内容正文:
第17讲 晶体结构与性质
1.了解晶体中粒子的空间排布存在周期性,认识简单的晶胞。
2.借助分子晶体、共价晶体、离子晶体、金属晶体等模型认识晶体的结构特点。
3.知道介于典型晶体之间的过渡晶体及混合型晶体是普遍存在的。
内容要求
一、物质的聚集状态
1.物质三态间的相互转化
知识点1 物质的聚集状态与晶胞
2.物质的聚集状态
物质的聚集状态除了 、 、 外,还有更多的聚集状态,如晶态、非晶态,以及介乎晶态和非晶态之间的塑晶态、液晶态等。
3.等离子体和离子液体
(1)等离子体是由 、 和电中性粒子组成的整体上呈电中性的物质聚集体。
(2)离子液体是熔点不高的仅由 组成的液体物质。
气态
液态
固态
电子
阳离子
离子
二、晶体与非晶体
1.特征和区别方法
项目 晶体 非晶体
结构特征 粒子呈 排列 粒子相对 排列
性质
特征 自范性 . .
熔点 . .
异同表现 . .
两者
区别
方法 间接方法 看是否有固定的 .
科学方法 对固体进行 实验
周期性有序
无序
有
无
固定
不固定
各向异性
无各向异性
熔点
X射线衍射
2.得到晶体的途径
(1) 物质凝固。
(2) 物质冷却不经液态直接凝固(凝华)。
(3)溶质从溶液中 。
三、晶胞
1.概念
描述晶体结构的 。
2.晶体中晶胞的排列——“无隙并置”
(1)“无隙”:相邻晶胞之间没有 。
(2)“并置”:所有晶胞 排列, 相同。
熔融态
气态
析出
基本单元
任何间隙
平行
取向
四、晶体结构的测定
(1)测定晶体结构最常用的仪器是 。
(2)晶体结构的测定原理。
在晶体的X射线衍射实验中,当单一波长的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者明锐的 。
(3)经过计算可以从衍射图形获得晶体结构的相关信息,包括晶胞的形状和大小、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 和
等,以及结合晶体化学组成的信息推出原子之间的相互关系。
X射线衍射仪
衍射峰
数目
位置
1.H2O(s)变为H2O(g)需要吸收热量,该过程为吸热反应。( )
2.区分晶体和非晶体最可靠的方法是测定其有无固定的熔、沸点。( )
3.固体SiO2一定是晶体。( )
4.晶体内部的粒子按一定规律周期性排列。( )
5.凡有规则几何外形的固体一定是晶体。( )
6.晶胞中的任何一个粒子都只属于该晶胞。( )
7.缺角的NaCl晶体在饱和NaCl溶液中会慢慢变为完美的立方体块。( )
×
×
×
√
×
×
√
题点一 物质的聚集状态与晶体
1.下列关于物质聚集状态的叙述中,错误的是( )
A.等离子体的基本构成粒子只有带电的离子和电子
B.气态是高度无序的体系存在状态
C.液晶内部分子沿分子长轴方向有序排列,使液晶具有各向异性
D.固态中的原子或者分子结合得较紧凑,相对运动较弱
A
解析:等离子体是呈电中性的,其基本构成粒子可以是带电的粒子也可以是电中性粒子,A项错误。
2.如图是某固体的微观结构示意图。判断下列说法正确的是( )
A.两种物质在一定条件下都会自动形成有规则几何外形的晶体
B.Ⅰ形成的固体物理性质有各向异性
C.Ⅱ形成的固体一定有固定的熔、沸点
D.两者的X射线衍射图谱是相同的
B
解析:Ⅰ会自动形成有规则几何外形的晶体,具有各向异性,X射线衍射图谱有明显的谱线。Ⅱ为非晶体。
题点二 晶胞组成的相关计算
3.(1)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 。
答案:(1)2 BN
(2)某晶体结构模型如图所示。该晶体的化学式是 ,在晶体中1个Ti原子、1个Co原子周围距离最近的O原子数目分别为 、 。
答案:(2)CoTiO3 6 12
(3)MgH2是金属氢化物储氢材料,其晶胞结构如图所示。已知该晶体的密度为
a g/cm3,则该晶胞的体积为 cm3[用a、NA表示(设NA为阿伏加德罗常数的值)]。
晶胞组成的计算——均摊法
(2)方法。
①长方体(包括立方体)晶胞中不同位置的粒子数的计算,如图:
②非长方体晶胞中不同位置的粒子数的计