内容正文:
第四十讲 晶体结构与性质
学 习 目 标
1.了解晶体的类型和晶胞的概念,能根据晶胞确定晶体的组成并进行相关的计算。 2.理解离子键的形成和晶格能的概念,了解晶格能对离子晶体性质的影响。
3.理解金属键的含义,能用金属键理论解释金属的一些物理性质。
4.了解分子晶体、共价晶体,能描述结构与性质的关系。
1.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。
2.能理清晶胞边长与M 、NA、ρ的关系,能对晶胞中微粒间距离、原子半径进行计算。
3.能够确定晶胞中粒子分数坐标。
目
录
CONTENTS
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真题验收 制胜高考
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知能训练 素养落实
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考点一 晶体和晶胞
考点二 晶体类型、结构和性质
考点三 晶胞参数的有关计算
考点四 原子分数坐标参数
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考点五 晶胞结构的投影图
1
晶体和晶胞
(1)晶体与非晶体的区别
比较 晶体 非晶体
结构特征 结构粒子____________排列 结构粒子______排列
性质
特征 自范性 有 无
熔点 固定 不固定
异同表现
二者区
别方法 间接方法 测定其是否有固定的______
科学方法 对固体进行____________实验
周期性有序
无序
各向异性
各向同性
熔点
X射线衍射
1.晶体与非晶体
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(2)获得晶体的三条途径
①熔融态物质凝固。
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。
(3)晶体与非晶体的测定方法
测定方法 测熔点 晶体有固定的熔点,非晶体没有固定的熔点
最可靠方法 对固体进行 实验
X射线衍射
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2.晶胞
(1)概念:晶胞是描述晶体结构的基本单元,是从晶体中“截取”出来具有代表性的最小重复单元。
(2)晶胞形状:常规的晶胞都是____________。
(3)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。
平行六面体
任何间隙
平行
取向
(4)晶胞中微粒数的计算方法——均摊法
①长方体(包括立方体)晶胞中不同位置的粒子数的计算:如某个粒子为N个晶胞所共有,则该粒子有1/N属于这个晶胞。中学中常见的晶胞为立方晶胞,立方晶胞中微粒数的计算方法如图1。
②非长方体结构
在六棱柱结构(如图2)中,顶角上的原子有1/6属于此结构,面上的原子有1/2属于此结构,因此六棱柱中镁原子个数为12×1/6+2×1/2=3,硼原子个数为6。
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一个粒子周围最邻近的粒子数称为配位数,它反映了晶体中粒子排列的紧密程度。
(1)晶体中原子(或分子)的配位数
若晶体中的微粒为同种原子或同种分子,则某原子(或分子)的配位数指的是该原子(或分子)最接近且等距离的原子(或分子)的数目,常见晶胞的配位数如下:
简单立方:配位数为6 面心立方:配位数为12 体心立方:配位数为8
3.三种典型立方晶胞结构
4.晶胞中微粒配位数的计算
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(2)离子晶体的配位数
指一个离子周围最接近且等距离的异种电性离子的数目。
以NaCl晶体为例
①找一个与其他粒子连接情况最清晰的粒子,如上图中心的黑球(Cl-)。
②数一下与该粒子周围距离最近的粒子数,如上图标数字的面心白球(Na+)。
确定Cl-的配位数为6,同样方法可确定Na+的配位数也为6。
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【判一判】正误判断(正确打“√”,错误打“×”)。
(1)晶体内部的微粒按一定规律周期性排列。( )
(2)凡有规则外形的固体一定是晶体。( )
(3)固体SiO2一定是晶体。( )
(4)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。( )
(5)晶胞是晶体中最小的“平行六面体”。( )
(6)区分晶体和非晶体最可靠的方法是对固体进行X射线衍射实验。( )
√
√
×
×
√
×
概念·辨析
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1.下列关于晶体和非晶体的说法正确的是( )
A.晶体在三维空间里呈周期性有序排列,因此在各个不同的方向上具有相同的物理性质
B.晶体在熔化过程中需要不断地吸热,温度不断地升高
C.普通玻璃在各个不同的方向上力学、热学、电学、光学性质相同
D.晶体和非晶体之间不可以相互转化
C
典例剖析
2.(2023·西安模拟)某离子晶体的晶体结构中最小重复单元如图所示。A为阴离子,在正方体内,B为阳离子,分别在顶点和面心,则该晶体的化学式为