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物質的聚集狀態與晶體的常識
一
二
物質的聚集狀態
晶體與非晶體
一、物質的聚集狀態
20世紀前，人們認為分子是所有物質能保持其性質的最小粒子。物質三態的相互轉化只是分子間距離發生了改變，分子在固態只能振動，在氣態能自由移動，在液態則介乎二者之間。
20世紀初，通過X射線衍射等實驗手段，發現許多常見的晶體中并無分子。
除了常見的物質三態外，物質還存在其他聚集狀態。
氣態和液態物質也同樣不一定都由分子組成。
電子、陽離子和電中性粒子（原子、分子）形成的整體呈氣態的物質。
（1）等離子體
（2）離子液體：由熔點不高的離子組成的液態物質。
二、晶體與非晶體
蠟狀白磷(P4)
硫黃
碘
高錳酸鉀
硫酸銅晶體
玻璃
如何判斷固體物質是晶體還是非晶體？晶體與非晶體有什么本質差異呢？
【思考1】
二、晶體與非晶體
1、定義：
晶體：具有規則幾何外形的固體
非晶體：沒有規則幾何外形的固體又稱玻璃
和無定形體（炭黑）
2、分類：
分子晶體、共價晶體、
離子晶體、金屬晶體
綠色魚眼石
晶體自范性:
晶體能自發地呈現多面體外形的性質。
外層冷卻快，內層冷卻慢；
晶體生長速率適當是保持自范性的條件之一。
【思考2】巖漿中的SiO2侵入地殼的空洞冷卻后形成的水晶球，其外層是非晶態的瑪瑙，內部是呈現晶體外形的水晶。
原因是什么？
【思考3】生成晶體的途徑有哪些？
熔融態凝固
氣體凝華
溶液中析出
【思考4】外觀呈粉末狀的物質是否是晶體？
也可能是晶體，只是顆粒太小。
【思考5】晶體自范性的本質原因是什么？
自范性的實質：
晶體中粒子在微觀空間里周期性有序排列的宏觀表象。
【思考6】晶體中質點的有序排列對其宏觀性質有何影響？
強度、導熱性、光學性質等表現出各向異性。
2）.晶體各向異性:
從不同的方向上觀察晶體，質點的排列
一般不一樣，因此晶體的性質也隨方向
的不同而有所不同。
4、晶體的性質
各向異性表現：硬度、導熱性、導電性、光學性質
4、晶體的性質
3）.晶體具有固定的熔點:
非晶體沒有固定的熔點
晶體具有固定的熔點
溫度
時間
溫度
時間
水晶還是玻璃？
【例1】 實驗探究晶體與非晶體的性質差異
AC
【注意】 判斷晶體的方法
（1）測熔點：
晶體具有固定的熔點；
（2）X射線衍射（最科學）。
三、晶胞
1、定義
描述晶體結構的基本單元，通常為平行六面體。
晶體是無數晶胞無隙并置的形成。
平行六面體
無隙并置
特點：晶胞習慣采用平行六面體.晶胞在晶體中“無隙并置”.
記住
2、晶體中晶胞排列特點:
晶胞結構特點
（1）8個頂點相同；
（2）三套各四根平行的棱相同；
（3）三套各2個平行的面相同。
3、晶胞中粒子個數求算--均攤法:
（1）三種典型的立方體晶體結構:
簡單立方
體心立方
面心立方
【思考7】一個銅的晶胞平均包含幾個銅原子？為什么？
頂角:
棱上
面心:
（2）六面體晶胞中粒子數目求算--均攤法:
頂點占1/8
棱上占1/4
面心占1/2
體心占1
【例2】 如圖NaCl的晶胞，計算平均所含陰陽離子的個數。
Na+：棱心12×1/4 + 體心1 = 4個
Cl-：頂點8×1/8+面心6×1/2 = 4個
2個
2個
4個
8個
【例3】 計算下列晶胞中平均包含的原子或分子數目。
四、晶體結構的測定
X射線衍射儀
單晶衍射圖
非晶態和晶態二氧化硅粉末X-射線衍射圖譜的對比
測定過程：當單一波長的X射線通過晶體時，X射線和晶體中的 相互作用，會在記錄儀上產生 或者 。
電子
分立的斑點
明銳的衍射峰
四、晶體結構的測定
作用：從衍射圖中經計算可獲取晶體的結構信息，如晶胞的形狀、大小，微粒空間對稱性類型，原子的數目和位置等。
X射線衍射儀
單晶衍射圖
非晶態和晶態二氧化硅粉末X-射線衍射圖譜的對比

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