資源簡介

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
基礎(chǔ)過關(guān)練
題組一　物質(zhì)的聚集狀態(tài)
1.下列關(guān)于液晶的說法正確的是(　　)
A.液晶是一種液態(tài)的晶體
B.所有物質(zhì)在一定條件下都能成為液晶
C.施加電場可使液晶的長軸取向發(fā)生不同程度的改變
D.實用液晶在常溫下不穩(wěn)定
2.以下關(guān)于物質(zhì)狀態(tài)的敘述中不正確的是(　　)
A.等離子體具有良好的導(dǎo)電性,是一種特殊的液態(tài)物質(zhì)
B.液晶和液態(tài)是物質(zhì)的兩種聚集狀態(tài)
C.除晶態(tài)、非晶態(tài)外,還有塑晶態(tài)、液晶態(tài)等
D.離子液體是熔點不高的僅由離子組成的液體物質(zhì)
題組二　晶體和非晶體
3.最新一代人工晶狀體在陜西研制成功。下列性質(zhì)不能區(qū)分晶體與玻璃的是(　　)
A.導(dǎo)電性　　　　B.各向異性
C.X射線衍射法　　　　D.有無固定熔點
4.(經(jīng)典題)通過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
B.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
5.晶體與非晶體的本質(zhì)差異是晶體具有(　　)
A.自范性　　　　B.熔點較固定
C.各向同性　　　　D.各向異性
6.下列物質(zhì)中,屬于晶體的是(　　)
A.玻璃　　　　B.瀝青　　
C.塑料　　　　D.水晶
題組三　晶胞及其粒子數(shù)目
7.(教材習(xí)題改編)下列有關(guān)晶胞的敘述,不正確的是(　　)
A.晶胞是晶體結(jié)構(gòu)中最小的重復(fù)單元
B.不同的晶體中晶胞的形狀不一定相同
C.晶胞中的有些粒子可能完全屬于該晶胞
D.已知晶胞的組成不一定能推知晶體的組成
8.下列所示圖形表示的結(jié)構(gòu)中,符合晶胞特點的是(　　)
　　　　
　　　　
9.有下列某晶體的結(jié)構(gòu)示意圖,圖中“”和化學(xué)式中M代表陽離子,圖中“”和化學(xué)式中N代表陰離子,則化學(xué)式為MN3的晶體結(jié)構(gòu)為(　　)
　　　　
　　　　
能力提升練
題組一　晶胞中粒子數(shù)目及晶體化學(xué)式的確定
P165定點2
1.釩(V)的某種氧化物的晶胞結(jié)構(gòu)如圖所示。該晶體的化學(xué)式為(　　)
A.VO3　　B.VO2　　C.V2O3　　D.V2O4
2.某晶體的一部分如圖所示,這種晶體中A、B、C三種微粒數(shù)目之比是(　　)
A.3∶9∶4　　　　B.1∶4∶2
C.2∶9∶4　　　　D.3∶8∶5
3.下圖是正四面體的原子簇Aun的一個三角形平面圖,根據(jù)該圖,確定Aun中n的數(shù)值為(　　)
A.17　　B.18　　C.19　　D.20
題組二　與晶胞計算相關(guān)的考查
4.由Cu和O組成的某晶胞結(jié)構(gòu)如圖,其棱長為anm,下列有關(guān)該晶胞的說法錯誤的是(　　)
A.灰色的原子為Cu
B.晶體化學(xué)式為Cu2O
C.氧原子的配位數(shù)為4
D.Cu與O的最近距離為anm
5.鈦、鈷的一種化合物晶胞結(jié)構(gòu)如圖所示,已知該晶體的密度為ρg·cm-3,設(shè)阿伏加德羅常數(shù)的值為NA,下列說法錯誤的是(　　)
A.晶胞中離Ti最近的O有12個
B.晶胞中離Co最近的Co有6個
C.在另一種晶胞結(jié)構(gòu)的表示中,Co處于各頂點位置,則O處于面心位置
D.晶胞中Ti與O的最近距離是×107nm
6.以SrCO3和TiO2為原料,在1300~1500℃下煅燒,可制得優(yōu)良的光學(xué)材料及人造寶石SrTiO3,SrTiO3的晶胞結(jié)構(gòu)如圖所示,設(shè)NA為阿伏加德羅常數(shù)的值,晶胞參數(shù)為apm,下列說法錯誤的是(　　)
A.晶胞中Sr的個數(shù)為1
B.該晶胞的俯視圖為
C.與Ti最近且等距離的O有6個
D.SrTiO3晶體的密度為g·cm-3
答案與分層梯度式解析
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
基礎(chǔ)過關(guān)練
1.C　液晶是介于液態(tài)和晶態(tài)之間的物質(zhì)狀態(tài),并不是所有物質(zhì)都能成為液晶,施加電場可使液晶的長軸取向發(fā)生不同程度的改變,實用液晶在常溫下十分穩(wěn)定,C正確,A、B、D錯誤。
2.A　等離子體是一種特殊的氣體,A錯誤。
知識歸納
　　物質(zhì)的聚集狀態(tài)除了氣態(tài)、液態(tài)、固態(tài)外,還有更多的聚集狀態(tài),如晶態(tài)、非晶態(tài)以及介乎二者之間的液晶態(tài)等。
3.A　晶體中除金屬晶體外,其他晶體一般不易導(dǎo)電,不能用導(dǎo)電性區(qū)分晶體和玻璃,A符合題意;晶體有規(guī)則的幾何外形、各向異性、固定的熔點,玻璃是非晶體,無各向異性,無固定的熔點,B、D不符合題意;X射線衍射可以區(qū)分晶體和玻璃,C不符合題意。
4.B　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錯誤。
5.A　晶體與非晶體的本質(zhì)差異是晶體有自范性,非晶體沒有自范性,A正確,B、C、D錯誤。
6.D　玻璃、瀝青和塑料沒有固定的熔點,不屬于晶體;水晶有規(guī)則的幾何外形,有固定的熔點,屬于晶體。
7.D　晶胞是晶體結(jié)構(gòu)中最小的重復(fù)單元,故已知晶胞的組成一定能推知晶體的組成,D項錯誤。
8.A　晶胞特點是周期性有序“無隙并置”排列,A符合題意。
9.B　A項,M的數(shù)目為8×=1,N的數(shù)目為1,化學(xué)式為MN;B項,M的數(shù)目為8×=1,N的數(shù)目為12×=3,化學(xué)式為MN3;C項,N的數(shù)目為8×=1,M的數(shù)目為6×=3,化學(xué)式為M3N;D項,M的數(shù)目為8×=4,N的數(shù)目為12×+1=4,化學(xué)式為MN。
能力提升練
1.B　由晶胞結(jié)構(gòu)知,V位于晶胞的頂點和體心,V的個數(shù)為1+8×=2;有4個O位于晶胞面上,2個O位于晶胞內(nèi)部,則O的個數(shù)為4×+2=4,故該晶體的化學(xué)式為VO2。
2.B　A位于頂點,個數(shù)為6×,B在上、下面棱和側(cè)棱上,個數(shù)為6×=2,C在晶胞內(nèi),個數(shù)為1,所以A、B、C三種微粒數(shù)目之比為∶2∶1=1∶4∶2。
3.D　方法1:將三角形平面圖還原為正四面體結(jié)構(gòu)圖,頂點有4個Au原子,棱邊有6×2=12個Au原子,四個面的面心各有1個Au原子,共有4+12+4=20個Au原子。
方法2:一個三角形平面圖的頂點為3個三角形所共有,邊上的點為2個三角形所共有,面心上的點為1個三角形所有,正四面體的原子簇Aun中n=(3×+1)×4=20。
4.D　在晶胞中含有灰球個數(shù)是4,含有白球個數(shù)為8×+1=2,灰球與白球個數(shù)比是4∶2=2∶1,Cu、O兩種元素形成的化合物有CuO、Cu2O,則灰球表示的原子為Cu,白球表示的原子為O,晶體化學(xué)式是Cu2O,A、B正確;在晶胞中與O原子距離相等且最近的Cu原子有4個,氧原子的配位數(shù)為4,Cu與O的最近距離是晶胞體對角線長的,已知晶胞棱長為anm,則體對角線長為anm,所以Cu與O的最近距離為anm,C正確、D錯誤。
5.C　
在另一種晶胞結(jié)構(gòu)的表示中,Co處于各頂點位置,則O處于棱心位置,C錯誤;晶胞中有1個Co、1個Ti和3個O,設(shè)晶胞的邊長為anm,則ρ=,解得a=×107,晶胞中Ti與O的最近距離為面對角線長的一半,即×107nm,D正確。
6.B　晶胞中Sr的個數(shù)為8×=1,O的個數(shù)為6×=3,Ti的個數(shù)為1,密度為g·cm-3,A、D正確;晶胞的俯視圖在四個頂點看到的為Sr,四條棱中心有O,B錯誤;與體心Ti最近且等距離的O位于6個面的面心,有6個,C正確。
9(共24張PPT)
第三章　晶體結(jié)構(gòu)與性質(zhì)
必備知識 清單破
知識點 1　物質(zhì)的聚集狀態(tài)
第一節(jié)　物質(zhì)的聚集狀態(tài)與晶體的常識
1.物質(zhì)常見三態(tài)間的相互轉(zhuǎn)化
2.幾類特殊的聚集狀態(tài)
(1)等離子體
①概念: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。
②特點:是一種特殊的氣體,具有良好的導(dǎo)電性和流動性。
③存在:存在于我們周圍。如:日光燈和霓虹燈的燈管里、蠟燭的火焰里、極光和雷電里。
(2)液晶
①概念:是介于液態(tài)和晶態(tài)之間的物質(zhì)狀態(tài)。
②性質(zhì):既具有液體的流動性、黏度、形變性等,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,表現(xiàn)出類似晶體的各向異性。
(3)離子液體:熔點不高的僅由離子組成的液體物質(zhì)。
1.晶體與非晶體
(1)晶體
　　把內(nèi)部粒子在三維空間里呈周期性有序排列的固體物質(zhì)稱為晶體。常見的晶體有冰、
鐵、銅等。
(2)非晶體
　　把內(nèi)部粒子排列呈相對無序狀態(tài)的固體物質(zhì)稱為非晶體。常見的非晶體有玻璃、炭黑等。
2.晶體與非晶體的區(qū)別(詳見定點1)
知識點 2　晶體與非晶體
3.得到晶體的三條途徑
(1)熔融態(tài)物質(zhì)凝固。
(2)氣態(tài)物質(zhì)冷卻不經(jīng)液態(tài)直接凝固(凝華)。
(3)溶質(zhì)從溶液中析出。
1.概念:描述晶體結(jié)構(gòu)的基本單元。
2.結(jié)構(gòu)
　　常規(guī)的晶胞都是平行六面體,整塊晶體可看作數(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;
(3)一個晶體中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(包括取向)是完全相
同的。
3.晶胞中原子數(shù)目的確定(詳見定點2)
　　平行六面體晶胞的頂角原子是8個晶胞共用的,晶胞棱上的原子是4個晶胞共用的,晶胞
面上的原子是2個晶胞共用的。
知識點 3　晶胞
　　例如,一個銅晶胞(如圖所示)所含銅原子數(shù)目為8× +6× =4。

4.晶體空間利用率的計算方法
1.常用儀器:X射線衍射儀。
2.測定原理: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)生分立的斑點或者明銳的衍射峰。
3.應(yīng)用:通過晶體的X射線衍射實驗獲得衍射圖后,經(jīng)過計算可以從衍射圖形獲得晶體結(jié)構(gòu)的
有關(guān)信息,包括晶胞形狀和大小、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,以及結(jié)合晶體化學(xué)組成的信息推出原子之間的相互關(guān)系。
知識點 4　晶體結(jié)構(gòu)的測定
1.等離子體的基本構(gòu)成粒子只有陰、陽離子,這種說法正確嗎
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氣態(tài)物質(zhì)。
因此等離子體的基本構(gòu)成粒子不是只有陰、陽離子。
2.可通過X射線衍射方法區(qū)分晶體和非晶體,這種說法正確嗎
X射線衍射法能夠區(qū)分晶體和非晶體。
3.參考課本P71實驗,獲取碘晶體和硫晶體的途徑相同,這種說法正確嗎
獲取硫晶體是熔融態(tài)物質(zhì)凝固,獲取碘晶體是凝華。
4.將冰和玻璃分別加熱至完全變?yōu)橐后w,加熱過程中現(xiàn)象不同,這種說法正確嗎
加熱冰時,0 ℃達(dá)到冰的熔點,冰開始融化,在全部融化以前,繼續(xù)加熱,溫度基本保持
不變,完全融化后,溫度才開始升高。加熱玻璃,溫度升高到某一程度后玻璃開始變軟,繼續(xù)加
熱流動性增強,最后變?yōu)橐后w。玻璃從軟化到完全熔化,中間經(jīng)過較大的溫度范圍。
知識辨析 判斷正誤，正確的畫“ √” ，錯誤的畫“ ” 。
提示
提示
提示
提示
(　 )

(　 )
√
(　 )

(　 )
√
5.有固定組成的物質(zhì)一定是晶體,這種說法正確嗎
具有固定組成的物質(zhì)不一定是晶體,某些無定形體也有固定的組成,如無定形SiO2。
6.由晶胞構(gòu)成的晶體,其化學(xué)式就表示一個晶胞中原子的數(shù)目,這種說法正確嗎
由晶胞構(gòu)成的晶體,其化學(xué)式表示每個晶胞中各類原子的最簡整數(shù)比。
提示
提示
(　 )

(　 )

1.晶體與非晶體的比較
　　晶體和非晶體在結(jié)構(gòu)上的差異導(dǎo)致它們在性質(zhì)上有所不同。根據(jù)固體的某些性質(zhì),可以
判斷某一固體是晶體還是非晶體。二者具體差異如表:
關(guān)鍵能力 定點破
定點 1　晶體與非晶體的區(qū)別
晶體 非晶體
微觀結(jié)構(gòu)特征 原子呈周期性有序排列 原子排列相對無序
性質(zhì) 特征 自范性 有 無
熔點 固定 不固定
各向異性 有 無
鑒別 方法 最可靠的方法 對固體進(jìn)行X射線衍射實驗 間接方法 看是否具有固定的熔點或根據(jù)某些物理性
質(zhì)的各向異性判斷 舉例 NaCl、I2、Na晶體等 玻璃、橡膠等
2.晶體呈現(xiàn)自范性的條件
　　晶體呈現(xiàn)自范性的條件之一是晶體生長的速率適當(dāng)。熔融態(tài)物質(zhì)冷卻凝固,有時得到晶
體,但凝固速率過快,常常只得到肉眼看不到多面體外形的粉末或沒有規(guī)則外形的塊狀物,甚
至形成的只是非晶態(tài)。如瑪瑙是熔融態(tài)SiO2快速冷卻形成的,而水晶是熔融態(tài)SiO2緩慢冷卻
形成的。
3.晶體具有自范性的本質(zhì)原因
　　晶體具有自范性的本質(zhì)原因是晶體中粒子在三維空間呈現(xiàn)周期性有序排列。
易混辨析
①有規(guī)則幾何外形或美觀、對稱外形的固體,不一定是晶體。如玻璃制品既可以塑造出規(guī)則
的幾何外形,也可以具有美觀、對稱的外形。
②具有固定組成的物質(zhì)也不一定是晶體,某些無定形體也有固定的組成,如無定形SiO2。
典例 (1)在下列物質(zhì)中　　　　　 (填序號,下同)是晶體,　　　　　 是非晶體。
①塑料　　②明礬　　③松香　　④玻璃
⑤CuSO4·5H2O　⑥冰糖　⑦石蠟　⑧單晶硅　⑨鋁塊　⑩橡膠
(2)晶體和非晶體在外形上有差別,晶體具有　　　　 ,而非晶體　　　　 ;另外非晶體具
有物理性質(zhì)　　　　 的特點,而晶體具有物理性質(zhì)　　　　 的特點。
(3)判斷物質(zhì)是晶體還是非晶體,正確的方法是　　 (填序號)。
①從外形上來判斷
②從各向異性或各向同性上來判斷
③從導(dǎo)電性能來判斷
④從有無固定熔點來判斷
思路點撥 固體分為晶體和非晶體:①晶體有規(guī)則的幾何外形,②晶體有固定的熔點,③晶體
有各向異性的特點;非晶體一般沒有規(guī)則的幾何外形,也沒有各向異性的特點。
解析 明礬是KAl(SO4)2·12H2O,它和CuSO4·5H2O、冰糖、單晶硅、鋁塊都是晶體;塑料、松
香、玻璃、石蠟、橡膠都是非晶體。
答案 (1)②⑤⑥⑧⑨　①③④⑦⑩
(2)規(guī)則的幾何外形　沒有規(guī)則的幾何外形　各向同性　各向異性 (3)②④
1.晶體的化學(xué)式的含義
　　晶體的化學(xué)式表示的是晶體(也可以說是晶胞)中各類粒子的最簡整數(shù)比。
2.均攤法確定晶胞中粒子的個數(shù)
　　若晶胞中某個粒子為n個晶胞所共用,則該粒子有 屬于這個晶胞。
(1)長方體形(或正方體形)晶胞中不同位置的粒子對晶胞的貢獻(xiàn)
定點 2　晶胞中粒子數(shù)目及晶體化學(xué)式的確定
(2)六方晶胞中不同位置粒子對晶胞的貢獻(xiàn)
　　即若每個晶胞涉及微粒A的數(shù)目為m個,每個微粒A為n個晶胞共有,則每個晶胞占有微粒
A的數(shù)目為m× 個,從而求出各種微粒的最簡整數(shù)比,再確定化學(xué)式。
典例 (1)如圖是甲、乙兩種晶體的晶胞示意圖。

填寫下列空白:
①甲晶體中A、B、C三種粒子的個數(shù)比是　　　　　 。
②乙晶體中每個D周圍緊鄰的E的個數(shù)為　　　 ;該晶體(E為陽離子)的化學(xué)式為　　 。
(2)某晶體的晶胞結(jié)構(gòu)如圖所示,X( )位于立方體的頂點,Y( )位于立方體的體心。試回答下
列問題:

設(shè)該晶體的摩爾質(zhì)量為M g·mol-1,晶體的密度為ρ g·cm-3,阿伏加德羅常數(shù)的值為NA,則晶體中
兩個距離最近的X之間的核間距為　　　 cm。
思路點撥
解析 (1)①1個甲晶胞實際占有A的個數(shù)為8× =1,實際占有B的個數(shù)為6× =3,實際占有C的
個數(shù)為1,由此推出A、B、C三種粒子的個數(shù)比為1∶3∶1。②乙晶胞中每個D周圍緊鄰的E
的個數(shù)與每個E周圍緊鄰的D的個數(shù)相同,每個E周圍有8個D,所以每個D周圍有8個E;E、D的
個數(shù)比為1∶1,所以該晶體的化學(xué)式為ED。(2)由題圖知,該晶胞實際占有1個X和1個Y,設(shè)晶
胞的邊長為a cm,則有ρa3NA=M,解得a= ,則晶體中兩個距離最近的X之間的核間距為
cm。
答案 (1)①1∶3∶1　②8　ED
(2)
方法技巧　與晶體有關(guān)的計算題
(1)與晶體有關(guān)的計算一般涉及晶體的化學(xué)式、晶胞中所含的原子或離子的數(shù)目、晶胞的邊
長、兩個粒子之間的距離、晶胞的體積、晶體的密度、阿伏加德羅常數(shù)等。
(2)晶體有關(guān)計算的解題步驟
第一步:計算晶胞中的粒子個數(shù)。
第二步:確定晶體的化學(xué)式。
第三步:根據(jù)物質(zhì)的摩爾質(zhì)量、晶體密度、晶胞棱長間的關(guān)系進(jìn)行計算。

展開更多......

收起↑