第3章 晶体结构与性质（知识清单）-2023-2024学年高二化学必备单元知识清单与测试（沪科版2020选择性必修2）

第三章 晶体结构与性质 【单元知识框架】 【单元知识清单】 考点1 晶体简介 · 物质的聚集状态 1. 物质三态间的相互转化 【注】①物质的三态变化是物理变化，变化时，克服分子间作用力或者破坏化学键，但不会有新的化学键形成。 ②凝固、凝华和液化的过程均放出热量，融化、升华和汽化的过程均吸收热量，但它们都不属于反应热。 2．物质的聚集状态 物质的聚集状态除了气态、液态、固态外，还有更多的聚集状态如晶态、非晶态以及介乎二者之间的塑晶态、液晶态等。 【拓展】 1.等离子体 ①概念：由电子、正离子和电中性粒子（分子或原子）组成的整体上电中性的气态物质。 ②是一种特殊的气体，存在于我们周围。 ③存在：日光灯和霓虹灯的灯管里、蜡烛火焰里、极光和雷电里。 2.液晶：介于液态和晶态之间的物质状态。 · 晶体与非晶体 1.晶体 把内部微粒（原子、离子或分子）在三维空间里呈周期性有序排列的固体物质称为晶体。常见晶体有食盐、冰、铁、铜等。 根据构成晶体的粒子和粒子间作用力的不同，晶体可分为离子晶体、共价晶体、分子晶体和金属晶体。 2.非晶体 把内部微粒（原子、离子或分子）排列呈相对无序状态的固体物质呈非晶体。常见到的非晶体有玻璃、橡胶、炭黑等。 3.晶体与非晶体的本质差异 自范性 微观结构 晶体 有 原子在三维空间里呈周期性有序排列 非晶体 没有 原子排列相对无序 【注】宏观上区别晶体和非晶体的依据是固体有无规则的几何外形，而规则的集合外形是微粒结晶时自发形成的，并非人为加工雕琢。 4.晶体的特性 (1)自范性 ①定义：晶体能自发地呈现多面体外形的性质。 ②形成条件：晶体生长的速率适当。 ③本质原因：晶体中粒子在微观空间里呈现周期性有序排列。 (2)各向异性：晶体的某些物理性质在不同方向上的差异。 (3)晶体有固定的熔点。 (4)外形和内部质点排列的高度有序性。 (5)X射线衍射：晶体能使X射线衍射，而非晶体对X射线只能产生散射。 【注】非晶体排列相对无序，无自范性、无各向异性、无固定熔点。 5.获得晶体的途径 (1)熔融态物质凝固。 ①凝固速率适当，可得到规则晶体。 ②凝固速率过快，得到没有规则外形的块状固体或看不到多面体外形粉末。 (2)气态物质冷却不经液态直接凝固(凝华)。 (3)溶质从溶液中析出。 · 晶胞 1．概念：晶胞是描述晶体结构的基本单元。晶胞是晶体中最小的重复结构单元。 2．结构：常规的晶胞都是平行六面体，晶体可以看作是数量巨大的晶胞无隙并置而成。 (1)“无隙”：相邻晶胞之间没有任何间隙。 (2)“并置”：所有晶胞都是平行排列的，取向相同。 (3)所有晶胞的形状及其内部的原子种类、个数及几何排列是完全相同的。 3．晶胞中粒子数目的计算 (1)平行六面体(立方体形)晶胞中粒子数目的计算。 ①晶胞的顶角原子是8个晶胞共用； ②晶胞棱上的原子是4个晶胞共用； ③晶胞面上的原子是2个晶胞共用。 如金属铜的一个晶胞(如图所示)均摊到的原子数为8×＋6×＝4。 (2)几种晶胞中原子数目的确定。 结合下图，钠、锌、碘、金刚石晶胞中含有原子的数目分别为2、2、8、8。 钠、锌、碘、金刚石晶胞示意图 【拓展】常见晶胞结构 体心立方 简单立方 面心立方 【注】①不是所有晶胞都是平行六面体，有的晶胞呈六棱柱形。 ②由晶胞构成的晶体，其化学式不表示一个分子中原子的数目，只表示每个晶胞中各类原子的最简整数比。 晶胞计算 1、面心立方：在立方体顶点的微粒为8个晶胞共有，在面心的为2个晶胞共有。 微粒数为： 2、体心立方：在立方体顶点的微粒为8个晶胞共享，处于体心的金属原子全部属于该晶胞。 微粒数为： 四、晶体结构的测定 1．测定晶体结构最常用的仪器是X射线衍射仪。在X射线通过晶体时，X射线和晶体中的电子相互作用，会在记录仪上产生分立的斑点或明锐的衍射峰。 2．由衍射图形获得晶体结构的信息包括晶胞形状和大小、分子或原子在微观空间有序排列呈现的对称类型、原子在晶胞里的数目和位置等。 【总结】 晶体与非晶体的比较 晶体 非晶体 微观结构特征 粒子周期性有序排列 粒子排列相对无序 性质 特征 自范性 有 无 熔点 固定 不固定 各向异性 有 无 鉴别 方法 间接方法 看是否具有固定的熔点或根据某些物理性质的各向异性 科学方法 对固体进行X－射线衍射实验 举例 NaCl、I2、SiO2、Na晶体等 玻璃、橡胶等 【注】关于晶体与非晶体的认识误区 1同一物质可以是晶体，也可以是非晶体，如晶体SiO2和非晶体SiO2。 2有着规则几何外形或者美观、对称外形的固体，不一定是