2019高中化学 第3章 物质的聚集状态与物质性质 第1节 认识晶体学案 鲁科版选修3.doc

1第第 1 1 节节 认识晶体认识晶体1了解晶体的重要特征，简单了解晶体的分类。2通过等径圆球与非等径圆球的堆积模型认识晶体中微粒排列的周期性规律。(重点)3了解晶胞的概念，以及晶胞与晶体的关系，会用“切割法”确定晶胞中的粒子数目(或粒子数目比)和晶体的化学式。(重难点)晶 体 的 特 性基础·初探教材整理 1 晶体1晶体的概念内部微粒(原子、离子或分子)在空间按一定规律做周期性重复排列构成的固体物质。2晶体的特性(1)晶体的自范性：在适宜的条件下，晶体能够自发地呈现封闭的、规则的多面体外形。(2)晶体的各向异性：晶体在不同方向上表现出不同的物理性质。(3)晶体有特定的对称性：晶体具有规则的几何外形。1晶体与玻璃、橡胶等非晶体有什么不同？【提示】 晶体与非晶体不同之处：晶体外观上有规则的几何外形；晶体的特性：自范性、各向异性、对称性；晶体的结构：内部微粒在空间按一定规律做周期性重复性排列。2用什么方法区别晶体和非晶体？【提示】 测定熔点法。晶体有固定的熔点，非晶体无固定熔点。教材整理 2 晶体的分类1分类标准：根据晶体内部微粒的种类和微粒间相互作用的不同。2分类晶体类型构成微粒微粒间的相互作用实例离子晶体阴、阳离子离子键NaCl金属晶体金属阳离子、自由电子金属键铜原子晶体原子共价键金刚石2分子晶体分子分子间作用力冰(1)1 mol NaCl 晶体含NA个 NaCl 分子。(×)(2)金属晶体是由金属键为基本作用形成的，还含有离子键。(×)(3)SiO2属于原子晶体。()(4)构成分子晶体的微粒是分子，故稀有气体形成的晶体不属于分子晶体。(×)核心·突破晶体和非晶体的区别固体外观微观结构自范性各向异性熔点晶体具有规则的几何外形粒子在三维空间周期性有序排列有各向异性固定非晶体不具有规则的几何外形粒子排列相对无序没有各向同性不固定本质区别微观粒子在三维空间是否呈现周期性有序排列题组·冲关题组1 晶体1下列物质具有自范性、各向异性的是( )A钢化玻璃B塑料C水晶D陶瓷【解析】 晶体具有自范性和各向异性，钢化玻璃、塑料、陶瓷均不属于晶体。【答案】 C2下列不属于晶体的特点的是( )A一定有固定的几何外形B一定有各向异性C一定有固定的熔点D一定是无色透明的固体【解析】 晶体的特点有：有规则的几何外形(由晶体的自范性决定)、固定的熔点及各向异性，但不一定是无色透明的固体，如紫黑色的碘晶体、蓝色的硫酸铜晶体。【答案】 D3普通玻璃和水晶的根本区别在于( )A外形不一样B普通玻璃的基本构成粒子无规则地排列，水晶的基本构成粒子按一定规律做周期性重复排列C水晶有固定的熔点，普通玻璃无固定的熔点3D水晶可用于能量转换，普通玻璃不能用于能量转换【解析】 晶体和非晶体的本质区别就是粒子(原子、离子或分子)在微观空间里是否呈现周期性的有序排列。【答案】 B题组2 晶体的分类4下列晶体中由原子直接构成的分子晶体是( )A氯化钠B氦气C金刚石D金属【解析】 A 项，氯化钠是由 Na和 Cl通过离子键结合形成的离子晶体；B 项，氦气是由氦气原子(分子)通过分子间作用力结合形成的分子晶体；C 项，金刚石是由碳原子通过共价键结合形成的原子晶体；D 项，金属是由金属阳离子和自由电子通过金属键结合形成的金属晶体。【答案】 B5下列晶体熔化时不需要破坏化学键的是( )A金刚石B食盐C干冰D金属钾【解析】 熔化时金刚石断裂共价键，食盐断裂离子键，干冰断裂分子间作用力(范德华力)，金属钾断裂金属键。【答案】 C6关于晶体与化学键关系的下列说法中，正确的是( )A离子晶体中一定存在共价键B原子晶体中可能存在离子键C金属晶体中含有离子，但却不存在离子键D分子晶体中一定存在共价键【解析】 A 项，离子晶体中一定存在离子键，可能存在共价键；B 项，原子晶体中只存在共价键；D 项，分子晶体中可能存在共价键。【答案】 C【规律总结】 判断晶体类型的依据(1)依据构成晶体微粒的种类。离子晶体：阴、阳离子；分子晶体：分子；原子晶体：原子；金属晶体：金属阳离子和自由电子。(2)依据构成晶体微粒之间的作用。离子晶体：离子键；分子晶体：分子间作用力；原子晶体：共价键；金属晶体：金属键。4晶 体 结 构 的 堆 积 模 型基础·初探教材整理 1 等径圆球的密堆积金属晶体1.2.配位数：在密堆积中，一个原子或离子周围所邻接的原子或离子的数目。(1)等径圆球在每一列上进行紧密堆积的方式只有一种。()(2)金属镁的晶体属于 A3型最密堆积。()5(3)金属铜的晶体属于 A1型最密堆积。()(4)金属晶体的配位数都相同。(×)教材整理 2 非等径圆球的密堆积所有晶体微粒都采取紧密堆积的排列方式吗？【提示】 不一定。合作·探究探究背景中学化学常见物质：NaCl、蔗糖、干冰、ZnCl2、铜、玻璃、钠、金刚石、SiO2、甲烷晶体。探究问题1属于离子晶体的是 NaCl、ZnCl2，属于分子晶体的是蔗糖、干冰、甲烷晶体，属于金属晶体的是铜、钠，属于原子晶体的是金刚石、SiO2。2不服从紧密堆积原理的晶体是金刚石、SiO2，并解释其原因。【提示】 形成原子晶体微粒间以共价键进行堆积，因共价键有饱和性和方向性，决定了一个原子周围的其他原子数目不仅是有限的，而且堆积方向也是一定的。金刚石、SiO2晶体中原子之间以共价键结合，故不服从紧密堆积原理。核心·突破1不同晶体的堆积方式62配位数在密堆积中，一个原子或离子周围所邻接的原子或离子的数目。题组·冲关1关于晶体结构型式的说法正确的是( )A所有晶体的空间排列都服从紧密堆积原理B晶体尽量采用紧密堆积方式，以使其变得比较稳定C金属晶体的结构型式可以归结为非等径圆球的密堆积D等径圆球的密堆积有 A1、A3两种结构型式，其中 Cu 属于 A3型密堆积【解析】 离子晶体、分子晶体、金属晶体的空间排列服从紧密堆积原理，而原子晶体的构成微粒为原子，微粒间的相互作用为共价键，由于共价键有方向性和饱和性，所以原子晶体的空间排列不服从紧密堆积原理，A 项不正确；金属晶体的结构型式为等径圆球的密堆积，C 项不正确；Cu 属于 A1型密堆积，D 项不正确。【答案】 B2如图为金属镉的堆积方式，下列说法正确的是( )A此堆积方式属于非最密堆积B此堆积方式为 A1型C配位数(一个金属离子周围紧邻的金属离子的数目)为 8D镉的堆积方式与铜的堆积方式不同【解析】 据图可看出，镉的堆积方式为“ABAB”形式，为 A3型，而铜的堆积方式为 A1型，故 A、B 两项错误，D 项正确；A3型密堆积的配位数为 12，即中间一层有 6 个，上下两层各有 3 个，C 项错误。【答案】 D3下列晶体按 A1型进行紧密堆积的是( )7A干冰、NaCl、金属铜BZnS、金属镁、氮化硼C水晶、金刚石、晶体硅DZnS、NaCl、金属镁【解析】 干冰、NaCl、Cu、ZnS 均为 A1型紧密堆积，Mg 为 A3型紧密堆积，水晶、金刚石、氮化硼、晶体硅为原子晶体，不遵循紧密堆积原则，故只有 A 正确。【答案】 A4将晶体划分为离子晶体、金属晶体、原子晶体和分子晶体的本质标准是( )A基本构成微粒种类B晶体中最小重复结构单元的种类C微观粒子的密堆积种类D晶体内部微粒的种类及微粒间相互作用的种类【解析】 根据晶体内部微粒的种类和微粒间的相互作用的不同，可将晶体分为离子晶体、金属晶体、原子晶体和分子晶体。【答案】 D【规律方法】 晶体类型不同，堆积模型不同(1)金属晶体采用等径圆球的密堆积。(2)离子晶体采用不等径圆球密堆积，大球先做等径圆球密堆积，小球再填充空隙。(3)原子晶体不是紧密堆积。(4)分子晶体尽可能采用紧密堆积。晶 体 结 构 的 最 小 重 复 单 元晶 胞基础·初探概念晶体结构中最小的重复单元形状大小、形状完全相同的平行六面体A3型六方最密堆积六方晶胞 类型 A1型面心立方最密堆积面心立方晶胞“切割法”计算某晶胞中的微粒，如果被n个晶胞所共有，则微粒的 1/n属于该晶胞面心立方最密堆积(A1型)和六方最密堆积(A3型)所示的图形均代表一个晶胞吗？【提示】 A1型所示图形为一个晶胞，而 A3型所示图形为三个晶胞。核心·突破8晶胞中粒子数目的计算切割法1平行六面体晶胞中不同位置的粒子数的计算某个粒子为n个晶胞所共有，则该粒子有 属于这个晶胞。1 n2非平行六面体晶胞晶胞中粒子对晶胞的贡献视具体情况而定，如正六棱柱形晶胞，顶点上的每个微粒对晶胞的贡献为 ，水平棱边为 ，竖直棱边为 ，面为 ，内部为 1。1 61 41 31 2如石墨晶胞每一层内碳原子排成六边形，其顶点(1 个碳原子)被三个六边形共有，每个六边形占该粒子的 1/3。3气态团簇分子不能用切割法如图所示，由金属原子 M 和非金属原子 N 构成的气态团簇分子，顶角和面上的原子是M 原子，棱中心和体心的原子是 N 原子，则分子式可表示为 M14N13或 N13M14。题组·冲关1有下列离子晶体的空间结构示意图：以 M 代表阳离子，以 N 代表阴离子，·代表阳离子，代表阴离子，化学式为 MN2的晶体结构为( )9【解析】 利用切割法计算立方晶胞微粒个数的过程如下：A 中阳离子处于顶点位置，故其在晶胞中的数目为 8× 1 个，而阴离子位于体心，其数目为 1，故 A 的化学式为1 8MN；同理可得，B 中，M 为 4× ，N 为 1，化学式为 MN2；C 中 M 为 4× ，N 为1 81 21 81 24× 1 ，化学式为 MN3；D 中 M 为 8× 4× 3，N 为 1，化学式为 M3N。1 83 21 81 2【答案】 B2如图所示是晶体结构中具有代表性的最小重复单元(晶胞)的排列方式，图中X、Y、Z。其对应的化学式不正确的是( )A B C D【解析】 A 图中 X、Y 原(离)子的位置、数目完全等同，化学式 XY 正确；B 图化学式应为 XY，不正确；C 图中 X 的数目为 4× 1 ，Y 的数目为 4× ，化学式 X3Y 正确；1 83 21 81 2D 图中 X 的数目为 8× 1，Y 的数目为 6× 3，Z 位于内部，数目为 1，化学式 XY3Z 正1 81 2确。【答案】 B3X(Zn)与 Y(S)所形成化合物晶体的晶胞如图所示。【导学号：66240024】(1)在 1 个晶胞中，X 离子的数目为_。(2)该化合物的化学式为_。【解析】 一个晶胞中 Zn2的数目1(8 个顶点)3(6 个面心)4，S2的数目4(4个体内)。【答案】 (1)4 (2)ZnS4利用“卤化硼法”可合成含 B 和 N 两种元素的功能陶瓷，如图为其晶胞结构示意图，则每个晶胞中含有 B 原子的个数为_，该功能陶瓷的化学式为_。10【解析】 由晶胞结构示意图，根据切割法，可得 B 原子为 8× 12 个，N 原子为1 84× 12 个，则该功能陶瓷的化学式为 BN。1 4【答案】 2 BN