第3章 第1节 认识晶体-【金版新学案】2025-2026学年高中化学选择性必修2同步课堂高效讲义教师用书word（鲁科版，单选）

本讲义聚焦“认识晶体”核心知识点，从晶体与非晶体的微观结构差异切入，系统梳理晶体的特性、分类（离子、金属、共价、分子晶体），并以晶胞为核心，通过切割法构建微粒数目计算及化学式确定的学习支架。 资料通过对比表格明晰晶体与非晶体区别，设计探究问题（如“规则外形是否为晶体标志”）培养科学思维，结合晶胞计算例题（如Cu₃N晶胞分析）提升科学探究能力。课中辅助教师引导微观认知，课后助力学生通过练习巩固切割法应用，弥补知识盲点。

第1节　认识晶体 [素养发展目标]　1．通过生活中常见晶体和非晶体的实例，了解晶体的特征，认识晶体与非晶体的区别。　2．了解晶体中微粒的空间排布存在周期性，认识简单的晶胞，会用切割法确定晶胞微粒数目及晶体化学式。 一、晶体的特性 1．晶体与非晶体的概念 固体类型 内部微粒 排列方式 晶体 原子、离子或分子 微粒在空间按一定规律做周期性重复排列 非晶体 微粒无周期性重复排列 2．晶体的特性 3．晶体的分类 (1)依据：根据晶体内部微粒种类和微粒间的相互作用。 (2)类型 晶体类型 构成微粒种类 微粒间的相互作用 实例 离子晶体 阴、阳离子 离子键 NaCl 金属晶体 金属离子、自由电子 金属键 Cu 共价晶体 原子 共价键 金刚石 分子晶体 分子 分子间作用力 冰 4．晶体与非晶体的用途 (1)晶体 ①把机械能变成电能。 ②制作红外夜视仪。 ③做电子元件。 (2)非晶体 某些非晶态合金的强度和硬度比相应的晶态合金的强度和硬度高。 二、晶体结构的基本重复单元——晶胞 1．晶胞 金属铜和金属镁晶体及其中截取出的晶胞 金属铜晶体及晶胞 金属镁晶体及晶胞 图示 学生用书第55页 结构特点 8个顶点各有1个粒子，6个面的面心均有1个粒子 8个顶点各有1个粒子，内部有1个粒子 2．晶体与晶胞的关系 将一个个晶胞及其中包含的微粒上、下、前、后、左、右并置，就构成了整个晶体结构。因此，知道了晶胞的大小和形状以及晶胞中包含的微粒的种类、数目和空间位置，就可以了解整个晶体的结构。 整块晶体可看作数量巨大的晶胞“无隙并置”而成，也就是说晶体就是晶胞周期性地在三维空间并置堆砌而成的，如金刚石晶体结构与晶胞的关系如下图所示。 1．下列叙述正确的是(　　) A．具有规则几何外形的固体一定是晶体 B．具有特定对称性的固体一定是晶体 C．具有各向异性的固体一定是晶体 D．依据构成粒子的堆积方式可将晶体分为金属晶体、离子晶体、分子晶体、共价晶体 C　[晶体具有规则几何外形、各向异性和特定的对称性是其内部粒子规律性排列的外部反映，有些人工加工而成的固体也具有规则几何外形和高度对称性，故A、B错误；具有各向异性的固体一定是晶体，C项正确；晶体划分为金属晶体、离子晶体、分子晶体、共价晶体的依据是构成晶体微粒的种类和微粒间相互作用的不同，D项错误。] 2．下列有关晶胞的叙述，正确的是(　　) A．晶胞的结构就是晶体的结构 B．不同的晶体中，晶胞的大小和形状都相同 C．晶胞中的任何一个粒子都完全属于该晶胞 D．已知晶胞的组成就可推知晶体的组成 D　[由晶胞的定义可知A选项错误；相同晶体中晶胞的大小和形状完全相同，不同晶体中，晶胞的大小和形状不一定相同，B选项错误；晶体中的大部分粒子被若干个晶胞所共有，不完全属于某个晶胞，C选项错误；知道晶胞的组成，利用“切割法”即可推知晶体的组成，D选项正确。] 探究一　晶体与非晶体 1．有规则的几何外形的固体一定是晶体吗？ 提示：有规则几何外形或美观、对称外形的固体不一定是晶体。例如，玻璃制品可以塑造出规则的几何外形，也可以具有美观对称的外观，但玻璃属于非晶体。 2．有固定组成的物质一定是晶体吗？ 提示：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，如无定形SiO2。 3．晶体的各向异性及对称性是由哪些因素引起的？ 提示：晶体内部微粒在空间按照一定规律做周期性重复排列，使晶体具有规则几何外形和对称性；内部微粒在各个方向上的不同排列是晶体具有各向异性的本质原因。 1．晶体与非晶体的区别 晶体 非晶体 外观 具有规则的几何外形 不具有规则的几何外形 微观结构 微粒在三维空间周期性有序排列 微粒排列相对无序 自范性 有 没有 各向异性 各向异性 各向同性 续表 晶体 非晶体 熔点 固定 不固定 能否发生X射线衍射 能 不能 本质区别 微观粒子在三维空间是否呈现周期性有序性排列 2．晶体与非晶体鉴别方法 (1)间接方法：看是否具有固定的熔点或根据某些物 学生用书第56页 理性质的各向异性。晶体有固定的熔点，融化过程中温度不变，某些物理性质也会呈现各向异性。 (2)科学方法：对固体进行X射线衍射实验。X射线通过晶体时能产生衍射现象，而非晶体不能产生此现象。 1．晶体是一类非常重要的材料，在很多领域都有广泛的应用。我国现已能够拉制出直径为300毫米，重量达81千克的大直径硅单晶，晶体硅大量用于电子产业。下列对晶体硅的叙述正确的是(　　) A．晶体硅没有固定的熔、沸点 B．形成晶体硅的速率越快越好 C．可用X射线衍射实验来鉴别晶体硅和玻璃 D．晶体硅的形成与晶体的自范性有关，形成的晶体无各向异性 C　[晶体有固定的熔点，非晶体没有固定的熔点，故A错误；晶体的形成都要有一定的形成条件，如温度、压强、结晶速率等，但并不是说结晶速率越快越好，速率太快可能导致晶体质量下降，故B错误；晶体与非晶体最本质的区别是组成物质的粒子在微观空间是否有序排列，X射线衍射可以看到微观结构，所以区别晶体与非晶体最可靠的科学方法是对固体进行X射线衍射实验，故C正确；晶体硅的形成与晶体的自范性有关，形成的晶体有各向异性，故D错误。] 探究二　晶体化学式的确定 1．晶体结构中的基本重复单元与最小单元是一回事吗？ 提示：晶胞是晶体结构中的基本重复单元，但不一定是最小单元。例如，氯化钠的晶胞由8个较小的立方体组成。 2．如何确定一个晶胞中实际包含的微粒数？ 提示：用“切割法”确定晶胞中微粒的个数，若某个粒子为n个晶胞所共有，则该粒子的属于这个晶胞。 3．晶体的化学式表达的意义是什么？ 提示：晶体的化学式表示的是晶体(或晶胞)中各类原子或离子的最简整数比，由晶胞构成的晶体，其化学式并不是表示一个分子中含有多少个原子。 1．晶胞中粒子数目的计算——切割法 (1)平行六面体晶胞中不同位置的粒子数的计算 某个粒子为n个晶胞所共有，则该粒子有属于这个晶胞。 (2)非平行六面体晶胞 晶胞中粒子对晶胞的贡献视具体情况而定，如正六棱柱形晶胞，顶点上的每个微粒对晶胞的贡献为，水平棱边为，竖直棱边为，面为，内部为1。 如石墨晶胞每一层内碳原子排成六边形，其顶点(1个碳原子)被三个六边形共有，每个六边形占该粒子的。 (3)气态团簇分子不能用切割法 如图所示，由金属原子M和非金属原子N构成 学生用书第57页 的气态团簇分子，顶角和面上的原子是M原子，棱中心和体心的原子是N原子，则分子式可表示为M14N13或N13M14。 2．确定晶体化学式的方法 观察微粒种类→确定微粒在晶体中的位置→用切割法求各微粒的数目→求各微粒的最简个数比→确定化学式。 3．晶胞密度的相关计算 m＝ρV＝a3×ρ＝N× 物理量 含义 m 表示一个晶胞质量(g) ρ 表示晶胞密度(g·cm－3) V 表示一个晶胞体积(cm3) a 表示晶胞边长(cm) M 表示晶胞摩尔质量(g·mol－1) NA 表示阿伏加德罗常数(mol－1) N 表示一个晶胞中微粒数目 2．我国具有丰富的铜矿资源，某铜矿石的晶胞结构如图所示，其化学式为(　　) A．Cu3N　　　　　　 B．Cu2N C．Cu3N2 D．CuN A　[在该晶体中，Cu＋位于晶胞的棱边上，则晶胞中含有Cu＋的数目为12×＝3，N3－位于晶胞的顶点上，晶胞中含有N3－的数目为8×＝1，所以该晶胞的化学式为Cu3N。] 3． 金属铜的晶胞如图所示，此晶胞立方体的边长为a pm，Cu的相对原子质量为64，金属铜的密度为ρ g·cm－3，则阿伏加德罗常数NA＝__________mol－1(用含a、ρ的代数式表示。) 解析：　题图所示晶胞中含有铜原子的数目为8×＋6×＝4，则晶胞质量为 g, 该晶胞体积为(a×10－10)3 cm3，则 g＝a3×10－30 cm3×ρ g·cm－3，故NA＝ mol－1。 答案：　 1．下列叙述不属于晶体特性的是(　　) A．有规则的几何外形　　　 B．具有各向异性 C．有对称性 D．没有固定熔点 D　[晶体具有规则的几何外形、各向异性、对称性三大特性，而且晶体有固定的熔点。] 2．Al65Cu20Co15是一种十边形准晶体，准晶体是一种无平移周期序，但有严格准周期位置序的独特晶体。区别晶体、准晶体及非晶体可靠的科学方法是(　　) A．X射线衍射 B．测定熔点 C．测定密度 D．观察外形 A　[用X射线衍射实验可鉴别晶体，准晶体及非晶体。] 3． 科学家把C60和K掺杂在一起制造出的物质具有超导性能，其晶胞结构如图所示。该物质中K和C60的个数之比为(　　) A．1∶1 B．2∶1 C．3∶1 D．4∶1 C　[根据切割法可知，该晶胞中K的个数为2×6×＝6，C60的个数为1＋8×＝2，所以该物质中K和C60的个数之比为6∶2＝3∶1。] 4．Ti的一种氧化物晶胞结构(长方体)如图所示，该氧化物的化学式为________；若该晶胞的三个晶胞参数分别为a pm、b pm、c pm。则该氧化物的密度为________________g·cm－3(写出表达式即可)。 解析：　晶胞中Ti原子位于体心与顶点上，O原子位于上下两个面上及体内(有2个)，故晶胞中Ti原子数目＝1＋8×＝2、O原子数目＝2＋4×＝4，故该化合物的化学式为TiO2，晶胞质量＝2× g，若该晶胞中参数分别为a pm、b pm、c pm，则晶胞的体积＝a×10－10 cm×b×10－10 cm×c×10－10 cm＝abc×10－30 cm3，则该晶体的密度＝＝ g·cm－3。 答案：　TiO2　 学科网（北京）股份有限公司 $