魯科版 選修3 第三章 物質(zhì)的聚集狀態(tài)與物質(zhì)性質(zhì) 第1節(jié) 認識晶體 (共2課時,含答案)

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1、書利華教育網(wǎng)您的教育資源庫 第3章 物質(zhì)的聚集狀態(tài)與物質(zhì)性質(zhì) 第1節(jié) 認識晶體 【學習目標】 知識與技能 1、從認識一般固體出發(fā)，重點了解晶體的基本特征、類型以及不同類型晶體的一般物理性質(zhì)。 2、晶體形成的途徑及特性。 3、晶體與非晶體的區(qū)別。 4、晶胞的概念。 5、知道晶胞是晶體的最小結(jié)構(gòu)重復單元，能用切割法計算一個晶胞種實際擁有的微粒數(shù)。 過程與方法 1、通過讓學生查閱相關(guān)資料，培養(yǎng)學生自主學習的意識和能力 2、學會分析、理解、歸納和總結(jié)的邏輯思維方法，提高發(fā)現(xiàn)問題、分析問題和解決問題的能力。 情感態(tài)度與價值觀 通過學習本節(jié)與生活、生產(chǎn)、科技相聯(lián)系的知

2、識，培養(yǎng)學生熱愛科學、積極探索的精神 第1課時 【自主預習提綱】 一、晶體的特性 1、晶體與非晶體概念 晶體：_________________________________________________________ 非晶體:________________________________________________________ 2、晶體的特性 ⑴規(guī)則的幾何外形。 ⑵自范性：在適宜的條件下，晶體能夠自發(fā)地呈現(xiàn)_______________、____________多面體外形，這稱為晶體的自范性。 ⑶各向異性：晶體在不同方向上表現(xiàn)出____________的

3、物理性質(zhì)。 ⑷對稱性。如規(guī)則的食鹽晶體具有_________________外形，它既有___對稱性，出有_______對稱性。 3、晶體形成的一段途徑： （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。 4、晶體與非晶體的對比 類別 晶體 非晶體 微觀結(jié)構(gòu) 原子在三維空間里呈 ________________排列 原子排列相對__________ 自范性 幾何外形 對稱性 熔點 其他物理性質(zhì) 實例 5、常見晶體的種類 (1)

4、 的晶體稱為離子晶體；(2) 的晶體稱為金屬晶體；(3) 的晶體稱為原子晶體；(4) 的晶體稱為分子晶體。 二、晶體的堆積模型 1．緊密堆積原理： 因為金屬鍵、離子鍵、分子間的相互作用沒有 ，所

5、以組成金屬晶體、離子晶體、分子晶體的微粒服從 原理。 2．等徑圓球的密堆積 金屬晶體的結(jié)構(gòu)形式可歸結(jié)為等徑圓球的密堆積。其中，每一層都是最緊密堆積，也就是每個等徑球與周圍 相接觸。而層與層之間的堆積時有多種方式：一種是“…ABAB…”重復方式，叫 型的最密堆積，一種是“…ABCABC…” 重復方式，叫 型的最密堆積。 在密堆積中，一個原子或離子周圍所鄰接的原子或離子的數(shù)目稱為_______________。 3．非等徑圓球的密堆積 離子晶體中，陰、陽離子的半徑是不相同的，因此離子晶

6、體可以視為______________的密堆積，即將不同半徑的圓球的堆積看成是大球先按一定方式做_______________，小球再填充在________________________。 4．分子晶體的結(jié)構(gòu)形式 ⑴在分子晶體中，原子先以_________形成分子，分子間再以________形成晶體。 ⑵分子間盡可能采用_______________排列方式，但若晶體中的微粒間以共價鍵結(jié)合進行堆積時，由于共價鍵的____________和_____________決定了一個原子周圍的其他原子的_______及______________，故其微粒堆積的緊密程度降低。 【例題1】水的狀

7、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時形成的，玻璃態(tài)的水無固態(tài)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 【例題2】關(guān)于晶體的下列說法正確的是 A．在晶體中只要有陰離子就一定有陽離子 B．在晶體中只要有陽離子就一定有陰離子 C．離子晶體的熔點一定比金屬晶體的高 D．分子晶體的熔點一定比金屬晶體的低 【當堂達標訓練】 1、下列關(guān)于晶體與非晶體的

8、說法正確的是： A、晶體一定比非晶體的熔點高 B、晶體有自范性但排列無序 C、非晶體無自范性而且排列無序 D、固體SiO2一定是晶體 2、區(qū)別晶體與非晶體最可靠的科學方法是： A、熔沸點 B、硬度 C、顏色 D、x-射線衍射實驗 3、在我們的生活中遇到許多固體，通過今天這節(jié)課的學習，我們知道固體可以分為晶體與非晶體。請你舉出常見的晶體與非晶體的實例。 4、下列不屬于晶體的特點是： 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 D、一定是無色透明的固體 5、下列過程

9、難以得到晶體的有： A、 對NaCl飽和溶液降溫，所得到的固體 B、 氣態(tài)H2O冷卻為液態(tài)，然后再冷卻成的固態(tài) C、 熔融的KNO3冷卻后所得的固體 D、 將液態(tài)的玻璃冷卻成所得到的固體 6、晶體具有各向異性。如藍晶石（Al2O3·SiO2）在不同方向上的硬度不同；又如石墨在與層垂直的方向上的導電率與層平行的方向上的導電率1∕104。晶體的各向異性主要表現(xiàn)在是： ①硬度 ②導熱性 ③導電性 ④光學性質(zhì) A、①③ B、②④ C、①②③ D、①②③④ 7、一些不法商人制造假寶石來牟取暴利，你能否根據(jù)晶體物理性質(zhì)的各向異性的

10、特點，列舉出一些可能有效鑒別假寶石的方法？ 第二課時 三、晶胞 1．晶胞是晶體結(jié)構(gòu)中最小的 ，是從晶體結(jié)構(gòu)中截取下來的大小、形狀完全相同的 。 2．晶胞中粒子數(shù)的計算方法： 晶體結(jié)構(gòu)類習題最常見的題型就是已知晶胞的結(jié)構(gòu)而求晶體的化學式。解答這類習題首先要明確一個概念：由晶胞構(gòu)成的晶體，其化學式不一定是表示一個分子中含有多少個原子，而是表示每個晶胞中平均含有各類原子的個數(shù)，即各類原子的最簡個數(shù)比。解答這類習題，通常采用分攤法。 在一個晶胞結(jié)構(gòu)中出現(xiàn)的多個原子，這些原子并不是只為這個晶胞所獨立占有，而是為多個晶胞

11、所共有，那么，在一個晶胞結(jié)構(gòu)中出現(xiàn)的每個原子，這個晶體能分攤到多少比例呢。這就是分攤法。分攤法的根本目的就是算出一個晶胞單獨占有的各類原子的個數(shù)。 分攤法的根本原則是：晶胞任意位置上的一個原子如果是被x個晶胞所共有，那么，每個晶胞對這個原子分得的份額就是1/x。 計算方法 位置 頂點 棱邊 面心 體心 貢獻 1/8 1/4 1/2 1 【例題3】某離子晶體晶胞結(jié)構(gòu)如圖所示，X位于立方體的頂點，Y位于立方體的中心。試分析： （1）在一個晶胞中有 個X， 個Y，所以該晶體的化學式為_____ _____。 （2）晶體

12、中距離最近的2個X與一個Y所形成的夾角∠XYX角度為________（填角的度數(shù)） 【例題4】O Ti Ba 鈦酸鋇的熱穩(wěn)定性好，介電常數(shù)高，在小型變壓器、話筒和擴音器中都有應用。鈦酸鋇晶體的結(jié)構(gòu)示意圖為右圖，它的化學式是（ ） A.BaTi8O12 B.BaTi4O6 C.BaTi2O4 D.BaTIO3 【當堂達標訓練】 1. 晶體中最小的重復單元——晶胞，①凡處于立方體頂點的微粒，同時為 個晶胞共有；②凡處于立方體棱上的微粒，同時為 個晶胞共有；③凡處于立方體面上的微粒，同時為 個晶胞共有；④凡

13、處于立方體體心的微粒，同時為 個晶胞共有。 2.某物質(zhì)的晶體中含A、B、C三種元素，其排列方式如圖所示(其中前后兩面心上的B原子未能畫出)，晶體中A、B、C的中原子個數(shù)之比依次為( ) A.1:3:1 B.2:3:1 C.2:2:1 D.1:3:3 3.1987年2月，未經(jīng)武（Paul Chu）教授等發(fā)現(xiàn)鈦鋇銅氧化合物在90K溫度下即具有超導性。若該化合物的結(jié)構(gòu)如右圖所示，則該化合物的化學式可能是（ ） A.YBa2CuO7－x B.YBa2Cu2O7－x C.YBa2Cu3O7－x D.YBa2Cu4O7－x 4．某離子化合物

14、的晶胞如右圖所示立體結(jié)構(gòu)，晶胞是整個晶體中最基本的重復單位。陽離子位于此晶胞的中心，陰離子位于8個頂點，該離子化合物中，陰、陽離子個數(shù)比是（ ） A、1∶8 B、1∶4 C、1∶2 D、1∶1 5.如右圖石墨晶體結(jié)構(gòu)的每一層里平均每個最小的正六邊形占有碳原子數(shù)目為（ ） A、2 B、3 C、4 D、6 6.許多物質(zhì)在通常條件下是以晶體的形式存在，而一種晶體又可視作若干相同的基本結(jié)構(gòu)單元構(gòu)成，這些基本結(jié)構(gòu)單元在結(jié)構(gòu)化學中被稱作晶胞。已知某化合物是由鈣、鈦、氧三種元素組成的晶體，其晶胞結(jié)構(gòu)如圖所示，則該物質(zhì)的化學

15、式為（ ） A．Ca4TiO3　　 　 B．Ca4TiO6 C．CaTiO3　　 　 D．Ca8TiO12 7.下列有關(guān)晶體的特征及結(jié)構(gòu)的陳述中不正確的是（ ） ?? A 單晶一般都有各向異性 ?? B 晶體有固定的熔點 ?? C 所有晶體都有一定的規(guī)整外形?? D 多晶一般不表現(xiàn)各向異性 8.現(xiàn)有甲、乙、丙(如下圖》三種晶體的晶胞：(甲中x處于晶胞的中心，乙中a處于晶胞的中心)，可推知：甲晶體中x與y的個數(shù)比是__________，乙中a與b的個數(shù)比是_______，丙晶胞中有_______個c離子，有____________個d離子。 9、現(xiàn)有

16、甲、乙、丙、丁四種晶胞（如圖2-8所示）， 可推知：甲晶體中A與B的離子個數(shù)比為 ；乙晶體的化學式為 ；丙晶體的化學式為__________；丁晶體的化學式為______。 10.右圖是超導化合物----鈣鈦礦晶體的晶胞結(jié)構(gòu)。請回答： (1)該化合物的化學式為????????? 。 (2)在該化合物晶體中，與某個鈦離子距離最近且相等的其他鈦離子共有?????? 個。 第1節(jié) 認識晶體自我檢測 1．下列各對物質(zhì)中，化學鍵類型和晶體類型完全相同的是 （ ） A．Na

17、Cl和NaOH B．Br2和H2O． CCl4和FeCl3 D．CO2和SiO2 2．某單質(zhì)晶體一定不是 （ ） A．離子晶體 B．分子晶體 C．原子晶體 D．金屬晶體 3．下列敘述正確的是 （ ） A．任何晶體中，若含有陽離子也一定含有陰離子 B．離子晶體中可能含有共價鍵 C．離子晶體中只含有離子鍵不含有共價鍵 D．分子晶體中只存在分子作用力，不含有其他化學鍵 4．下列有關(guān)金屬元素特征的敘述中正確的是 （ ） A．金屬元素的原子

18、只有還原性，離子只有氧化性 B．金屬元素在化合物中一定顯正價 C．金屬元素在不同化合物中的化合價均不同 D．金屬單質(zhì)在常溫下都是固體 5．含有離子的晶體 （ ） A．一定是離子晶體 B．可能是分子晶體 C．可能是原子晶體 D．可能是金屬晶體 6．下列說法一定正確的是 （ ） A．其水溶液導電的一定是離子晶體 B．熔融態(tài)導電的一定是離子晶體 C．固態(tài)導電的一定是金屬晶體 D．固態(tài)不導電熔融態(tài)導電的一定是離子晶體 7．碘的熔、沸點較低，其原因是（ ） A．碘的非金屬性較弱

19、 B．I2中I—I鍵不穩(wěn)定 C．碘分子的分子間作用力比較小 D．碘的氧化性較弱 8．下列敘述中正確的是（ ） A．分子晶體中一定存在共價鍵 B．離子晶體中一定含金屬元素 C．原子晶體中一定不存在離子鍵 D．離子晶體中不可能存在共價鍵 9．干冰氣化時發(fā)生變化的是（ ） A．分子內(nèi)共價鍵 B．分子間作用力 C．分子間的距離 D．分子內(nèi)原子間的距離 10．有關(guān)A1型密堆積與A3型密堆積的說法中正確的是 （ ） A．A1型密堆積是最密堆積，A

20、3型密堆積不是最密堆積。 B．兩者都是最密堆積，其中A1型密堆積是一、三、五…各層球心重合，二、四、六…各層球心重合；A3型密堆積是四、五、六層…分別和一、二、三層球心重合。 C．原子晶體一般都采用A1型密堆積或A3型密堆積。 D．只有金屬晶體才可能采用A1型密堆積或A3型密堆積。 11．能與氫氧化鈉溶液反應的原子晶體是 （ ） A．鋁 B．金剛石 C．硅 D．二氧化硅 12.下列說法中錯誤的是 （ ） A．分子晶體中范德華力沒有方向性和飽和性，所以分子晶體一般

21、都采取密堆積，但要受到分子形狀的影響。 B．離子晶體一般都是非等徑球的密堆積 C．由于共價鍵的方向性和飽和性，原子晶體堆積的緊密程度大大降低。 D．配位數(shù)就是配位鍵的數(shù)目。 13．對于A1型密堆積的描述錯誤的是（ ） A．A1型密堆積晶體的晶胞也叫面心立方晶胞。 B．面心立方晶胞的每個頂點上和每個面的中心上都各有一個金屬原子 C．平均每個面心立方晶胞中有14個金屬原子 D．平均每個面心立方晶胞中有4個金屬原子 14.在干冰晶體中每個CO2分子周圍緊鄰的 CO2分子有___________個 在晶體中截取一個最小的正方形；使正方形的四個頂點部落到CO2分子的中心，則在這

22、個正方形的平面上有___________個C02分子。 15．最近發(fā)現(xiàn)一種由鈦原子和碳原子構(gòu)成的氣態(tài)團簇分子，如右圖所示，頂角和面心的原子是鈦原子，棱的中心和體心的原子是碳原子，它的化學式是 。 第1節(jié) 認識晶體參考答案 第1課時 1、C；2、D；3、晶體：瑪瑙、水晶、硫晶體等等；非晶體玻璃、水泥等等。 4、D 5、D 6、D 7、(略) 第2課時 1. 8 4 2 1 2.A 3.C 4.D 5.A 6.C 7.D 8.解析：x:y＝4:3 a：b＝1：1 4個c 4個d 處于晶胞中心的x或a為

23、該晶胞單獨占有，位于立方體頂點的微粒為8個立方體共有，位于立方體棱邊的微粒為四個立方體共有，位于立方體面的微粒為兩個立方體共有，所以x:y＝l：6×1／8＝4：3；a:b=1:8×1／8＝1：1；丙晶胞中c離子為12×1／4+1＝4(個)；d離子為8×1／8+6×1／2＝4(個) 9、1：1 C2D EF XY2Z 10.解析：這個晶胞對位于頂點上的每個鈦原子占有的份額為1/8，所以，它單獨占有的鈦原子個數(shù)為8×1/8=1個；它對位于棱上的每個氧原子占有的份額為1/4，所以，它單獨占有的氧原子個數(shù)為12×1/4=3個；它全部擁有體內(nèi)的那一個鈣原子，所以，該晶胞中單獨占有的鈦

24、原子、氧原子和鈣原子的個數(shù)分別為：1、3、1.鈦位于立方體的頂點上，與一個鈦離子距離最近的鈦離子是與它共棱的,與它共棱的離子都是二個，所以，共6個。 答案：(1)該化合物的化學式為CaTiO3 (2) 6個 第1節(jié) 認識晶體自我檢測 1.B 2.A 3.B 4.B 5.D 6.D 7.C 8.C 9.BC 10.B 11.CD 12.D 13.C 14. 12個 4個 15．解析：考察學生對晶體結(jié)構(gòu)、分子結(jié)構(gòu)概念的理解、運用能力。解題關(guān)鍵：本題是送給粗心同學的“禮物”，一些在省初賽中得分較高的同學，包括部分后來沖進冬令營的同學都在此題“載了跟頭”。從題目本身來看，本題圖形“就是”NaCl晶胞的圖形，按頂點算1/8，棱中點算1/4，面心算1/2，中心算1的規(guī)則很快可算出Na:Cl=1:1，或一部分同學甚至已記住答案，就是1:1，所以，閱卷發(fā)現(xiàn)相當多的考生答案為TiC可CTi。部分考生把該分子當成晶體結(jié)構(gòu)的一部分。其實，本題命題者一開始就清楚交待：它是一個小分子，而非像NaCl晶體那樣的巨型分子。所以，審題清楚對考生來說是至關(guān)重要的。 答案：Ti14C13。 書利華教育網(wǎng)您的教育資源庫