1、第一節 晶體的常識學習目標l 了解晶體的初步知識,知道晶體與非晶體的本質差異，學會識別晶體與非晶體的結構示意圖。l 知道晶胞的概念，了解晶胞與晶體的關系，學會通過分析晶胞得出晶體的組成。l 培養空間想像能力和進一步認識“物質結構決定物質性質”的客觀規律。 知識梳理一、晶體與非晶體1.晶體的自范性即_.晶體呈自范性的條件之一是_.2.得到晶體一般有三條途徑:(1)_,(2)_,(3)_3.自范性微觀結構晶體非晶體4. 晶體的熔點較_,而非晶體的熔點_,區分晶體與非晶體最可靠的科學方法是_.二、晶胞5._是晶胞。方法導引晶胞中粒子數的計算方法：晶體結構類習題最常見的題型就是已知晶胞的結構而求晶體的

2、化學式。解答這類習題首先要明確一個概念：由晶胞構成的晶體，其化學式不一定是表示一個分子中含有多少個原子，而是表示每個晶胞中平均含有各類原子的個數，即各類原子的最簡個數比。解答這類習題，通常采用分攤法。在一個晶胞結構中出現的多個原子，這些原子并不是只為這個晶胞所獨立占有，而是為多個晶胞所共有，那么，在一個晶胞結構中出現的每個原子，這個晶體能分攤到多少比例呢。這就是分攤法。分攤法的根本目的就是算出一個晶胞單獨占有的各類原子的個數。分攤法的根本原則是：晶胞任意位置上的一個原子如果是被x個晶胞所共有，那么，每個晶胞對這個原子分得的份額就是1/x。下面對立體晶胞進行詳細分析。在立體晶胞中，原子可以位于它

3、的頂點，也可以位于它的棱上，還可以在它的面上（不含棱），當然，它的體內也可以有原子；每個頂點被8個晶胞共有，所以晶胞對自己頂點上的每個原子只占1/8份額；每條棱被4個晶胞共有，所以晶胞對自己棱上的每個原子只占1/4份額；每個面被2個晶胞共有，所以晶胞對自己面上（不含棱）的每個原子只占1/2份額；晶胞體內的原子不與其他晶胞分享，完全屬于該晶胞。1.每個晶胞涉及同類A數目m個，每個A為n個晶胞共有，則每個晶胞占有A：m×1/n。2計算方法位置頂點棱邊面心體心貢獻1/81/41/21例1水的狀態除了氣、液和固態外，還有玻璃態。它是由液態水急速冷卻到165k時形成的，玻璃態的水無固態形狀，不

4、存在晶體結構，且密度與普通液態水的密度相同，有關玻璃態水的敘述正確的是( )A.水由液態變為玻璃態，體積縮小 B.水由液態變為玻璃態，體積膨脹C. 玻璃態是水的一種特殊狀態 D. 玻璃態水是分子晶體解析： 這是一道信息題，從題給信息知玻璃態的水密度與普通液態水的密度相同，故A、B錯誤。又只、知玻璃態的水無固定形態，不存在晶體結構，故D錯誤。 答案： D例2最近發現一種由鈦原子和碳原子構成的氣態團簇分子，如右圖所示，頂角和面心的原子是鈦原子，棱的中心和體心的原子是碳原子，它的化學式是 。解析：考察學生對晶體結構、分子結構概念的理解、運用能力。解題關鍵：本題是送給粗心同學的“禮物”，一些在省初賽中

5、得分較高的同學，包括部分后來沖進冬令營的同學都在此題“載了跟頭”。從題目本身來看，本題圖形“就是”NaCl晶胞的圖形，按頂點算1/8，棱中點算1/4，面心算1/2，中心算1的規則很快可算出Na:Cl=1:1，或一部分同學甚至已記住答案，就是1:1，所以，閱卷發現相當多的考生答案為TiC可CTi。部分考生把該分子當成晶體結構的一部分。其實，本題命題者一開始就清楚交待：它是一個小分子，而非像NaCl晶體那樣的巨型分子。所以，審題清楚對考生來說是至關重要的。OTiBa答案：Ti14C13。例3鈦酸鋇的熱穩定性好，介電常數高，在小型變壓器、話筒和擴音器中都有應用。鈦酸鋇晶體的結構示意圖為右圖，它的化學

6、式是（ ）A.BaTi8O12 B.BaTi4O6 C.BaTi2O4 D.BaTIO3解析：結合識圖考查晶體結構知識及空間想像能力。解題關鍵：由一個晶胞想象出在整個晶體中，每個原子為幾個晶胞共用是解題的關鍵。仔細觀察鈦酸鋇晶體結構示意圖可知：Ba在立方體的中心，完全屬于該晶胞；Ti處于立方體的8個頂點，每個Ti為與之相連的8個立方體所共用，即只有1/8屬于該晶胞；O處于立方體的12條棱的中點，每條棱為四個立方體共用，故每個O只有1/4屬于該晶胞。即晶體中Ba:Ti:O=1:(8×1/8):(12×1/4)=1:1:3。如果以為鈦酸鋇晶體就是一個個孤立的如題圖所示的結構，就

7、會錯選C答案：D 基礎訓練1.晶體與非晶體的嚴格判別可采用 ( )A. 有否自范性 B.有否各向同性 C.有否固定熔點 D.有否周期性結構2.某物質的晶體中含A、B、C三種元素，其排列方式如圖所示(其中前后兩面心上的B原子未能畫出)，晶體中A、B、C的中原子個數之比依次為( ) A.1:3:1 B.2:3:1 C.2:2:1 D.1:3:3 3.1987年2月，未經武（Paul Chu）教授等發現鈦鋇銅氧化合物在90K溫度下即具有超導性。若該化合物的結構如右圖所示，則該化合物的化學式可能是（ ）A.YBa2CuO7x B.YBa2Cu2O7x C.YBa2Cu3O7x D.YBa2Cu4O7x

8、4.白磷分子如圖所示：則31 g白磷分子中存在的共價鍵數目為（）A4 NA BNA C1.5 NA D0.25 NA5某離子化合物的晶胞如右圖所示立體結構，晶胞是整個晶體中最基本的重復單位。陽離子位于此晶胞的中心，陰離子位于8個頂點，該離子化合物中，陰、陽離子個數比是（ ）A、18 B、14 C、12 D、116.如右圖石墨晶體結構的每一層里平均每個最小的正六邊形占有碳原子數目為（ ）A、2 B、3 C、4 D、67.許多物質在通常條件下是以晶體的形式存在，而一種晶體又可視作若干相同的基本結構單元構成，這些基本結構單元在結構化學中被稱作晶胞。已知某化合物是由鈣、鈦、氧三種元素組成的晶體，其晶胞

9、結構如圖所示，則該物質的化學式為（ ）ACa4TiO3 BCa4TiO6 CCaTiO3 DCa8TiO128.下列有關晶體的特征及結構的陳述中不正確的是（ ）   A 單晶一般都有各向異性    B 晶體有固定的熔點   C 所有晶體都有一定的規整外形   D 多晶一般不表現各向異性9.晶體中最小的重復單元晶胞，凡處于立方體頂點的微粒，同時為 個晶胞共有；凡處于立方體棱上的微粒，同時為 個晶胞共有；凡處于立方體面上的微粒，同時為 個晶胞共有；凡處于立方體體心的微粒，同時為 個晶胞共有。10.現有甲、乙、丙(如下圖

10、三種晶體的晶胞：(甲中x處于晶胞的中心，乙中a處于晶胞的中心)，可推知：甲晶體中x與y的個數比是_，乙中a與b的個數比是_，丙晶胞中有_個c離子，有_個d離子。11.右圖是超導化合物-鈣鈦礦晶體的晶胞結構。請回答：(1)該化合物的化學式為          。(2)在該化合物晶體中，與某個鈦離子距離最近且相等的其他鈦離子共有       個。 12右圖是石英晶體平面示意圖，它實際上是立體的網狀結構，其中硅、氧原子數之比為 。原硅酸根離子SiO44

11、的結構可表示為 二聚硅酸根離子Si2O76中，只有硅氧鍵，它的結構可表示為 。13.在干冰晶體中每個CO2分子周圍緊鄰的 CO2分子有_個 在晶體中截取一個最小的正方形；使正方形的四個頂點部落到CO2分子的中心，則在這個正方形的平面上有_個C02分子。14.如圖為NaCl晶體結構圖，圖中直線交點處為NaCl晶體中Na+與Cl-所處的位置(不考慮體積的大小)。(1)請將其代表Na+的用筆涂黑圓點，以完成 NaCl晶體結構示意圖。(2)確定晶體的晶胞，分析其構成。(3)從晶胞中分Na+周圍與它最近時且距離相等的 Na+共有多少個?拓展提高1996年諾貝化學獎授予對發現C60有重大貢獻的三位科學家。

12、C60分子是形如球狀的多面體(如圖)，該結構的建立基于以下考慮：C60分子中每個碳原子只跟相鄰的3個碳原子形成化學鍵；C60分子只含有五邊形和六邊形；多面體的頂點數、面數和棱邊數的關系，遵循歐拉定理：頂點數面數棱邊數2據上所述，可推知C60分子有12個五邊形和20個六邊形，C60分子所含的雙鍵數為30。請回答下列問題：15.固體C60與金剛石相比較，熔點較高者應是_，理由是：_.16.試估計C60跟F2在一定條件下，能否發生反應生成C60F60(填“可能”或“不可能”)_，并簡述其理由：_。17.通過計算，確定C60分子所含單鍵數。C60分子所含單鍵數為 。18. C70分子也已經制得,它的分

13、子結構模型可以與C60同樣考慮面推知。通過計算確定C70分子中五邊形和六邊形的數目。參考答案1.D 2.A 3.C 4.C 5.D 6.A 7.C 8.D 9.8、4、2、110.解析：x:y4:3 a：b1：1 4個c 4個d 處于晶胞中心的x或a為該晶胞單獨占有，位于立方體頂點的微粒為8個立方體共有，位于立方體棱邊的微粒為四個立方體共有，位于立方體面的微粒為兩個立方體共有，所以x:yl：6×184：3；a:b=1:8×181：1；丙晶胞中c離子為12×14+14(個)；d離子為8×18+6×124(個)11.解析：這個晶胞對位于頂點上的每個鈦原子占有的份額為1/8，所以，它單獨占有的鈦原子個數為8×1/8=1個；它對位于棱上的每個氧原子占有的份額為1/4，所以，它單獨占有的氧原子個數為12×1/4=3個；它全部擁有體內的那一個鈣原子，所以，該晶胞中單獨占有的鈦原子、氧原子和鈣原子的個數分別為：1、3、1.鈦位于立方體的頂點上，與一個鈦離子距離最近的鈦離子是與它共棱的,與它共棱的離子都是二個，所以，共6個。答案：(1)該化合物的化學式為CaTiO3 (2) 6個12.12 13.12個 4個14. (1)含8個小立方體的NaCl晶體示意圖為一個晶胞 (2)在晶胞中Na+與Cl-個數比為1:1. (3)1