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1．了解晶体的重要特征。2．通过等径圆球与非等径圆球的堆积模型认识晶体中微粒排列的周期性规律。3．了解晶胞的概念，以及晶胞与晶体的关系，会用“切割法”确定晶胞中的微粒数目(或微粒数目比)和晶体的化学式。01课前自主梳理02课堂合作探究03演练效果检测课时作业知识点一晶体及其类型1．晶体的概念内部微粒(原子、离子或分子)在空间按一定规律做构成的固体物质。2．晶体的特性(1)晶体的性：在适宜的条件下，晶体能够自发地呈现封闭的、规则的多面体外形。(2)晶体的性：晶体在不同方向上表现出不同的。(3)晶体的性：晶体具有规则的几何外形。(4)晶体有的熔、沸点。周期性重复排列自范各向异物理性质对称固定3．晶体的类型晶体类型微粒种类微粒间的相互作用实例离子晶体NaCl金属晶体铜原子晶体金刚石分子晶体冰阴、阳离子离子键金属原子金属键原子共价键分子分子间作用力[自我诊断]晶体的自范性、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。知识点二晶体结构的堆积模型1．等径圆球的密堆积(1)单列紧密堆积方式等径圆球在一列上紧密堆积的方式只有一种，即所有的圆球都在上紧密排列。(2)同层紧密堆积方式等径圆球在一个平面上最紧密堆积方式只有一种，即每个等径圆球与周围其他个圆球接触，这样形成的层称为。一条直线六密置层(3)密置层间堆积密置层间堆积方式排列特点叠放方式举例仅有相邻两层间的球心不在同一条垂直线上…ABAB…晶体镁A1型最密堆积仅有相邻三层间的球心不在同一条垂直线上晶体铜A3型最密堆积…ABCABC…2.非等径圆球的密堆积晶体类型排列方式离子晶体构成晶体的离子可被视为占据一定体积的圆球，大球先按一定方式做的密堆积，小球再填充到大球所形成的空隙中分子晶体分子间尽可能采取紧密堆积方式，但分子的堆积方式与有关原子晶体由于共价键的方向性和，决定了这种晶体中微粒堆积紧密堆积原理等径圆球分子的形状饱和性不服从[自我诊断]下列说法错误的是()A．分子晶体中范德华力没有方向性和饱和性，所以分子晶体一般都采用密堆积，但要受到分子形状的影响B．离子晶体一般都是非等径圆球的密堆积C．由于共价键的方向性和饱和性，原子晶体堆积的紧密程度大大降低D．金属晶体采用非等径圆球的密堆积解析：由于离子键、分子间作用力、金属键都没有方向性和饱和性，所以离子晶体、分子晶体、金属晶体都尽可能的采用密堆积形式，而分子晶体的堆积方式要受分子本身形状的影响。离子晶体遵循非等径圆球的密堆积，金属晶体遵循等径圆球的密堆积。答案：D知识点三晶胞定义晶体结构中最小的单元形状一般是从晶体结构中截取下来的大小、形状完全相同的分类A3型最密堆积的晶胞为晶胞，A1型最密堆积的晶胞为晶胞微粒数目的求算某晶胞中的微粒，如果被n个晶胞所共有，则微粒的属于该晶胞重复平行六面体六方面心立方1n要点一晶体结构的堆积模型1．等径圆球的密堆积方式等径圆球在一个层中，最紧密的堆积方式只有一种情况——一个球与周围六个球相切，在中心球的周围形成六个凹位，将其算为第一层。第二层对第一层来讲最紧密的堆积方式是将球心对准1、3、5位(或对准2、4、6位，其情形是一样的)。(1)六方最密堆积(A3型)对于第一、二层来说，第三层可以有两种最紧密堆积方式。第一种是将球心对准第一层的球心。于是每两层形成一个周期，即“…ABAB…”堆积方式，形成六方最密堆积，即A3型最密堆积。由以上堆积可知，同一层上每个球与同层中周围6个球相接触，同时又与上下两层中各3个球相接触，故每个球与周围12个球相接触，所以它们的配位数是12。(2)面心立方最密堆积(A1型)第三层的另一种排列方式，是将球对准第一层的2、4、6位，不同于AB两层的位置，这是C层。第四层再排A，于是形成ABC三层一个周期的排列方式，得到面心立方最密堆积，即A1型最密堆积，配位数为12(同层是6、上下层各为3)。2．非等径圆球的密堆积由离子构成的晶体可视为不等径圆球的密堆积，即将不同半径的圆球的堆积看成是大球先按一定方式做等径圆球的密堆积，小球再填充在大球所形成的空隙中。如：NaCl晶体、ZnS晶体中，Cl－、S2－均按A1型最密堆积，Na＋、Zn2＋填在它们的空隙中。由分子形成的晶体，堆积方式受分子形状的影响，如在干冰中，直线形的二氧化碳分子在空间以A1型最密堆积方式形成晶体。[典例1]下列叙述不正确的是()A．氯化钠的晶体结构为非等径圆球密堆积B．晶体尽量采取紧密堆积方式，以使其变得比较稳定C．因为共价键有饱和性和方向性，所以原子晶体不遵循“紧密堆积”原则D．金属铜和镁均以“…ABAB…”方式堆积[解析]在NaCl晶体中，半径较大的Cl－按A1型方式进行最密堆积，而Na＋填在Cl－所构成的空隙中，因此NaCl晶体结构为非等径圆球密堆积，A正确。密堆积原理适合于由没有方向性和饱和性的金属键、离子键和范德华力相互作用形成的金属晶体、离子晶体和分子晶体，采用密堆积的方式可降低体系能量，使晶体变得较稳定，B、C正确。金属铜采用“…ABCABC…”(A1)最紧密堆积方式，金属镁采用“…ABAB…”(A3)最紧密堆积方式，D错。[答案]D(1)等径圆球和非等径圆球的密堆积的共同特点是微粒间的结合力没有方向性，故都采用密堆积结构。(2)分子晶体中，范德华力无方向性和饱和性，分子间尽可能采取紧密排列方式，但分子的形状影响分子的排列方式。(3)分子间靠氢键结合形成晶体的，如冰等，由于氢键是有方向性的，因此与原子晶体类似，一个分子周围其他分子的数目和位置是一定的，不采取密堆积结构。1．金属晶体、离子晶体和分子晶体采取密堆积方式的原因是()A．构成晶体的微粒均可视为圆球B．金属键、离子键、分子间作用力均无饱和性和方向性C．三种晶体的构成微粒相同D．三种晶体的构成微粒多少及相互作用力相同解析：金属键、离子键、分子间作用力均无方向性和饱和性，趋向于使原子、离子或分子吸引尽可能多的其他原子、离子或分子分布于周围，并以密堆积的方式降低体系的能量，使晶体变得比较稳定。答案：B要点二晶胞中微粒数的计算1．计算方法——均摊法均摊法是指每个晶胞平均拥有的微粒数目。如果每个微粒为n个晶胞所共有，则该微粒有1n个属于该图形(晶胞)。2．示例对于以上晶胞(1)A处顶点的微粒，同时为8个晶胞共有，每个微粒对晶胞的贡献为18。(2)B处棱上的微粒，同时为4个晶胞共有，每个微粒对晶胞的贡献为14。(3)C处面上的微粒，同时为2个晶胞共有，每个微粒对晶胞的贡献为12。(4)D处体内的微粒，则完全属于该晶胞，对晶胞的贡献为1。[典例2]如图为某晶体的一个晶胞，该晶体由A、B、C三种基本微粒组成。该晶体的化学式是()A．A6B8CB．A2B4CC．A3BCD．A3B4C[解析]A在面心，属于晶胞的A微粒数为6×12＝3；B在顶点，属于晶胞的B微粒数为8×18＝1；C在体心，属于晶胞的C微粒数为1，所以该晶体化学式为A3BC。[答案]C(1)在计算出离子晶体、原子晶体晶胞中的微粒个数后，根据微粒个数的最简比，可确定相应物质的化学式。(2)如果题目给出的不是一个晶胞，而是一种特定的晶体结构单元，如六棱柱、六边形等，关键问题仍是正确分析顶点及面上、棱上的微粒被几个结构单元共用，然后利用均摊法进行计算。2．硼和镁形成的化合物刷新了金属化合物超导温度的最高纪录。如图是该化合物的晶体结构单元：镁原子间形成正六棱柱，且棱柱的上下底面还各有一个镁原子；6个硼原子位于棱柱内。则该化合物的化学式可表示为()A．MgBB．MgB2C．Mg2BD．Mg3B2解析：六棱柱顶点上的镁原子被6个晶胞共用，棱柱上下底面上的镁原子被2个晶胞共用，1个晶胞中含有镁原子个数为：12×16＋2×12＝3,6个硼原子位于棱柱内，完全属于1个晶胞，镁原子与硼原子个数比为1∶2。答案：B[随堂训练]1．下列叙述中正确的是()A．具有规则几何外形的固体一定是晶体B．晶体与非晶体的根本区别在于是否具有规则的几何外形C．晶体中一定含化学键D．依据构成晶体的微粒及微粒间的相互作用可将晶体分为金属晶体、离子晶体、分子晶体、原子晶体解析：晶体与非晶体的根本区别在于其内部微粒在空间是否按一定规律做周期性重复排列。晶体所具有的规则几何外形、各向异性和特定的对称性是其内部微粒规律性排列的外部反映，B错误。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，但不属于晶体，A错误。稀有气体分子形成的晶体中只有范德华力，C错误。晶体划分为金属晶体、离子晶体、分子晶体、原子晶体是依据构成晶体的微粒及微粒间的相互作用来进行分类的，D正确。答案：D2．下列有关晶胞的叙述不正确的是()A．晶胞是晶体中最小的结构重复单元B．同一晶体的晶胞大小和形状都相同C．晶胞中的任何一个微粒都完全属于该晶胞D．已知晶胞的组成就可推知晶体的组成解析：晶胞中的微粒，有的与其他晶胞共用，不完全属于该晶胞。答案：C3．与分子晶体中分子的堆积情况无关的是()A．范德华力无方向性和饱和性B．氢键具有方向性和饱和性C．分子的具体形状D．分子内共价键的方向性和饱和性解析：分子晶体中的范德华力无方向性和饱和性，所以分子排列时可以遵循紧密堆积原理，但分子形状如果与圆球差别很大，则会影响堆积情况，如果分子晶体中存在氢键，氢键的方向性和饱和性则会直接决定分子的排列，分子内部的共价键不会影响分子的堆积情况。答案：D4．下列关于晶体性质的叙述中，不正确的是()A．晶体的自范性指的是在适宜条件下晶体能够自发地呈现封闭的、规则的多面体外形B．晶体的各向异性和对称性是矛盾的C．晶体的对称性是微观粒子按一定规律做周期性重复排列的必然结果D．晶体的各向异性直接取决于微观粒子的排列具有特定的方向性解析：晶体的各向异性取决于微观粒子在各个方向上的不同排列，而对称性是微观粒子按一定规律做周期性重复排列的必然结果。答案：B5．下列现象表现为晶体的自范性的是()A．NaCl溶于水B．KMnO4受热分解C．不规则的晶体能生长成规则的D．碘升华解析：晶体的自范性指的是晶体能自发地呈现多面体外形的性质。答案：C6．云母属于晶体，是单斜晶系一族层状结构的硅酸盐矿物的总称。用烧热了的针去接触涂有薄薄一层石蜡的云母片的反面时，熔化了的石蜡呈现椭圆形，这是因为()A．云母是热的不良导体，传热不均匀B．石蜡是热的不良导体，传热不均匀C．石蜡具有各向异性，不同的方向导热性不同D．云母具有各向异性，不同的方向导热性不同解析：云母属于晶体，晶体具有各向异性。答案：D7．(1)在下列物质中________是晶体，________是非晶体。①塑料②明矾③松香④玻璃⑤CuSO4·5H2O⑥冰糖⑦糖果⑧单晶硅⑨铝块⑩橡胶(2)晶体和非晶体在外形上有差别，晶体都具有______，而非晶体________；另外非晶体的多种物理性质，在各个方向都是________的，而晶体的多种物理性质在各个方向都是________的。(3)判断物质是晶体还是非晶体，正确的比较方法是________。①从外形上来判断②从各向异性或各向同性上来判断③从导电性能来判断④从有无固定熔点来判断解析：明矾是KAl(SO4)2·12H2O，它和CuSO4·5H2O、冰糖、单晶硅、铝块都是晶体；塑料、松香、玻璃、糖果、橡胶都是非晶体。晶体最大的特征就是各向异性和有固定的熔点。答案：(1)②⑤⑥⑧⑨①③④⑦⑩(2)规则的几何外形没有规则的几何外形各向同性各向异性(3)②④8．如图所示的甲、乙、丙三种晶体：试推断甲晶体的化学式(X为阳离子)为________，乙晶体中A、B、C三种微粒的个数比是________，丙晶体中每个D周围结合E的个数是________个。解析：甲中X位于立方体体心，有1个；Y位于立方体的顶点，实际有18×4＝12个，N(X)∶N(Y)＝1∶12＝2∶1，故甲的化学式为X2Y；乙中A有18×8＝1个，B有12×6＝3个，C在体心，有1个，故N(A)∶N(B)∶N(C)＝1∶3∶1；丙中