高中化學(xué)選擇性必修二 3.1 物質(zhì)的聚集狀態(tài)與晶體的常識 講義

1、第三章 晶體結(jié)構(gòu)與性質(zhì)第一節(jié)物質(zhì)的聚集狀態(tài)與晶體的常識一、物質(zhì)的聚集狀態(tài)1. 物質(zhì)三態(tài)間的相互轉(zhuǎn)化【注】物質(zhì)的三態(tài)變化是物理變化，變化時，克服分子間作用力或者破壞化學(xué)鍵，但不會有新的化學(xué)鍵形成。 凝固、凝華和液化的過程均放出熱量，融化、升華和汽化的過程均吸收熱量，但它們都不屬于反應(yīng)熱。2物質(zhì)的聚集狀態(tài)物質(zhì)的聚集狀態(tài)除了氣態(tài)、液態(tài)、固態(tài)外，還有更多的聚集狀態(tài)如晶態(tài)、非晶態(tài)以及介乎二者之間的塑晶態(tài)、液晶態(tài)等。【拓展】1.等離子體概念：由電子、陽離子和電中性粒子（分子或原子）組成的整體上電中性的氣態(tài)物質(zhì)。是一種特殊的氣體，存在于我們周圍。存在：日光燈和霓虹燈的燈管里、蠟燭火焰里、極光和雷電里。2.液

2、晶：介于液態(tài)和晶態(tài)之間的物質(zhì)狀態(tài)。二、晶體與非晶體1.晶體把內(nèi)部微粒（原子、離子或分子）在三維空間里呈周期性有序排列的固體物質(zhì)稱為晶體。常見晶體有食鹽、冰、鐵、銅等。根據(jù)構(gòu)成晶體的粒子和粒子間作用力的不同，晶體可分為離子晶體、共價晶體、分子晶體和金屬晶體。2.非晶體把內(nèi)部微粒（原子、離子或分子）排列呈相對無序狀態(tài)的固體物質(zhì)呈非晶體。常見到的非晶體有玻璃、橡膠、炭黑等。3.晶體與非晶體的本質(zhì)差異自范性微觀結(jié)構(gòu)晶體有原子在三維空間里呈周期性有序排列非晶體沒有原子排列相對無序 【注】宏觀上區(qū)別晶體和非晶體的依據(jù)是固體有無規(guī)則的幾何外形，而規(guī)則的集合外形是微粒結(jié)晶時自發(fā)形成的，并非人為加工雕琢。4.晶

3、體的特性(1)自范性定義：晶體能自發(fā)地呈現(xiàn)多面體外形的性質(zhì)。形成條件：晶體生長的速率適當(dāng)。本質(zhì)原因：晶體中粒子在微觀空間里呈現(xiàn)周期性有序排列。(2)各向異性：晶體的某些物理性質(zhì)在不同方向上的差異。(3)晶體有固定的熔點(diǎn)。(4)外形和內(nèi)部質(zhì)點(diǎn)排列的高度有序性。(5)X射線衍射：晶體能使X射線衍射，而非晶體對X射線只能產(chǎn)生散射。【注】非晶體排列相對無序，無自范性、無各向異性、無固定熔點(diǎn)。5.獲得晶體的途徑(1)熔融態(tài)物質(zhì)凝固。凝固速率適當(dāng)，可得到規(guī)則晶體。凝固速率過快，得到?jīng)]有規(guī)則外形的塊狀固體或看不到多面體外形粉末。(2)氣態(tài)物質(zhì)冷卻不經(jīng)液態(tài)直接凝固(凝華)。(3)溶質(zhì)從溶液中析出。三、晶胞1概

4、念：晶胞是描述晶體結(jié)構(gòu)的基本單元。晶胞是晶體中最小的重復(fù)結(jié)構(gòu)單元。2結(jié)構(gòu)：常規(guī)的晶胞都是平行六面體，晶體可以看作是數(shù)量巨大的晶胞無隙并置而成。(1)“無隙”：相鄰晶胞之間沒有任何間隙。(2)“并置”：所有晶胞都是平行排列的，取向相同。(3)所有晶胞的形狀及其內(nèi)部的原子種類、個數(shù)及幾何排列是完全相同的。3晶胞中粒子數(shù)目的計算(1)平行六面體(立方體形)晶胞中粒子數(shù)目的計算。晶胞的頂角原子是8個晶胞共用；晶胞棱上的原子是4個晶胞共用；晶胞面上的原子是2個晶胞共用。如金屬銅的一個晶胞(如圖所示)均攤到的原子數(shù)為8eq f(1,8)6eq f(1,2)4。(2)幾種晶胞中原子數(shù)目的確定。結(jié)合下圖，鈉、

5、鋅、碘、金剛石晶胞中含有原子的數(shù)目分別為2、2、8、8。鈉、鋅、碘、金剛石晶胞示意圖【拓展】常見晶胞結(jié)構(gòu)【注】不是所有晶胞都是平行六面體，有的晶胞呈六棱柱形。由晶胞構(gòu)成的晶體，其化學(xué)式不表示一個分子中原子的數(shù)目，只表示每個晶胞中各類原子的最簡整數(shù)比。晶胞計算1、面心立方：在立方體頂點(diǎn)的微粒為8個晶胞共有，在面心的為2個晶胞共有。微粒數(shù)為： 2、體心立方：在立方體頂點(diǎn)的微粒為8個晶胞共享，處于體心的金屬原子全部屬于該晶胞。微粒數(shù)為： 四、晶體結(jié)構(gòu)的測定1測定晶體結(jié)構(gòu)最常用的儀器是X射線衍射儀。在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(chǎn)生分立的斑點(diǎn)或明銳的衍射峰。2由衍射圖形獲得晶體結(jié)構(gòu)的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(xiàn)的對稱類型、原子在晶胞里的數(shù)目和位置等?！究偨Y(jié)】晶體與非晶體的比較晶體非晶體微觀結(jié)構(gòu)特征粒子周期性有序排列粒子排列相對無序性質(zhì)特征自范性有無熔點(diǎn)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(diǎn)或根據(jù)某些物理性質(zhì)的各向異性科學(xué)方法對固體進(jìn)行X射線衍射實驗舉例NaCl、I2、SiO2、Na晶體等玻璃、橡膠等【注】關(guān)于晶體與非晶體的認(rèn)識誤區(qū)1同一物質(zhì)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(guī)則幾何外形或者美觀、對稱外形的固體，不