第04講物質的聚集狀態和晶體的常識模塊一思維導圖串知識模塊二基礎知識全梳理（吃透教材）模塊三核心考點精準練模塊四小試牛刀過關測1．知道在一定條件下，物質的聚集狀態隨構成物質的微粒種類、微粒間相互作用、微粒聚集程度的不同而有所不同。2．知道物質的聚集狀態會影響物質的性質，通過改變物質的聚集狀態可以獲得特殊的材料。3．能說出晶體與非晶體的區別，能結合實例描述晶體中微粒排列的周期性規律。4．認識簡單的晶胞。【學習新知】知識點一物質的聚集狀態1．物質三態間的相互轉化2．不含分子的物質(1)常見晶體：例如，氯化鈉、石墨、二氧化硅、金剛石以及各種金屬等不含分子。(2)等離子體是由________、________和___________(分子或原子)組成的整體上呈________性的氣態物質。(3)離子液體是熔點不高的僅由________組成的液體物質。3．物質的聚集狀態物質的聚集狀態除了固態、液態、氣態，還有________、________，以及介于________和________之間的塑晶態、液晶態等。知識點二晶體和非晶體1．晶體與非晶體的本質差異固體自范性微觀結構晶體原子在三維空間里呈周期性___________非晶體原子排列___________2．晶體的特點(1)自范性①定義：晶體能________地呈現________外形的性質。②形成條件：晶體生長的________適當。③本質原因：晶體中粒子在微觀空間里呈現________的有序排列的宏觀表象。(2)各向異性：晶體在____________上表現許多物理性質(如強度、導熱性、光學性質等)的差異。(3)熔點：________定的熔點。3．獲得晶體的途徑(1)________物質凝固。(2)________物質冷卻不經液態直接凝固(凝華)。(3)________從溶液中析出。【交流討論】1．判斷固體物質是晶體還是非晶體的方法是什么？2．如圖是某同學找到的一張玻璃的結構示意圖，根據這張圖判斷玻璃是不是晶體？為什么？【歸納小結】關于晶體與非晶體的認識誤區(1)同一物質可以是晶體，也可以是非晶體，如晶體SiO2和非晶體SiO2。(2)有著規則幾何外形或者美觀、對稱外形的固體，不一定是晶體。例如，玻璃制品可以塑造出規則的幾何外形，也可以具有美觀對稱的外觀。(3)具有固定組成的物質也不一定是晶體，如某些無定形體也有固定的組成。(4)晶體不一定都有規則的幾何外形，如食鹽。知識點三晶胞及晶體結構的測定1．晶胞(1)定義：描述晶體結構的___________。(2)結構常規的晶胞都是___________，整塊晶體可以看作是數量巨大的晶胞___________而成。①無隙：相鄰晶胞之間沒有___________。②并置：所有晶胞都是________排列的，取向________。③所有晶胞的________及其內部的原子________、________及幾何排列(包括取向)是完全相同的。④晶胞是________個頂角相同、________各________根平行棱分別相同、________各________個平行面分別相同的最小平行六面體。(3)晶胞中粒子數目的計算平行六面體(立方體形)晶胞中粒子數目的計算。①晶胞的頂角原子是________個晶胞共用。②晶胞棱上的原子是________個晶胞共用。③晶胞面上的原子是________個晶胞共用。2．晶體結構的測定(1)測定晶體結構最常用的儀器是X射線衍射儀。當單一波長的X射線通過晶體時，X射線和晶體中的電子相互作用，會在記錄儀上產生分立的斑點或者明銳的衍射峰。(2)由衍射圖形獲得晶體結構的有關信息，包括晶胞形狀和大小、分子或原子在微觀空間有序排列呈現的對稱類型、原子在晶胞里的數目和位置等，以及結合晶體化學組成的信息推出原子之間的相互關系。【交流討論】1．現有甲、乙(如圖所示)兩種晶體的晶胞(甲中A處于晶胞的中心)。(1)甲晶體中A與B的個數比是________。(2)乙晶體中每個晶胞含有C離子、D離子分別是______個、______個。2．下圖分別是金屬鈉（Na）、金屬鋅（Zn）、碘（I2）、金剛石（C）晶胞的示意圖，它們分別平均含有幾個原子？【歸納小結】晶胞的理解(1)晶胞是晶體結構的基本單元，但不一定是晶體中的最小重復單元。(2)常規的晶胞都是平行六面體，但也有六棱柱晶胞。(3)平行六面體晶胞的頂角(8個)粒子應相同，這樣才能無隙并置形成晶體。如eq\a\vs4\al()(eq\a\vs4\al(○)、eq\a\vs4\al(●)代表不同微粒)就不能認為是晶胞。核心考點一：晶體和非晶體【例1】晶體與非晶體的本質差異是()A．晶體具有各向異性，而非晶體具有各向同性B．晶體具有自范性，而非晶體沒有自范性C．晶體具有固定的熔、沸點，而非晶體沒有固定的熔、沸點D．晶體能使X射線產生衍射，而非晶體則不能【歸納小結】晶體與非晶體的比較比較類別晶體非晶體微觀結構特征原子在三維空間里呈周期性有序排列原子排列相對無序性質特征自范性有無熔點固定不固定各向異性有無鑒別方法間接方法看是否具有固定的熔點或根據某些物理性質的各向異性科學方法對固體進行X射線衍射實驗舉例NaCl、I2、SiO2、Na晶體等玻璃、橡膠等【變式訓練】下列關于晶體性質的敘述中，不正確的是()A．晶體的自范性指的是在適宜條件下晶體能夠自發地呈現規則的多面體幾何外形B．晶體的各向異性和對稱性沒有矛盾C．晶體的對稱性是微觀粒子按一定規律呈周期性但無序排列的必然結果D．晶體的各向異性直接取決于微觀粒子的排列具有特定的方向性核心考點二：用“均攤法”進行晶胞計算【例2】如圖所示為某晶體的一個晶胞，該晶體由A、B、C三種基本粒子構成，該晶體的化學式為()A．A6B8CB．A2B4CC．A3BC D．A3B4C【歸納小結】用“均攤法”進行晶胞計算(1)均攤法含義：若某個粒子為n個晶胞共有，則該粒子有eq\f(1,n)屬于該晶胞。(2)平行六面體(立方體形)晶胞中不同位置的粒子數的計算頂角：同為8個晶胞共有，eq\f(1,8)粒子屬于該晶胞；棱上：同為4個晶胞共有，eq\f(1,4)粒子屬于該晶胞；面上：同為2個晶胞共有，eq\f(1,2)粒子屬于該晶胞；內部：整個粒子都屬于該晶胞。(3)正六棱柱晶胞中不同位置的粒子數的計算頂角：同為6個晶胞共有，eq\f(1,6)粒子屬于該晶胞；水平棱上：同為4個晶胞共有，eq\f(1,4)粒子屬于該晶胞；垂直棱上：同為3個晶胞共有，eq\f(1,3)粒子屬于該晶胞；面上：同為2個晶胞共有，eq\f(1,2)粒子屬于該晶胞；內部：整個粒子都屬于該晶胞。【變式訓練1】已知某晶體晶胞如圖所示，則該晶體的化學式為()A．XYZ B．X2Y4ZC．XY4Z D．X4Y2Z【變式訓練2】(1)元素銅的一種氯化物晶體的晶胞結構如圖所示，該氯化物的化學式是________。(2)利用“鹵化硼法”可合成含B和N兩種元素的功能陶瓷，如圖為其晶胞結構示意圖，則每個晶胞中含有B原子的個數為________，該功能陶瓷的化學式為________。(3)某晶體結構模型如圖所示。該晶體的化學式是____________，在晶體中1個Ti原子、1個Co原子周圍距離最近的O原子數目分別為________個、________個。(4)有一種鈦原子和碳原子構成的氣態團簇分子，如圖所示，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，它的化學式為________(填字母)。A．Ti14C13B．TiCC．Ti14C4D．Ti4C3核心考點三：有關晶體的計算【例3】已知元素A為O，元素B為Na，A與B能夠形成化合物F，其晶胞結構如圖所示，晶胞棱長參數acm，F的化學式為________，晶胞中A原子的配位數為________，列式計算晶體F的密度為________________g·cm－3(僅需列出表達式)。【變式訓練1】已知在晶體中仍保持一定幾何形狀的最小單位稱為晶胞。干冰晶胞是一個面心立方體，在該晶體中每個頂角各有1個二氧化碳分子，每個面心各有一個二氧化碳分子。實驗測得25℃時干冰晶體的晶胞棱長為acm，其摩爾質量為Mg·mol－1，則該干冰晶體的密度為(單位：g·cm－3)()A．eq\f(M,a3)B．eq\f(M,a3NA)C．eq\f(4M,a3) D．eq\f(4M,a3NA)【變式訓練2】用X射線衍射法對Cu晶體進行測定得到以下結果：Cu的晶胞為面心立方結構(如圖)，已知該晶體的密度為9.00g·cm－3，Cu的原子半徑為________cm(阿伏加德羅常數的值為NA，要求列式計算)。【基礎練】1．區分晶體和非晶體最可靠的科學方法是()。A．測定熔、沸點 B．觀察外形C．對固體進行X射線衍射測定 D．通過比較硬度確定2．關于晶體的自范性，下列敘述中，正確的是()。A．破損的晶體能夠在固態時自動變成規則的多面體B．缺角的氯化鈉晶體在飽和NaCl溶液中慢慢變為完美的立方體塊C．圓形容器中結出的冰是圓形的，體現了晶體的自范性D．由玻璃制成規則的玻璃球體現了晶體的自范性3．下列敘述中，正確的是()。A．石英玻璃和水晶都是晶體B．晶體與非晶體的根本區別在于固體是否具有規則的幾何外形C．具有各向異性的固體可能是晶體D．粉末狀的固體肯定不是晶體4．下列有關晶胞的敘述中，正確的是()。A．晶胞是晶體結構中最小的重復單元B．晶胞中的任何一個粒子都屬于該晶胞C．所有晶體都是由平行六面體無隙組合而成D．不同晶體中的晶胞的大小和形狀均相同5．正誤判斷，正確的打“√”，錯誤的打“×”。（1）固態物質一定是晶體（）（2）凡有規則外形的固體一定是晶體（）（3）晶體內部的微粒按一定規律周期性地排列（）（4）固體一定是晶體（）（5）晶胞是晶體中最小的平行六面體（）（6）測定某一固體是否是晶體可用X射線衍射儀進行實驗（）6．現有四種晶體，其晶胞分別如圖所示，其中化學式正確的是()A． B． C． D．7．已知某化合物的晶體是由如圖所示的最小結構單元密置堆積而成，下列關于該化合物的敘述錯誤的是()A．1mol該化合物中含有1molYB．1mol該化合物中含有3molCuC．1mol該化合物中含有2molBaD．該化合物的化學式是8．銅是生活中比較常見的一種金屬，而納米銅能在空氣中白燃，這是因為納米銅的表面粒子數占總粒子數的比例較大。假設某納米顆粒的大小和形狀如圖所示，則這種納米顆粒的表面粒子數與總粒子數之比是()A．7:11 B．1:2 C．7:8 D．26:279．因生產金屬鐵的工藝和溫度等因素不同，產生的鐵單質的晶體結構、密度和性質均不同，對鐵晶體用X射線衍射進行測定，測得A、B兩種晶胞，其晶胞結構示意圖如下：則A、B兩種晶胞中含有的鐵原子數分別是：________、________個。10．在高溫超導領域中，有一種化合物叫鈣鈦礦，其晶胞如圖所示。試回答：（1）在該晶體中每個鈦離子周圍與它最近且相等距離的鈦離子有多少個？（2）在該晶胞中氧、鈣、鈦的粒子個數比是多少？【提升練】1．釔鋇銅氧化合物晶胞結構如圖所示，則該化合物的化學式可能是()A．YBa2Cu3O4 B．YBa2Cu2O5C．YBa2Cu3O5 D．YBaCu4O42．食鹽晶體是由鈉離子(圖中的“eq\a\vs4\al(●)”)和氯離子(圖中的“eq\a\vs4\al(○)”)構成的，且均為等距離的交錯排列。已知食鹽的密度是2.2g·cm－3，阿伏加德羅常數為6.02×1023mol－1。在食鹽晶體中兩個距離最近的鈉離子中心間的距離最接近于()A．3.0×10－8cm B．3.5×10－8cmC．4.0×10－8cm D．5.0×10－8cm3．硼和鎂形成的化合物刷新了金屬化合物超導的最高紀錄。如圖所示的是該化合物的晶體結構：鎂原子間形成正六棱柱，且棱柱的上、下底面還各有一個鎂原子；6個硼原子位于棱柱內。則該化合物的化學式為()A．MgBB．MgB2C．Mg2BD．Mg3B24．(1)Li2O具有反螢石結構，晶胞如圖所示。已知晶胞參數為0.4665nm，阿伏加德羅常數的值為NA，則Li2O的密度為___________________g·cm－3(列出計算式)。(2)FeS2晶體的晶胞如圖所示。晶胞棱長為anm、FeS2的摩爾質量為M、阿伏加德羅常數的值為NA，其晶體密度的計算表達式為_________________________g·cm－3；晶胞中Fe2＋位于Seq\o