平行六面體B．不同的晶體中晶胞的大小和形狀都相同C．晶胞中的任何一個(gè)粒子都屬于該晶胞D．已知晶胞的組成就可推知晶體的組成【答案】D【解析】習(xí)慣采用的晶胞是平行六面體，A項(xiàng)不正確；相同晶體中晶胞的大小和形狀完全相同，不同晶體的晶胞大小一般不相同，B選項(xiàng)錯(cuò)誤；晶體中的粒子被若干個(gè)晶胞所共有不專屬于某個(gè)晶胞，C選項(xiàng)錯(cuò)誤；知道晶胞的組成，利用“分?jǐn)偡ā?，即可推知晶體的組成，D選項(xiàng)正確。【例6】F2和Xe在一定條件下可生成XeF2、XeF4和XeF6三種氟化氙，它們都是極強(qiáng)的氧化劑(其氧化性依次遞增)，都極易與水反應(yīng)。其中6XeF4＋12H2O=2XeO3＋4Xe↑＋24HF＋3O2↑，下列推測(cè)正確的是()黑球表示氙原子白球表示氟原子A．XeF2分子中各原子均達(dá)到八電子的穩(wěn)定結(jié)構(gòu)B．某種氟化氙的晶體結(jié)構(gòu)單元如上圖所示，可推知其化學(xué)式為XeF6C．XeF4按已知方式水解，每生成2molXe轉(zhuǎn)移8mol電子D．XeF2加入水中，在水分子的作用下，將重新生成Xe和F2【答案】C【解析】Xe原子已經(jīng)達(dá)到8電子穩(wěn)定，故XeF2不可能具有8電子穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，A不正確；根據(jù)平行六面體規(guī)律：Xe為8×1/8＋1＝2，F(xiàn)為8×1/4＋2＝4，故該晶體的化學(xué)式為XeF2，B項(xiàng)不正確；由于F的非金屬性最強(qiáng)，在XeF4中Xe的化合價(jià)為＋4價(jià)，生成2molXe轉(zhuǎn)移電子數(shù)為8mol，C項(xiàng)正確；F2有強(qiáng)的氧化性，能夠與水反應(yīng)，故XeF2與水反應(yīng)不可能生成F2，D項(xiàng)不正確。【解題技法】對(duì)晶胞的理解:“無(wú)隙”指相鄰的晶胞之間沒(méi)有任何間隙，一個(gè)晶胞與相鄰的晶胞完全共頂點(diǎn)、共棱、共面?！安⒅谩敝杆芯О际瞧叫信帕械?，取向相同。一個(gè)晶胞到另一個(gè)晶胞只需平移，不需轉(zhuǎn)動(dòng)?！巴耆韧敝竿痪w中所有晶胞的形狀、內(nèi)部的原子種類、個(gè)數(shù)及幾何排列完全相同。【對(duì)點(diǎn)訓(xùn)練3】5．下列有關(guān)晶胞的敘述中正確的是 ()A．晶胞的結(jié)構(gòu)就是晶體的結(jié)構(gòu)A．不同的晶體中，晶胞的大小和形狀都相同C．晶胞中的任何一個(gè)粒子都完全屬于該晶胞D．已知晶胞的組成就可推知晶體的組成【答案】D【解析】由晶胞的定義可知A錯(cuò)誤；相同晶體中晶胞的大小和形狀完全相同，不同晶體的晶胞大小和形狀不一定相同，B錯(cuò)誤；晶體中的大部分粒子被若干個(gè)晶胞所共有，不完全屬于某個(gè)晶胞，C錯(cuò)誤；知道晶胞的組成，利用“均攤法”即可推知晶體的組成，D正確。6．整塊晶體可以看作是數(shù)量巨大的晶胞“無(wú)隙并置”而成。對(duì)這句話的理解錯(cuò)誤的是()A．相鄰晶胞之間沒(méi)有任何間隙A．晶體是晶胞簡(jiǎn)單、隨意堆積而成C．晶胞排列時(shí)，取向相同D．“并置”是指所有晶胞都是平行排列的【答案】B【解析】晶體并不是晶胞簡(jiǎn)單、隨意堆積而成，而是晶胞平行排列而成的，且相鄰晶胞之間沒(méi)有任何間隙。考點(diǎn)四晶胞中粒子數(shù)目及晶體化學(xué)式的確定【例7】認(rèn)真下列示意圖，有關(guān)敘述不正確的是A．圖1表示由Li、Al、Si構(gòu)成的某三元化合物固態(tài)晶體結(jié)構(gòu)，該化合物化學(xué)式可表示為L(zhǎng)iAlSiB．圖2表示某藍(lán)色晶體[MxFey(CN)6]的陰離子的最小結(jié)構(gòu)單元，該晶體的化學(xué)式為MFe2(CN)6，M呈＋2價(jià)C．圖3表示金屬鎳與鑭(La)形成的合金晶胞結(jié)構(gòu)，該合金的化學(xué)式為L(zhǎng)aNi5D．圖4表示某種鐵化合物的晶胞如圖所示(硫原子均在晶胞內(nèi))，該物質(zhì)化學(xué)式為CuFeS2【答案】B【解析】A項(xiàng)，該晶胞中Li的個(gè)數(shù)為12×1/4+1=4，Al的個(gè)數(shù)為8×1/8+6×1/2=4，Si的個(gè)數(shù)為4，原子個(gè)數(shù)比為1:1:1，則該化合物化學(xué)式可表示為L(zhǎng)iAlSi，A正確；B項(xiàng)，由圖可推出晶體中陰離子的最小結(jié)構(gòu)單元中含F(xiàn)e2＋個(gè)數(shù)為：4×eq\f(1,8)＝eq\f(1,2)，同樣可推出含F(xiàn)e3＋個(gè)數(shù)也為eq\f(1,2)，CN－為12×eq\f(1,4)＝3，因此陰離子為[Fe2(CN)6]－，則該晶體的化學(xué)式只能為MFe2(CN)6，由陰、陽(yáng)離子形成的晶體為離子晶體，M的化合價(jià)為＋1價(jià)，B錯(cuò)誤；C項(xiàng)，由圖示可以看出，La原子均在晶體的8個(gè)頂點(diǎn)上，而Ni原子有1個(gè)在中心，另外的8個(gè)在面上，故La原子個(gè)數(shù)＝8×eq\f(1,8)＝1，Ni原子個(gè)數(shù)＝1＋8×eq\f(1,2)＝5，故化學(xué)式為L(zhǎng)aNi5，C正確；D項(xiàng)，晶胞中：Cu個(gè)數(shù)為8×eq\f(1,8)＋4×eq\f(1,2)＋1＝4；Fe個(gè)數(shù)為6×eq\f(1,2)＋4×eq\f(1,4)＝4，S原子個(gè)數(shù)為8個(gè)，F(xiàn)e、Cu、S個(gè)數(shù)比為4∶4∶8＝1∶1∶2，D正確?！纠?】KIO3晶體是一種性能良好的非線性光學(xué)材料，具有鈣鈦礦型的立體結(jié)構(gòu)，晶胞中K、I、O分別處于頂角、體心、面心位置，如圖所示，下列有關(guān)說(shuō)法正確的是 ()A．每個(gè)晶胞中含有8個(gè)K、6個(gè)O、1個(gè)IA．IO3-的空間構(gòu)型為四面體形C．與K緊鄰的O的個(gè)數(shù)為6個(gè)D．在KIO3晶胞結(jié)構(gòu)的另一種表示中，若I處于各頂角位置，O處于棱心位置，則K處于體心位置【答案】D【解析】K位于晶胞的頂點(diǎn)，O位于晶胞的面心，I位于晶胞的體內(nèi)，故每個(gè)晶胞中含有1個(gè)K、3個(gè)O、1個(gè)I，A錯(cuò)誤；IO3-中I的價(jià)層電子對(duì)數(shù)為3+7+1-2×32=4，I采取sp3雜化，則IO3-的空間構(gòu)型為三角錐形，B錯(cuò)誤；O位于面心，K位于頂點(diǎn)，與K緊鄰的O的個(gè)數(shù)為12個(gè)，C錯(cuò)誤；在KIO3晶胞結(jié)構(gòu)的另一種表示中，I處于各頂角位置，個(gè)數(shù)為8×18=1，O位于棱心位置，每個(gè)棱為4個(gè)晶胞共有，O個(gè)數(shù)為12×14=3，K的個(gè)數(shù)為1【解題技法】判斷晶胞中粒子個(gè)數(shù)的步驟:(1)長(zhǎng)方體形(正方體形)晶胞中不同位置的粒子對(duì)晶胞的貢獻(xiàn)(2)六方晶胞中不同位置粒子對(duì)晶胞的貢獻(xiàn)【對(duì)點(diǎn)訓(xùn)練4】7．下列是晶體結(jié)構(gòu)中具有代表性的最小重復(fù)單元(晶胞)的排列方式，其對(duì)應(yīng)的化學(xué)式正確的是(圖中：－X，●－Y，?－Z)()A．X2Y B．XY3C．XY3ZD．XYZ【答案】C【解析】A圖所示的晶胞中X的個(gè)數(shù)為1，Y的個(gè)數(shù)為8×eq\f(1,8)＝1，化學(xué)式為XY；B圖所示的晶胞中X的個(gè)數(shù)為1＋4×eq\f(1,8)＝eq\f(3,2)，Y的個(gè)數(shù)為4×eq\f(1,8)＝eq\f(1,2)，化學(xué)式為X3Y；C圖所示的晶胞中X的個(gè)數(shù)為8×eq\f(1,8)＝1，Y的個(gè)數(shù)為6×eq\f(1,2)＝3，Z的個(gè)數(shù)為1，化學(xué)式為XY3Z；D圖所示的晶胞中X的個(gè)數(shù)為8×eq\f(1,8)＝1，Y的個(gè)數(shù)為12×eq\f(1,4)＝3，Z的個(gè)數(shù)為1，化學(xué)式為XY3Z。8．金屬晶體中金屬原子有三種常見的堆積方式：六方堆積、面心立方堆積和體心立方堆積。a、b、c分別代表這三種晶胞的結(jié)構(gòu)，其晶胞a、b、c內(nèi)金屬原子個(gè)數(shù)比為()A．3∶2∶1B．11∶8∶4C．9∶8∶4 D．21∶14∶9【答案】A【解析】a晶胞中原子個(gè)數(shù)：12×eq\f(1,6)＋2×eq\f(1,2)＋3＝6(個(gè))，b晶胞中原子個(gè)數(shù)：8×eq\f(1,8)＋6×eq\f(1,2)＝4(個(gè))，c晶胞中原子個(gè)數(shù)：8×eq\f(1,8)＋1＝2(個(gè))，所以a、b、c晶胞中原子個(gè)數(shù)比為6∶4∶2＝3∶2∶1?？键c(diǎn)五晶胞的計(jì)算【例9】某鎂鋁尖晶石的晶胞由立方體A區(qū)和B區(qū)組成，其結(jié)構(gòu)如圖所示。若A區(qū)和B區(qū)中O2-與距離最近的頂點(diǎn)間的距離均為體對(duì)角線的，則下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是()A．該晶胞的體積為 B．與距離最近的O2-的數(shù)目為3C．O2-和O2-之間的最短距離為 D．該物質(zhì)的化學(xué)式為M【答案】B【解析】A項(xiàng)，A區(qū)、B區(qū)的棱長(zhǎng)均為，則晶胞棱長(zhǎng)為apm，故晶胞的體積為，A項(xiàng)正確；B項(xiàng)，根據(jù)A區(qū)和B區(qū)的結(jié)構(gòu)分析，位于O2-形成的正八面體中心，因此與距離最近的O2-的數(shù)目為6，B項(xiàng)錯(cuò)誤；C項(xiàng)，在A區(qū)和B區(qū)中4個(gè)O2-構(gòu)成正四面體結(jié)構(gòu)，兩個(gè)O2-之間的最短距離是小立方體面對(duì)角線的，因此O2-和O2-之間的最短距離為，C項(xiàng)正確；D項(xiàng)，將鄰近的A區(qū)和B區(qū)看作一個(gè)整體，該整體為晶胞的，其所含的M位于頂點(diǎn)、棱心和內(nèi)部，個(gè)數(shù)為，位于內(nèi)部，個(gè)數(shù)為4，O2-位于內(nèi)部，個(gè)數(shù)為8，則M、和O2-的個(gè)數(shù)比為1∶2∶4，故物質(zhì)的化學(xué)式為M，D項(xiàng)正確。故選B。【例10】某離子晶體晶胞的結(jié)構(gòu)如圖所示。X()位于立方體頂點(diǎn)，Y()位于立方體中心。試分析：(1)晶體的化學(xué)式為________。(2)晶體中距離最近的2個(gè)X與1個(gè)Y形成的夾角∠XYX是________。(3)設(shè)該晶體的摩爾質(zhì)量為Mg/mol，晶體的密度為ρg/cm3，阿伏加德羅常數(shù)的值為NA，則晶體中兩個(gè)距離最近的X之間的距離為________cm?！敬鸢浮?1)XY2或Y2X(2)109°28′(3)eq\r(2)eq\r(3,\f(M,2ρNA))【解析】(1)晶胞中，X的個(gè)數(shù)＝4×1/8＝1/2，Y在體內(nèi)，個(gè)數(shù)是1個(gè)，則X與Y的個(gè)數(shù)比是1∶2。(2)若將4個(gè)X連接，構(gòu)成1個(gè)正四面體，Y位于正四面體的中心，可聯(lián)系CH4的鍵角，知∠XYX＝109°28′。(3)摩爾質(zhì)量是指單位物質(zhì)的量的物質(zhì)的質(zhì)量，數(shù)值上等于該物質(zhì)的相對(duì)分子(或原子)質(zhì)量。由題意知，該晶胞中含有eq\f(1,2)個(gè)XY2或Y2X，設(shè)晶胞的邊長(zhǎng)為acm，則有ρa(bǔ)3NA＝eq\f(1,2)M，a＝eq\r(3,\f(M,2ρNA))，則晶體中兩個(gè)距離最近的X之間的距離為eq\r(2)eq\r(3,\f(M,2ρNA))cm。【解題技法】晶胞密度及微粒間距離的計(jì)算1．計(jì)算晶體密度的方法2．計(jì)算晶體中微粒間距離的方法【對(duì)點(diǎn)訓(xùn)練5】9．氯化鋁作為鋰離子電池負(fù)極材料具有很好的發(fā)展前景。它屬于填隙式氮化物，N原子部分填充在Mo原子立方晶格的八面體空隙中，晶胞結(jié)構(gòu)如圖所示，其中氮化鉬晶胞參數(shù)為anm。下列說(shuō)法正確的是()A．氮化鉬的化學(xué)式為MoN2B．兩個(gè)相鄰N原子最近的距離為C．晶體的密度D．每個(gè)鉬原子周圍與其距離最近的鉬原子有4個(gè)【答案】C【解析】A項(xiàng)，根據(jù)均攤原則，晶胞中N原子數(shù)為、Mo原子數(shù)為，氮化鉬的化學(xué)式為Mo2N，故A錯(cuò)誤；B項(xiàng)，兩個(gè)相鄰N原子最近的距離為面對(duì)角線的一半，數(shù)值為，故B錯(cuò)誤；C項(xiàng)，晶體的密度，故C正確；D項(xiàng)，根據(jù)晶胞圖，每個(gè)鉬原子周圍與其距離最近的鉬原子有12個(gè)，故D錯(cuò)誤；故選C。10．M原子的外圍電子排布式為3s23p5，與銅形成化合物的晶胞如圖所示(黑點(diǎn)代表銅原子)。(1)該晶體的化學(xué)式為________。(2)已知該晶體的密度為dg·cm－3，阿伏加德羅常數(shù)為NA，則該晶體中銅原子和M原子之間的最短距離為________________cm(只寫計(jì)算式)?！敬鸢浮?1)CuCl(2)eq\f(\r(3),4)×eq\r(3,\f(4×99.5,NA×d))或eq\f(\r(3,\f(4×99.5,NA×d)),2\r(2)sin54°44′)或eq\f(\r(3,\f(4×99.5,NA×d)),2\r(2)cos35°16′)【解析】(1)根據(jù)價(jià)電子排布式判斷出M原子為Cl原子，由晶胞結(jié)構(gòu)可知，Cu原子處于晶胞內(nèi)部，晶胞中含有4個(gè)Cu原子，Cl原子屬于頂點(diǎn)與面心上，晶胞中含有Cl原子數(shù)目為8×eq\f(1,8)＋6×eq\f(1,2)＝4，故化學(xué)式為CuCl。(2)一個(gè)晶胞的質(zhì)量為eq\f(64＋35.5×4,NA)g，晶胞體積為eq\f(64＋35.5×4g,NA·d)cm3，晶胞的邊長(zhǎng)為eq\r(3,\f(4×99.5,NA·d))cm，根據(jù)晶胞的結(jié)構(gòu)可知，銅原子和M原子之間的最短距離為立方體體對(duì)角線的eq\f(1,4)，而體對(duì)角線為晶胞邊長(zhǎng)的eq\r(3)倍，所以銅原子和M原子之間的最短距離為eq\f(\r(3),4)×eq\r(3,\f(4×99.5,NA·d))cm。1．下列關(guān)于等離子體的敘述中，錯(cuò)誤的是()A．是物質(zhì)的一種聚集狀態(tài)B．是一種混合物存在狀態(tài)C．具有導(dǎo)電性D．基本構(gòu)成微粒只有陰、陽(yáng)離子【答案】D【解析】根據(jù)等離子體的構(gòu)成，可知既有帶電的陰、陽(yáng)離子，也有中性的分子或原子，是個(gè)復(fù)雜的混合體系。2．高溫、紫外線、X射線和γ射線等都可以使氣體轉(zhuǎn)化為等離子體。下列敘述中不涉及等離子體的是()A．日光燈和霓虹燈的燈管中B．蠟燭的火焰中C．流星的尾部D．南極的冰山中【答案】D【解析】高溫下存在等離子體，日光燈、霓虹燈、蠟燭、流星都能形成高溫環(huán)境。3．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)則排列，水晶的基本構(gòu)成粒子按一定規(guī)律做周期性有序排列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【答案】B【解析】普通玻璃為非晶體，水晶為晶體，它們的根本區(qū)別在于內(nèi)部微粒是否按一定規(guī)律做周期性有序排列，即晶體具有自范性。兩種物質(zhì)在性質(zhì)上的差異正是其內(nèi)部結(jié)構(gòu)不同的體現(xiàn)。4．下列物質(zhì)具有自范性、各向異性的是()A．鋼化玻璃B．塑料C．水晶 D．陶瓷【答案】C【解析】晶體具有自范性和各向異性，鋼化玻璃、塑料、陶瓷均不屬于晶體。5．有關(guān)非晶體的描述，不正確的是()A．非晶體和晶體均呈固態(tài)B．非晶體內(nèi)部的粒子是長(zhǎng)程無(wú)序和短程有序C．非晶體結(jié)構(gòu)無(wú)對(duì)稱性、各向異性和自范性D．水晶屬于非晶體【答案】D【解析】水晶(SiO2)屬于原子晶體。8．下列各項(xiàng)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：○—X，●—Y，?—Z。其中對(duì)應(yīng)的化學(xué)式不正確的是()A．B．C．D．【答案】B【解析】A圖中X、Y原(離)子的位置、數(shù)目完全等同，化學(xué)式XY正確；B圖化學(xué)式應(yīng)為XY，不正確；C圖中X的數(shù)目為4×eq\f(1,8)＋1＝eq\f(3,2)，Y的數(shù)目為4×eq\f(1,8)＝eq\f(1,2)，化學(xué)式X3Y正確；D圖中X的數(shù)目為8×eq\f(1,8)＝1，Y的數(shù)目為6×eq\f(1,2)＝3，Z位于內(nèi)部，數(shù)目為1，化學(xué)式XY3Z正確。7．某晶體的晶胞如圖所示，A為陰離子，在正方體內(nèi)，B為陽(yáng)離子，分別