3.1 物质的聚集状态与晶体的常识 -2023-2024学年高二化学同步教学讲与练（人教版2019选择性必修2）

第三章 晶体结构与性质 第一节 物质的聚集状态与晶体的常识 课程标准 核心素养目标 1.认识物质的聚集状态。 2.能从微观角度理解晶体的结构特征，并能结合晶体的特点判断晶体和非晶体。 3.能运用多种晶体模型来描述和解释有关晶体性质的现象，形成分析晶胞结构的思维模型。 4.了解晶体结构的测定方法。 1．宏观辨识与微观探析：认识物质的聚集状态会影响物质的性质，培养学生“宏观辨识与微观探析”的学科素养。 2．变化观念与平衡思想：通过改变物质的聚集状态能获得特殊的材料。培养学生“变化观念与平衡思想”的学科素养。 一、物质的聚集状态 1．人们对物质组成的认识历程 (1)20世纪前，人们认为：分子是保持物质化学性质的 粒子；物质三态的相互转化只是 发生了变化。 (2)20世纪初，人们对物质的组成有了更明确的认识。 ①通过 等实验手段，发现许多常见的晶体中并无分子，如氯化钠、石墨、二氧化硅、金刚石以及各种金属等。 ②气态和液态物质不一定都由分子构成。如等离子体是由 、 和 组成的整体上呈电中性的气态物质；离子液体是熔点不高的仅由 组成的液体物质。 2．人们对物质聚集状态的认识历程 (1)物质的聚集状态除了固态、液态、气态，还有 、 ，以及介乎 和 之间的 、液晶态等。 (2)液晶：介于液态和晶态之间的物质状态。 ①分类：热致液晶和溶致液晶。 ②性质：既具有液体的流动性、黏度、形变性等，又具有晶体的某些物理性质，如导热性、光学性质等，表现出类似晶体的各向异性。 ③应用：液晶在制造液晶显示器、合成高强度液晶纤维等领域被广泛应用。 二、晶体与非晶体 1．晶体与非晶体的本质差异 固体 自范性 微观结构 晶体 (能自发呈现多面体外形) 原子在三维空间里呈 有序排列 非晶体 (不能自发呈现多面体外形) 原子排列相对 2.获得晶体的三条途径 (1) 态物质凝固。 (2) 物质冷却不经液态直接凝固(凝华)。 (3) 从溶液中析出。 3．晶体的特性 (1)自范性：晶体能自发地呈现 外形的性质。 (2)各向异性：晶体在不同方向上表现出不同的 。 (3)固定的熔点。 4．晶体与非晶体的区分方法 区分方法 测熔点 晶体有固定的熔点，非晶体没有固定的熔点 可靠方法 对固体进行 实验 【误区警示】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，如水晶和石英玻璃。 (2)有着规则几何外形或者美观、对称外形的固体，不一定是晶体。例如，玻璃制品(非晶体)可以塑造出规则的几何外形，也可以具有美观、对称的外观。 (3)具有固定组成的物质也不一定是晶体，如某些无定形体也有固定的组成。 (4)晶体不一定都有规则的几何外形，如玛瑙。 三、晶胞 1．概念 描述晶体结构的 。 2．晶胞与晶体的关系 一般来说，晶胞都是 体，整块晶体可以看作是数量巨大的晶胞“无隙并置”而成。 (1)“无隙”是指相邻晶胞之间 。 (2)“并置”是指所有晶胞都是 排列的，取向 。 (3)所有晶胞的 及其内部的原子 及几何排列是完全相同的。 四、晶体结构的测定 1．常用仪器： 。 2．测定过程：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衍射峰。 3．作用：根据衍射图，经过计算可以获得晶体结构的有关信息。 探究一　晶胞中粒子数目的计算 例1.下图依次是金属钠(Na)、金属锌(Zn)、碘(I2)、金刚石(C)晶胞的示意图，数一数，它们分别平均含几个原子？ (1)钠________个；(2)锌________个；(3)碘________个；(4)金刚石________个。 (1)铜晶胞 ①位于顶角上的铜原子为 8个晶胞共有。 ②位于面心上的铜原子为 2个晶胞共有。 因此晶体铜中完全属于某一晶胞的铜原子数是4。 (2)NaCl晶胞 ①Cl－位于顶点和面心，共有4个。 ②Na＋位于棱上和体心，共有4个。 【例1】(2023·河北邯郸一中高二月考)下列各项是晶体结构中具有代表性的最小重复单元的排列方式，图中：—X，—Y，—Z。其中对应的化学式不正确的是(　　) 1.(2023·湖北襄阳一中高二期末) 科学家发现一种由钛原子和碳原子构成的气态团簇分子，如图所示。顶角和面心的原子是钛原子，棱的中心和体心的原子是碳原子，则它的化学式是(　　) A．TiC B．