第三章物質(zhì)的聚集狀態(tài)與物質(zhì)性質(zhì)

1、第三章 物質(zhì)的聚集狀態(tài)與物質(zhì)性質(zhì)數(shù)形結(jié)合思想：數(shù)與形是數(shù)學(xué)教學(xué)研究對(duì)象的兩個(gè)側(cè)面，把數(shù)量關(guān)系和空間形式結(jié)合 起來(lái)去分析問題、解決問題，就是數(shù)形結(jié)合思想。“數(shù)形結(jié)合”可以借助簡(jiǎn)單的圖形、符號(hào)和文字所作的示意圖，促進(jìn)學(xué)生形象思維和抽象思維的協(xié)調(diào)發(fā)展，溝通知識(shí)之間的聯(lián)系，從復(fù)雜的數(shù)量關(guān)系中凸顯最本質(zhì)的特征。將立體幾何圖形和化學(xué)分子模型聯(lián)系起來(lái)，將化學(xué)問題抽象為數(shù)學(xué)問題來(lái)解決，達(dá)到了考查思維能力的較高層次。正確認(rèn)識(shí)晶體的幾何外形，分析晶體中各微粒在晶胞中所處的位置是掌握晶體的空間構(gòu)型的基礎(chǔ)。本章導(dǎo)讀知識(shí)要點(diǎn)重要指數(shù)鏈接考題學(xué)習(xí)策略1. 各類晶體物理性質(zhì)的比較例10、（06上海）例7、（05上海）例2、

2、（06廣東）例3、（06上海）掌握晶體的物理性質(zhì)2. 化學(xué)鍵類型和晶體類型的判斷例1、(06全國(guó))例6、（06四川）了解一是由物質(zhì)的物理性質(zhì)或粒子間相互作用力來(lái)確定，二是依據(jù)晶體的物理性質(zhì)來(lái)確定3. 晶體結(jié)構(gòu)及信息遷移式試題例9、（06江蘇）例8、（06江蘇）例5、（06天津）例4、（06江蘇）能根據(jù)晶體的各種物理性質(zhì)確定晶體硬度大小，熔沸點(diǎn)高低順序，會(huì)比較晶體熔沸點(diǎn)的高低第一節(jié) 認(rèn)識(shí)晶體精彩圖文導(dǎo)入具有鮮艷深藍(lán)色的透明鉆石，是稀世珍品，大粒者世界上僅有幾顆，名鉆“希望”，就是其中之一。 現(xiàn)存于世的鉆石“希望”，重45.52克拉，具有權(quán)其罕見的深藍(lán)色。據(jù)說(shuō)，它不僅藍(lán)得美麗，而且似乎發(fā)射出一股兇

3、惡的光芒，這可能是因?yàn)樵谒窍衩造F一樣的歷史中，充滿了奇特和悲慘的經(jīng)歷，它總是給它的主人帶來(lái)難以抗拒的噩運(yùn)之故。而現(xiàn)在這顆歷盡坎坷，蒙受了無(wú)數(shù)不白之冤的美麗藍(lán)鉆“希望”，得到了它適宜的歸宿。溫斯頓將它作為禮物捐獻(xiàn)給了國(guó)家，它現(xiàn)在藏于美國(guó)華盛頓的史密森研究所。從此，它再也不是炫耀豪華和財(cái)富，或增加個(gè)人嬌美的裝飾品了，而是成了科學(xué)研究的標(biāo)本。隨著人們生活水平的不斷提高，寶石也逐漸走進(jìn)了尋常百姓家。由于寶石價(jià)格昂貴，一些不法商販常常以假充真、以次充好欺騙消費(fèi)者。而一旦購(gòu)入了假寶石，則會(huì)給消費(fèi)者帶來(lái)很大的經(jīng)濟(jì)損失。要想鑒別真假寶石，我們必需了解寶石的結(jié)構(gòu)，寶石就是我們常見的晶體之一，那么究竟什么樣的物

4、質(zhì)才能稱為晶體？晶體具有什么樣的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)？高手支招之一：細(xì)品教材一、晶體的特性1.晶體與非晶體：（1）晶體定義：內(nèi)部粒子（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)。如：食鹽、干冰、金剛石等。（2）非晶體定義：內(nèi)部原子或分子的排列呈現(xiàn)雜亂無(wú)章的分布狀態(tài)的固體物質(zhì)。如：橡膠、松香、玻璃等。例1：下列物質(zhì)屬于晶體的是( )A.橡膠 B.玻璃 C.食鹽 D.水晶解析：固體有晶體和非晶體之分，晶體是內(nèi)部微粒（原子、離子和分子）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)，食鹽、冰、金屬、寶石、水晶、大部分的礦石等都是晶體；非晶體的內(nèi)部原子或分子的排列呈現(xiàn)雜亂無(wú)章的分布狀態(tài)，如

5、玻璃、橡膠等都是非晶體。答案：CD高手筆記：注意晶體和非晶體都是針對(duì)固體來(lái)說(shuō)的。2.晶體的特性（1）具有規(guī)則的幾何外形在適宜的條件下，晶體能夠自發(fā)的呈現(xiàn)封閉的規(guī)則的多面體外形，這稱為晶體的自范性。非晶態(tài)物質(zhì)沒有這個(gè)特性。有規(guī)則的幾何外形是指物質(zhì)在凝固或從溶液中結(jié)晶的自然生長(zhǎng)過(guò)程中，能自發(fā)地形成規(guī)則的多面體外形，而不是指加工成某種特定的幾何形狀。所謂自范性即“自發(fā)”進(jìn)行，但這里得注意，“自發(fā)”過(guò)程的實(shí)現(xiàn)仍需一定的條件。例如：水能自發(fā)地從高處流向低處，但不打開攔截水流的閘門，水庫(kù)里的水不能下瀉。其中最重要的條件是晶體的生長(zhǎng)速率適當(dāng)。例如同樣是熔融態(tài)的二氧化硅，快速的冷卻得到瑪瑙，而緩慢冷卻得到水晶

6、過(guò)程。高手筆記： 晶體形成的一段途徑：a.熔融態(tài)物質(zhì)凝固；b.氣態(tài)物質(zhì)冷卻不經(jīng)液態(tài)直接凝固（凝華）；c.溶質(zhì)從溶液中析出。（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)即各項(xiàng)異性。如：例如：藍(lán)晶石（Al2O3SiO2）在不同方向上的硬度不同；石墨在與層垂直的方向上的導(dǎo)電率與層平行的方向上的導(dǎo)電率1104。高手筆記：對(duì)于晶體來(lái)說(shuō),許多物理性質(zhì)：如導(dǎo)電性、導(dǎo)熱性、膨脹系數(shù)、折光率、硬度、光學(xué)性質(zhì)等，因研究角度不同而產(chǎn)生差異，即為各向異性。好比同一幅圖案來(lái)說(shuō),從不同的方向?qū)徱?也會(huì)產(chǎn)生不同的感受。（3）晶體具有特定的對(duì)稱性高手筆記：晶體的特征除了具有規(guī)則幾何外形、各向異性、對(duì)稱性外，還具有固定

7、的熔、沸點(diǎn)等其他特征。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.晶體與非晶體的根本區(qū)別在于是否具有規(guī)則的幾何外形。C.具有各向異性的固體一定是晶體。D.晶體、非晶體具有固定的熔點(diǎn)解析：晶體與非晶體的根本區(qū)別在于其內(nèi)部微粒在空間是否按一定規(guī)律做到周期性重復(fù)排列。晶體所具有的規(guī)則幾何外形、各向異性和特定的對(duì)稱性是其內(nèi)部微粒規(guī)律性排列的外部反映，因此B錯(cuò)。有些人工加工而成的固體也具有規(guī)則幾何外形和高度對(duì)稱性，但具有各向異性的固體一定是晶體，所以A錯(cuò)，C正確。晶體具有固定的熔點(diǎn)而非晶體不具有固定的熔點(diǎn)。答案：C3.晶體的分類根據(jù)晶體內(nèi)部微粒的種類和微粒間的相互作用的不同

8、，可將晶體分為離子晶體、金屬晶體、原子晶體和分子晶體。對(duì)于常見的晶體，例如：氯化鈉是Na+與Cl-通過(guò)離子鍵形成的晶體稱為離子晶體；金屬銅是以金屬鍵為基本作用所形成的晶體，稱為金屬晶體；金剛石是碳原子間完全通過(guò)共價(jià)鍵形成的晶體稱為原子晶體；冰是水分子間通過(guò)分子間相互作用形成的晶體稱為分子晶體。高手筆記：關(guān)于晶體四種類型的劃分要把握住兩點(diǎn)：“微粒種類”和“微粒間相互作用”不同。例3.將晶體劃分為離子晶體、金屬晶體、原子晶體和分子晶體的本質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)是（ ）A基本構(gòu)成微粒種類 B 晶體中最小重復(fù)結(jié)構(gòu)單元的種類C微觀粒子的密堆積種類 D晶體內(nèi)部微粒的種類及微粒間相互作用的種類解析：根據(jù)晶體內(nèi)部微粒的種類和

9、微粒間的相互作用的不同，可將晶體分為離子晶體、金屬晶體、原子晶體和分子晶體。二、晶體結(jié)構(gòu)的堆積模型探究與交流：X射線衍射實(shí)驗(yàn)測(cè)定的結(jié)果表明，組成晶體的微粒在空間為什么大都服從緊密堆積原理？因?yàn)榉謩e借助于沒有方向性的金屬鍵、離子鍵和分子間相互作用形成的金屬晶體、離子晶體和分子晶體的結(jié)構(gòu)中，都趨向于使原子或分子吸引盡可能多的原子或分子分布于周圍，并以密堆積的方式降低體系的能量，使晶體變得比較穩(wěn)定。高手筆記：對(duì)密堆積原理的理解應(yīng)注意：各類晶體的構(gòu)成微粒為什么盡可能采取密堆積的形式形成晶體？晶體的構(gòu)成微粒采取密堆積的形式形成晶體可以提高空間利用率，降低體系能量，整個(gè)體系的能量越低，所形成的晶體就越穩(wěn)定

10、。1.等徑圓球的密堆積由于金屬鍵沒有方向性，每個(gè)金屬原子中的電子分布基本是球?qū)ΨQ的，所以可以把金屬晶體看成是由直徑相等的圓球的三維空間堆積而成的。等徑圓球的密堆積方式有A3型最密堆積和A1最密堆積。在密堆積中，一個(gè)原子或離子周圍所鄰接的原子或離子的數(shù)目稱為配位數(shù)。等徑圓球在一列上進(jìn)行緊密堆積的方式只有一種，即所有的圓球都在一條直線上排列。等徑圓球在一個(gè)平面上進(jìn)行最緊密堆積排列有一種，即只有當(dāng)每個(gè)等徑圓球與周圍其它六個(gè)球相接觸時(shí)，才能做到最緊密堆積，這稱為密置層。每個(gè)等徑圓球與其它六個(gè)球相接觸。取、兩個(gè)等徑圓球密置層，將層放在層上面。要做最密堆積使空隙最小也只有一種唯一堆積方式，就是將兩個(gè)密置平

11、行地錯(cuò)開一點(diǎn)，使層的球的投影位置正落在層中三個(gè)球所圍成的空隙的中心上，并使兩層緊密接觸，稱為密置雙層（見上圖）。在密置雙層的基礎(chǔ)上再堆積第三層時(shí)，一種堆積方式是第三層與第一層相同，第3層與第1層的圓球球心相對(duì)應(yīng)，第3層相當(dāng)于第1層，之后的第4、6、8個(gè)密置層的圓球正好與第2層相對(duì)應(yīng)，第5、7、9個(gè)密置層都與第1層相對(duì)應(yīng)，這樣形成了“ABABAB”堆積，稱為六方堆積，又稱為A3型緊密堆積。另一種堆積方式是第三層小球的球心正好落在第一層球形成的另一類空隙的中心，這樣形成了“ABCABCABC”堆積，稱為面心立方堆積，又稱為A1型緊密堆積。高手筆記：（1）在A1和A3型結(jié)構(gòu)的金屬單質(zhì)晶體中，每個(gè)金屬

12、原子的配位數(shù)均為12，即每個(gè)原子是與12個(gè)原子（同一密置層中六個(gè)原子，上、下層中各三個(gè)原子）相鄰接。這兩種堆積方式是在等徑圓球密堆積中最緊密的，配位數(shù)最高，空隙最小2.非等徑圓球的密堆積由離子構(gòu)成的晶體可視為不等徑圓球的密堆積，即將不同半徑的圓球的堆積看成是大球采取等徑圓球密堆積，小球填入大球的空隙。在分子晶體中，由于范德華力沒有方向性和飽和性，因此分子間盡可能采取密堆積方式，但分子的排列與分子形狀有關(guān)，例如干冰中直線型的二氧化碳分子在空間是以A1型密堆積方式形成晶體的。原子晶體中微粒間以共價(jià)鍵結(jié)合進(jìn)行堆積時(shí)，由于共價(jià)鍵具有方向性和飽和性，就決定了原子周圍的其他原子的數(shù)目和堆積方向是一定的，所

13、以原子晶體不符合密堆積原理。高手筆記：密堆積模型適合于靠無(wú)方向性的化學(xué)鍵形成的晶體。分子晶體由于不是等徑圓球，而是有一定的形狀和結(jié)構(gòu)，因此分子晶體采取盡可能密堆積的結(jié)構(gòu)。但有些分子晶體分子間靠氫鍵結(jié)合形成晶體，如苯甲酸晶體、冰等。氫鍵是有方向性的，因此與原子晶體類似，一個(gè)分子周圍其他分子的數(shù)目和位置是一定的，不采取密堆積結(jié)構(gòu)。例3：下列敘述，不正確的是（ ）A.氯化鈉的晶體結(jié)構(gòu)為非等徑圓球密堆積B.晶體盡量采取緊密堆積方式，以使其變得比較穩(wěn)定C.因?yàn)楣矁r(jià)鍵有飽和性和方向性，所以原子晶體不遵循“緊密堆積”原則D.金屬銅和鎂均以ABAB方式堆積解析：在NaCl晶體中，半徑較大的Cl按A1型方式進(jìn)行

14、最密堆積，Na+填在Cl所構(gòu)成的空隙中，因此NaCl晶體結(jié)構(gòu)為非等徑圓球密堆積，A選項(xiàng)正確。密堆積原理適合于沒有方向性的金屬鍵、離子鍵和分子間作用力相互作用形成的金屬晶體、離子晶體和分子晶體，而不適合于具有方向性和飽和性的共價(jià)鍵所形成的原子晶體以及氫鍵所形成的分子晶體，采用密堆積的方式可以降低體系的能量，使晶體變得比較穩(wěn)定，B和C兩選項(xiàng)都正確。金屬銅采用“ABCABC”方式堆積，金屬鎂采用“ABAB”方式堆積，所以D選項(xiàng)錯(cuò)誤。答案:D三.晶體結(jié)構(gòu)的基本單元1.晶胞定義：晶胞是晶體中最小的結(jié)構(gòu)重復(fù)單元。晶胞都是從晶體結(jié)構(gòu)中截取下來(lái)的大小、形狀完全相同的平行六面體。由A3密堆積中可以劃分出六方晶胞

15、，從A1密堆積中可以劃分出立方面心晶胞。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。晶胞是具有代表性的體積最小的平行六面體。高手筆記：對(duì)晶胞的理解主要抓住兩點(diǎn)：它是晶體中最小的結(jié)構(gòu)重復(fù)單元這一關(guān)鍵點(diǎn)，可用蜂巢和蜂室的關(guān)系比喻晶體和晶胞的關(guān)系。晶胞是晶體的代表，是晶體中的最小單位。2.晶胞中的微粒數(shù)的求法晶體中微粒的排列具有周期性，其中最小的結(jié)構(gòu)重復(fù)單元稱為晶胞，利用分?jǐn)偡梢源_定一個(gè)晶胞中的粒子數(shù)，可以確定晶體的化學(xué)式。（1）分?jǐn)偡ǖ闹R(shí)要點(diǎn)晶胞任意位置上的一個(gè)原子如被x個(gè)晶胞共有，那么每個(gè)晶胞對(duì)這個(gè)原子分得

16、份額就是1x。分?jǐn)偡ň褪侵该總€(gè)晶胞平均擁有的粒子數(shù)目。每個(gè)頂點(diǎn)被8個(gè)晶胞共有，所以晶胞對(duì)自己頂點(diǎn)上的每個(gè)原子只占18份額。每條棱被4個(gè)晶胞共有，所以晶胞對(duì)自己棱上的每個(gè)原子只占14份額。每個(gè)面被2個(gè)晶胞共有，所以晶胞對(duì)自己面上（不含棱）的每個(gè)原子只占12份額。晶胞內(nèi)的原子不與其他晶胞分享。高手筆記：解題時(shí)首先觀察晶胞的結(jié)構(gòu)，然后利用分?jǐn)偡ń忸}。例4.如圖為銅的面心六方晶胞，求銅的一個(gè)晶胞中實(shí)際擁有的微粒數(shù)？解析：根據(jù)分?jǐn)偡ǖ乃惴ㄓ?jì)算：面心晶胞中有8個(gè)原子位于頂點(diǎn)，6個(gè)原子位于面心位置，所以8X1/86X1/24。答案：4高手支招之二：基礎(chǔ)整理本節(jié)從晶體的實(shí)物出發(fā)，介紹了晶體的典型特性，能夠區(qū)分

17、固體的兩種主要類型：晶體和非晶體。初步認(rèn)識(shí)晶體里微粒的排列規(guī)律，介紹了晶胞的結(jié)構(gòu)和特點(diǎn)，使學(xué)生掌握“以小見大”、運(yùn)用模型分析宏觀物質(zhì)的基本思維方法。高手支招之三：綜合探究1.區(qū)分晶體與非晶體有人認(rèn)為：可以依據(jù)是否有規(guī)則的幾何外形，是否具有各向異性，是否有固定的熔點(diǎn)。而有人認(rèn)為：區(qū)分晶體與非晶體的最可靠的方法是對(duì)固體進(jìn)行X射線衍射實(shí)驗(yàn)。你怎么認(rèn)為？晶體和非晶體的本質(zhì)區(qū)別：固體中的微粒在三維空間里是否呈周期性有序排列，即晶體呈現(xiàn)自范性，這是組成晶體的微粒在微觀空間里周期性有序排列的宏觀表現(xiàn)。玻璃不屬于晶體，卻可以通過(guò)人工干預(yù)，加工成不同的幾何形狀。因此，通過(guò)幾何外形來(lái)判斷晶體和非晶體就不十分可靠。

18、晶體有單晶和多晶之分。由一個(gè)晶核各向均勻生長(zhǎng)而成的晶體為單晶（如冰糖、單晶硅），其內(nèi)部的粒子呈現(xiàn)周期性有序排列，可以表現(xiàn)出各向異性。多晶體是由很多單晶體雜亂聚結(jié)而成，失去了各向異性。所以，我們便不能通過(guò)各向異性來(lái)區(qū)分多晶體和非晶體。有些晶體存在缺陷，也不一定就有固定熔點(diǎn)。所以根據(jù)是否具有固定熔點(diǎn)也只能粗略地判斷某固體是不是晶體。X射線衍射實(shí)驗(yàn)是從微觀上對(duì)晶體結(jié)構(gòu)進(jìn)行測(cè)定，可以得到晶胞的大小，因此是區(qū)分晶體和非晶體的最可靠的科學(xué)方法。高手筆記： 考察事物時(shí)還要努力揭示現(xiàn)象和本質(zhì)的關(guān)系，晶體具有的規(guī)則幾何外形、各向異性、固定的熔點(diǎn)都是外部表現(xiàn)出的特征，而X射線衍射實(shí)驗(yàn)涉及到了事物的本質(zhì)，揭示了晶體

19、內(nèi)部微粒呈現(xiàn)周期性有序排列這一本質(zhì)特征。2.晶體的本質(zhì)特征是什么？晶體的定義是從微觀層面上進(jìn)行本質(zhì)界定的，此定義是在分析晶體的宏觀特征的基礎(chǔ)上提出來(lái)的。晶體的自范性和對(duì)稱性說(shuō)明了晶體內(nèi)部的基本構(gòu)成微粒按一定規(guī)律周期性重復(fù)排列，晶體的各向異性又進(jìn)一步說(shuō)明了晶體內(nèi)部的晶體基本構(gòu)成微粒排列時(shí)滿足一定的方向要求，并不是所有方向上都有排列的。高手筆記：對(duì)于晶體基本特征的認(rèn)識(shí)，要把握住晶體內(nèi)部的微粒在空間按一定規(guī)律做周期性重復(fù)排列這一本質(zhì)特征。有了這一特征，晶體才表現(xiàn)出有規(guī)則的幾何外形、各向異性、特定的對(duì)稱性和自范性等基本特征。這些外部特征是內(nèi)部本質(zhì)特征的體現(xiàn)。3.等徑球的不同密堆積形式是怎樣形成各類型晶

20、體的？ 等徑圓球在一個(gè)層中，最緊密的堆積方式只有一種情況一個(gè)球與周圍六個(gè)球相切，在中心球的周圍形成六個(gè)凹位，將其算為第一層。第二層對(duì)第一層來(lái)講最緊密的堆積方式是將球心對(duì)準(zhǔn)1、3、5位（或?qū)?zhǔn)2、4、6位，其情形是一樣的）。關(guān)鍵是第三層，對(duì)于第一、二層來(lái)說(shuō)，第三層可以有兩種最緊密方式。第一種是將球心對(duì)準(zhǔn)第一層的球心。于是每?jī)蓪有纬梢粋€(gè)周期，即ABAB堆積方式，形成六方緊密堆積，即A3型密堆積，配位數(shù)是12（同層是6，上下層各是3）。第三層的另一種排列方式，是將球?qū)?zhǔn)第一層的2、4、6位，不同于AB兩層的位置，這是C層。第四層再排A，于是形成ABC三層一個(gè)周期的排列方式，得到面心立方堆積，即A1型

21、密堆積，配位數(shù)為12（同層是6、上下層各為3）。 4.為什么將A1型密堆積稱為面心立方堆積？A1型最密堆積即ABCABC形式的堆積，又叫做面心立方堆積，是因?yàn)樵摱逊e模型中的晶胞是面心立方晶胞，請(qǐng)認(rèn)真觀察下面所列圖示，從而體會(huì)它們之間的這種關(guān)系。沿著立方面心晶胞的體對(duì)角線的方向從左下方向右上方觀察（如第7幅圖所示），第一、二、三、四層球的種類分別為A、B、C、A，也就是A1型最密堆積ABCA層。高手筆記：由晶體的堆積類型判斷晶胞類型要注意發(fā)揮空間想象能力，抽象出晶胞結(jié)構(gòu)晶體的最小結(jié)構(gòu)重復(fù)單元。 5.下圖是氯化鈉晶體的一部分，請(qǐng)你指出氯化鈉晶胞是實(shí)線的小立方體還是虛線的大立方體。晶胞是晶體結(jié)構(gòu)中最

22、小的結(jié)構(gòu)重復(fù)單元，大小、形狀應(yīng)完全相同。也就是說(shuō)把一個(gè)晶胞平移到另一個(gè)晶胞時(shí)應(yīng)完全重疊，不會(huì)察覺是否移到了。這就決定了晶胞的8個(gè)頂角、平行的面以及平行的棱一定是完全等同的。由此不難判斷，圖中實(shí)線小立方體不是氯化鈉晶胞，因?yàn)樗鼈兊捻旤c(diǎn)不等同，圖中的虛線大立方體才是氯化鈉晶胞。高手筆記：判斷晶體中的晶胞，要緊扣晶胞的定義，抓住它是晶體結(jié)構(gòu)中最小重復(fù)單元這一點(diǎn)，然后再延伸就可得出所有晶胞的點(diǎn)、線、面應(yīng)完全等同，這是我們判斷一個(gè)結(jié)構(gòu)是不是晶胞的最直接依據(jù)。高手支招之四：典題例析例1. 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，

23、正確的是（ ）A、是否具有規(guī)則的幾何外形的固體B、是否具有固定組成的物質(zhì)C、是否具有美觀對(duì)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)排列思路解析：考查知識(shí)點(diǎn)對(duì)晶體非晶體本質(zhì)區(qū)別的把握。通過(guò)對(duì)晶體和非晶體的對(duì)比、鑒別，深化對(duì)晶體定義的理解。有規(guī)則幾何外形或美觀對(duì)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(duì)稱的外觀；具有固定的組成的物質(zhì)也不一定是晶體，如某些無(wú)定形體也有固定的組成。晶體和非晶體的本質(zhì)區(qū)別在于其微觀結(jié)構(gòu)不同。答案：D例2.下列晶體的結(jié)構(gòu)不遵循“緊密堆積”原則的是（ ）A.金屬銅 B.氯化鈉 C.金剛石 D.干冰解析：金剛石屬于原子晶體，

24、碳原子以共價(jià)鍵相結(jié)合，由于共價(jià)鍵有飽和性和方向性，決定了一個(gè)原子周圍的其他原子的數(shù)目不僅是有限的，而且堆積方向是一定的。所以原子晶體和含有氫鍵的分子晶體不遵循緊密堆積原則。答案：C例3.如下圖所示的甲、乙、丙三種晶體：試寫出：(1)甲晶體化學(xué)式（X為陽(yáng)離子）為 。 (2)乙晶體中A、B、C三種微粒的個(gè)數(shù)比是 。(3)丙晶體中每個(gè)D周圍結(jié)合E的個(gè)數(shù)是 個(gè)。 解析：明確由晶胞構(gòu)成的晶體，其化學(xué)式不是表示一個(gè)分子中含有多少個(gè)原子，而是表示每個(gè)晶胞中平均含有各類原子的個(gè)數(shù)，即各類原子的最簡(jiǎn)個(gè)數(shù)比。解答這類習(xí)題，通常采用分割法。分割法的根本原則是：晶胞任意位置上的一個(gè)原子如果是被x個(gè)晶胞所共有，那么，每

25、個(gè)晶胞對(duì)這個(gè)原子分得的份額就是。只要掌握晶體立方體中微粒實(shí)際占有“份額”規(guī)律：頂點(diǎn)微粒在立方體中實(shí)占，立方體面上微粒實(shí)占，立方體棱邊上微粒實(shí)占，立方體內(nèi)部微粒按有1算1統(tǒng)計(jì)。 甲中X位于立方體體心，算做1，Y位于立方體頂點(diǎn)，實(shí)際占有：4=個(gè)，X:Y=1: =2:1，所以甲的化學(xué)式為X2Y。 乙中A占有：8=1，B占有6=3，C占有1個(gè)，由此推出A:B:C=1:3:1。丙中D周圍的E的個(gè)數(shù)與E周圍D的個(gè)數(shù)相同，E周圍有8個(gè)D，所以D周圍有8個(gè)E。答案： X2Y 1:3:1 8例4.美國(guó)科學(xué)雜志評(píng)選2001年世界科技十大成就中，名列第五的日本青山學(xué)院大學(xué)教授秋光純發(fā)現(xiàn)的金屬間化合物硼化鎂超導(dǎo)轉(zhuǎn)變溫

26、度高達(dá)39K，該金屬間化合物的晶體結(jié)構(gòu)如上圖。則它的化學(xué)式為（ ）A.MgB B.Mg2B C.MgB2 D.Mg2B3解析：觀察硼化鎂的結(jié)構(gòu)為六方晶胞，位于棱柱頂點(diǎn)的每個(gè)鎂原子被6個(gè)這樣的結(jié)構(gòu)單元共用，一個(gè)結(jié)構(gòu)單元只用這個(gè)鎂原子的六分之一，位于面上的鎂原子被2個(gè)這樣的結(jié)構(gòu)單元共用，一個(gè)結(jié)構(gòu)單元只用這個(gè)鎂原子的二分之一，故這個(gè)結(jié)構(gòu)單元中含鎂原子的個(gè)數(shù)為：12X2X3；6個(gè)硼全部位于此結(jié)構(gòu)單元中，則這個(gè)結(jié)構(gòu)單元中硼原子的個(gè)數(shù)為6。 晶胞中鎂原子與硼原子的個(gè)數(shù)比為：3: 6=1: 2，故化學(xué)式為MgB2 。答案：C高手支招之五：思考發(fā)現(xiàn)1.關(guān)于晶體的堆積類型與晶胞類型的關(guān)系列表如下：2.晶體的特征

27、和性質(zhì) 晶體的基本性質(zhì)是由晶體的周期性結(jié)構(gòu)決定的。自范性：指晶體在適當(dāng)條件下可以自發(fā)地形成幾何朵面體的性質(zhì)。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。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。對(duì)稱性：晶體的外形和內(nèi)部結(jié)構(gòu)都具有特有的對(duì)稱性。在外形上，常有相等的對(duì)稱性。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)。最小內(nèi)能：在相同的熱力學(xué)條件下，晶體與同種物質(zhì)的非晶體固體、液體、氣體相比教，其內(nèi)能最小。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

28、態(tài)。有確定的熔點(diǎn)：給晶體加熱，當(dāng)溫度升高到某溫度便立即熔化。能使X射線產(chǎn)生衍射：當(dāng)入射光的波長(zhǎng)與光柵隙縫大小相當(dāng)時(shí)，能產(chǎn)生光的衍射現(xiàn)象。X射線的波長(zhǎng)與晶體結(jié)構(gòu)的周期大小相近，所以晶體是個(gè)理想的光柵，它能使X射線產(chǎn)生衍射。利用這種性質(zhì)人們建立了測(cè)定晶體結(jié)構(gòu)的重要實(shí)驗(yàn)方法。非晶態(tài)物質(zhì)沒有周期性結(jié)構(gòu)，不能使X射線產(chǎn)生衍射，只有散射效應(yīng)。高手筆記：理解了等徑球密堆積原理，便能很好地認(rèn)識(shí)金屬晶體、離子晶體、分子晶體、原子晶體中其構(gòu)成粒子的堆積方式，進(jìn)而很好地認(rèn)識(shí)它們的結(jié)構(gòu)。3.四種晶體堆積遵循的原則可以分別如下：（1）金屬晶體：是否遵循等徑圓球的密堆積原理。（2）離子晶體：大球（一般是陰離子）是否根據(jù)等

29、徑圓球的密堆積原則進(jìn)行堆積，小球（一般是陽(yáng)離子）是否填充在大球所形成的空隙中。（3）分子晶體：是否主要遵循最緊密堆積原理，同時(shí)也受分子形狀的影響（分子形狀的差異使得不能將其視為等徑圓球），另外還要考慮是否有分子間氫鍵存在。（4）原子晶體：是否主要考慮共價(jià)鍵的飽和性和方向性，在此基礎(chǔ)上再考慮等徑圓球的密堆積原則。高手支招之六：體驗(yàn)成功基礎(chǔ)強(qiáng)化：1.下列物質(zhì)中屬于晶體的是（ ） A、橡膠 B、玻璃 C、食鹽 D、水晶 解析：固體有晶體和非晶體之分，晶體是內(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)，食鹽、冰、金屬、寶石、水晶、大部分礦石等都是晶體；非晶體的內(nèi)部原子或分

30、子的排列呈現(xiàn)雜亂無(wú)章的分布狀態(tài)，如玻璃、橡膠、塑料等都是非晶體。答案：CD2. 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的NaCl溶液中慢慢變?yōu)橥昝赖牧⒎綁KC.圓形容器中結(jié)出的冰是圓形的D.由玻璃制成的圓形的玻璃球解析：晶體的自范性是指在適宜的條件下，晶體能夠自發(fā)地呈現(xiàn)封閉的多面體形的性質(zhì)，這一適宜條件一般指的是自動(dòng)結(jié)晶析出的條件。A項(xiàng)過(guò)程不能實(shí)現(xiàn)，C項(xiàng)中冰的形狀不是水自發(fā)形成的，而是受容器的限制形成的；D選項(xiàng)中提到的玻璃是非晶體。答案：B3.晶體結(jié)構(gòu)型式和晶胞匹配的是（ ）AA3型最密堆積六方晶胞 BA2型密堆積面心立方

31、晶胞CA1型最密堆積體心立方晶胞 DNaCl型離子晶體簡(jiǎn)單立方晶胞解析：對(duì)應(yīng)關(guān)系為：A1型最密堆積面心立方晶胞，A2型密堆積體心立方晶胞，NaCl型離子晶體六方晶胞。答案：A4.下列物質(zhì)具有固定熔點(diǎn)的是（ ）A.橡膠 B.玻璃 C.水玻璃 D.CuSO45H2O解析：考查晶體與非晶體的區(qū)別，晶體具有固定的熔點(diǎn)，而非晶體不具有固定的熔點(diǎn)。另外混合物一般無(wú)固定的熔點(diǎn)，純凈物有固定的熔點(diǎn)。CuSO45H2O為純凈物。答案：D5.下列有關(guān)晶胞的敘述，正確的是（ ）5A、晶胞是晶體的最小的結(jié)構(gòu)重復(fù)單元 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

32、晶體的組成解析：由晶胞的定義可知A選項(xiàng)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和形狀不一定相同，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“分割法”，即可推知晶體的組成，D選項(xiàng)正確。答案：AD6.下列關(guān)于晶體的性質(zhì)敘述中，不正確的是（ ）A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)封閉規(guī)則的多面體幾何外形B晶體的各向異性和對(duì)稱性是矛盾的C晶體的對(duì)稱性是微觀粒子按一定規(guī)律做周期性重復(fù)排列的必然結(jié)果D晶體的各向異性直接取決于微觀粒子的排列具有特定的方向性解析：晶體的各項(xiàng)異性是取決于微觀粒子的排列具有特定的方向性，而對(duì)稱性是微

33、觀粒子按一定規(guī)律做周期性重復(fù)排列的必然結(jié)果。答案：B7.等徑圓球形成 的A1型最密堆積和A3型最密堆積中，每個(gè)球的配位數(shù)分別是（ ）A、3,3 B、12,12 C、3,6 D、6,6解析：在晶體結(jié)構(gòu)中，原子或離子總是按一定方式與周圍的原子或離子相結(jié)合，此時(shí)，一個(gè)質(zhì)點(diǎn) 與周圍直接接觸的質(zhì)點(diǎn)數(shù)稱為配位數(shù)。在金屬晶體中，由于金屬原子通常做最緊密堆積，決定了金屬原子具有較高或最高的配位數(shù)。配位數(shù)為12的是晶體結(jié)構(gòu)中最大的配位數(shù)。所以等徑圓球形成的A1型最密堆積和A3型最密堆積中，每個(gè)球的配位數(shù)都是12個(gè)，其中同一層上是6個(gè)，相鄰兩層各有3個(gè)。答案：B8.晶體材料有著十分廣泛的用途，人們常常利用晶體的性

34、能制造各種有用的材料。下列對(duì)晶體材料的應(yīng)用與水晶有關(guān)的是（ ）。A、制造紅寶石激光器B、制造晶體管等電子元件C、用于遙控器、電子表、手機(jī)、聲吶等實(shí)現(xiàn)能量轉(zhuǎn)化D、應(yīng)用于殺菌和快速準(zhǔn)確進(jìn)行外科手術(shù)解析：紅寶石的主要原料是氧化鋁，紅寶石激光器能用于殺滅細(xì)菌和進(jìn)行外科手術(shù)；制造晶體管等電子元件是晶體硅；用于遙控器、電子表、手機(jī)、聲吶等實(shí)現(xiàn)能量轉(zhuǎn)化的是水晶，水晶的主要成分是二氧化硅。答案: C9.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)水的敘述正確的是（ ）A. 水由液態(tài)變?yōu)椴ＡB(tài)，體積

35、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)水是分子晶體思路解析：本題是一個(gè)信息給予題，讀懂信息是解題的關(guān)鍵。由題給信息知，玻璃態(tài)水的“密度與普通液態(tài)水的密度相同”，表明水由液態(tài)變玻璃態(tài)其體積不變；此外，“玻璃態(tài)水無(wú)固定形狀，不存在晶體結(jié)構(gòu)”，因而答案A、B、D錯(cuò)誤。答案：C綜合應(yīng)用：10.下圖所示是晶體結(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：O-X，-Y，-Z）（ ）。解析：根據(jù)頂點(diǎn)、棱心、面心、體心和其他處于立方體內(nèi)的原子分別提供給一個(gè)晶胞的是其本身的、求出X與Y的比值。A圖中X為1，Y的個(gè)數(shù)為8=1，化學(xué)式為XY

36、；B圖中X為1+4=，Y為4=，化學(xué)式為X3Y；C圖中X為8=1，Y為6=3，Z為1，化學(xué)式為XY3Z；D圖中X為8=1，Y為12=3，Z為1，化學(xué)式為XY3Z。答案：C11.右圖是金屬晶體的A1型密堆積形成的面心立方晶胞示意圖，在密堆積中處于同一密置層上的原子組合是（ ）。A、 B、 C、 D、解析：A1型密堆積形成的面心立方晶胞的對(duì)角線是垂直于密置層面的直線，所以要找處于同一層上的原子，必須找出垂直于體對(duì)角線的面。答案: B12.晶體中的最小結(jié)構(gòu)單元稱為晶胞，能夠表示出每個(gè)晶胞中所含實(shí)際微粒個(gè)數(shù)的面心立方晶胞是（ ）解析：C選項(xiàng)和D選項(xiàng)是六方晶胞；A選項(xiàng)和B選面是面心立方晶胞，其中A選項(xiàng)是

37、經(jīng)過(guò)切割了的面心立方晶胞，它能表示出此晶胞中所含微粒的實(shí)際數(shù)目。答案：A創(chuàng)新拓展：13、石墨的片層結(jié)構(gòu)如圖所示，試回答：（1）平均 個(gè)碳原子構(gòu)成一個(gè)正六邊形。（2）石墨晶體每一層內(nèi)碳原子數(shù)與碳一碳化學(xué)鍵之比是 。（3）ng碳原子可構(gòu)成 個(gè)正六邊形。解析：（1）方法1：利用點(diǎn)與面之間的關(guān)系，平均每個(gè)正六邊形需碳原子：61/3=2（個(gè)）。方法2：每個(gè)碳原子提供的邊數(shù)為31/2=1.5，故（61/2）/1.5=2（個(gè)）。（2）分析每一正六邊形：所占的碳原子數(shù)為61/3=2；所占的C-C鍵數(shù)為61/2=3，故答案為2:3。（3）ng碳原子數(shù)為NA，故答案為。答案：（1）2 （2）2:3 （3）(NAn)/2414、第28屆國(guó)際地質(zhì)大會(huì)提供的資料顯示，海底有大量的天然氣水合物，可滿足人類1000年的能源需要。天然氣水合物是一種晶體，晶體中平均每46個(gè)水分子構(gòu)建成8個(gè)籠，每個(gè)籠可容納1個(gè)CH4分子或1個(gè)游離H2O分子。根據(jù)上述信息，完成第（1）、（2）題：（1）下列關(guān)于天然氣水合物中兩種分子極性的描述正確的是（ ）。A、兩種都是極性分子B、兩種都是非極性分子C、CH4是極性分子，H2O是非極性分子D