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第4节　几类其他聚集状态的物质
第1课时　非晶体与液晶
【学习目标】
1.掌握非晶体的概念以及非晶体的结构、性质特征。
2.掌握液晶的概念以及液晶的结构特点、用途、性质特点。
一、非晶体
1．概念
内部微粒的排列呈现____________的分布状态的固体。
2．非晶体与晶体的区别
(1)本质区别在于物质内部的微粒能否周期性____________排列。晶体的内部微粒在空间按一定规律周期性重复排列而表现出____________，非晶体的内部微粒的排列则是____和____________的。
(2)性质区别在于晶体结构具有__________、____________和__________，而非晶体没有这些性质。
(3)某些非晶体的优异性能：某些非晶态合金的________和________高、____________性好；非晶体硅对阳光的____________比单晶硅大得多。
二、液晶
1．定义
在一定的温度范围内既具有液体的____________，又具有晶体的____________的物质。
2．特点
液晶内部分子的排列沿分子长轴方向呈现出____________排列，所以液晶在__________、____________、__________等方面表现出类似晶体的____________。
3．用途
液晶最重要的用途是制造______________，这种____________在电子手表、计算器、数字仪表、计算机显示器等器材中得到广泛应用。
1．下列物质中，不属于非晶体的是(　　)
A．玻璃
B．石蜡和沥青
C．塑料
D．干冰
2．某个固体在不同方向上的物理性质是相同的，那么它(　　)
A．一定是晶体
B．一定是非晶体
C．一定是多晶体
D．不一定是非晶体
3．下列关于聚集状态的叙述中，错误的是(　　)
A．物质只有气、液、固三种聚集状态
B．气态是高度无序的体系存在状态
C．固态中的原子或者分子结合的较紧凑，相对运动较弱
D．液态物质的微粒间距离和作用力的强弱介于固、气两态之间，表现出明显的流动性
4．关于液晶的下列说法正确的是(　　)
A．液晶是液体和晶体的混合物
B．液晶是一种晶体
C．液晶分子在特定方向排列比较整齐，但不稳定
D．所有物质在一定条件下都能成为液晶
5．固体分为________和________两大类。晶体的自范性是指__________，是晶体中粒子
在________里呈现________________的宏观表象。晶体的许多物理性质常常表现为
__________，晶体的熔点较________，而非晶体没有固定的________；晶胞是描述晶体
结构的________；区分晶体和非晶体最可靠的科学方法是________________________。
练基础落实
知识点一　非晶体
1．下列有关晶体和非晶体的说法中正确的是(　　)
A．具有规则几何外形的固体均为晶体
B．晶体具有自范性，非晶体没有自范性
C．晶体研碎后即变成非晶体
D．将玻璃加工成规则的固体即变成晶体
知识点二　非晶体的结构和性能
2．有关非晶体的描述中不正确的是(　　)
A．非晶体和晶体均呈固态
B．非晶体内部的微粒是长程无序和短程有序的
C．非晶体结构无对称性、各向异性和自范性
D．非晶体合金的硬度和强度一定比晶体合金的小
知识点三　液晶
3．关于液晶的叙述中错误的是(　　)
A．液晶是物质的一种聚集状态
B．液晶具有流动性
C．液晶和液态是物质的同一种聚集状态
D．液晶具有各向异性
知识点四　液晶的性质和用途
4．有关液晶的叙述中不正确的是(　　)
A．液晶既具有液体的可流动性，又具有晶体的各向异性
B．液晶最重要的用途是制造液晶显示器
C．液晶是物质的一种聚集状态
D．液晶分子聚集在一起时，其分子间相互作用很难受温度、压力和电场的影响
5．电子表、电子计算器、电脑显示器都运用了液晶材料显示图象和文字。有关其显示原理的叙述中，正确的是(　　)
A．施加电场时，液晶分子垂直于电场方向排列
B．移去电场后，液晶分子恢复到原来状态
C．施加电场时，液晶分子恢复到原来状态
D．移去电场后，液晶分子沿电场方向排列
练综合拓展
6．下列说法正确的是(　　)
A．橡胶、食盐、玻璃都是非晶体
B．非晶态硅对阳光的吸收系数比单晶硅大
C．液晶分子不能沿电场方向排列
D．自然界中已经发现准晶体
7．下列物质有固定熔点的是(　　)
A．钢化玻璃
B．过磷酸钙
C．消石灰
D．水玻璃
8．非晶体指内部微粒排列呈现杂乱无章的分布状态的固体。下列关于非晶体的叙述中，错误的是(　　)
A．是物质的一种聚集状态
B．内部微粒的排列是长程无序和短程有序的
C．非晶体材料的所有性能都优于晶体材料
D．金属形成的合金也有非晶体的
9．如图是a、b两种不同的物质的熔化曲线，下列说法正确的是(　　)
A．a是晶体
B．b是晶体
C．a是非晶体
D．无法判断a是不是晶体
10.A、B、C为三种短周期元素，A原子最外层电子数是次外层的2倍，B原子比A原子多一个质子，C2＋与Ne具有相同的核外电子层排布，推断：
(1)B与C形成的化合物属于________晶体。
(2)工业上已合成出一种硬度比金刚石还大的由A、B组成的晶体，在该晶体中B显－3价，则该晶体的化学式为____________，属于________晶体。
11．同类晶体物质熔、沸点的变化是有规律的，试分析下列两组物质熔点规律性变化的原因：
物质　　　A　NaCl　　KCl　　CsCl
熔点/K
1
074
1
049
918
物质　　　B　Na　　Mg　　Al
熔点/K
317
923
933
晶体熔、沸点的高低决定于组成晶体微粒间的作用力的大小。A组是______晶体，晶体微粒之间通过________相连。B组晶体属____________晶体，价电子数由少到多的顺序是____________________，粒子半径由大到小的顺序是____________________。由库仑定律F＝__________可知，金属键强度由小到大的顺序为______________________。
第4节　几类其他聚集状态的物质
第1课时　非晶体与液晶
双基落实
一、
1．杂乱无章
2．(1)有序　长程有序　长程无序　短程有序
(2)对称性　各向异性　自范性　(3)强度　硬度
耐腐蚀　吸收系数
二、
1．可流动性　各向异性
2．有序　折射率　磁化率　导电率　各向导性
3．液晶显示器　显示器
课堂练习
1．D　[玻璃、石蜡、沥青、塑料是常见的非晶体，干冰为分子晶体。]
2．D　[晶体具有各向异性，A选项错误；固体在不同方向上的物理性质相同，该固体可能是非晶体，也可能是其他类型聚集状态的物质，如纳米材料。综上所述，只有D选项合理。]
3．A　4.C
5．晶体　非晶体　晶体能自发地呈现多面体外形的性质　微观空间　周期性的有序排列　各向异性
固定　熔点　基本单元　进行X射线衍射实验
课时作业
1．B　2.D　3.C　4.D
5．B　[液晶的显示原理为施加电场时，液晶分子沿电场方向排列；移去电场后，液晶分子恢复到原来状态。]
6．B　[A项中食盐(NaCl)是离子晶体，C项液晶分子能够沿电场方向排列，D项自然界中还没有发现准晶体。]
7．C　[A项，钢化玻璃的成分和玻璃的成分相同，为Na2SiO3、CaSiO3、SiO2的混合物。B项，过磷酸钙为CaSO4和Ca(H2PO4)2的混合物。D项，水玻璃为Na2SiO3的水溶液，也为混合物。]
8．C　[非晶体材料常常表现出一些优异性能，但并不能说所有性能都优于晶体。]
9．A　[晶体除了具有规则的几何外形、各向异性、特定的对称性之外还具有另外一个重要的性质——具有固定的熔点。由图可知a具有固定的熔点，b不具有固定的熔点，因此a是晶体，b是非晶体。]
10．(1)离子　(2)C3N4　原子
11．离子　离子键　金属　NaNa>Mg>Al　k　F(Na)(建议用时：45分钟)
[学业达标]
1．下列物质中，不属于非晶体的是(　　)
A．玻璃
B．石蜡和沥青
C．塑料
D．干冰
【解析】　干冰属于分子晶体，玻璃、石蜡、沥青、塑料均属于非晶体。
【答案】　D
2．物质的非晶体能自动转变为晶体，而晶体却不能自动地转变为非晶体，这说明(　　)
A．非晶体是不稳定的，处于非晶体时能量大
B．晶体是稳定的，处于晶体时能量大
C．非晶体是不稳定的，处于非晶体时能量小
D．晶体是不稳定的，处于非晶体时能量小
【解析】　根据“非晶体能自动转变为晶体”可知，非晶体不稳定；能量越低越稳定，说明非晶体是处于高能量状态，转变为晶体后趋向于低能量的稳定状态。
【答案】　A
3．下列关于各向异性的描述中正确的是
(　　)
A．各向异性是指非晶体没有规则的几何形状
B．各向异性是指非晶体的物理性质与方向的关系
C．各向异性是指非晶体的内部结构与方向有关
D．各向异性是指晶体的物理性质与方向的关系
【解析】　各向异性指晶体在不同的方向上表现出不同的物理性质。
【答案】　D
4．下列有关等离子体的叙述，不正确的是(　　)
A．等离子体是物质的另一种聚集状态
B．等离子体是很好的导体
C．水可能形成等离子体状态
D．等离子体中的微粒不带电荷
【解析】　等离子体中的微粒带有电荷，而且能自由移动，所以等离子体具有良好的导电性。
【答案】　D
5．电子表、电子计算器、电脑显示器都运用了液晶材料显示图像和文字。有关其显示原理的叙述中，正确的是(　　)
A．施加电压时，液晶分子沿垂直于电场方向排列
B．移去电压后，液晶分子恢复到原来状态
C．施加电场时，液晶分子恢复到原来状态
D．移去电场后，液晶分子沿电场方向排列
【解析】　液晶的显示原理为施加电压时，液晶分子沿电场方向排列；移去电场后，液晶分子恢复到原来状态。
【答案】　B
6.关于纳米材料，下列说法正确的是
(　　)
①纳米材料可大大提高材料的强度和硬度
②纳米材料可提高材料的磁性
③纳米材料能制作高贮存密度的量子磁盘
④纳米机器人“医生”能进入人体杀死癌细胞
⑤纳米是长度单位
A．①②③④⑤
B．②③④
C．②③④⑤
D．①②③④
【解析】　纳米材料的性能包括提高材料的强度、硬度、改变颜色、增强磁性等。纳米技术能制造出纳米“机器人”，进入人体杀死癌细胞，制作的量子磁盘，能作高密度的磁记录。纳米是长度单位。
【答案】　A
7．下列说法不正确的是
(　　)
A．晶体具有固定的熔、沸点，而非晶体没有固定的熔、沸点
B．晶体与非晶体具有相同的性质
C．部分电子表、电脑的显示器是由液晶材料制成的
D．等离子体是一种很好的导电体，在信息产业等领域有非常好的应用前景
【解析】　晶体与非晶体内部结构不同，故表现的性质不同。
【答案】　B
8．有关等离子体的说法不正确的是(　　)
A．等离子体内部全部是带电荷的微粒
B．等离子体正、负电荷大致相等
C．等离子体具有很好的导电性
D．等离子体的用途之一是可以制造等离子显示器
【解析】　等离子体中有带电微粒，也有中性微粒，A错误；等离子体总体来看正、负电荷数相等，呈准电中性，B正确；等离子体中的微粒带有电荷且能自由运动，使等离子体有很好的导电性，C正确；如等离子电视就是运用等离子体显示技术制造出的等离子显示器。
【答案】　A
9．下列关于物质特殊聚集状态结构的叙述中，错误的是(　　)
A．等离子体的基本构成微粒是带电的离子和电子及不带电的分子或原子
B．非晶体基本构成微粒的排列是长程无序和短程有序
C．液晶内部分子沿分子长轴方向有序排列，使液晶具有各向异性
D．纳米材料包括纳米颗粒与颗粒间的界面两部分，两部分都是长程有序
【解析】　等离子体是由大量带电微粒(离子、电子)和中性微粒(原子或分子)组成，A正确。非晶体的内部微粒的排列是长程无序和短程有序，B正确。液晶内部分子的排列沿分子长轴方向呈现有序排列，C正确。纳米颗粒内部具有晶状结构，界面则为无序结构，D不正确。
【答案】　D
10．请用四种特殊聚集状态填空：
(1)________中正、负电荷大致相等，总体看来呈准电中性，但此物质具有很好的导电性。
(2)________既具有液体的流动性，又具有晶体的各向异性。
(3)________无固定的熔沸点。
(4)________具有良好的物理、化学特性，完全不同于微米或毫米量级的材料。
【答案】　(1)等离子体　(2)液晶　(3)非晶体
(4)纳米材料
11．21世纪的新领域纳米技术正日益受到各国科学家的关注，2000年时任美国总统的克林顿宣布了国家纳米倡议，并于2001年财政年度增加科技支出26亿美元，其中5亿给纳米技术。
请根据如图回答下列问题：
(1)纳米是________单位，1纳米等于________米。纳米科学与技术是研究结构尺寸在1至100纳米范围内材料的性质与应用。它与________分散系的粒子大小一样。
(2)世界上最小的马达，只有千万分之一个蚊子那么大，如上图，这种分子马达将来可用于消除体内垃圾。
①该图是马达分子的________。
②该分子中含有的组成环的原子是________元素的原子，分子中共有________个该原子。
【解析】　本题主要考查对纳米及晶体结构的理解。根据题给信息，分子马达可用于消除体内垃圾，应是含碳物质，再根据图中“●”原子的结构特点，进一步确定组成环的原子是碳原子。
【答案】　(1)长度　10－9　胶体
(2)①球棍模型　②碳　30
[能力提升]
12．下列关于特殊聚集状态的应用的描述中，错误的是(　　)
A．运用等离子束切割金属
B．晶体合金的硬度和强度均比非晶体合金的硬度和强度高
C．液晶用于各种显示仪器上
D．化妆品中加入纳米颗粒可使其具备防紫外线的功能
【解析】　某些非晶体合金的硬度和强度比晶体合金的硬度和强度高。
【答案】　B
13．液晶广泛用于电子仪表产品等，MBBA是一种研究较多的液晶材料，其化学式为C18H21NO，下列有关说法正确的是
(　　)
【导学号：66240032】
A．MBBA属于有机高分子化合物
B．MBBA由碳、氢、氧、氮四种元素组成
C．MBBA中碳、氢、氧、氮的原子个数比为18∶21∶2∶1
D．MBBA中含有一氧化氮分子
【解析】　A项，有机高分子化合物是由一类相对分子质量很大的分子聚集而成，且无固定的化学式；B项，此物质由碳、氢、氧、氮四种元素组成；C项，由MBBA的化学式可知，碳、氢、氧、氮的原子个数比为18∶21∶1∶1；D项，MBBA物质是由C18H21NO分子构成的化合物。
【答案】　B
14．(1)(CH3)3NH＋和[AlCl4]－可形成离子液体。离子液体由阴、阳离子构成，熔点低于100
℃，其挥发性一般比有机溶剂________(填“大”或“小”)，可用作________(填代号)。
a．助燃剂
b．“绿色”溶剂
c．复合材料
d．绝热材料
(2)在纳米级的空间中，水的结冰温度是怎样的呢？为此，科学家对不同直径碳纳米管中水的结冰温度进行分析。下图是四种不同直径碳纳米管中的冰柱结构及结冰温度，冰柱的大小取决于碳纳米管的直径。水在碳纳米管中结冰的规律是_____________________________________________________________。
【答案】　(1)小　b　(2)纳米管直径越小结冰温度越高第3章
物质的聚集状态与物质性质
第2节
金属晶体与离子晶体
夯基达标
1离子晶体不可能具有的性质是(　　)
A．较高的熔、沸点
B．良好的导电性
C．溶于极性溶剂
D．坚硬而易粉碎
2在氯化钠晶体中，与每个Na＋等距离且最近的几个Cl－所围成的空间几何构型为(　　)
A．十二面体　　　　　　　　
　B．正八面体
C．正六面体　　　　　　　　
　D．正四面体
3NaF、NaI、MgO晶体均为离子晶体，根据下列数据，这三种晶体的熔点高低顺序是(　　)
物质
①NaF
②NaI
③MgO
离子电荷数
1
1
2
离子间距离/10－10m
2.31
3.18
2.10
A．①＞②＞③　　　　　　　　
　B．③＞①＞②
C．③＞②＞①　　　　　　　　
　D．②＞①＞③
4下列性质中，可以证明某化合物形成的晶体一定是离子晶体的是(　　)
A．可溶于水　　　　　　　　
　B．具有较高的熔点
C．水溶液能导电　　　　　　　　
　D．熔融状态能导电
5离子晶体通常具有的性质是(　　)
A．熔点、沸点都较高，难于挥发
B．硬度很小，容易变形
C．都能溶于有机溶剂而难溶于水
D．密度很小
6下列指定微粒的个数比为2∶1的是(　　)
A．Be2＋离子中的质子和电子
B.H原子中的中子和质子
C．NaHCO3晶体中的阳离子和阴离子
D．BaO2(过氧化钡)固体中的阴离子和阳离子
7下面的图像是从NaCl或CsCl晶体结构图中分割出来的部分结构图，试判断属于NaCl晶体结构的是
…
(　　)
A．图1和图3　　　　　　　　
　B．图2和图3
C．图1和图4　　　　　　　　
　D．只有图1
8如图是CsCl晶体的晶胞(晶体中最小重复单元)，已知晶体中两个最近的Cs＋核间距为a
cm，氯化铯的式量为M，NA为阿伏加德罗常数，则氯化铯晶体的密度为(　　)
A.
g·cm－3
B.
g·cm－3
C.
g·cm－3
D.
g·cm－3
9下面列出的是一些离子晶体空间结构示意图(○阴离子，●阳离子)：用M和N分别代表阳离子和阴离子，分别写出各离子晶体的化学式：
A：__________　B：__________　C：__________　D：__________
10．镁、铜等金属离子是人体内多种酶的辅因子。工业上从海水中提取镁时，先制备无水氯化镁，然后将其熔融电解，得到金属镁。
(1)以MgCl2为原料用熔融盐电解法制备镁时，常加入NaCl、KCl或CaCl2等金属氯化物，其主要作用除了降低熔点之外还有__________。
(2)已知MgO的晶体结构属于NaCl型。某同学画出的MgO晶胞结构示意图如上图所示，请改正图中错误：____________________。
(3)Mg是第三周期元素，该周期部分元素氟化物的熔点见下表：
氟化物
NaF
MgF2
SiF4
熔点/K
1
266
1
534
183
解释表中氟化物熔点差异的原因：________________________________________。
能力提升
11某离子化合物DxEC6，晶体结构如下图所示，阳离子D＋位于正方体的棱的中点和正方体内部，阴离子EC位于该正方体的顶点和面心。该化合物中x
值为(　　)
A．1　　　　　　　　
　B．2
C．3　　　　　　　　
　D．4
12已知：硅酸盐和石英的晶格能如下表：
硅酸盐矿物和石英
晶格能(kJ·mol－1)
橄榄石
4
400
辉石
4
100
角闪石
3
800
云母
3
800
长石
2
400
石英
2
600
回答下列问题：
(1)橄榄石和云母晶出的顺序是__________。
(2)石英总是在各种硅酸盐析出后才晶出的原因是__________。
(3)推测云母和橄榄石的熔点顺序为__________，硬度大小为__________。
13(1)中学化学教材中图示了NaCl晶体结构，它向三维空间延伸得到完美晶体。NiO(氧化镍)晶体的结构与NaCl
相同，Ni2＋与最临近O2－的核间距离为a×10－8cm，计算NiO晶体的密度(已知NiO的摩尔质量为74.7
g·mol－1)。
(2)天然和绝大部分人工制备的晶体都存在各种缺陷，例如在某氧化镍晶体中就存在如图所示的缺陷：一个Ni2＋空缺，另有两个Ni2＋被两个Ni3＋所取代。其结果晶体仍呈电中性，但化合物中Ni和O的比值却发生了变化。某氧化镍样品组成Ni0.97O，试计算该晶体中Ni3＋
与Ni2＋的离子个数之比。
参考答案
1解析：离子晶体是阴、阳离子通过离子键结合而成的，在固态时，阴、阳离子受到彼此的束缚不能自由移动，因而不导电。只有在离子晶体溶于水或熔融后，电离成可以自由移动的阴、阳离子，才可以导电。
答案：B
2解析：认真观察NaCl晶体的一个晶胞，并且发挥空间想象能力，不难得出所得空间构型为正八面体。
答案：B
3解析：离子晶体的熔点与离子键的强弱有关，而离子键的强弱可用晶格能来衡量。晶格能∝，即离子所带电荷数越多，离子间距离越小，晶格能越大，离子键越强，熔点越高。故答案为B项。
答案：B
4解析：熔融状态能导电的化合物形成的晶体一定是离子晶体。分子晶体和原子晶体熔融状态成为分子和原子，不导电。金属晶体在固态和熔融状态均能导电，但金属晶体是单质。
答案：D
5解析：离子晶体中的阴、阳离子通过一种强烈的相互作用——离子键结合在一起，离子键的键能较大，且极性很强，除了有些在极性溶剂中容易断裂外，其他的必须在高温下才能断裂，所以其熔点、沸点都较高，不挥发，硬度很大，不易变形，难溶于有机溶剂；又因为在离子晶体中，较大的离子采取密堆积型式，较小离子填隙，所以密度一般都较大。
答案：A
6解析：A项中Be中质子数为4，电子数为2，所以质子数与电子数的个数比为2∶1，符合题意；B项中H中中子数为1，质子数为1，质量数为2，中子数与质子数之比为1∶1，不符合题意；C项中，NaHCO3晶体中阳离子与阴离子之比为1∶1；D项中，BaO2(过氧化钡)中阳离子与阴离子(O)之比为1∶1，不符合题意。所以选择A项。离子晶体中不存在单个的分子，它的化学式是晶体中的阴阳离子的最简个数比。本题易错的地方主要有两个，其一是NaHCO3中阴离子和阳离子分别是HCO、Na＋而不是CO、H＋和Na＋；其二是，BaO2(过氧化钡)固体中的阴离子是过氧根离子(O)而不是氧离子(O2－)。
答案：A
7解析：理解离子晶体结构是从分析晶体中阴、阳离子间的空间位置关系入手的。若平时对CsCl晶体结构模型作过仔细观察，很容易辨认出题中图3就是CsCl晶体结构模型示意图，把图3向上或向下延伸后，再进行分割后就可得到图2。若平时对氯化钠晶体结构模型图作过观察研究，就可发现：图1可看成是氯化钠晶胞中以体心的钠离子为中心和跟这个钠离子直接相连的6个氯离子构成的正八面体；图4恰好是氯化钠晶胞分割成八个小立方体所得到的一个单元。所以答案应选C。
答案：C
8解析：晶体的密度等于晶体的质量与晶体在该质量下的体积的比值(即晶体的密度＝)，据式量可知，1
mol
CsCl的质量为M克，故需求出1
mol
CsCl的体积。因晶体是由晶胞构成的，而1个CsCl晶胞的体积为a3
cm3，因此，此题解题的关键是找出1
mol
CsCl晶体中的晶胞数目。由晶胞的示意图可知，1个晶胞中含1个Cs＋和1个Clˉ，所以，在1
mol
CsCl晶体中含NA个晶胞。由此可得，晶体的密度为＝
g·cm－3。
答案：C
9解析：A中M与N的个数比为＝；B中M与N的个数比为＝；C中M与N的个数比为＝＝；D中M与N的个数比为＝。
答案：MN　M2N3　
MN2　MN
10解析：
(1)以MgCl2为原料用熔融盐电解法制备Mg时，常加入NaCl、KCl或CaCl2等金属氯化物，其主要作用除了降低熔点之外还有：增大离子浓度，从而增大熔融盐的导电性。
(2)⑧应为黑色。
(3)表中氟化物熔点差异的原因：NaF与MgF2为离子晶体，SiF4为分子晶体，所以NaF与MgF2熔点远比SiF4熔点要高。又因为Mg2＋的半径小于Na＋的半径，其电荷数又是Na＋的两倍，所以MgF2的离子键强度大于NaF的离子键强度，故MaF2的熔点大于NaF。
答案：见解析。
11解析：n(D＋)＝12×＋9＝12，n(EC)＝8×＋6×＝4，可得该物质的化学式为D3EC6,
D为＋1价，故x＝3，所以选C。其他选项均不正确。
答案：C
12解析：解此类题目要求我们：通过认真分析科学数据，从中找出科学规律。晶格能高的晶体，熔点较高，更容易在岩浆冷却过程中先结晶析出；先晶出橄榄石后晶出云母。晶格能越大，形成的离子晶体越稳定，熔点越高，硬度越大。此题使我们从定量的角度加深了对晶格能的认识，并更加深刻地体会到晶格能影响离子晶体的性质。
答案：(1)先橄榄石后云母
(2)石英的晶格能较小，所以石英总是在各种硅酸盐析出后才晶出
(3)橄榄石高于云母　橄榄石高于云母
13解析：(1)要确定NiO的密度，就应确定单位体积中NiO分子的个数，再结合NiO的摩尔质量求算出该晶体中NiO的质量，最后求出密度。如图所示，以立方体作为计算单元，此结构中含有Ni2＋——O2－离子数为：4×＝
(个)，所以1
mol
NiO晶体中应含有此结构的数目为6.02×1023÷＝12.04×1023(个)，又因一个此结构的体积为(a×10－8cm)3，所以1
mol
NiO的体积为12.04×1023×(a×10－8cm)3，NiO的摩尔质量为74.7
g·mol－1，所以NiO晶体的密度为
＝(g·cm－3)
(2)解法一(列方程法)：设1
mol
Ni0.97O中含Ni3＋为x
mol，Ni2＋为y
mol，则得
x＋y＝0.97(Ni原子个数守恒)
3x＋2y＝2(电荷守恒)
解得x＝0.06
,
y＝0.91　故n(Ni3＋)∶n(Ni2＋)
＝
6∶91
解法二(直接分析法)：依题意，一个Ni2＋空缺，另有两个Ni2＋被两个Ni3＋取代。由Ni0.97O可知，每100个氧离子，就有97个镍离子，有3个Ni2＋空缺，也就有6个Ni2＋被Ni3＋所取代，所以Ni3＋有6个，Ni2＋为97－6＝91个，即Ni3＋与Ni2＋之比为6∶91。
答案：见解析。第4节
几类其他聚集状态的物质
【教学目标】
1.初步了解非晶体、液晶、等离子体、纳米尺度聚集体等不同物质聚集态的结构及特殊性质。
2.初步了解这些聚集体的实际用途及作用。
3.能从物质聚集状态按不同类型和不同聚集程度来区分物质。
【教学重难点】不同聚集状态物质的结构与性质特点。
【教师具备】多媒体辅助教学
【教学方法】查阅资料、交流研讨、比较、归纳、概括、自我评价
【教学过程】
教学环节
教师活动
学生活动
教学意图
提前布置学生走访商场或查阅资料
布置走访任务或查找信息1了解非晶体，2什么是液晶？有什么特性和用途？3什么是纳米材料，又什么特性和用途？（能举例说明）4什么是等离子体，有什么性质和用途？
学生自愿报名分小组：走访商场的为一组查阅资料的为一组规定时间汇总
培养学生搜集处理信息的能力。
导入新课
显示：一块食盐晶体、一杯液态物质、一集气瓶二氧化氮气体。提出问题：固、液、气三态有什么区别？
学生思考、讨论、从宏观物质的状态回答。
微观上学生可能回答不出来
利用多媒体技术，激起学习兴趣。提出问题，引起学生思考。
从微观上探究固液气三态的区别
老师指导学生阅读课本。然后填写下表（投影）板书：一、固、液、气三态区别构成物质的微粒间距离微粒微观运动性质固体液体气体
学生阅读学生思考、讨论。最后独立完成表中内容。一学生回答。其余补充完善。
从结构方面指出固、液、气间的区别，使学生对三者的认识提高到一个新高度
非晶体教学
过渡：我们知道晶体是有规则几何外形的固体，有自己的性质、特点，但对于同属于固体的非晶体你知道多少呢？那位同学来给我们介绍一下？
指导学生看书。学生填写下表内容（投影）板书：二、晶体和非晶体的区别晶体非晶体外形微粒排列物理性质举例
学生已经搜集好资料，踊跃举手回答，展示自己成果。
其他学生聆听。交流研讨学生阅读课本学生独立完成表中内容。一学生回答，其余评价完善晶体非晶体外形有规则几何形状没有规则几何形状微粒排列物理性质举例
培养学生勇于展示自己的品质，培养学生共同学习的能力
提出问题：根据你搜集的资料，你能举例说明晶体和非晶体可以相互转化吗？师生共同总结：实际上，一种物质可能以晶体和非晶体两种不同的形态出现，并不是绝对的。既许多非晶体在一定的条件下可以转化为晶体。
学生搜集了不同的资料，抢着举手回答。如：天然水晶是晶体，而熔化后再凝结的水晶（即石英玻璃）就是非晶体。晶体硫与弹性硫的转化等。学生补充。
温故知新，拓展学生视野
指导阅读：固体除了以晶体和非晶体形态存在外，还有其他存在形态。请同学们阅读课本，了解一下准晶体的知识。
学生阅读
培养学生的阅读能力，进一步拓展学生视野，让学生知道固体的其他存在形态
液晶教学
提出问题：你知道显示屏上的图像是用什么方法显示出来的吗？
投影学生收集的资料。
学生根据搜集的资料，交流研讨，积极举手回答。
其他学生聆听。补充。
联系实际，展示与学生密切相关的物-品，使课本知识与生活实际联系起来，提高学生学习兴趣。
请同学们总结：什么是液晶？有什么性质特点？各向异性的原因是什么？有什么重要用途？师生共同总结投影：
三、液晶1.
定义:在一定温度范围内既具有流动性又具有各项异性的液体，称为液态晶体，简称液晶。2.
性质特点：流动性，各向异性3.
各向异性的原因：4.
用途：制造液晶显示器
学生认真总结回答补充
培养学生提炼知识、总结知识的能力。
提出问题：你知道液晶是怎么发现的吗？
学生根据搜集的信息，回答。
利用液晶发现的故事，对学生进行化学史教育。并对液晶与液体晶体的区别进一步了解。
纳米材料教学
播放关于纳米材料的录像投影学生搜集到的有关资料
学生观看，学生感到纳米材料的神奇，产生浓厚兴趣。学生带着兴趣阅读有关资料。思考：纳米材料为什么这么神奇？它的构造是怎样的？
创设情景，使学生对世界的神奇、科技对生活的影响产生浓厚的学习兴趣。
提出问题：你对纳米材料有那些了解？
学生根据录像、资料积极回答，从不同侧面对纳米材料的结构、性质、用途作答。
设计开放性的问题，有利于学生从不同侧面思考，有利于使学生真正成为学习的主体。
对学生提出的其他问题简要解释。请同学们总结纳米材料的定义、组成、结构、性质、用途，并回答。师生共同总结（投影）板书：四、纳米材料1.
定义：是指三维空间尺度至少有一维处于纳米尺度（1～100nm）的.具有特定功能的材料。2.
组成：有纳米颗粒和颗粒间界面组成3.
结构：纳米颗粒是长程有序的晶状结构
，界面是既不长程有序也不短程有序的无序结构4.
性质：有既不同于微观粒子又有不同于宏观物体的独特性质5.
用途：医疗上的用途.日常生活中的用途等
学生根据收集到的资料可能还列举出纳米材料的其他性质和更广更多的用途，或提出其他有关问题。学生总结回答补充
明确学生本部分内容应达到的要求，使学生学习有的放矢。
指导学生阅读
纳米技术
学生认真阅读
拓展学生视野，引起探究热情
等离子体教学
提出问题：100℃时水会变为气体，若温度升高到几千度，会发生什么变化呢？
产生联想，质疑
利用问题情景，引起学生联想，引入等离子体教学。
请学生展示搜集的有关资料：图片、文字
学生观看、思考，获取知识
培养学生自主学习，获取信息的能力
提出问题：什么是等离子体？是怎样产生的？有什么性质和特点 师生共同总结（投影）板书：五、等离子体1.
定义：有大量带电微粒（离子.电子）和中性微粒（原子或分子）所组成的物质聚集体称为物质的等离子体。2.
产生原因：3.
性质特点：很好的导电性.很高的温度.有流动性.呈准电中性。4.
存在：5.
用途：
学生总结。讨论。回答。补充完善。
充分调动学生的积极性。发挥教师的主导作用和学生主体作用。
本节概括整合
布置学生自己将本节知识进行整合。学生板书。师生共同完善。
学生回忆、整合本节知识
再现本节主要学习过程，完善知识结构，培养学生总结、整合知识的能力
【板书设计】一、固、液、气三态区别二、晶体和非晶体的区别三、液晶四、纳米材料五、等离子体
作业布置
查阅资料，了解纳米技术发展状况，以“纳米技术与未来生活”为题写一片小论文
学生课后查阅资料，完成小论文。
培养学生的创新能力、热爱科学的品质、深入研究的科学精神。金属晶体与离子晶体
简略地讲了金属键的自由电子理论和金属晶体的圆球密堆积结构。在本节中将介绍这两种理论的有关史实，并对理论本身进一步加以阐述。
一切金属元素的单质，或多或少具有下述通性：有金属光泽、不透明，有良好的导热性与导电性、有延性和展性，熔点较高（除汞外在常温下都是晶体），等等。这些性质是金属
晶体内部结构的外在表现。
金属元素一般比较容易失去其价电子变为正离子，在金属单质中不可能有一部分原子变成负离子而形成离子键。由于Ｘ射线衍射法测定金属晶体结构的结果可知，其中每个金属原子与周围８到１２个同等（或接近同等）距离的其它金属原子相紧邻，只有少数价电子的金属原子不可能形成８到１２个共价键。金属晶体中的化学键应该属于别的键型。
１９１６年
，荷兰理论物理学家洛伦兹（Lorentz,H.A.1853-1928）提出金属“自由电子理论”，可定性地阐明金属的一些特征性质。这个理论认为，在
金属晶体中金属原子失去其价电子成为正离子，正离子如刚性球体排列在晶体中，电离下来的电子可在整个晶体范围内在正离子堆积的空隙中“自由”地运行，称为自由电子。正离子之间固然相互排斥，但可在晶体中自由运行的电子能吸引晶体中所有的正离子，把它们紧紧地“结合”在一起。这就是金属键的自由电子理论模型。
根据上述模型可以看出金属键没有方向性和饱和性。这个模型可定性地解释金属的机械性能和其它通性。金属键是在一块晶体的整个范围内起作用的，因此要断开金属比较困难。但由于金属键没有方向性，原子排列方式简单，重复周期短（这是由于正离子堆积得很紧密），因此在两层正离子之间比较容易产生滑动，在滑动过程
中自由电子的流动性能帮助克服势能障碍。滑动过程中，各层之间始终保持着金属键的作用，金属虽然发生了形变，但不至断裂。因此，金属一般有较好的延性、展性和可塑性。
由于自由电子几乎可以吸收所有波长的可见光，随即又发射出来，因而使金属具有通常所说的金属光泽。自由电子的这种吸光性能，使光线无法穿透金属。因此，金属一般是不透明的，除非是经特殊加工制成的极薄的箔片。关于金属的良好导电和导热性能，高中化学课本中已用自由电子模型作了解释。
上面介绍的是最早提出的经典自由电子理论。１９３０年前后，由于将量子力学方法应用于研究金属的结构，这一理论已获得了广泛的发展。在金属的物理性质中有
一种最有趣的性质是，包括碱金属在内的许多金属呈现出小量的顺磁性，这种顺磁性的大小近似地与温度无关。泡利曾在１９２７年对这一现象进行探讨，正是这一
探讨开辟了现代金属电子理论的发展。它的基本概念是：在金属中存在着一组连续或部分连续的“自由”电子能级。在绝对零度时，电子（其数目为Ｎ个）通常成对
地占据Ｎ／２个最稳定的能级。按照泡利不相容原理的要求，每一对电子的自旋方向是相反的；这样，在外加磁场中，这些电子的自旋磁矩就不能有效地取向。
当温度比较高时，其中有一些配对的电子对被破坏了，电子对中的一个电子被提升到比较高的能级。未配对的电子的自旋磁矩能有效地取向，所以使金属具有顺磁
性。（前一节中介绍价键理论的局限性时已指出，顺磁性物质一般是具有自旋未配对电子的物质。）未配对电子的数目随着温度的升高而增多；然而，每个未配对电
子的自旋对顺磁磁化率的贡献是随着温度的升高而减小的。对这二种相反的效应进行定量讨论，解释了所观察到的顺磁性近似地与温度无关。
索末菲与其他许多研究工作者，从１９２８年到３０年代广泛地发展了金属的量子力学理论，建立起现代金属键和固体理论──能带理论，可以应用分子轨道理论去加以理解。（可参看大学《结构化学》教材有关部分）
金属为什么有颜色和光泽
当白光照射到不透明的物体表面时，一部分波长的光被物体吸收，一部分波长的光被反射出来。不同波长的光有不同的颜色，被反射的光波是什么颜色的，物体就是什么颜色。如三氧化二铬反射绿光，它就是绿色的，硫磺反射黄光，看上去就是黄色的。若物体将全部波长的光都吸收，它就是黑色的，若全部都反射，则为白色。
　　当光照射到透明的物体上时，若全部波长的光线都能透过，则物体五色；若一部分吸收一部分透过，则物体显示吸收光波长对应的颜色。
　　金属都是以金属键结合而成的金属晶体，金属原子以最紧密堆积状态排列，金属内部有自由电子，它的运动范围是整块金属，当白光照到金属表面时，自由电子能吸收所有波长的
光，随即又反射出来，因此绝大多数金属(除金呈黄色、铜呈赤红、铯呈浅黄、铋为淡红、铅为淡蓝以外)都呈现银白色光泽。
　　应该注意的是，金届的光泽只在整块时才能表现出来，粉末状时，除个别金属(例如镁铝)外，大部分金属都呈灰色或黑色。
美开发出可重复使用的催化剂
美国布鲁克海艾国立实验室的化学家开发出一种新型钨基催化剂，这种催化剂可使化学反应中的几种反应物完全反应，全部转化为所需产物，且这种催化剂很容易回收并可重复使用，不产生任何废弃物。该成果的取得是向绿色化学迈出的一大步。
据悉:"该催化剂在合成诸如药物及杀虫剂等多种有机化合物时，不需要采用溶剂。"它可将所有反应物质完全转换成产物，而不需进行另外的分离、提纯等方法去掉残余金属催化剂，这对制药工业具有特别重大的意义。"避免采用溶剂是防止化学制造过程中产生废物的重要方法。而这种催化剂用两种方式达到上述目标:首先，它溶解在反应物中;其次，该催化剂在反应结束时，以固体形式沉淀出。这样，就不需要用溶剂或采用另外步骤将催化剂同产品分离开来。你仅仅需要将产物倒在另一个容器中，而剩下的固体催化剂可再一次使用。第三章物质的聚集状态与物质的性质
第一节
认识晶体（第二课时）
【教学目标】
1.了解最基本的两种类型（A1
A3）的等径圆球的密堆积型式
2.知道离子晶体的可视为不等径圆球的密堆积
【教学重难点】
了解最基本的两种类型（A1
A3）的等径圆球的密堆积型式
【教学方法】探究法
【教学过程】
【新课引入】
【问题】晶体具有规则的几何外形是有什么决定的？
【回答】晶体的内部微粒按一定的规律周期性重复排列。
【联想质疑】晶体具有的规则几何外形源于组成晶体的微粒按一定规律周期性地重复排列。
那么晶体中的微粒是如何排列的？
如何认识晶体内部微粒排列的规律性？
【板书】二、晶体结构的堆积模型
我们先来探讨金属晶体的内部结构
【讲述】密堆积：由无方向性的金属键、离子键和范德华力等结合的晶体中，原子、离子或分子等微观粒子总是趋向于相互配位数高，能充分利用空间的堆积密度最大的那些结构。
密堆积方式因充分利用了空间，而使体系的势能尽可能降低，而结构稳定。
1.等径圆球的密堆积
【活动探究】把乒乓球装入盒中，盒中的乒乓球怎样排列才能使装入的乒乓球数目最多？
【活动提示】
（1）将小球先排成列，然后排成一层，认真观察每一个小球周围最多排几个小球，有几个空隙。
（2）将球扩展到两层有几种方式，认真观察两层球形成的空隙种类。
（3）扩展到三层，有几种排列方式，并寻找重复性排列的规律。
【思考】
1.
将等径圆球在一列
上的最紧密排列有几种？
如何排列？
2.等径圆球在同一平面上的堆积方式是唯一的吗？
最紧密堆积有几种排列？
在最紧密堆积方式中每个等径圆球与周围几个球相接触？
【板书】密置层：在同一平面上，每个等径圆球与周围其它六个球相接触形成最紧密堆积方式
【思考】取A、B两个密置层，将B层放在A层的上面，有几种堆积方式？最紧密的堆积方式是哪种？它有何特点？
【讲述】
1.在第一层上堆积第二层时，要形成最密堆积，必须把球放在第二层的空隙上。这样，仅有半数的三角形空隙放进了球，而另一半空隙上方是第二层的空隙。
2.第一层上放了球的一半三角形空隙，被4个球包围，形成四面体空隙；另一半其上方是第二层球的空隙，被6个球包围，形成八面体空隙。
【板书】密置双层：将B层放在A层上面时，两层平行地错开，使B层每个球的球心恰好对应于A层中相邻三个球所围成的空隙中心，并使两层紧密接触
【思考】如果将密置层C放在刚才堆成的密置双层的上面，有几种最密堆积方式？如何堆积？
【讲述】第二层堆积时形成了两种空隙：四面体空隙和八面体空隙。那么，在堆积第三层时就会产生两种方式：
1.第三层等径圆球的突出部分落在正四面体空隙上，其排列方式与第一层相同，但与第二层错开，形成ABAB…堆积。这种堆积方式可以从中划出一个六方单位来，所以称为六方最密堆积（A3）。
2.另一种堆积方式是第三层球的突出部分落在第二层的八面体空隙上。这样，第三层与第一、第二层都不同而形成ABCABC…的结构。这种堆积方式可以从中划出一个立方面心单位来，所以称为面心立方最密堆积（A1）。
【讲述】一个原子或离子周围所邻接的原子或离子数目叫配位数。
【小结】
由于金属键没有方向性和饱和性，每个金属原子周围总是尽可能多的与邻近金属原子密堆积在一起，以使能量达到最低。
金属晶体的结构型式可以归结为等径圆球密堆积。
事实上，大部分金属采用最密堆积方式，例如金属镁就属于A3型密堆积，金属铜就属于A1型密堆积。只有少数金属采用非密堆积的方式。金属采取哪种堆积方式可以通过X射线衍射实验证实。
【过渡】构成离子晶体的微粒是什么 它们的作用力是什么
离子键的特点
【回答】阳离子和阴离子，通过离子键(静电引力)结合。
没有方向性和饱和性。
【启发】对比金属晶体的结构，阳离子和阴离子之间怎样排列最稳定
【讲解】阳、阴离子也是球对称的。但
阳、阴离子半径不同，一般情况下阴离子的半径比阳离子的半径大。因此，离子晶体的结构可以看做不等径圆球密堆积。
【板书】2．不等径圆球密堆积
一个离子周围尽可能多地吸引带相反电荷的离子以降低能量。
堆积方式：大球先按一定方式做等径圆球密堆积，小球再填入大球所形成的空隙中。
举例：CsCl晶体、NaCl晶体、ZnS晶体。
配位数概念，三种晶体中离子配位数分别为：8：8，6：6，4：4。
同学们想深入了解离子晶体的结构，可以自学“知识点击”部分。
【小结】晶体中的微粒通过没有方向性的金属键力、离子键力结合尽可能进行紧密堆积，以使能量达到最低。
【讲述】分子晶体属非等径圆球密堆积方式，分子晶体尽可能采取紧密堆积的方式，但受到分子形状的影响。原子晶体不服从紧密堆积方式
【板书设计】
二、晶体结构的堆积模型
1.
等径圆球的密堆积
2．不等径圆球密堆积第3章
物质的聚集状态与物质性质2.3
金属晶体与离子晶体（第2课时）配位键
3月3日我讲了一节公开课，通过这次活动我收获颇多，有优点也有缺点，为了探究自己在教学过程中存在的问题，为使以后在教学过程中明确思路，现对这一节课进行一下反思：
一、
成功之处：
这节课我准备的比较充分。在备课过程中，我充分利用信息资源，对知识深挖掘，对这方面的知识做了深入的分析，真正做到重点突出。在备课过程中，我设置了两个教学重点，1、知识技能：了解简单配位键的形成2、过程与方法：探究氨水中NH3分子与CuSO4
溶液中的
Cu2+反应还是与阴离子反应
为调动学生的学习积极性，我找了一些学生感兴趣的问题：如普鲁士蓝。
在教学过程中，我以探究为手段，复习归纳总结知识，力求使化学知识与实际操作结合起来，培养学生分析问题、解决问题的能力。在教学过程
中我注重了落实，在落实过程中，真正做教师导、学生学，并且注意倾听学生的不同意见，充分发挥学生的主动性，让学生自己分析解决问题。
二、
不足之处：
在这节课中，总结出来有“两板”。第一板，在教学过程
中使用小黑板“板”。在以后教学过程中，应该灵活一点，在设计过程中应该给学生留出活动的“天地”。正象赵老师所说的学生是喜欢战的。不要怕学生回答不对，敢于面对学生的错，可以让学生在改错的过程中，提高能力。第二“板”教态板，缺乏激情，没有真正调动起学生的积极性，课堂上学生的学习气氛不够热烈。
总之，通过这一节课，在老师们的指导下，使我自己提高了许多。多谢赵老师给了我这一次锻炼的机会。认识晶体
(建议用时：45分钟)
[学业达标]
1．下列叙述中，不正确的是(　　)
A．具有规则几何外形的固体一定是晶体
B．晶体内部粒子按一定的规律周期性重复排列
C．具有各向异性的固体一定是晶体
D．依据构成微粒的作用力不同可将晶体分为金属晶体、离子晶体、分子晶体、原子晶体
【解析】　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，所以A选项错误；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，因此B、C选项正确；晶体分为金属晶体、离子晶体、分子晶体、原子晶体的依据是构成晶体的微粒及微粒间的相互作用力，因此D选项正确。
【答案】　A
2．下列关于晶体与非晶体的说法正确的是(　　)
A．晶体一定比非晶体的熔点高
B．晶体有自范性但排列无序
C．非晶体无自范性而且排列无序
D．固体SiO2一定是晶体
【解析】　非晶体无固定熔沸点，A错；二氧化硅有非晶态二氧化硅和晶态二氧化硅，D错。
【答案】　C
3．多数晶体中的微观粒子服从紧密堆积原理的根本原因是(　　)
A．便于形成规则的几何外形
B．微观粒子结合得越紧密，体系总能量越低，体系就越稳定
C．便于使晶体具有对称性
D．为了使晶体具有各向异性
【解析】　能量越低物质越稳定。
【答案】　B
4．区分晶体和非晶体最可靠的科学方法是(　　)
A．测定熔点、沸点
B．观察外形
C．对固体进行X射线衍射实验
D．通过比较硬度确定
【解析】　从外形和某些物理性质可以初步鉴别晶体和非晶体，但并不一定可靠。区分晶体和非晶体的最可靠的科学方法是对固体进行X射线衍射实验，所以只有C选项正确。
【答案】　C
5．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体系变得较稳定。
【答案】　B
6．下列说法中错误的是(　　)
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．分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、金属晶体都尽可能地采用密堆积形式，而分子晶体的堆积方式要受分子本身形状的影响。分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
7．下列有关晶胞的叙述，正确的是(　　)
A．晶胞是晶体中最小的结构重复单元
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属于该晶胞
D．A3型最密堆积由一个晶胞构成
【解析】　晶胞有六方晶胞、面心立方晶胞等，B不正确；晶胞中的一个粒子可能被几个晶胞共用，C不正确；A3型最密堆积由3个晶胞构成，D不正确；故选A。
【答案】　A
8．图为高温超导领域里的一种化合物(钙钛矿)结构中的最小重复单元。该化合物中，每个钛离子周围与它最接近且距离相等的钛离子有a个，元素氧、钛、钙的原子个数比为b。则a、b是(　　)
A．6　3∶1∶1
B．24　10∶8∶1
C．12　5∶4∶1
D．3　3∶2∶1
【解析】　钛处于晶胞的顶点，同在晶胞顶点上相邻的钛相距最近。发挥空间想象能力，以一个顶点为中心，以棱长作延长线，可以得出钛离子周围与它接近且距离相等的钛离子有6个，该晶胞内含氧原子数目为：12×＝3，含钛原子数目为：8×＝1，一个钙原子在晶胞内，所以元素氧、钛、钙的原子个数比为3∶1∶1。
【答案】　A
9．如图所示是晶体结构中具有代表性的最小重复单元(晶胞)的排列方式，其对应的化学式是XY的是(图中：o－X，－Y)(　　)
【解析】　根据顶点、棱上、面上、体心和其他处于立方体内部的原子对晶胞的贡献分别为、、、1，求出X、Y的数目之比，其化学式分别为XY、X3Y、XY4、XY4。
【答案】　A
10．(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
⑤CuSO4·5H2O　⑥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，比较正确的方法是________。
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)②⑤⑥⑧⑨　①③④⑦⑩
(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)②④
11．如下图所示的甲、乙、丙三种晶体：
甲　　　　　　　　乙　　　　　　　　丙
试写出：
(1)甲晶体化学式(X为阳离子)为________。
(2)乙晶体中A、B、C三种微粒的个数比是________。
(3)丙晶体中每个D周围结合E的个数是________个。
【解析】　明确由晶胞构成的晶体，其化学式不是表示一个分子中含有多少个原子，而是表示每个晶胞中平均含有各类原子的个数，即各类原子的最简个数比。解答这类习题，通常采用切割法。切割法的根本原则是：晶胞任意位置上的一个原子如果是被x个晶胞所共有，那么，每个晶胞对这个原子分得的份额就是。只要掌握晶体立方体中微粒实际占有“份额”规律：顶点微粒在立方体中实占，立方体面上微粒实占，立方体棱边上微粒实占，立方体内部微粒按有1算1统计。甲中X位于立方体体心，算做1，Y位于立方体顶点，实际占有：×4＝个，X∶Y＝1∶＝2∶1，所以甲的化学式为X2Y。乙中A占有：×8＝1个，B占有：×6＝3个，C占有1个，由此推出A∶B∶C＝1∶3∶1。丙中D周围的E的个数与E周围D的个数相同，E周围有8个D，所以D周围有8个E。
【答案】　(1)X2Y　(2)1∶3∶1　(3)8
12．现有甲、乙、丙三种晶体的晶胞(甲中X处于晶胞的中心，乙中A处于晶胞的中心)，可推知：甲晶体中X与Y的个数比是________，乙中A与B的个数比是________，丙晶胞中有________个C离子，有________个D离子。
甲　　　　　　　　乙　　　　　　　丙
甲晶体的化学式是________(X为阳离子)。丙晶胞中距离C离子等距离且最近的D离子有________个。
【解析】　根据切割法：甲中体心X为1，顶点Y为×6，所以X∶Y＝1∶＝4∶3；同理可计算出乙、丙中微粒个数及其比值。丙晶胞中有C离子为1＋12×＝4，丙晶胞中有D离子为6×＋8×＝4。
由于甲晶体中两种微粒的个数之比为4∶3X为阳离子，因此该晶体的化学式为X4Y3。以体心位置的C离子为例，与它等距离且最近的D离子应该在晶胞中六个面的面心位置，共六个。
【答案】　4∶3　1∶1　4　4　X4Y3　6
[能力提升]
13．对于A1型密堆积的描述错误的是(　　)
A．A1型密堆积晶体的晶胞也叫面心立方晶胞
B．面心立方晶胞的每个顶点上和每个面的中心上都各有一个原子
C．平均每个面心立方晶胞中有14个原子
D．平均每个面心立方晶胞中有4个原子
【解析】　如图为A1型密堆积晶体的晶胞，它为面心立方晶胞，面心和顶点上各有1个原子故A、B均正确，平均每个面心立方晶胞中所拥有的原子个数为：8×＋6×＝4个，故D正确。
【答案】　C
14．铅、钡、氧形成的某化合物的晶胞结构是：Pb4＋处于立方晶胞顶角，Ba2＋处于晶胞中心，O2－处于晶胞棱边中心，则该化合物的化学式为(　　)
A．BaPbO3
B．BaPb2O3
C．BaPbO
D．BaPbO4
【解析】　1个晶胞中有1个Ba2＋，Pb4＋的个数为8×＝1，O2－的个数为12×＝3，故化学式为BaPbO3。
【答案】　A
15．某晶体的一部分如图所示，这种晶体中A、B、C三种粒子数之比是(　　)
【导学号：66240025】
A．3∶9∶4
B．1∶4∶2
C．2∶9∶4
D．3∶8∶4
【解析】　由图示知，A原子被12个晶胞所用。上下表面的棱上的B原子被4个晶胞所用，侧棱上的B原子被6个晶胞所用，A粒子数为6×＝；B粒子数为6×＋3×＝2；C粒子数为1。故A、B、C粒子数之比为1∶4∶2。
【答案】　B
16．金晶体的最小重复单元(也称晶胞)是面心立方体，即在立方体的8个顶点各有一个金原子，各个面的中心有一个金原子，每个金原子被相邻的晶胞所共用(如图所示)。金原子的直径为d，用NA表示阿伏加德罗常数，M表示金的摩尔质量。
(1)金晶体每个晶胞中含有________个金原子。
(2)如果金原子是钢性球且面对角线上三个小球两两相切，那么一个晶胞的体积为________。
(3)金晶体的密度是________。
【解析】　(1)由晶胞构型可知，每个金晶胞中金原子数为：8×＋6×＝4。
(2)由A1型密堆积模型知，面对角线上三个小球相切，根据小球直径求算出立方体的棱长为2d×，则每个晶胞体积为：(×2d)3＝2d3。
(3)每个晶胞质量为，故金的密度为：＝。
【答案】　(1)4　(2)2d3　(3)第3节
原子晶体与分子晶体
第1课时
原子晶体
【教学目标】
1.通过了解典型原子晶体金刚石的宏观性质，引导学生理解原子晶体的空间结构特点及微粒的堆积方式，
2.认识由共价键构成的晶体特点。
【重点难点】
重点：掌握原子晶体的结构与性质特点。
难点：理解原子晶体与离子晶体、金属晶体的区别。
【教学方法】
自主合作探究型学案教学
【教学过程】
教
师
活
动
学
生
活
动
设
计
意
图
情景导入
【设问】通过初中和必修课程的学习我们知道，碳和硅虽然都是ⅣA族元素，但他们的氧化物二氧化硅和二氧化碳的性质却差别较大。例如，常温下，二氧化碳是气体，二氧化硅却是熔点高、硬度大的晶体，这是为什么呢？这与它们的结构有什么关系？这一节我们就来研究他们的结构及性质上的不同。
学生聆听、思考。
提出问题，引起学生思考，激发学生学习的兴趣。
问题发现
【自学】请同学们先自学课本，然后完成学案中的[基础自测]内容，再相互讨论，将发现的疑难问题写到学案的[问题发现]栏目中。（教师巡视，指导学生自学及正确使用学案。）
学生先阅读教材，然后完成学案中的相应内容。相互讨论，提出问题。
充分发挥学生的主体作用，提高课堂效率，培养学生的自学能力。
问题探究与应用 问题探究与应用
【问题探究1】在初中我们都学习过金刚石的性质（展示金刚石的图片），金刚石有哪些特性？这些性质显然是由金刚石的结构决定的，已知金刚石中的碳原子的杂化轨道是sp3，那么，金刚石有怎样的结构呢？请各小组相互讨论，并根据自己的想象制作金刚石的结构模型。思考1.
在金刚石晶体中每个碳原子周围紧邻的碳原子有多少个？2.
在金刚石晶体中每个碳原子连接有几个共价键？3.
在金刚石晶体中碳原子个数与C-C共价键个数之比是多少？【板书】一．原子晶体１.概念：相邻原子间以共价键相结合而形成空间立体网状结构的晶体．【归纳拓展】（展示甲烷和金刚石的微观结构图，结合学生回答情况，共同分析总结）甲烷分子中的碳原子的杂化轨道是sp3杂化轨道，甲烷分子是正四面体形分子。金刚石中的碳原子的杂化轨道也是sp3杂化轨道，故每个碳原子以sp3杂化轨道和它近邻的四个碳原子以共价键相互结合在一起形成正四面体形的空间立体网状结构。其中C—C键键长为0.154nm，键能为347kJ·mol-1,正是这种特殊的排列方式造就了金刚石晶体的独特性质。【迁移应用】关于金刚石的下列说法中，错误的是（
）。A．晶体中不存在独立的分子B．碳原子间以共价键相结合C．是硬度最大的物质之一D．化学性质稳定，即使在高温下也不会与氧气发生反应
【板书】2.常见的原子晶体金刚石（C）、晶体硅(Si)、
晶体硼（B）、晶体锗(Ge)
碳化硅（SiC）晶体、氮化硼（BN）晶体二氧化硅（
SiO２）晶体【问题探究2】水晶是一种古老的宝石（展示水晶的图片），晶体完好时呈六棱住钻头形，它的成分是二氧化硅。水晶的结构可以看成是硅晶体中每个Si—Si键中“插入”一个氧原子形成的，那么在二氧化硅中原子是怎样排列的呢？请各小组相互讨论，并根据自己的想象制作二氧化硅的结构模型。思考1.
在SiO2晶体中每个硅原子周围紧邻的氧原子有多少个？每个氧原子周围紧邻的硅原子有多少个？在SiO2晶体中硅原子与氧原子个数之比是多少？思考2.
在SiO2晶体中每个硅原子连接有几个共价键？每个氧原子连接有几个共价键？【归纳拓展】（展示二氧化硅的微观结构图，结合学生回答情况，共同分析总结）碳和硅都是第ⅣA族元素，若以硅原子代替金刚石晶体结构中的碳原子，便可得到晶体硅的结构；若再在硅晶体每个Si—Si键中“插入”一个氧原子，便可得到以硅氧四面体为骨架的二氧化硅的结构。在二氧化硅晶体里，一个硅原子能形成四个共价键，一个氧原子能形成两个共价键，因此二氧化硅晶体中硅原子和氧原子的个数比为1:2。【问题探究3】通过以上分析，比较金刚石、二氧化硅与我们前面学过的金属晶体、离子晶体有何不同？
【归纳拓展】金刚石、二氧化硅与金属晶体、离子晶体的构成微粒和微粒间的相互作用都不同。可列表比较如下（先让学生自己填表，再分析讲解）：晶体类型构成微粒微粒间作用力实
例金属晶体 Ca、Cu、Mg离子晶体 金刚石、二氧化硅像这样相邻原子间以共价键相结合而形成的具有空间立体网状结构的晶体成为原子晶体。常见的原子晶体有金刚石、晶体硅、金刚砂、水晶等。说明：由金刚石的晶体结构可以看出，在每个碳原子周围排列的碳原子只能有四个，这是由共价键的饱和性与方向性决定的。正是因为在中心原子周围排列的原子的数目是有限的，所以这种比较松散排列的结构与金属晶体和离子晶体中的紧密堆积排列有很大的不同。【迁移应用】在二氧化硅晶体中，原子未排列成“紧密堆积”结构，其原因是（
）。A．共价键具有饱和性
B．共价键具有方向性C．二氧化硅是化合物D．二氧化硅是由非金属元素的原子构成的【交流与研讨】分析下表中的数据，部分原子晶体的键能、熔点和硬度表晶体键能/kJ·mol-1熔点/℃硬度
金刚石（C—C）347335010碳化硅（C—Si）30126009晶体硅（Si—Si）22614157【思考】1.
怎样从原子结构角度理解金刚石、硅和锗的熔点和硬度依次下降？2.
“具有共价键的晶体叫做原子晶体”。这种说法对吗？为什么？【归纳拓展】
1．在原子晶体中，各原子均以共价键相结合，由于原子晶体熔化时必须破坏其中的共价键，而共价键的键能相对较大，破坏他们需要很高的温度，所以原子晶体具有很高的熔点。
2．对结构相似的原子晶体来说，原子半径越小，键长越短，键能越大，晶体的熔点就越高。【板书】3.原子晶体的物理特性在原子晶体中，由于原子间以较强的共价键相结合，而且形成空间立体网状结构，所以原子晶体的（1）熔点和沸点高（2）硬度大（3）一般不导电（4）且难溶于一些常见的溶剂
【迁移应用】碳化硅的晶体有类似金刚石的结构，其中碳原子和硅原子的位置是交替的。它与晶体硅和金刚石相比较，正确的是（
）。A．熔点从高到低的顺序是：金刚石＞碳化硅＞晶体硅B．熔点从高到低的顺序是：金刚石＞晶体硅＞碳化硅C．三种晶体中的结构单元都是正四面体结构D．三种晶体都是原子晶体且均为电的良导体
学生分组讨论、探究，并根据想象动手制作金刚石的球棍模型。然后小组代表发表自己的看法。 学生回顾复习杂化轨道知识，完善自己的金刚石球棍模型。 学生练习，巩固有关金刚石的知识。 学生分组讨论、探究，并根据想象动手制作二氧化硅的球棍模型。然后小组代表发表自己的看法。 学生根据分析，完善自己的二氧化硅球棍模型。 学生复习、填表，总结复习有关晶体的知识。
学生练习，巩固有关原子晶体的知识。 学生分组讨论，探究原子晶体的性质递变规律及原因。 学生练习，巩固有关原子晶体性质递变规律的知识。
通过问题探究和迁移应用，学习金刚石的知识。
通过问题探究及迁移应用，学习二氧化硅的知识。 通过问题探究，总结出原子晶体的有关知识，比较金属晶体、离子晶体、原子晶体的不同。 通过问题探究，总结原子晶体的熔点等递变规律。
概括整合
1．金属晶体、离子晶体、原子晶体在结构和性质上有何不同？请填写下表。晶体类型金属晶体离子晶体原子晶体构成微粒 微粒间的作用力 化学键特征 实
例 2．常见的原子晶体有金刚石、晶体硅、金刚砂、水晶，比较并填写下表。常见原子晶体原子数与化学键数比值最小环上的原子数键长与键能比较
金刚石 碳化硅 晶体硅 二氧化硅
学生填表练习，比较总结几种晶体的有关结构和性质。 学生填表练习，比较总结常见的几种原子晶体的有关结构和性质。
以问题的形式呈现，让学生讨论、总结，归纳出本节主要内容及有关规律。
【板书设计】一．原子晶体１.概念：相邻原子间以共价键相结合而形成空间立体网状结构的晶体．2.常见的原子晶体3.原子晶体的物理特性第四节
几类其他聚集状态的物质
高密度磁记录材料：利用纳米钴粉记录密度高、矫顽力高（可达119.4KA/m）、信噪比高和抗氧化性好等优点，可大幅度改善磁带和大容量软硬磁盘的性能。
磁流体：用铁、钴、镍及其合金粉末生产的磁流体性能优异，可广泛应用于密封减震、医疗器械、声音调节、光显示等。
吸波材料：金属纳米粉体对电磁波有特殊的吸收作用。铁、钴、氧化锌粉末及碳包金属粉末可作为军事用高性能毫米波隐形材料、可见光--红外线隐形材料和结构式隐形材料，以及手机辐射屏蔽材料。
铜（Cu）
金属和非金属的表面导电涂层处理。纳米铝、铜、镍粉体有高活化表面，在无氧条件下可以在低于粉体熔点的温度实施涂层。此技术可应用于微电子器件的生产。
高效催化剂。铜及其合金纳米粉体用作催化剂，效率高、选择性强，可用于二氧化碳和氢合成甲醇等反应过程中的催化剂。
导电浆料。用纳米铜粉替代贵金属粉末制备性能优越的电子浆料，可大大降低成本。此技术可促进微电子工艺的进一步优化。
铁
(Fe)
高性能磁记录材料。利用纳米铁粉的矫顽力高、饱和磁化强度大（可达1477km2/kg）、信噪比高和抗氧化性好等优点，可大幅度改善磁带和大容量软硬磁盘的性能。
磁流体。用铁、钴、镍及其合金粉末生产的磁流体性能优异，可广泛应用于密封减震、医疗器械、声音调节、光显示等领域。
吸波材料。金属纳米粉体对电磁波有特殊的吸收作用。铁、钴、氧化锌粉末及碳包金属粉末可作为军事用高性能毫米波隐形材料、可见光--红外线隐形材料和结构式隐形材料，以及手机辐射屏蔽材料。
导磁浆料。利用纳米铁粉的高饱和磁化强度和高磁导率的特性，可制成导磁浆料，用于精细磁头的粘结结构等。
纳米导向剂。一些纳米颗粒具有磁性，以其为载体制成导向剂，可使药物在外磁场的作用下聚集于体内的局部，从而对病理位置进行高浓度的药物治疗，特别适于癌症、结核等有固定病灶的疾病。
　
镍(Ni)
磁流体。用铁、钴、镍及其合金粉末生产的磁流体性能优异，广泛应用于密封减震、医疗器械、声音调节、光显示等。
高效催化剂。由于比表面巨大和高活性，纳米镍粉具有极强的催化效果，可用于有机物氢化反应、汽车尾气处理等。
高效助燃剂。将纳米镍粉添加到火箭的固体燃料推进剂中可大幅度提高燃料的燃烧热、燃烧效率,改善燃烧的稳定性。
导电浆料。电子浆料广泛应用于微电子工业中的布线、封装、连接等，对微电子器件的小型化起着重要作用。用镍、铜、铝纳米粉体制成的电子浆料性能优越，有利于线路进一步微细化。
高性能电极材料。用纳米镍粉辅加适当工艺，能制造出具有巨大表面积的电极，可大幅度提高放电效率。
活化烧结添加剂。纳米粉末由于表面积和表面原子所占比例都很大，所以具有高的能量状态，在较低温度下便有强的烧结能力，是一种有效的烧结添加剂，可大幅度降低粉末冶金产品和高温陶瓷产品的烧结温度。
金属和非金属的表面导电涂层处理。由于纳米铝、铜、镍有高活化表面，在无氧条件下可以在低于粉体熔点的温度实施涂层。此技术可应用于微电子器件的生产。
锌(Zn)
高效催化剂。锌及其合金纳米粉体用作催化剂，效率高、选择性强，可用于二氧化碳和氢合成甲醇等反应过程中的催化剂。
等离子体化学及其应用
一、物质的第四态——等离子态
早在19
世纪初，物理学家便提出：是否存在着与已知的物质“三态”有本质区别的第四态？随之进行了许多探索和研究。1835年，法拉第用低压放电管观察到气体的辉
光放电现象。1879年，英国物理学家克鲁克斯在研究了放电管中“电离气体”的性质之后，第一个指出物质还存在一种第四态。1927年朗格谬在研究水银蒸
气的电离状态时最先引入plasma（等离子体）这一术语。1929年汤克斯和朗格谬给等离子体赋予“电离气体”的涵义。由此可见，发现物质第四态已经有
100多年了。
物质的这一新的存在形式是经气体电离产生的由大量带电粒子（离子、电子）和中性粒子（原子、分子）所组成的体系，因其总的正、负电荷数相等，故称为等离子体。继固、液、气三态之后列为物质的第四态——等离子态。
之所以
把等离子体视为物质的又一种基本存在形态，是因为它与固、液、气三态相比无论在组成上还是在性质上均有本质区别。即使与气体之间也有着明显的差异。首先，
气体通常是不导电的，等离子体则是一种导电流体而又在整体上保持电中性。其二，组成粒子间的作用力不同，气体分子间不存在净电磁力，而等离子体中的带电粒
子间存在库仑力，并由此导致带电粒子群的种种特有的集体运动。第三，作为一个带电粒子系，等离子体的运动行为明显地会受到电磁场的影响和约束。需说明的
是，并非任何电离气体都是等离子体。只有当电离度大到一定程度，使带电粒子密度达到所产生的空间电荷足以限制其自身运动时，体系的性质才会从量变到质变，
这样的“电离气体”才算转变成等离子体。否则，体系中虽有少数粒子电离，仍不过是互不相关的各部分的简单加合，而不具备作为物质第四态的典型性质和特征，
仍属于气态。　
二、产生等离子体的常用方法和原理
产生等离子体的方法和途径多种多样，涉及许多微观过程、物理效应和实验方法。其中，宇宙天体及地球上层大气的电离层属于自然界产生的等离子体。在等离子体化学领域中常用的产生等离子体的方法主要有以下几种：
1.气体放电法
在电场作用下获得加速动能的带电粒子特别是电子与气体分子碰撞使气体电离，加之阴极二次电子发射等其他机制的作用，导致气体击穿放电形成等离子体。按所加的电场不同可分为直流放电、高频放电、微波放电等。若按放电过程的特征划分，则可分为电晕
放电、辉光放电、电弧放电等。辉光放电等离子体属于非平衡低温等离子体，电弧放电等离子体属于热平衡高温等离子体。就电离机制而言，电弧放电主要是藉弧电
流加热来使中性粒子碰撞电离，实质上属高温热电离。目前，实验室和生产上实际使用的等离子体绝大多数是用气体放电法发生的，尤其是高频放电用得最多。
2.光电离法和激光辐射电离
藉入射光子的能量来使某物质的分子电离以形成等离子体。条件是光子能量必须大于或等于该物质的第一电离能，例如碱金属铯的第一电离能最小，只需要用近紫外光源照射就可产生铯等离子体。
激光辐射电离本质上也属光电离，但其电离机制和所得结果与普通的光电离法不大相同。不仅有单光子电离，还有多光子电离和级联电离机制等。就多光子电离而言，是同时吸收许多个光子使某物质的原子或分子电离的。例如红宝石激光的波长为0.69μm，
单光子能量只有1.78eV。对于氩原子来说，只吸收一个光子不可能产生电离，但同时吸收9个光子可实现电离。因此利用红宝石激光器辐射氩气完全可以产生
氩等离子体，而用同样波长的普通光照射则不可能得到氩等离子体。激光辐射法的另一特点是易于获得高温高密度等离子体。值得注意的是，近年来激光等离子体在
化学领域的应用呈明显上升趋势，如激光等离子体化学沉积等。
3.射线辐照法
用各种射线或者粒子束对气体进行辐照也能产生等离子体。例如用放射性同位素发出的α、β、γ射线，X射线管发出的X射线，经加速器加速的电子束、离子束等。α粒子是氦核He2+，用α射线发生等离子体相当于荷能离子使气体分子碰撞电离。β射线是一束电子流，它引起的电离相当于高速电子的碰撞电离。对γ射线、X射线来说，只需令射线能量UR=hv，显然可视为光电离。至于电子束和离子束，也都是藉已经加速的荷能粒子使气体分子碰撞电离的，但由于粒子束的加速能量、流强、脉冲等特性可加以控制而显示出许多优点。
4.燃烧法
这是一种人们早就熟悉的热致电离法，借助热运动动能足够大的原子、分子间相互碰撞引起电离，产生的等离子体叫火焰等离子体。
5.冲击波法
是靠冲击波在试样气体中通过时，试样气体受绝热压缩产生的高温来产生等离子体的，实质上也属于热致电离，称为激波等离子体。第2节　金属晶体与离子晶体
第1课时　金属晶体
【学习目标】
1.掌握金属晶体的概念和特征。
2.知道金属晶体中晶胞的堆积方式。
3.能用金属键理论解释金属晶体的物理性质。
1．金属晶体的概念：金属晶体是指____________通过________形成的晶体。金属键为金属晶体中________________和____________之间的强烈的相互作用，所以金属键没有___性和________性。
2．结构型式
面心立方最密堆积A1型
体心立方密堆积A2型
六方最密堆积A3型
结构示意图
配位数
12
8
12
实例
____、____、____、Ag、Au、Pd、Pt
____、____、____、Ba、W、Fe
____、____、Ti　
3.物理性质：金属具有良好的________性和________性的原因是金属晶体通常采用密堆积方式，在锻压或锤打时，密堆积层的金属原子之间比较容易________________，这种滑动不会破坏密堆积的____________，而且在滑动过程中____________能够维系整个金属键的存在，因此金属晶体虽然发生了________但不致断裂。
思维点拨　钠、镁、铝的熔点依次升高。这是因为它们的电子层数虽然相同，但原子半径及离子半径却依次减小，价电子数及离子电荷数依次增多，因而金属键依次增强。所以熔点Al>Mg>Na。
1．金属晶体的形成是因为晶体中存在(　　)
①金属原子　②金属离子　③自由电子　④阴离子
A．只有①
B．只有③
C．②③
D．②④
2．金属晶体堆积密度大，原子配位数高，能充分利用空间的原因是(　　)
A．金属原子的价电子数少
B．金属晶体中有自由电子
C．金属原子的原子半径大
D．金属键没有饱和性和方向性
3．下列说法中，不正确的是(　　)
A．离子晶体中不一定含有金属离子
B．在含有阳离子的化合物的晶体中，一定含有阴离子
C．含有金属元素的离子不一定是阳离子
D．金属晶体中原子的堆积方式都是A3或A1型最密堆积
4．在金属晶体中最常见的三种堆积方式有：
(1)配位数为8的是____________堆积。
(2)配位数为________的是面心立方堆积。
(3)配位数为________的是________堆积。其中以ABAB方式堆积的____________和以ABCABC方式堆积的________________空间利用率相等，就堆积层来看，二者的区别是在第
________层。
练基础落实
知识点一　金属晶体
1．在单质的晶体中一定不存在的微粒是(　　)
A．原子
B．分子
C．阴离子
D．阳离子
2．下列晶体中含有离子的有(　　)
A．所有晶体
B．分子晶体
C．原子晶体
D．金属晶体
知识点二　金属键及其对金属物理性质的影响
3．下列有关金属键的叙述错误的是(　　)
A．金属键没有饱和性和方向性
B．金属键是金属阳离子和自由电子之间存在的强烈的静电吸引作用
C．金属键中的电子属于整块金属
D．金属的性质和金属固体的形成都与金属键有关
4．要使金属晶体熔化必须破坏其中的金属键。金属晶体熔、沸点高低和硬度大小一般取决于金属键的强弱，而金属键的强弱与金属阳离子所带电荷的多少及半径大小相关。由此判断下列说法正确的是(　　)
A．金属镁的硬度大于金属铝
B．碱金属单质的熔、沸点从Li到Cs是逐渐增大的
C．金属镁的熔点大于金属钠
D．金属镁的硬度小于金属钙
知识点三　金属晶体常见的堆积模型
5．关于金属晶体的体心立方密堆积的结构型式的叙述中，正确的是(　　)
A．晶胞是六棱柱
B．属于A2型密堆积
C．每个晶胞中含有4个原子
D．每个晶胞中含有5个原子
知识点四　金属晶体物理性质特征
6．金属的下列性质中和金属晶体无关的是(　　)
A．良好的导电性
B．反应中易失电子
C．良好的延展性
D．良好的导热性
7．金属能导电的原因是(　　)
A．金属晶体中金属阳离子与自由电子间的相互作用较弱
B．金属晶体中的自由电子在外加电场作用下发生定向移动
C．金属晶体中的金属阳离子在外加电场作用下可发生定向移动
D．金属晶体在外加电场作用下可失去电子
练综合拓展
8．下列有关金属元素特征的叙述正确的是(　　)
A．金属元素的原子只有还原性，离子只有氧化性
B．金属元素一般在化合物中只显正价
C．金属元素在不同的化合物中的化合价均不同
D．金属元素的单质在常温下均为金属晶体
9．最近，美国普度大学的研究人员开发出一种利用铝镓合金加水制造氢气的新工艺。这项技术具有广泛的能源潜在用途，包括为汽车提供原料、为潜水艇提供燃料等。该技术通过向铝镓合金注水，铝生成氧化铝，同时生成氢气。合金中镓(Ga，ⅢA族元素)是关键成分，可阻止铝形成致密的氧化膜。下列关于铝、镓的说法正确的是(　　)
A．铝的金属性比镓强
B．铝的熔点比镓低
C．Ga(OH)3与Al(OH)3性质相似，一定能与NaOH溶液反应
D．铝、镓合金与水反应后的物质可以回收利用冶炼铝
10．某固体仅由一种元素组成，其密度为5.0
g·cm－3。用X射线研究该固体的结构时得知：在边长为10－7cm的正方体中含有20个原子，则此元素的相对原子质量最接近于下列数据中的(　　)
A．32
B．120
C．150
D．180
11.
最近发现一种由钛(Ti)原子和碳原子构成的气态团簇分子，分子模型如图所示，其中圆圈表示碳原子，黑点表示钛原子，则它的化学式为(　　)
A．TiC
B．Ti13C14
C．Ti4C7
D．Ti14C13
12.已知铁为面心立方晶体，其结构如下图甲所示，面心立方的结构特征如下图乙所示。若铁原子的半径为1.27×10－10m，试求铁金属晶体中的晶胞长度，即下图丙中AB的长度为____________m。
13．A、B、C、D分别代表四种不同的短周期元素。A元素的原子最外层电子排布为ns1，
B元素的原子价电子排布为ns2np2，C元素的最外层电子数是其电子层数的3倍，D元素原子的M电子层的p亚层中有1个电子。
(1)C原子的电子排布式为________________________________________________，
若A元素的原子最外层电子排布为1s1，则按原子轨道的重叠方式，A与C形成的化合
物中的共价键属于________键。
(2)当n＝2时，B的原子结构示意图为__________，B与C形成的化合物晶体属于____________晶体。当n＝3时，B与C形成的化合物的晶体中微粒间的作用力是_____。
(3)
若D元素与Fe形成某种晶体，该晶体的晶胞结构如右图所示，则晶体的化学式是___(用元素符号表示)；若晶胞的边长为a
nm，则合金的密度为______________g·cm－3。
第2节　金属晶体与离子晶体
第1课时　金属晶体
双基落实
1．金属原子　金属键　金属阳离子　自由电子　饱和　方向
2．Ca　Al　Cu　Li　Na　K　Mg　Zn
3．延展　可塑　产生滑动　排列方式　自由电子　形变
课堂练习
1．C
　2.D
3．D　[离子晶体中不一定含有金属离子，如氯化铵晶体；金属晶体中只含有阳离子而没有阴离子，但此选项说的是化合物，含有阳离子的化合物只能是离子化合物，必定含有阴离子；含有金属元素的离子不一定是阳离子，如MnO或[Al(OH)4]－等；金属晶体中也存在非最密堆积型式，如A2型密堆积，配位数只为8。]
4．(1)体心立方　(2)12　(3)12　六方　六方堆积　面心立方堆积　三
课时作业
1．C　2.D
3．B　[金属键是金属阳离子和自由电子之间强烈的相互作用。既有金属阳离子和自由电子间的静电吸引作用，也存在金属阳离子之间及自由电子之间的静电排斥作用。]
4．C　[镁离子比铝离子的半径大而所带的电荷少，所以金属镁比金属铝的金属键弱，熔、沸点和硬度都小；从Li到Cs，离子的半径是逐渐增大的，所带电荷相同，金属键逐渐减弱，熔、沸点和硬度都逐渐减小；因离子的半径小而所带电荷多，使金属镁比金属钠的金属键强，所以金属镁比金属钠的熔、沸点和硬度都大；因离子的半径小而所带电荷相同，使金属镁比金属钙的金属键强，所以金属镁比金属钙的熔、沸点和硬度都大。]
5．B　[金属晶体的体心立方密堆积的晶胞是平行六面体，体心立方密堆积的堆积方式为立方体的顶点和体心各有1个原子，属于A2型密堆积，每个晶胞中含有8×＋1＝2个原子。]
6．B　[A、C、D都是金属共有的物理性质，这些性质都是由金属晶体所决定的。金属易失电子是由原子的结构决定的，所以和金属晶体无关。]
7．B　8.B　9.D
10．C　[一个正方体的体积为(10－7)3＝10－21
cm3，质量为5×10－21
g，则1
mol该元素原子的质量为5×10－21/20×6.02×1023≈150.5
g，其数值与该元素的相对原子质量相等，所以选C。]
11．D　[此题一定要注意此结构为一个具有规则结构的大分子，不是晶胞。在这个题目中，我们只需数出两种原子的数目就可以了(Ti14C13)。]
12．3.59×10－10
解析　AB2＋BC2＝AC2
AB2＝×(4×1.27×10－10)2
m2，
AB≈3.59×10－10
m。
13．(1)1s22s22p4　σ　(2)　分子　共价键或极性共价键　(3)AlFe2　5.56×1023/a3NA
解析　A元素位于第ⅠA族，B元素位于第ⅣA族，C元素为氧，D元素为铝。根据Al与Fe形成的某种合金晶体的晶胞结构，晶体中Al与Fe的原子个数比＝4∶(8×＋12×＋6×＋1)＝4∶8＝1∶2，因此晶体的化学式是AlFe2；合金的密度为ρ＝＝＝5.56×1023/a3NA。第2节
金属晶体与离子晶体
第1课时
金属晶体
【学习目标】知道金属原子的三种常见堆积方式：A1、A2、A3型密堆积
能从构成金属晶体的微粒间的作用力和微粒的密堆积出发解释金属晶体的延展性
【学习过程】
1.
金属晶体：金属原子通过
形成的晶体。
2.
金属晶体的基本构成微粒：
。
3.
金属晶体的微粒间相互作用：
。
4.
金属晶体的基本结构型式对比：晶体的基本构成微粒之间以金属键相互结合，金属键没有
和
，从而导致金属晶体最常见的结构型式具有堆积密度大、原子配位数高、能充分利用空间等特点。金属等径圆球密堆积有三种基本方式：
结构型式
堆积型式
晶胞结构
配位数
空间利用率
常见金属
面心立方最密堆积
面心立方
74%
六方最密堆积
六方晶胞
74%
体心立方密堆积
体心立方
68%
5.
金属晶体的物理性质及其解释
物理性质
解释
不透明性
金属晶体是层状结构，属于原子的密堆积
有金属光泽
金属可以吸收波长范围极广的光并重新反射出
有良好的导电性
在外加电压的作用下自由电子可以定向运动
有良好的导热性
自由电子间及其与金属离子之间的碰撞可以传递能量
有良好的延展性
金属受外力作用时，密积层之间发生相对滑动而金属键不被破坏
6.
形成金属晶体的物质类别：金属单质及其合金。合金：由一种金属与另一种或几种金属或某些非金属所组成的、具有金属特性的物质。根据组成元素的电负性、原子半径的不同，合金可分为
、
、
三类。合金的熔点一般比成分金属的熔点低，但合金的硬度、强度一般比成分金属大。
【典题解悟】
例1.
要使金属晶体熔化必须破坏其中的金属键。金属晶体熔、沸点高低和硬度大小一般取决于金属键的强弱，而金属键与金属阳离子所带电荷的多少及半径大小有关。由此判断下列说法正确的是（
）
A.金属镁的硬度大于金属铝
B.碱金属单质的熔、沸点从Li到Cs是逐渐增大的
C.金属镁的熔点大于金属钠
D.金属镁的硬度小于金属钙
例2.金属晶体堆积密度大，原子配位数高，能充分利用空间的原因是（
）
A.金属原子的价电子数少
B.金属晶体中有自由电子
C.金属原子的原子半径大
D.金属键没有饱和性和方向性
【当堂检测】
1.金属晶体的形成原因是因为晶体中存在（
）
①金属原子
②金属阳离子
③自由电子
④阴离子
A.只有①
B.只有③
C.②③
D.②④
2.在单质的晶体中一定不存在的微粒是（
）
A.原子
B.分子
C.阴离子
D.阳离子
3.金属能导电的原因是（
）
A.金属晶体中金属阳离子与自由电子间的相互作用较弱
B.金属晶体中的自由电子在外加电场作用下发生定向移动
C.金属晶体中的金属阳离子在外加电场作用下可发生定向移动
D.金属晶体在外加电场作用下可失去电子
4.下列不属于金属晶体共性的是（
）
A.易导电
B.易导热
C.有延展性
D.高熔点
5.金属晶体的下列性质，不能用金属晶体结构加以解释的是（
）
A.易导电
B.易导热
C.有延展性
D.易锈蚀
6.金属晶体堆积密度大，原子配位数高，能充分利用空间的原因是（
）
A.金属原子价电子数少
B.金属晶体中有自由电子
C.金属原子的原子半径大
D.金属键没有饱和性和方向性
7.下列金属的晶体结构类型都属于面心立方最密堆积A1型的是（
）
A.
Li、Na、Mg、Ca
B.
Li、Na、K、Rb
C.
Ca、Pt、Cu、Au
D.
Be、Mg、Ca、Zn
8.下列叙述不正确的是（
）
A.金属单质在固态或液态时均能导电
B.晶体中存在离子的一定是离子晶体
C.金属晶体中的自由电子属于整个金属共有
D.钠比钾的熔点高，是因为金属钠晶体中的金属键比金属钾晶体中金属键强
9.下列关于金属晶体导电的叙述中，正确的是（
）
A.金属晶体内的自由电子在外加电场条件下可以发生移动
B.在外加电场的作用下，金属晶体内的金属阳离子相对滑动
C.在外加电场作用下，自由电子在金属晶体内发生定向运动
D.温度越高，金属导电性越强
10.某固体仅由一种元素组成，密度为5.0g/cm3，用射线研究该固体的结构时得知：在边长为10-7cm的正方体中含有20个原子，则此元素的相对原子质量最接近下列数据中的（
）
A.32
B.120
C.150
D.180
11.下列金属的密堆积方式，对应晶胞都正确的是（
）
A.
Na、A1、体心立方
B.
Mg、A2、六方
C.
Ca、A3、面心立方
D.
Au、A1、面心立方
12.下列物质中，不属于合金的是（
）
A.黄铜
B.生铁
C.不锈钢
D.水银
13.某晶体有金属光泽，熔点较高，能否由此判断该晶体是否属于金属晶体
（填“能”或“不能”），判断该晶体是否属于金属晶体的最简单的实验方法是
。
参考答案
【学习过程】
1.
金属键
2.
金属阳离子和自由电子
3.
金属键
4.
方向性
饱和性
，从而导致金属晶体最常见的结构型式具有堆积密度大、原子配位数高、能充分利用空间等特点。金属等径圆球密堆积有三种基本方式：
结构型式
堆积型式
晶胞结构
配位数
空间利用率
常见金属
面心立方最密堆积
A1
面心立方
12
74%
Ca　Al　Cu
六方最密堆积
A3
六方晶胞
12
74%
Mg　Zn
体心立方密堆积
A2
体心立方
8
68%
Li　Na　K
6.
金属固溶体
、
金属化合物
、
金属间隙化合物
【典题解悟】
例1.
解析：镁离子比铝离子的半径大而所带的电荷少，所以金属镁比金属铝的金属键弱，熔、沸点和硬度都小；从Li到Cs，离子的半径是逐渐增大的，所带电荷相同，金属键逐渐减弱，熔、沸点和硬度都逐渐减小；因离子的半径小而所带电荷多，使金属镁比金属钠的金属键强，所以金属镁比金属钠的熔、沸点和硬度都大；因离子的半径小而所带电荷相同，使金属镁比金属钙的金属键强，所以金属镁比金属钙的熔、沸点和硬度都大。
答案：C
例2.
解析：这是因为分别借助于没有方向性的金属键形成的金属晶体的结构中，都趋向于使原子吸引尽可能多的原子分布于周围，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：D
【当堂检测】
1.C
2.C
3.B
4.D
5.D
6.D
7.C
8.B
9.C
10.C
11.D
12.D
13.不能
测试该固体在固态是否导电金属晶体与离子晶体
(建议用时：45分钟)
[学业达标]
1．离子晶体不可能具有的性质是(　　)
A．较高的熔、沸点
B．良好的导电性
C．溶于极性溶剂
D．坚硬而易粉碎
【解析】　离子晶体是阴、阳离子通过离子键结合而成的，在固态时，阴、阳离子受到彼此的束缚不能自由移动，因而不导电。离子晶体溶于水或在熔融状态下，解离成自由移动的离子，可以导电。
【答案】　B
2．元素X的某价态离子Xn＋与N3－所形成晶体的结构单元如图所示，则Xn＋中n的值为(　　)
A．1　　
B．2
C．3
D．4
【解析】　晶胞中小黑点为12×1/4＝3，空心圆圈为8×1/8＝1，根据化学式中化合价代数和为0，则n＝1。
【答案】　A
3．在金属晶体中，金属原子的价电子数越多，原子半径越小，金属键越强，金属的熔、沸点越高。由此判断下列各组金属熔、沸点高低顺序，其中正确的是(　　)
A．Mg＞Al＞Ca
B．Al＞Na＞Li
C．Al＞Mg＞Ca
D．Mg＞Ba＞Al
【解析】　电荷数：Al3＋＞Mg2＋＝Ca2＋＞Li＋＝Na＋；而金属阳离子半径：r(Ba2＋)＞r(Ca2＋)＞r(Na＋)＞r(Mg2＋)＞r(Al3＋)＞r(Li＋)，则A中熔
、沸点Al＞Mg，B中熔、沸点Li＞Na，D中熔、沸点Al＞Mg＞Ba，都不符合题意。
【答案】　C
4．下列图像是NaCl、CsCl、ZnS等离子晶体结构图或是从其中分割出来的部分结构图。试判断属于NaCl的晶体结构的图像为(　　)
【解析】　由NaCl、CsCl、ZnS的晶胞结构可知：A为ZnS的晶体结构，C、D为CsCl的晶体结构，只有B为NaCl的晶体结构。
【答案】　B
5．金属的下列性质中与金属晶体无关的是(　　)
A．良好的导电性
B．反应中易失电子
C．良好的延展性
D．良好的导热性
【解析】　A、C、D都是金属共有的物理性质，这些性质都是由金属晶体所决定的；B项，金属易失电子是由原子的结构决定的，所以和金属晶体无关。
【答案】　B
6．下列关于金属晶体和离子晶体的说法中，错误的是(　　)
A．都可采取“紧密堆积”结构
B．晶体中都含有阳离子
C．离子晶体的熔点不一定比金属晶体高
D．离子晶体都能导电
【解析】　A项中，金属键和离子键均无方向性和饱和性，使金属晶体和离子晶体均能形成紧密堆积结构；B项中，两类晶体都含有阳离子；C项中，离子晶体熔、沸点较高，金属晶体的熔、沸点虽然有较大的差异，但大多数的熔、沸点是比较高的；D项中，离子晶体在固态时不导电。
【答案】　D
7．X、Y都是ⅡA(Be除外)族的元素，已知它们的碳酸盐的热分解温度：T(XCO3)＞T(YCO3)，则下列判断不正确的是(　　)
A．晶格能：XCO3＞YCO3
B．阳离子半径：X2＋＞Y2＋
C．金属性：X＞Y
D．氧化物的熔点：XO＜YO
【解析】　碳酸盐的热分解温度与形成碳酸盐的金属元素的活泼性有关，金属越活泼，形成的盐越稳定，因此根据碳酸盐的热分解温度：T(XCO3)＞T(YCO3)，可判断出X的活泼性大于Y，即金属性：X＞Y，在周期表中，X位于Y的下面，阳离子半径：X2＋＞Y2＋，所以B、C选项正确。根据阳离子半径：X2＋＞Y2＋以及影响离子化合物晶格能、熔点、沸点的因素可知，晶格能：XCO3＜YCO3，氧化物的熔点：XO＜YO，D项正确。
【答案】　A
8．下图是金属晶体内部结构的简单示意图
仔细观察该结构，以下有关金属能导电的理由中正确的是(　　)
A．金属能导电是因为含有金属阳离子
B．金属能导电是因为含有的自由电子在外电场作用下做定向运动
C．金属能导电是因为含有电子且无规则运动
D．金属能导电是因为金属阳离子和自由电子的相互作用
【解析】　金属中含有金属阳离子和自由电子，自由电子属于整块金属，能够自由移动，在外加电场的作用下，自由电子定向移动，从而能够导电。
【答案】　B
9．Al2O3的下列性质能用晶格能解释的是(　　)
A．Al2O3可用作耐火材料
B．固态时不导电，熔融时能导电
C．Al2O3是两性氧化物
D．晶体Al2O3可以作宝石
【解析】　Al2O3中Al3＋和O2－所带电荷都比较多，半径又都很小，因此Al2O3的晶格能很大，熔点很高，故Al2O3可作耐火材料。
【答案】　A
10．在金属晶体中最常见的三种堆积方式有：
【导学号：66240027】
(1)配位数为8的是________堆积。
(2)配位数为________的是面心立方最密堆积。
(3)配位数为________的是________堆积。其中以…ABAB…方式堆积的________和以…ABCABC…方式堆积的________空间利用率相等，就堆积层来看，二者的区别是在第________层。
【答案】　(1)体心立方最密　(2)12　(3)12　六方最密　六方最密堆积　面心立方最密堆积　三
11．同类晶体物质熔、沸点的变化是有的，试分析下列两组物质熔点规律性变化的原因：
A组
物质
NaCl
KCl
CsCl
熔点(K)
1
074
1
049
918
B组
物质
Na
Mg
Al
熔点(K)
317
923
933
晶体熔、沸点的高低，决定于构成晶体微粒间的作用力的大小。A组晶体属__________晶体，晶体微粒之间通过________相连，微粒之间的作用力由大到小的顺序是________________。B组晶体属________晶体，价电子数由少到多的顺序是________________，离子半径由大到小的顺序是________________。金属键强度由小到大的顺序为________________。
【解析】　A组NaCl、KCl、CsCl为同一主族的卤化物且为离子化合物，故离子键越弱，熔、沸点越低，而Na＋、K＋、Cs＋离子半径逐渐增大，故离子键Na＋与Cl－、K＋与Cl－、Cs＋与Cl－的键能逐渐减小，熔沸点依次降低；而B组中为Na、Mg、Al是金属晶体且为同一周期，因此金属原子核对外层电子束缚能力越来越大，形成金属键时，金属键越来越牢固，故熔、沸点依次升高，价电子数依次增多，离子半径逐渐减小。
【答案】　离子　离子键　NaCl＞KCl＞CsCl　金属　Na＜Mg＜Al　Na＋＞Mg2＋＞Al3＋　Na＜Mg＜Al
12．铜单质及其化合物在很多领域有重要用途，如金属铜用来制造电线电缆，五水硫酸铜可用作杀菌剂。
(1)Cu位于元素周期表第ⅠB族。Cu2＋的核外电子排布式为_____________________________________________________________。
(2)如图是铜的某种氧化物的晶胞结构示意图，可确定该晶胞中阴离子的个数为________。
(3)往硫酸铜溶液中加入过量氨水，可生成[Cu(NH3)4]2＋配离子。已知NF3与NH3的空间构型都是三角锥形，但NF3不易与Cu2＋形成配离子，其原因是
_______________________________________________________________
_____________________________________________________________。
(4)Cu2O的熔点比Cu2S的____________(填“高”或“低”)，请解释原因
_______________________________________________________________
_____________________________________________________________。
【解析】　(1)Cu(电子排布式为[Ar]3d104s1)变为Cu2＋的过程中，失去的两个电子是最外层的4s轨道和3d轨道上各一个电子，故Cu2＋的电子排布式为[Ar]3d9或1s22s22p63s23p63d9；(2)从图中可以看出，阴离子在晶胞中的位置有四类：顶点(8个)、棱上(4个)、面上(2个)、体心(1个)，根据晶胞中微粒个数计算方法——均摊法，可知该晶胞中有4个阴离子；(3)N、F、H三种元素的电负性：F＞N＞H，所以NH3中共用电子对偏向N，而在NF3中，共用电子对偏向F，偏离N，N对其孤对电子的吸引能力增强，难以形成配位键；(4)Cu2O、Cu2S都是离子晶体，阳离子一样，阴离子半径：O2－＜S2－，Cu2O中的离子键比Cu2S中的强，故Cu2O的熔点高。
【答案】　(1)1s22s22p63s23p63d9或[Ar]3d9
(2)4　(3)F的电负性比N大，N—F成键电子对向F偏移，导致NF3中氮原子核对其孤对电子的吸引能力增强，难以形成配位键，故NF3不易与Cu2＋形成配离子　(4)高　Cu2O与Cu2S相比，阳离子相同，阴离子所带电荷也相同，但O2－的半径比S2－小，所以Cu2O的晶格能更大，熔点更高
[能力提升]
13．下列关于离子键的强弱与晶格能的大小关系的叙述中正确的是(　　)
A.离子键的强弱在一定程度上可用晶格能大小来衡量
B．晶格能的大小完全由离子键的强弱来决定
C．通常情况下，晶格能越大，离子键越弱
D．晶格能的大小与离子键的强弱没有任何关系
【解析】　离子晶体的熔点、沸点高低决定于离子键的强弱，而离子键的强弱可用晶格能的大小来衡量，晶格能∝，晶格能越大，则离子键越强。晶格能的大小除与离子键强弱有关外，还与晶体的结构型式有关。
【答案】　A
14．铁有δ、γ、α三种晶体结构，以下依次是δ、γ、α三种晶体不同温度下转化的图示，下列有关说法不正确的是(　　)
A．δ Fe晶体中与相邻铁原子距离相等且最近的铁原子有8个
B．γ Fe晶体中与相邻铁原子距离相等且最近的铁原子有12个
C．α Fe晶胞边长若为a
cm，γ Fe晶胞边长若为b
cm，则α Fe和γ Fe两种晶体的密度比为b3∶a3
D．将铁加热到1
500
℃后分别急速冷却和缓慢冷却，得到的晶体类型不同
【解析】　δ Fe为体心立方，中心Fe与8个顶点上的Fe距离相等且最近，晶胞含铁原子1＋8×＝2；γ Fe为面心立方，与相邻铁原子距离相等且最近的铁原子有8×3×＝12，晶胞含铁原子8×＋6×＝4，则α Fe和γ Fe两种晶体的密度比为∶＝b3∶2a3，故C项不正确；由转化温度可以看出急速冷却和缓慢冷却分别得体心立方和面心立方两种不同类型的晶体，故D项正确，A、B项正确。
【答案】　C
15．下列有关金属元素特征的叙述正确的是(　　)
A．金属元素的原子只有还原性，离子只有氧化性
B．金属元素在一般化合物中只显正价
C．金属元素在不同的化合物中的化合价均不同
D．金属元素的单质在常温下均为金属晶体
【解析】　A项，对于变价金属，较低价态的金属离子既有氧化性，又有还原性，如Fe2＋。B项，金属元素的原子只具有还原性，故在化合物中只显正价。C项，金属元素有的有变价，有的无变价，如Na＋。D项，金属汞常温下为液体。
【答案】　B
16．金属镍及其化合物在合金材料以及催化剂等方面应用广泛。请回答下列问题：
【导学号：66240028】
(1)Ni原子的核外电子排布式为________；
(2)NiO、FeO的晶体结构类型均与氯化钠的相同，Ni2＋和Fe2＋的离子半径分别为69
pm和78
pm，则熔点NiO________FeO(填“＜”或“＞”)；
(3)NiO晶胞中Ni和O的配位数分别为________、
________；
(4)金属镍与镧(La)形成的合金是一种良好的储氢材料，其晶胞结构示意图如图所示。该合金的化学式为________。
【解析】　(1)核外电子排布式与价电子排布式要区别开。(2)NiO、FeO都属于离子晶体，熔点高低受离子键强弱影响，离子半径越小，离子键越强，熔点越高。(3)因为NiO晶体结构与NaCl相同，而NaCl晶体中Na＋、Cl－的配位数都是6，所以，NiO晶体中Ni2＋、O2－的配位数也是6。(4)根据晶胞结构可计算，一个合金晶胞中，La：8×＝1，Ni：1＋8×＝5。所以该合金的化学式为LaNi5。
【答案】　(1)1s22s22p63s23p63d84s2或[Ar]3d84s2
(2)＞　(3)6　6　(4)LaNi5第3章
物质的聚集状态与物质性质
第3节
原子晶体与分子晶体
备课日期
课
型
新课
教学
目
标
知识与技能
1．通过了解典型原子晶体金刚石的宏观性质，引导学生理解原子晶体的空间结构特点及微粒的堆积方式
2.
认识由共价键构成的晶体特点
过程与方法
1．利用多媒体手段展示图片，激发学生学习兴趣
2．利用图片、模型以及教材上的“联想·质疑”“交流·研讨”等栏目，承上启下，使课堂学习环环相扣。
情感态度与价值观
1．课堂上利用学案导学，通过学生自学、小组讨论、上黑板展示、师生评价等形式，完成学习目标
2．通过迁移应用、当堂反馈等习题的设置，巩固所学知识、检测学生的学习效果，使教学更有针对性
教学重点
掌握原子晶体的结构与性质特点。掌握分子晶体的结构与性质特点
教学难点
掌握原子晶体的结构与性质特点。掌握分子晶体的结构与性质特点
教学方法
自主合作探究型学案教学
教学用具
ppt
课时安排
共二课时
教
学
内
容
设计与反思
第一课时二、讲授新课:板书]二、分子晶体
板书]1.分子晶体的概念
讨论]（1）干冰的宏观性质和应用有哪些？
（2）分子晶体中分子的排列是否采取紧密堆积的方式？为什么？
（3）分子晶体的结构特点有哪些？
思考]CO2中C原子和O原子之间以共价键相结合，故CO2形成的晶体为原子晶体。你认为正确吗？为什么？
（教师对学生的讨论结果做出评价并用多媒体展示）
迁移·应用]下列物质形成的晶体中属于分子晶体的化合物是（
）。
A.NH3、H2、C10H8
B.H2S、CO2、H2SO4
C.SO2、SiO2、P2O5
D.CH4、Na2S、H2O板书]2.冰晶体的结构与性质
阅读思考]（1）冰晶体中微粒间的作用力有哪几种？
（2）冰晶体的结构特点如何？冰中水分子的排列是否采取紧密堆积的方式？为什么？
（3）由水变为冰，水的密度如何变化？为什么？
（指导学生思考问题）迁移·应用]冰晶体中，在每个水分子周围结合的水分子的个数为
。
（教师对学生的结论作出评价并用多媒体展示）板书]3.分子晶体的物理性质
阅读思考]（1）分子晶体的物理性质有何特点？
（2）分子晶体的熔点为什么比原子晶体和离子晶体的熔点低？
（3）与同族元素的氢化物形成的分子晶体相比，为什么水的熔沸点相对较高？
（4）如何判断组成和结构相似的分子晶体的熔沸点的相对高低？为什么？
（指导学生阅读相关内容，完成学案提出的问题）
迁移·应用]
1.下列各组物质按熔点由低到高的顺序排列的是
。A.F2、Cl2、Br2、I2B.H2O、H2S、H2Se
C.CO2、H2O、D.白磷、金刚石
2.试解释甲烷晶体在常温常压不能存在的原因是什么？
（教师对迁移·应用答案进行评析）
【板书】4.
哪些晶体属于分子晶体较典型的分子晶体有：(1)所有非金属氢化物，如水、硫化氢、氨、氯化氢、甲烷，等等；
(2)部分非金属单质，如卤素(X2)(如图3-9的碘)、氧(O2)(如图3-10)、硫(S8)、氮(N2)、白磷(P4)、碳60(C60)(如图3-10)，等等；(3)部分非金属氧化物，如CO2、P4O6、P4O10、SO2，等等三、课堂小结:
教师引导、启发学生总结本节所学主要知识内容框架
（多媒体展示本节主要内容）
四、课堂练习:
开拓思考]金刚石与石墨的熔点均很高，那么二者熔点是否相同？为什么？若不相同，哪种更高一些？五、布置作业:
练习卷一张六、教学效果追忆:
教
学
内
容
设计与反思
第二课时一、复习导入:【设问】通过初中和必修课程的学习我们知道，碳和硅虽然都是ⅣA族元素，但他们的氧化物二氧化硅和二氧化碳的性质却差别较大。例如，常温下，二氧化碳是气体，二氧化硅却是熔点高、硬度大的晶体，这是为什么呢？这与它们的结构有什么关系？这一节我们就来研究他们的结构及性质上的不同。【自学】请同学们先自学课本，然后完成学案中的基础自测]内容，再相互讨论，将发现的疑难问题写到学案的问题发现]栏目中。（教师巡视，指导学生自学及正确使用学案。）二、讲授新课:【问题探究1】在初中我们都学习过金刚石的性质（展示金刚石的图片），金刚石有哪些特性？这些性质显然是由金刚石的结构决定的，已知金刚石中的碳原子的杂化轨道是sp3，那么，金刚石有怎样的结构呢？请各小组相互讨论，并根据自己的想象制作金刚石的结构模型。3.
在金刚石晶体中碳原子个数与C-C共价键个数之比是多少？【板书】一．原子晶体１.概念：相邻原子间以共价键相结合而形成空间立体网状结构的晶体．【归纳拓展】（展示甲烷和金刚石的微观结构图，结合学生回答情况，共同分析总结）甲烷分子中的碳原子的杂化轨道是sp3杂化轨道，甲烷分子是正四面体形分子。金刚石中的碳原子的杂化轨道也是sp3杂化轨道，故每个碳原子以sp3杂化轨道和它近邻的四个碳原子以共价键相互结合在一起形成正四面体形的空间立体网状结构。其中C—C键键长为0.154nm，键能为347kJ·mol-1,正是这种特殊的排列方式造就了金刚石晶体的独特性质。【迁移应用】关于金刚石的下列说法中，错误的是（
）。
A．晶体中不存在独立的分子B．碳原子间以共价键相结合C．是硬度最大的物质之一D．化学性质稳定，即使在高温下也不会与氧气发生反应【板书】2.常见的原子晶体金刚石（C）、晶体硅(Si)、
晶体硼（B）、晶体锗
(Ge)
碳化硅（SiC）晶体、氮化硼（BN）晶体二氧化硅（
SiO２）晶体【问题探究2】水晶是一种古老的宝石（展示水晶的图片），晶体完好时呈六棱住钻头形，它的成分是二氧化硅。水晶的结构可以看成是硅晶体中每个Si—Si键中“插入”一个氧原子形成的，那么在二氧化硅中原子是怎样排列的呢？请各小组相互讨论，并根据自己的想象制作二氧化硅的结构模型。思考1.
在SiO2晶体中每个硅原子周围紧邻的氧原子有多少个？每个氧原子周围紧邻的硅原子有多少个？在SiO2晶体中硅原子与氧原子个数之比是多少？思考2.
在SiO2晶体中每个硅原子连接有几个共价键？每个氧原子连接有几个共价键？【归纳拓展】（展示二氧化硅的微观结构图，结合学生回答情况，共同分析总结）碳和硅都是第ⅣA族元素，若以硅原子代替金刚石晶体结构中的碳原子，便可得到晶体硅的结构；若再在硅晶体每个Si—Si键中“插入”一个氧原子，便可得到以硅氧四面体为骨架的二氧化硅的结构。在二氧化硅晶体里，一个硅原子能形成四个共价键，一个氧原子能形成两个共价键，因此二氧化硅晶体中硅原子和氧原子的个数比为1:2。【问题探究3】通过以上分析，比较金刚石、二氧化硅与我们前面学过的金属晶体、离子晶体有何不同？
【归纳拓展】金刚石、二氧化硅与金属晶体、离子晶体的构成微粒和微粒间的相互作用都不同。可列表比较如下（先让学生自己填表，再分析讲解）三、课堂小结:整理本课时主题知识四、课堂练习:1．金属晶体、离子晶体、原子晶体在结构和性质上有何不同？请填写下表。晶体类型金属晶体离子晶体原子晶体构成微粒 微粒间的作用力 化学键特征 实
例 2．常见的原子晶体有金刚石、晶体硅、金刚砂、水晶，比较并填写下表。学生填表练习，比较总结常见的几种原子晶体的有关结构和性质。布置作业:练习一张教学效果追忆:第3章
物质的聚集状态与物质性质
第3节
原子晶体与分子晶体（第3课时）
练基础落实
知识点一　原子晶体和分子晶体
1．下列各组晶体物质中，化学键类型相同，晶体类型也相同的是(　　)
①SiO2和SO3　②晶体硼和HCl　③CO2和SO2　④晶体硅和金刚石　⑤晶体氖和晶体氮　⑥硫黄和碘
A．①②③
B．④⑤⑥
C．③④⑥
D．①③⑤
2．下列晶体中，前者属于原子晶体，后者属于分子晶体的是(　　)
A．硅晶体、二氧化硅晶体
B．足球烯(C60)、天然气水合物
C．金刚石、冰
D．干冰、碳化硅
知识点二　分子晶体和原子晶体的物理特征
3．已知C3N4晶体很可能具有比金刚石更大的硬度，且原子间均以单键结合。下列关于C3N4晶体的说法正确的是(　　)
A．C3N4是分子晶体
B．C3N4晶体中，C—N键的键长比金刚石中的C—C键的键长要长
C．C3N4晶体中每个C原子连接4个N原子，而每个N原子连接3个C原子
D．C3N4晶体中微粒间通过分子间作用力结合
4．在40
kPa高压下，用激光器加热到1
800
K时，人们成功制得原子晶体干冰，其结构和性质与SiO2原子晶体相似，下列说法正确的是(　　)
A．原子晶体干冰易气化，可用作制冷剂
B．原子晶体干冰有很高的熔点和沸点
C．原子晶体干冰的硬度小，不能用作耐磨材料
D．1
mol原子晶体干冰中含2
mol
C—C键和2
mol
C—O键
知识点三　影响各晶体物理性质的因素
5．下列晶体性质的比较中不正确的是(　　)
A．熔点：金刚石>碳化硅>晶体硅
B．沸点：NH3>PH3
C．硬度：白磷>冰>二氧化硅
D．熔点：SiI4>SiBr4>SiCl4
6．干冰和二氧化硅晶体同属ⅣA族元素的最高价氧化物，它们的熔、沸点差别很大的原因是(　　)
A．二氧化硅的相对分子质量大于二氧化碳的相对分子质量
B．C===O键键能比Si—O键键能小
C．干冰为分子晶体，二氧化硅为原子晶体
D．干冰易升华，二氧化硅不能
练高考真题
7．(2008·四川理综，10)下列说法中正确的是(　　)
A．离子晶体中每个离子的周围均吸引着6个带相反电荷的离子
B．金属导电的原因是在外加电场作用下金属产生自由电子，电子定向运动
C．分子晶体的熔、沸点很低，常温下都呈液态或气态
D．原子晶体中的各相邻原子都以共价键相结合
8．(2007·海南，22)下列叙述正确的是(　　)
A．分子晶体中的每个分子内一定含有共价键
B．原子晶体中的相邻原子间只存在非极性共价键
C．离子晶体中可能含有共价键
D．金属晶体的熔点和沸点都很高
练综合拓展
9．据某科学杂志报道，国外有一研究机构发现了一种新的球形分子，它的分子式为C60Si60，其分子结构酷似中国传统工艺“镂雕”，经测定其中包含C60，并且也有Si60结构，下列叙述不正确的是(　　)
A．该物质有很高的熔点，很大的硬度
B．该物质形成的晶体属于分子晶体
C．该物质分子中C60被包裹在Si60里面
D．该物质的相对分子质量为2
400
10．下列说法中正确的是(　　)
A．含有非极性共价键的化合物分子一定是非极性分子
B．原子晶体中只存在非极性共价键
C．冰主要是水分子通过氢键作用而形成的分子晶体
D．若元素R的含氧酸的酸性大于元素Q的含氧酸的酸性，则非金属性R大于Q
11．下列物质性质的变化规律，与化学键的强弱无关的是(　　)
A．F2、Cl2、Br2、I2的熔点、沸点逐渐升高
B．HF、HCl、HBr、HI的热稳定性依次减弱
C．金刚石的硬度、熔点、沸点都高于晶体硅
D．NaF、NaCl、NaBr、NaI的熔点依次降低
12．下列说法正确的是(　　)
A．在含4
mol
Si—O键的二氧化硅晶体中，氧原子的数目为4
NA
B．金刚石晶体中，碳原子数与C—C键数之比为1∶2
C．30
g二氧化硅晶体中含有0.5
NA个二氧化硅分子
D．晶体硅、晶体氖均是由相应原子直接构成的原子晶体
13．已知C3N4晶体具有比金刚石还大的硬度，且构成该晶体的微粒间只以单键结合。下列关于C3N4晶体的说法错误的是(　　)
A．该晶体属于原子晶体，其化学键比金刚石中的碳碳键更牢固
B．该晶体中每个碳原子连接4个氮原子、每个氮原子连接3个碳原子
C．该晶体中碳原子和氮原子的最外层都满足8电子结构
D．该晶体与金刚石相似，都是原子间以非极性键形成空间网状结构
14．有关晶体(晶胞)的结构如下图所示，下列说法不正确的是(　　)
A．在NaCl晶体中，距Na＋最近的Cl－形成正八面体
B．在CaF2晶体中，每个晶胞平均占有4个Ca2＋
C．在金刚石晶体中，碳原子与碳碳键个数的比为1∶4
D．铜晶体为面心立方堆积，铜原子的配位数为12
15.德国和美国科学家首次研制出了由20个碳原子组成的空心笼状分子C20，该笼状结构是由多个正五边形构成的(如图所示)。请回答：
(1)C20分子中共有________个正五边形，共有　　　　条棱边。C20晶体属于________(填晶体类型)。
(2)固体C60与C20相比较，熔点较高的应为________，理由是_________________。
16．有A、B、C三种晶体，分别由H、C、Na、Cl
4种元素的一种或几种形成，对这3
种晶体进行实验，结果如下表。
熔点/℃
硬度
水溶性
导电性
水溶液与Ag＋反应
A
811
较大
易溶
水溶液或熔融导电
白色沉淀
B
3
550
很大
不溶
不导电
不反应
C
－114.2
很小
易溶
液态不导电
白色沉淀
(1)晶体的化学式分别为：
A____________；B____________；C____________。
(2)晶体的类型分别为：
A____________；B____________；C____________。
(3)晶体中粒子间的作用力分别为：
A____________；B____________；C____________。
第3课时　习题课
1．C　[属于分子晶体的有SO3、HCl、CO2、SO2、晶体氖、晶体氮、硫黄、碘。属于原子晶体的有SiO2、晶体硼、晶体硅、金刚石。但晶体氖是由稀有气体分子构成，稀有气体分子间不存在化学键。]
2．C　3.C　4.B
5．C　[A项中三种物质都是原子晶体，因原子半径r(C)C—Si>Si—Si。键能越大，原子晶体的熔点越高，A项正确；因为NH3分子间存在氢键，所以NH3的沸点大于PH3的沸点，B项正确；二氧化硅是原子晶体，硬度大，白磷和冰都是分子晶体，硬度较小，C项错误；卤化硅为分子晶体，它们的组成和结构相似，分子间不存在氢键，故相对分子质量越大，熔点越高，D项正确。]
6．C
7．D　[选项A中离子晶体中每个离子周围吸引带相反电荷的离子数目与离子半径有关，如一个Cs＋可同时吸引8个Cl－；选项B中金属内部的自由电子不是在电场力的作用下产生的；选项C中分子晶体的熔、沸点很低，在常温下也有呈固态的，如S，属于分子晶体，但它在常温下为固态。]
8．C　[原子、分子构成的分子晶体中不一定含有共价键，如稀有气体形成的晶体，A错。原子晶体中，相邻的原子间可以存在极性共价键如SiO2，B错。离子晶体中可能有共价键，如NaOH、Na2O2等，C正确。有些金属晶体熔沸点很低，如汞、碱金属元素形成的晶体等。]
9．A　[由题意知，C60Si60应为分子晶体，故其应具有较低的熔点和较小的硬度，A项错误；因键长Si—Si>C—C，所以Si60的体积应大于C60的体积，所以C60Si60晶体结构中C60被包裹在Si60里面，C项正确。]
10．C　11.A　12.B
13．D　[C3N4晶体具有比金刚石还大的硬度是因为N—C键比C—C键的键能大；C3N4晶体原子间以N—C极性键形成空间网状结构，故D项说法错误。]
14．C　[在NaCl晶体中，距Na＋最近的Cl－有6个，形成正八面体，A正确；在CaF2晶体中，每个晶胞平均占Ca2＋：8×＋6×＝4个，B正确；在金刚石晶体中，每个碳原子形成4个碳碳键，每个碳碳键为两个碳原子共有，故碳原子与碳碳键个数的比为1∶2，C错；由铜晶胞可知，D正确。]
15．(1)12　30　分子晶体
(2)C60　结构相似的分子晶体，相对分子质量越大，熔点越高
解析　(1)C20分子中的棱边数为＝30(每个C原子形成三条键)，所以含五边形的个数为×2＝12(每条棱被2个五边形共用)，此题明确提出C20为空心笼状分子，故为分子晶体。
(2)C60与C20都为分子晶体，结构具有一定的相似性，相对分子质量越大，熔点越高。
16．(1)NaCl　C　HCl
(2)离子晶体　原子晶体　分子晶体
(3)离子键　共价键　范德华力
解析　根据A、B、C所述晶体的性质可知，A为离子晶体，只能为NaCl，微粒间的作用力为离子键；B应为原子晶体，只能为金刚石，微粒间的作用力为共价键；C应为分子晶体，且易溶，只能为HCl，微粒间的作用力为范德华力。第3章
物质的聚集状态与物质性质
第2节
金属晶体与离子晶体
夯基达标
1下列不属于金属晶体共性的是(　　)
A．易导电　　　　　　　　
　
B．易导热
C．有延展性　　　　　　　　
　D．高熔点
2金属能导电的原因是(　　)
A．金属晶体中金属阳离子与自由电子间的相互作用较弱
B．金属晶体中的自由电子在外加电场作用下发生定向移动
C．金属晶体中的金属阳离子在外加电场作用下可发生定向移动
D．金属晶体在外加电场作用下可失去电子
3下列晶体中，含有离子的有(　　)
A．离子晶体　　　　　　　　
　B．分子晶体
C．原子晶体　　　　　　　　
　D．金属晶体
4金属的下列性质中和金属晶体无关的是(　　)
A．良好的导电性
B．反应中易失电子
C．良好的延展性
D．良好的导热性
5下列有关金属元素特征的叙述正确的是(　　)
A．金属元素的原子只有还原性，离子只有氧化性
B．金属元素一般在化合物中只显正价
C．金属元素在不同的化合物中的化合价均不同
D．金属元素的单质在常温下均为金属晶体
6要使金属晶体熔化必须破坏其中的金属键。金属晶体熔、沸点高低和硬度大小一般取决于金属键的强弱，而金属键与金属阳离子所带电荷的多少及半径大小有关。由此判断下列说法正确的是(　　)
A．金属镁的硬度大于金属铝
B．碱金属单质的熔、沸点从Li到Cs是逐渐增大的
C．金属镁的熔点大于金属钠
D．金属镁的硬度小于金属钙
7最近，美国普度大学的研究人员开发出一种利用铝镓合金加水制造氢气的新工艺。这项技术具有广泛的能源潜在用途，包括为汽车提供原料、为潜水艇提供燃料等。该技术通过向铝镓合金注水，铝生成氧化铝，同时生成氢气。合金中镓(Ga，ⅢA)是关键成分，可阻止铝形成致密的氧化膜。下列关于铝、镓的说法正确的是(　　)
A．铝的金属性比镓强
B．铝的熔点比镓低
C．Ga(OH)3与Al(OH)3性质相似，一定能与NaOH溶液反应
D．铝、镓合金与水反应后的物质可以回收利用冶炼铝
8某固体仅由一种元素组成，其密度为5.0
g·cm－3。用X射线研究该固体的结构时得知：在边长为10－7cm的正方体中含有20个原子，则此元素的相对原子质量最接近于下列数据中的(　　)
A．32　　　　　　　　
　B．120
C．150　　　　　　　　
　D．180
9最近发现一种由钛(Ti)原子和碳原子构成的气态团簇分子，分子模型如图所示，其中圆圈表示钛原子，黑点表示碳原子，则它的化学式为(　　)
A．TiC
B．Ti13C14
C．Ti4C7
D．Ti14C13
10碱金属单质的熔点顺序为Li＞Na＞K＞Rb＞Cs，试用金属晶体结构的知识加以解释。
能力提升
11已知铁为面心立方晶体，其结构如下图甲所示，面心立方的结构特征如下图乙所示。若铁原子的半径为1.27×10－10
m，试求铁金属晶体中的晶胞长度，即下图丙中AB的长度为__________
m。
12某些金属晶体(Cu、Ag、Au)的原子按面心立方的形式紧密堆积，即金属原子处于正立方体的八个顶点和六个侧面上，试计算这类金属晶体中原子的空间利用率。
13A、B、C、D分别代表四种不同的短周期元素。A元素的原子最外层电子排布为ns1，B元素的原子价电子排布为ns2np2，C元素的最外层电子数是其电子层数的3倍，D元素原子的M电子层的p亚层中有1个电子。
(1)C原子的电子排布式为__________，若A元素的原子最外层电子排布为1s1，则按原子轨道的重叠方式，A与C形成的化合物中的共价键属于__________键。
(2)当n＝2时，B的原子结构示意图为__________，
B与C形成的化合物晶体属于__________晶体。当n＝3时，B与C形成化合物的晶体中微粒间的作用力是__________。
(3)若D元素与Fe形成某种晶体，该晶体的晶胞如下图所示，则晶体的化学式是__________
(用元素符号表示)；若晶胞的边长为a
nm，则合金的密度为__________
g·cm－3。
参考答案
1解析：金属晶体的共性是易导电、易导热、有延展性，但金属晶体的熔点差别较大，有的比原子晶体还高，有的比分子晶体还低。
答案：D
2解析：金属原子失去电子后变为金属离子，失去的电子称为自由电子，自由电子可以在金属晶体中自由移动，在外加电场的作用下，自由电子就会定向移动而形成电流。
答案：B
3解析：构成离子晶体的微粒是阴、阳离子；构成分子晶体的微粒是分子；构成原子晶体的微粒是原子；构成金属晶体的微粒是金属阳离子和自由电子，所以含有离子的晶体有离子晶体和金属晶体。
答案：AD
4解析：A、C、D都是金属共有的物理性质，这些性质都是由金属晶体所决定的。金属易失电子是由原子的结构决定的，所以和金属晶体无关。
答案：B
5解析：A项对于变价金属，较低价态的金属离子既有氧化性，又有还原性，如Fe2＋。B项金属元素的原子只具有还原性，故一般在化合物中只显正价。C项金属元素有的有变价，有的无变价，如Na＋。D项金属汞常温下为液体。
答案：B
6解析：镁离子比铝离子的半径大而所带的电荷少，所以金属镁比金属铝的金属键弱，熔、沸点和硬度都小；从Li到Cs，离子的半径是逐渐增大的，所带电荷相同，金属键逐渐减弱，熔、沸点和硬度都逐渐减小；因离子的半径小而所带电荷多，使金属镁比金属钠的金属键强，所以金属镁比金属钠的熔、沸点和硬度都大；因离子的半径小而所带电荷相同，使金属镁比金属钙的金属键强，所以金属镁比金属钙的熔、沸点和硬度都大。
答案：C
7解析：铝、镓位于同一主族(ⅢA)，铝的金属性比镓弱，但由于铝的金属键比镓的金属键强，所以铝的熔点比镓高；由于铝的金属性比镓弱，所以Ga(OH)3的碱性比Al(OH)3强，因此Ga(OH)3不一定能与NaOH溶液反应；铝、镓合金与水反应后的物质中含有氧化铝，可以回收利用冶炼铝，故D项正确。
答案：D
8解析：一个正方体的体积为(10－7)3＝10－21cm3，质量为5×10－21g，则1
mol该元素原子的质量为5×10－21/20×6.02×1023＝150.5
g，其数值与该元素的相对原子质量相等，所以选C。
答案：C
9解析：此题一定要注意此结构为一个具有规则结构的大分子，不是晶胞。在这个题目中，我们只需数出两种原子的数目就可以了(Ti14C13)。
答案：D
10解析：金属晶体的熔点高低取决于晶体中金属离子与自由电子之间的作用力大小，由库仑定律F＝k可知，作用力的大小又取决于金属离子的半径和自由电子的数量，显然，半径越小，作用力越强，熔点越高。而离子的半径顺序为Li＋＜Na＋＜K＋＜Rb＋＜Cs＋，因此锂的熔点最高。
答案：见解析。
11解析：AB2＋BC2＝AC2
AB2＝×(4×1.27×10－10)2
AB＝3.59×10－10
答案：3.59×10－10
12解析：依题意画出侧面图，设正立方体边长为a，则体积为a3。
原子半径r＝，每个正立方体包括金属原子8×＋6×＝4(个)，球体体积共4×π×(a)3＝0.74a3，空间利用率为：×100%＝74%。
答案：74%
13解析：A元素位于第ⅠA族，B元素位于第ⅣA族，C元素为氧，D元素为铝。根据Al与Fe形成的某种合金晶体的晶胞结构，晶体中Al与Fe的原子个数比＝4∶(8×＋12×＋6×＋1)＝4∶8＝1∶2，因此晶体的化学式是AlFe2；合金的密度为ρ＝＝＝5.56×10
23/a3
NA。
答案：(1)1s22s22p4　
σ
(2)
　分子　共价键或极性共价键
(3)
AlFe2　5.56×10
23/a3NA第3章
物质的聚集状态与物质性质
第1节
认识晶体
备课日期
课
型
新课
教学
目
标
知识与技能
1．能区分晶体与非晶体。
2.
认识晶体的重要特征。
过程与方法
1．使学生学会全面分析问题的能力
2．在学习过程中，学会运用观察、对比、分析、思考等方法对所获得的信息进行处理。
情感态度与价值观
1．使学生体会化学对人类发展过程的作用
2．养成良好的实事求是的科学态度。
教学重点
晶体的特征
教学难点
晶体的特征
教学方法
探究法
教学用具
ppt
课时安排
共一课时
教
学
内
容
设计与反思
第一课时2.晶体与玻璃、橡胶等非晶体有什么不同？3.为什么晶体具有明显不同于非晶体的特性？【讲述】像上面这一类固体，有着自己有序的排列，我们把它们称为晶体；而像玻璃这一类固体，本身原子排列杂乱无章，称它为非晶体，今天我们的课题就是一起来探究晶体与非晶体的有关知识。二、讲授新课:【板书】一、晶体的特征【板书】1.
晶体与非晶体的本质差异【提问】在初中化学中，大家已学过晶体与非晶体，你知道它们之间有没有差异？【回答】学生：晶体有固定熔点，而非晶体无固定熔点。【讲解】晶体有固定熔点，而非晶体无固定熔点，这只是晶体与非晶体的表观现象，那么他们在本质上有哪些差异呢？投影]
晶体与非晶体的本质差异固定熔点微观结构晶体有原子在三维空间里呈周期性有序排列非晶体没有原子排列相对无序【讲述】通过前面对晶体与非晶体的讨论，现在我们来总结一下，晶体有哪些特点：【板书】2.
晶体的特点：【阅读思考】晶体具有何种特性（1）在适宜条件下，晶体能自发呈现封闭的、规则的多面体外形---自范性；（2）在不同的方向上表现不同的物理性质（如导电）----向异性（3）具有特定的对称性---对称性【过渡】通过以上的学习如何给晶体下一定义？晶体又有何分类？分类的依据又是什么？【板书】3.晶体的分类（1）晶体：
内部微粒在空间按一定的俄规律做周期性重复排列构成的固体物质（2）依据：根据晶体内部微粒的种类和微粒间相互作用（3）分类：离子晶体、金属晶体、原子晶体和分子晶体【思考】各类晶体有何区别？【学生归纳】【问题】晶体有何用途呢？【板书】4.晶体的用途（学生阅读教材）三、课堂小结:
整理本课时主题知识四、课堂练习:
1.
从我们熟悉的食盐、金属、冰到贵重的钻石等都是晶体，而同样透明的玻璃却是非晶体。下列关于晶体和非晶体的本质区别的叙述中，正确的是（
）A.是否具有规则的几何外形的固体B.是否具有固定组成的物质C.是否具有美观对称的外形D.内部基本构成微粒是否按一定规律做周期性重复排列2.下列物质中属于晶体的是（
）
A.橡胶
B.玻璃
C.食盐
D.水晶3.
关于晶体的自范性，下列叙述正确的是（
）A.破损的晶体能够在固态时自动变成规则的多面体B.缺角的氯化钠晶体在饱和的NaCl溶液中慢慢变为完美的立方块C.圆形容器中结出的冰是圆形的D.由玻璃制成的圆形的玻璃球4.下列物质具有固定熔点的是（
）A.橡胶
B.玻璃
C.水玻璃
D.CuSO4 5H2O5.下列关于晶体的性质叙述中，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规则的多面体几何外形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6.晶体材料有着十分广泛的用途，人们常常利用晶体的性能制造各种有用的材1.
D
2.CD
3.B
4.D
5.B
6.C五、布置作业:
练习卷一张六、教学效果追忆:第4节
物质的其他聚集状态
【自学目标】
1．结合实例说明“等离子体”的应用。
2．了解非晶体、液晶、纳米材料的应用
【自学助手】
1．由大量
和
所组成的物质聚集体称为物质的等离子体。
2．等离子体中的微粒带有
，而且能够
，使等离子体具有很好的
。
3．液晶在折射率、磁化率、电导率等宏观性质表现出类似晶体的
。
4．1919年，Langmuir提出等电子原理：原子数相同、电子总数相同的分子，互称为等电子体。等电子体的结构相似、物理性质相近。
(1)根据上述原理，仅由第2周期元素组成的共价分子中，互为等电子体的是：
和
；
和
。
(2)此后，等电子原理又有所发展。例如，由短周期元素组成的微粒，只要其原子数相同，各原子最外层电子数之和相同，也可互称为等电子体，它们也具有相似的结构特征。在短周期元素组成的物质中，与NO2-互为等电子体的分子有：
、
。
【自我检测】
1．特殊方法把固体物质加工到纳米级（1-100nm,1nm=10-9m）的超细粉末粒子，然后制得纳米材料。下列分散系中的分散质的微粒直径和这种粒子具有相同数量级的是（
）
A．溶液
B．悬浊液
C．胶体
D．乳浊液
2．用特殊的方法把固体物质加工纳米级（1nm=1×10－9m）的超细粉末粒子，由这些超细粉末制得的材料叫纳米材料。某分散系中分散质的微粒直径为20nm，那么该分散系不可能
（
）
A．产生丁达尔现象
B．加入电解质后发生凝聚
C．通过滤纸
D．通过半透膜
第28届国际地质大会提供的资料显示，海底有大量的天然气水合物，可满足人类
1000年的能源需要。天然气水合物是一种晶体，晶体中平均每46个水分子构建成8个笼，每个笼可容纳1个CH4分子或1个游离H2O分子。根据上述信息，完成第3、4、5题：
3．下列关于天然气水合物中两种分子极性的描述正确的是
A．两种都是极性分子
B．两种都是非极性分子
C．CH4是极性分子，H2O是非极性分子
D．H2O是极性分子，CH4是非极性分子
4．若晶体中每8个笼只有6个容纳了CH4分子，另外2个笼被游离H2O分子填充，则天然气水合物的平均组成可表示为
A．CH4·14H2O
B．CH4·8H2O
C．CH4·(23/3)H2O
D．CH4·6H2O
5．该晶体的晶体类型：
（
）
A．离子晶体
B．分子晶体
C．原子晶体
D．金属晶体
6．水的状态除了气、液和固态外，还有玻璃态。它是由液态水急速冷却到165K时形成的，玻璃态的水无固定形状，不存在晶体结构，且密度与普通液态水的密度相同，有关玻璃态水的叙述正确的是
（
）
A．水由液态变为玻璃态，体积缩小
B．水由液态变为玻璃态，体积膨胀
C．玻璃态水中氢键与冰不同
D．玻璃态水是分子晶体
7．以下说法正确的是
（
）
A．纳米材料是一种称为“纳米”的新物质制成的材料
B．绿色食品是指不含任何化学物质的食品
C．生物固氮是指植物通过叶面直接吸收空气中的氮气
D．光导纤维是以二氧化硅为主要原料制成的
8．下列物质有固定熔点的是（
）
A．钢化玻璃
B．过磷酸钙
C．消石灰
D．水玻璃
9．有关等离子体的说法不正确的是（
）
A．等离子体内部全部是带电荷的微粒
B．等离子体中正、负电荷大致相等
C．等离子体具有很好的导电性
D．等离子体用途十分广泛
10.
1999年美国《科学》杂志报道∶在40GPa
的高压下
用激光加热到1800K，人们成功制得了原子晶体CO2，下列对该物质的推断一定不正确的是
（
）
A．该原子晶体中含有极性键
B．该原子晶体易气化，可用作制冷材料
C．该晶体有较高的熔点、沸点
D．该晶体硬度大可用作耐磨材料
11．下列说法正确的是：
（
）
A．126g
P4含有的P－P键的个数为6NA
B．12g石墨中含有的C－C键的个数为2NA
C．12g金刚石中含有的C－C键的个数为1.5NA
D．60gSiO2中含Si－O键的个数为2NA
12．HgCl2的稀溶液可用作手术刀的消毒剂，已知HgCl2的熔点是2770C，熔融状态的HgCl2不能导电，HgCl2的稀溶液有弱的导电能力，则下列关于的叙述正确的是
（
）
A．HgCl2
属于共价化合物
B．HgCl2
属于离子化合物
C．HgCl2
属于非电解质
D．HgCl2属于弱电解质
13．下列叙述正确的是
（
）
A．两种元素构成的共价化合物分子中的化学键不一定是极性键
B．含有非极性键的化合物不一定是共价化合物
C．只要是离子化合物，其熔点就一定比共价化合物的熔点高
D．金属晶体的熔点都比原子晶体低
15．下列数据是对应物质的熔点（0C），据此做出的下列判断中错误的是
（
）
Na2O
NaCl
AlF3
AlCl3
920
801
1291
190
BCl3
Al2O3
CO2
SiO2
-107
2073
-57
1723
A．铝的化合物的晶体中有的是离子晶体
B．表中只有BCl3和干冰是分子晶体
C．同族元素的氧化物可形成不同类型的晶体
D．不同族元素的氧化物可形成相同类型的晶体
16.下列物质的熔、沸点高低顺序中，正确的是
（
）
A．金刚石
＞晶体硅
＞二氧化硅
＞碳化硅
B．CI4＞CBr4＞CCl4＞CH4
C．MgO＞O2＞N2＞H2O
D．金刚石＞生铁＞纯铁＞钠
17．X元素的1个原子失去2个电子，被Y元素的2个原子各获得1个电子，形成离子化合物Z，下列说法中不正确的是（
）
A．固态Z是离子晶体
B．Z可以表示为X2Y
C．固态Z熔化后能导电
D．X可形成+2价阳离子
18．分子晶体中如果不是由于分子本身形状的影响，它的晶体将取密堆积结构，原因是分子晶体中:
A．分子间作用力无一定方向性
B．占据晶格结点的微粒是原子
C．化学键是共价键
D．三者都是
19．按下列要求选择适当物质的符号填空：A．MgCl2，
B．金刚石，
C．NH4Cl，
D．KNO3，
E．干冰，
F．单质碘晶体。
（1）熔化时不需破坏化学键的是

，熔化时需破坏共价键的是
，熔点最高的是

，熔点最低的是

。
（2）晶体中既有离子键又有共价键的是
。
20.在金属铁、单质碘、氟化钾、氯化铵、二氧化硅五种物质中,属于离子晶体的是
属于原子晶体的是
,有配位键的化合物是
.
21．单质硼有无定形和晶体两种，参考下表数据回答：
（1）晶体硼的晶体类型属于________晶体，理由是_________________________。
（2）已知晶体的结构单元是由硼原子组成的正二十面体（如下图），其中有20个等边三角形的面和一定数目的顶角，每个顶角各有一个硼原子。通过观察图形及推算，得出此基本结构单元是由__________个硼原子构成的，其中B—B键的键角为____________，共含有___________个B—B键。
22．晶体具有规则的几何外形，晶体中最基本的重复单元称为晶胞。NaCl晶体结构如图所示。已知FexO晶体晶胞结构为NaCl型，由于晶体缺陷，x值小于1。测知FexO晶体密度ρ为5.71g/cm3，晶胞边长为4.28×10－10m。（铁相对原子质量为55.9，氧相对原子质量为16）求：
FexO中x值（精确至0.01）为___________。（2）晶体中的Fe分别为Fe2＋、Fe3＋，在Fe2＋和Fe3＋的总数中，Fe2＋所占分数（用小数表示，精确至0.001）为___________。（3）此晶体化学式为___________。（4）Fe在此晶体中占据空隙的几何形状是___________（即与O2－距离最近且等距离的铁离子围成的空间形状）。（5）在晶体中，铁元素的离子间最短距离为________m。
第4节物质的其他聚集状态答案
1.C
2.D
3.D
4.B
5.B
6.C
7.D
8．C
9.A
10.B
11.A
12.AD
13.AB
14.B
15.B
16.B
17.
B
18.A
19.（1）E、F；B；B；E
（2）C、D
20.氟化钾、氯化铵；二氧化硅；氯化铵
21.（1）原子；熔点高，硬度大，并且各数据均介于金刚石和晶体硅之间
（2）12；60°；30
22．（1）0.92（2）0.826（3）19FeO·2Fe2O3（4）正八面体。
（5）3.03×10－10原子晶体与分子晶体
一、大自然赐予人类的礼物
金刚石是一种矿物，早在公元前1000年，人们就发现并知道金刚石很硬,“金刚石”的英文名diamond,源于阿拉伯字“almas”(“最坚硬
的”)。长期以来，她无论是在科学家还是在普通老百姓心目中都占据着重要地位。一直以来，人们都热衷于收藏各式各样的钻石（加工过的金刚石），因为精美华丽的钻石不仅是富贵的象征，更是权利和地位的象征，所以，钻石的价值早已超出了它的实际价格。科学研究揭示，由碳元素组成的金刚石，竟与自然界最软的物质石墨同宗同祖，只是结构即晶体内原子排列不同。30亿年前，在地壳下面150千米或更深的地幔中,处在高温高压岩浆中的碳，被锤炼成一种特殊结构的、呈八面体等外形的晶体。火山爆发时，它们夹在岩浆中，上升到接近地表时冷却，形成含有少量钻石的原生矿床——金伯利岩。自然界中天然钻石少之又少，大颗粒钻石
更是凤毛麟角。一般说来,人们从1吨金刚石砂矿中，只能得到0.5克拉钻石,所以它们远不能满足人们日益增长的需求。
二、金刚石人工合成的艰辛而漫长里
由于金刚石具有上述优异性能和用途，加之在自然界中储量极少,开采极为困难,从古到今,金刚石一直被称为“贵族材料”。人们很早就尝试以人工合成来补充天然储量的不足。
（一）高温高压法合成金刚石
1796年，S.Tennant将金刚石燃烧成CO2，证明金刚石是由碳组成的。后来又知道天然金刚石是碳在深层地幔经高温高压转变而来的，因此人们一直
想通过碳的另一同素异形体石墨来合成金刚石。从热力学角度看，在室温常压下,石墨是碳的稳定相,金刚石是碳的不稳定相；而且金刚石与石墨之间存在着巨大的能量势垒。要将石墨转化为金刚石，必须克服这个能量势垒。根据热力学数据以及天然金刚石存在的事实，人们开始模仿大自然的高温高压条件将石墨转化为金刚石
的研究，即所谓的高温高压(HPHT)技术。
早期合成金刚石的想法始于1832年法国的Cagniard及后来英国的Hanney和Henry
Moisson。但直到1953年,瑞典的Liander等人才通过HPHT技术首次成功地合成了金刚石，接着美国GE公司的F.P.Bundy等人利用
此法也得到了人造金刚石。他们把石墨与金属催化剂相混合，通常使用Fe、Ni、Co等金属作催化剂，在约1300～1500k和6～8Gpa的压强下得到
了金刚石。并于60年代将HPHT金刚石应用于工具加工领域。
不用催化剂合成金刚石的实验在
1961年获得成功。用爆炸的冲击波提供高压和高温条件，估计压强为30Gpa,
温度约1500k，得到的金刚石尺寸为10微米。1963年又在静压下得到了金刚石，压强为13Gpa，温度高于3300k，历时数秒钟得到的金刚石尺寸
为20～50微米。
目前使用HPHT生长技术，一般只能合成小颗粒的金刚石；在合成大颗粒金刚石单晶方面，主要使用晶种法，在较高压力和较高温度下(6000MPa，
1800K)，几天时间内使晶种长成粒度为几个毫米，重达几个克拉的宝石级人造金刚石，较长时间的高温高压使得生产成本昂贵，设备要求苛刻，而且HPHT
金刚石由于使用了金属催化剂，使得金刚石中残留有微量的金属离子，因此要想完全代替天然金刚石还有相当长的时间；而且用目前的技术生产的HTHP金刚石的
尺寸只能从数微米到几个毫米，这也限制了金刚石的大规模应用。
（二）“百年一逆”
我们用自己研制的高压反应釜进行实验，用安全无毒的二氧化碳作原料，使用金属钠作为还原剂，在440℃和几百个大气压的温和条件下，经过12小时的化学反
应,成功地将CO2还原成了金刚石.用碳酸镁代替CO2也成功地合成了金刚石,晶粒尺寸增加到0.51毫米，在灯光下闪闪发光。碳酸镁为固体反应物，容易
操作，它的成功使用一方面使工艺更加简化，另一方面为探索天然金刚石的起源提供了更多有价值的信息，因碳酸镁是地球内部常见的矿物。金刚石合成新工艺的探
索是一项艰难的工作，两个多世纪以来，也曾有过几项新技术被报道，但难以重复而没有工业化，有的工艺甚至没有后续的进一步研究结果报道.还原CO2合成金
刚石有比较好的重复性，用碱金属Li，K代替Na也取得了成功。图1示出了该工艺合成的含金刚石样品的扫描电镜照片，小晶粒呈八面体外形，呈现典型的金刚
石结晶习性，尺寸约10微米，实验中发现尺寸增大，八面体外形消失。X-射线粉末衍射、电子衍射及拉曼光谱的分析结果都证实产物为立方金刚石。
关于金刚石的组成和结构曾困绕过很多著名科学家，牛顿和拉瓦锡等都曾做过有关研究,1796年英国科学家Smithson
Tennant通过金刚石燃烧产生二氧化碳的精确实验，第一次认识到金刚石是由纯碳构成的宝石，本实验室是在两个多世纪以后首次实现从二氧化碳到金刚石的
逆转变。它是一个全新的金刚石合成方法，被国际媒体和期刊誉为“在温室气中
收获钻石”。
莫瓦桑与人造金刚石
晶莹透明、硬度第一的金刚石，特别惹人喜爱。经工匠琢磨成钻石，更是世间奇珍异宝，人类虽然在五千年前就从自然界获取了金刚石，但一直不知道它是
由什么元素构成的。直到1704年，英国科学家牛顿才证明了金刚石具有可燃性。以后又经法国科学家拉瓦锡（1792年）、英国科学家腾南脱（1797
年），用实验证明了金刚石和石墨是碳的同素异形体，这才弄清楚金刚石是由纯净的碳组成的。1799年，法国化学家摩尔沃把一颗金刚石转变为石墨。这激发了
人们的逆向思维，能不能把石墨转化成金刚石呢？自此以后，人们对于怎样把石墨转化为金刚石，表现了极大的兴趣。
谁能获得这致人巨富的
“点石成金”之术呢？
莫瓦桑利用自己发明的高温电炉制取了碳化硅和碳化钙，这促使他向极富诱惑力的“点石成金”术跃跃一试，他先试验制取氟碳化合物，再除去氟制取金刚
石。没有成功，后来他设想利用他的高温电炉，把铁化成铁水，再把碳投入熔融的铁水中，然后把渗有碳的熔融铁倒人冷水中，借助铁的急剧冷却收缩时所产生的压
力，迫使内中的碳原子能有序地排列成正四面体的大晶体。最后用稀酸溶去铁，就可拿到金刚石晶体。这个设想在当时看来，既科学又美妙。促使他和他的助手一次
又一次的按这个构想方案做
试验。1893年2月6日，他终于看到了他梦寐以求的“希望之星”。当他和助手用酸溶去铁后，在石墨残留物中，竟有一颗
0.7mm的晶体闪闪发光！经检测这颗晶体真是金刚石。人们象赞誉世界上前5名钻石一样，也把这颗金刚石誉为“摄政王”。
“人造金刚石成功了！”欣喜若狂的莫瓦桑一再向报界宣传他的重大科研成果。这使本来因研制氟和高温电炉而著名的莫瓦桑，更加名噪一时。
1906年评选诺贝尔化学奖时，极富盛名的莫瓦桑成了候选人。而另一个候选人便是以发现元素同期律，并排布元素周期表，预言与指导发现新元素的俄
罗斯科学家门捷列夫。当时瑞典科学院化学分部投票表决时，10名委员中有5名投莫瓦桑的票，4票赞成门捷列夫，
l票弃权。结果草瓦桑以一票的优势而获奖。虽然，莫氏确有重大科研成果，但是，相对于做出时代里程碑式贡献的门捷列夫来说，一为个别的，一为全局性的；一
为重大成果，一为恩格斯所赞誉的“完成了科学上的一个勋业，这个勋业可以和勒维烈计算尚未知道的行星海王星的轨道的勋业相媲美。”当年的诺贝尔化学奖颁发给门捷列夫，应是历史的必然!可是却给予了名噪欧洲的莫瓦桑。1907年门捷列夫和莫瓦桑都相继逝世了。可是门捷列夫却失掉了再被评选的可能，这不能不说诺贝尔颁奖历史上的一大遗憾！
成功的科学实验的第一特征是可重现性。
然而，莫瓦桑“成功”的人造金刚石试验，却只做了一次，他本人再也没做第二次，却
浸沉在“成功“的盛名之中．
实事求是地说，在那个时代，人造金刚石只能是“希望之星”。
从基础理论方面来说，对于现今高中化学
课本上所阐明的金刚石的正四面体晶体结构，和石墨的层状结构，是19l0～l920年间由于发展了X射线衍射技术后才有所认识的。使石墨转变为金刚石，不单纯是用外力缩短石墨层与层之间的距离，使六角形碳环转变为正四面体晶格。实际上还包含许多复杂因素。化学家首要考虑的是热力学问题。借助热力学可判断石
墨－金刚石转变过程中的方向和限度。可知在常温298K，要实现石墨转化为金刚石，需13000大气压以上。如果升高温度，如在1200K，要实现转化，需40000大气压以上。于是可知莫瓦桑的试验，虽然提供了高温，而用铁水急剧冷却收缩所获得的压力，顶多只有几千个大气压，怎么可能实现转化呢？
热力学只能判断反应进行的可能性，要使可能性变为现实性，化学家还需考虑动力学问题。如在室温和40万个大气压下，石墨的转化速度缓慢到难以察觉。因此速度也是一个问题。而增压是降低反应速度的，高温自然是提高反应速度的。
综合起来看，由热力学来看，高温不利于金刚石的热力学稳定性，要使金刚石在高温下仍具有热力学稳定性，必须相应地高压。而从动力学来看，力求高温才有利于反应速度，高压反而减速。因此，寻求适宜的转化条件，应是兼顾二者，使高温与高压匹配。此外还需特定的溶剂，使石墨晶格中的碳原子先溶解，然后在变更外界条件下，再使碳原子从溶剂中析出结晶形成正四面体晶格。已经知道硫化亚铁、铁以及一些过渡金属可做溶剂。
从实验条件方面来说，必须提供能够产生高压的装置和耐高温、耐高压的设备。1946年，诺贝尔奖颁给美国科学家布里奇曼教授，原因是他发明了达到极高压力的装置，以及在高压物理领域内所作出的一些重要发现。至此，人造金刚石才具备了可能性。
1955年，美国科学家霍尔等在1650℃和95000个大气压下，合成了金刚石。并在类似的条件下重复多次亦获成功，产品经各种物理的、化学的检测，确证为金刚石。这是人类历史上第一次合成人造金刚石成功，然而，这已是莫瓦桑宣称“成功”的62年以后，莫氏逝世近半个世纪以后的事了。第2课时　纳米材料与等离子体
【学习目标】
1.掌握纳米材料的概念、结构特点和性质特征。
2.掌握等离子体的概念、组成和性质特征、用途，并知道生成等离子体的条件。
一、纳米材料
1．纳米
纳米是一种________单位，1
nm＝10－9m。
2．纳米材料
三维空间尺寸______________处于纳米尺度的、具有____________的材料。
3．纳米材料的组成及特点
纳米材料由__________和__________两部分组成。纳米颗粒内部具有_________结构，界面为_________结构。
二、等离子体
1．定义
由大量带电微粒(________、________)和中性微粒(________或________)所组成的物质__________。
2．形成
随着温度的升高，构成物质的原子或分子的____________加剧，分子或原子间碰撞不仅
可能使分子分解为________或__________，甚至会把它们中的________撞击出来，使物质含有大量____________。
3．特点
(1)等离子体中正、负电荷数大致________，总体看来呈__________，外观为____态。
(2)等离子体中的微粒带有________，而且能____________，所以等离子体具有良好的
____________。
1．“纳米材料”是直径为几纳米至几十纳米的材料(1
nm＝10－9m)。其研究成果已应用于医学、军事、化工等领域。如将“纳米材料”分散到水中，得到的分散系不可能具有的性质是(　　)
A．能全部通过半透膜
B．能全部通过滤纸
C．有丁达尔现象
D．有电泳现象
2．下列有关等离子体的说法中，不正确的是(　　)
A．等离子体内部全部是带电荷的微粒
B．等离子体中正、负电荷大致相等
C．等离子体具有很好的导电性
D．等离子体用途十分广泛
3．纳米材料的表面微粒的比例极大，这是它有许多特殊性质的原因。假设某氯化钠纳米颗粒的大小和形状恰好与氯化钠晶胞的大小和形状相同(如图所示)，则这种纳米颗粒的表面微粒数与总微粒数的比值为(　　)
A．7∶8
B．13∶14
C．25∶26
D．26∶27
4．下列关于等离子体的叙述正确的是(　　)
A．物质一般有固态、液态和气态三态，等离子体被认为是物质存在的第四态
B．为了使气体变成等离子体，必须使其通电
C．等离子体通过电场时所有粒子的运动方向都发生改变
D．等离子体性质稳定，不易发生化学反应
5．下列说法不正确的是(　　)
A．在离子晶体中，一定存在离子键
B．阳离子只有氧化性，阴离子只有还原性
C．纳米粒子分散到水中，有丁达尔现象
D．等离子体是由大量的带电微粒组成的，是继固体、液体、气体之后物质的另一种聚集状态
练基础落实
知识点一　纳米材料
1．纳米材料具有一些与传统材料不同的特征，具有广阔的应用前景。下列关于纳米材料基本构成微粒的叙述中，错误的是(　　)
A．三维空间尺寸必须都处于纳米尺寸
B．既不是微观粒子也不是宏观微粒
C．是原子排列成的纳米数量级原子团
D．是长程有序的晶状结构
知识点二　纳米材料的性质及其用途
2．纳米材料是21世纪最有前途的新型材料之一，世界各国对这一新材料给予了极大的关注。纳米粒子是指直径为1～100
nm的超细粒子(1
nm＝10－9m)。由于表面效应和体积效应，其常有奇特的光、电、磁、热等性质，可开发为新型功能材料。下列有关纳米粒子的叙述不正确的是(　　)
A．因纳米粒子半径太小，故不能将其制成胶体
B．一定条件下纳米粒子可催化水的分解
C．一定条件下，纳米TiO2陶瓷可发生任意弯曲，可塑性好
D．纳米粒子半径小，表面活性高
3．纳米材料是指颗粒的三维限度中的任一维在1
nm～100
nm范围的材料，纳米技术所带动的技术革命及其对人类的影响，远远超过电子技术。下列关于纳米技术的叙述不正确的是(　　)
A．将“纳米材料”分散到液体分散剂中可制得液溶胶
B．用纳米级金属颗粒粉剂作催化剂可加快反应速率，提高反应物的平衡转化率
C．用纳米颗粒粉剂做成火箭的固体燃料将有更大的推动力
D．银器能抑菌、杀菌，纳米银粒子植入内衣织物中，有奇异的抑菌、杀菌效果
知识点三　等离子体及生成条件
4．下列关于等离子体的叙述中，错误的是(　　)
A．是物质的一种聚集状态
B．是一种混合物存在状态
C．具有导电性
D．基本构成微粒只有阴、阳离子
5．高温、紫外线、X射线、γ射线等都可以使气体转化为等离子体。下列叙述中不涉及等离子体的是(　　)
A．日光灯和霓虹灯的灯管中
B．蜡烛的火焰中
C．流星的尾部
D．南极的冰川中
知识点四　等离子体的性质及其应用
6．有关等离子体的叙述，不正确的是(　　)
A．等离子体是物质的另一种聚集状态
B．等离子体是很好的导体
C．水不可能形成等离子体状态
D．等离子体的用途十分广泛
7．等离子体的用途十分广泛，运用等离子体束切割金属或者进行外科手术，利用了等离子体的特点是(　　)
A．微粒带有电荷
B．高能量
C．基本构成微粒多样化
D．准电中性
8．下列与等离子体无关的是(　　)
A．等离子体显示器
B．日光灯和霓虹灯
C．把水温升高到几千摄氏度
D．液晶显示器
练综合拓展
9．下列特殊聚集状态中，不具有导电功能的是(　　)
A．等离子体
B．晶体
C．液晶
D．金属纳米颗粒
10．下列关于物质特殊聚集状态结构的叙述中，错误的是(　　)
A．等离子体的基本构成微粒的排列是带电的离子和电子及不带电的分子或原子
B．非晶体基本构成微粒的排列是长程无序和短程有序的
C．液晶内部分子沿分子长轴方向有序排列，使液晶具有各向异性
D．纳米材料包括纳米颗粒与颗粒间的界面两部分，两部分都是长程有序的
11.在纳米级的空间中，水的结冰温度是怎样的呢？为此，科学家对不同直径碳纳米管中水的结冰温度进行分析。下图是四种不同直径碳纳米管中的冰柱结构及结冰温度，冰柱的大小取决于碳纳米管的直径。水在碳纳米管中结冰的规律是____。
12．(CH3)3NH＋和AlCl可形成离子液体。离子液体由阴、阳离子组成，熔点低于100℃，其挥发性一般比有机溶剂________(填“大”或“小”)，可用作____________(填代号)。
a．助燃剂
b．“绿色”溶剂
c．复合材料
d．绝热材料
第2课时　纳米材料与等离子体
双基落实
一、
1．长度
2．至少有一维　特定功能
3．颗粒　界面　晶状　无序
二、
1．离子　电子　原子　分子　聚集体
2．热运动　原子　原子团　电子　带电微粒
3．(1)相等　电中性　气　(2)电荷　自由运动　导电性
课堂练习
1．A　[“纳米材料”分散到水中，得到的分散系为胶体。]
2．A
3．D　[由题意知此氯化钠纳米颗粒表面粒子不与其他颗粒共用而全为本身所用，其表面微粒数为26，其总微粒数为27，故选D。]
4．A　[除高温外，通过紫外线、X射线和γ射线等手段都能使气体转化为等离子体，故B项错。等离子体中也存在中性微粒，通过电场时运动方向不发生改变，故C项错。等离子体性质活泼，可发生一般条件下无法进行的化学反应，故D项错。]
5．B
课时作业
1．A　[纳米颗粒的三维空间尺寸只要有一维处于纳米尺度即可。]
2．A　[根据纳米粒子微粒的大小，判断出其分散质粒子大小刚好处在胶体分散质大小的范围内，所以纳米材料可以形成胶体。]
3．B　4.D
5．D　[可通过高温、紫外线、X射线、γ射线等手段使气体转化为等离子体。]
6．C　7.B
8．D　[A选项属于等离子体的应用；B、C两选项中都含有等离子体；D为液晶的重要应用——做液晶显示器。]
9．D
10．D　[纳米材料由直径为几个或几十个纳米的颗粒和颗粒间的界面两部分组成。纳米颗粒是长程有序的晶体结构，界面则是既不长程有序也不短程有序的无序结构，因此纳米材料是宏观物质的独特性质。]
11．碳纳米管直径越小，结冰温度越高
解析　由图可知，随着纳米管直径的增大，结冰温度依次为27℃、7℃、－53℃、－83℃，即纳米管直径越大，结冰温度越低。
12．小　b
解析　由(CH3)3NH＋和AlCl形成的离子液体，阴、阳离子间的作用力肯定大于有机溶剂分子间的范德华力，因此其挥发性一般比有机溶剂小；该离子液体中不含氧，则其不助燃，属于无机物，一般不能用作复合材料；由阴、阳离子形成的离子液体，应该具有导热性，不可能用作绝热材料。第2节
金属晶体与离子晶体
第二课时
离子晶体
【教学目标】
知识与技能：1、理解离子晶体的结构模型及其性质的一般特点。
2、了解离子晶体的空间结构及离子配位数。
3、知道晶格能及其影响因素
4、了解决定离子晶体主要物理性质。
过程与方法：通过探究活动，培养学生观察、分析，归纳的能力
情感态度与价值观：通过学习离子晶体的结构与性质，激发学生探究热情与精神。进一步认识“结构决定物质性质”的客观规律
【教学重点、难点】离子晶体的空间堆积方式，离子晶体的结构特点。
【教学方法】借助模型课件教学。
【教学过程】
【复习引入】
1.
晶体有哪些类型？
2.
什么叫离子晶体？
【回答】
1.
金属晶体，离子晶体，分子晶体和原子晶体。
２.离子晶体是阴、阳离子通过离子键结合，在空间呈现有规律的排列所形成的晶体。
【板书】二、离子晶体
【过渡】我们知道，离子晶体中阴阳离子通过离子键相互结合，因此离子晶体的熔点和离子晶体的稳定性与离子键的强弱有关。离子键的强弱在一定程度上可以用离子晶体的晶格能来衡量。
请同学们自学81页到872页，通过交流研讨，弄清楚以下几个问题：
１.什么叫晶格能？
2.结构相似的离子晶体，晶格能的大小与哪些因素有关？
【回答】
晶格能∝q1ⅹq2／r
晶格能的大小还与离子晶体的结构型式有关
【总结】对结构相似的离子晶体，阴阳离子间的距离越小，所带电荷数越多，晶格能越大，熔点越高。
【练习】试比较CaO、BaO、NaCl、KCl的熔点高低顺序
【回答】CaO>BaO>NaCl>KCl
【过渡】我们知道结构决定性质，在学习了晶体的结构以后，请同学们总结离子晶体具有哪些特性？
【讨论总结】引导学生共同总结出离子晶体的特性：
１. 熔点、沸点较高，而且随着离子电荷的增加，核间距离的缩短，晶格能增大，熔点升高。
２.
一般易溶于水，而难溶于非极性溶剂。
３.
固态时不导电，熔融状态或在水溶液中能导电。
【小结】离子晶体是阴阳离子通过离子键结合在空间城县有规律的排列所形成的晶体。离子晶体的结构型式可归结为不等径圆球的密堆积。离子晶体的性质主要由晶格能决定。
那么，离子晶体的结构是怎样的，有什么特点呢？下面就来学习离子晶体的结构。
我们先来探讨NaCl晶体的内部结构
【提出问题】请同学们观察NaCl晶体的堆积模型，思考以下问题：
１.
NaCl晶体采取哪种堆积方式？
2.
像NaCl这样的离子晶体采取密堆积的原因是什么？
【回答】
１.
NaCl晶体中的Cl-采取A1型密堆积，Na+填在Cl-　所形成的空隙中，整体是采取不等径圆球的密堆积。
２.
离子晶体微粒间的作用力为离子键，离子键无方向性和饱和性，因此离子晶体尽可能采取密堆积，以使得体系能量降低，达到稳定状态。
【过渡】我们知道晶体中最小的结构重复单元称为晶胞，将一个个晶胞上、下、前、后、左右并置起来，就构成整个晶体结构，那么NaCl晶胞是怎样的呢？
【展示】NaCl的堆积模型
请同学们观察NaCl晶胞，思考以下几个问题：
1.NaCl晶体中Na+
和Cl-的配位数分别为多少？

2.
NaCl晶体中在Na+周围与它最近且距离相等的
Na+共有几个？
３.一个NaCl晶胞中含有的Na+
和Cl-各是多少？
４.“NaCl”这一化学式表示什么含义？
学生看到屏幕上NaCl晶胞中体心上的Na+，6个面心上的Cl-不停地闪烁
【回答】
1.在NaCl晶体中，每个Na+同时吸引6个Cl-，每个Cl-同时吸引6个Na+，所以Na+
、Cl-配位数均为6。
2.12个
3.Na+：12ⅹ１／４＋１＝４
Cl-：８ⅹ１／８＋６ⅹ１／２＝４
4.离子晶体中，并不存在单独的“NaCl”分子，在整个晶体Na+与Cl-的个数比为１：１，因此，“NaCl”这一化学式表示的只是氯化钠的组成。
【过渡】通常哪些物质为离子化合物呢？
【答案】强碱、大部分金属氧化物和盐
请同学们观察课本81页介绍的几种常见的AB型离子晶体：NaCl型、CsCl型、ZnS型，根据CsCl、ZnS的晶胞找出它们的配位数和每个晶胞中含有的阴、阳离子的个数。
学生通过简单计算，迅速给出答案，然后教师简单总结：
CsCl配位数：８：８
ZnS配位数：４：４
CsCl晶胞中
Cs+：１个
Cl-：１个
ZnS晶胞中
Zn2+：４个
S2-：４个
【回忆概括】
作业布置：双基二、提高1、6、7
【板书设计】
二、离子晶体
1、定义：
2、晶格能

(1) 定义

（2）影响晶格能大小的因素
3、.离子晶体的特性
4、离子晶体的空间结构
（1）、NaCl的堆积方式
（2）、CsCl晶胞的分析
第四节
几类其他聚集状态的物质
(时间：30分钟)
考查点一　几类其他聚集状态的物质
1．用烧热的钢针去接触涂有薄薄一层石蜡的云母片的反面，熔化了的石蜡呈椭圆形，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，不同方向导热性能不同
D．云母具有各向异性，不同方向导热性能不同
解析　由“熔化的石蜡呈椭圆形”可知云母不同方向的导热性能不同，具有
各向异性。
答案　D
2．下列物质属于非晶体的是
(　　)。
①松香　②冰　③石英　④沥青　⑤铜　⑥纯碱
A．①②③④⑤⑥
B．①④
C．①③
D．⑤⑥
解析　松香在温度升高后会变软，沥青铺成的路面在高温的夏天将变软，因
此二者均无固定熔点，所以它们属于非晶体。
答案　B
3．物质的非晶体能自动转变为晶体，而晶体却不能自动地转变为非晶体，这说明
(　　)。
A．非晶体是不稳定的，处于晶体时能量小
B．晶体是稳定的，处于晶体时能量大
C．非晶体是不稳定的，处于晶体时能量小
D．晶体是不稳定的，处于晶体时能量小
解析　根据能量最低状态最稳定原理，说明非晶体能量高，晶体比非晶体稳
定。
答案　A
4．下列关于物质的聚集状态的叙述中，错误的是
(　　)。
A．物质只有气、液、固三种聚集状态
B．气态是高度无序的体系存在状态
C．固态中的原子或者分子间结合较紧凑，相对运动较弱
D．液态物质的微粒间距离和作用力的强弱介于固、气两态之间，表现出明
显的流动性
解析　物质的聚集状态，除了气、液、固三态外，还有非晶体、液晶、纳米
材料和等离子体等聚集状态，所以A错；物质处于气态时，分子间距离大，
分子运动速度快，体系处于高度无序状态，B正确；据物质固态时微粒间距
离较小可判断，C正确；对液态物质而言，分子相距比较近，分子间作用力
也较强，表现出明显的流动性，D正确。
答案　A
5．水的状态除了气、液、固态外还有玻璃态。它是由液态水急速冷却到165
K时形成的，玻璃态的水无固定形状，不存在晶体结构，且密度与普通液态水的密度相同，有关玻璃态水的叙述正确的是
(　　)。
A．水由液态变为玻璃态，体积缩小
B．水由液态变为玻璃态，体积膨胀
C．玻璃态是水的一种特殊状态
D．玻璃态水是分子晶体
解析　明确玻璃态是一种非晶体，是一种聚集状态，不同于固、液、气三种
状态，再根据题意其密度与普通水密度相同，则体积不变。
答案　C
6．下列数据对应物质的熔点，据此作出下列判断中错误的是
(　　)。
Na2O
NaCl
AlF3
AlCl3
920
℃
801
℃
1
292
℃
190
℃
BCl3
Al2O3
CO2
SiO2
－107
℃
2
073
℃
－57
℃
1
723
℃
A.铝的化合物的晶体中有离子晶体
B．表中只有BCl3和干冰是分子晶体
C．同族元素的氧化物可形成不同类型的晶体
D．不同族元素的氧化物可形成相同类型的晶体
解析　由表可知：AlCl3、BCl3、CO2是共价化合物且形成分子晶体；SiO2
是原子晶体；其他是离子晶体。
答案　B
7．(2012·福建三明高二检测)请根据如图所示回答下列问题：
(1)纳米是________单位，1纳米等于________米。纳米科学与技术是研究结
构尺寸在1至100纳米范围内材料的性质与应用。它与________分散系的粒
子大小一样。
(2)世界上最小的马达，只有千万分之一个蚊子那么大，如图，这种分子马
达将来可用于消除体内垃圾。
该图是马达分子的____________模型。
②该分子中含有的组成环的原子是____________元素的原子，分子中共有
____________个该原子。
③纳米产品以其优异的性能令人向往，下列关于纳米用品的说法中错误的是
________。
a．现代家庭普遍使用的电冰箱大多都是“纳米冰箱”，它耗电少且无污染
b．现代商场里的高档衣服都是“纳米衣服”，它冬暖夏凉且无污染
c．专供幼儿、学生饮用的“营养强化牛奶”是“纳米牛奶”，它能使人增
强记忆力
解析　胶体是分散质粒子直径为1～100
nm的分散系。根据我们的生活经验
判断，现在市面上还没有或极少有纳米生活用品。
答案　(1)长度　10－9　胶体　(2)①球棍　②碳　30　③abc
考查点二　化学技术的发展
8．电子表、电子计算器、电脑显示器都运用了液晶材料显示图像和文字。有关其显示原理的叙述中，正确的是
(　　)。
A．施加电场时，液晶分子沿垂直于电场方向排列
B．移去电场后，液晶分子恢复到原来状态
C．施加电场后，液晶分子恢复到原来状态
D．移去电场后，液晶分子沿电场方向排列
解析　液晶的显示原理为：施加电场时，液晶分子沿电场方向排列；移去电
场后，液晶分子恢复到原来状态。
答案　B
9．在纳米级的空间中，水的结冰温度是怎样的呢？为此，科学家对不同直径碳纳米管中水的结冰温度进行分析。下图是四种不同直径碳纳米管中的冰柱结构及结冰温度，冰柱的大小取决于碳纳米管的直径。水在碳纳米管中结冰的规律是__________________________________________________________。
解析　由图可以得出：纳米管的直径越小，结冰温度越高。
答案　纳米管直径越小结冰温度越高。
10．研究人员最近发现，在一定的实验条件下，给水施加一个弱电场，在20℃、1个大气压下，水可以结成冰，称为“热冰”。图Ⅰ是水和“热冰”的计算机模拟图，图中球代表水分子中的原子。
图I
图中较大的球代表________原子，其原子结构示意图是________。水分
子中氢氧原子间的化学键是________(填“共价键”或“离子键”)。
(2)用球棍模型表示的水分子结构是________。
图Ⅱ
(3)已知水分子中氧原子一端带部分负电荷，氢原子一端带部分正电荷，在
外加电场作用下，水结成冰。图Ⅰ中模拟“热冰”的示意图是________(填
“图1”或“图2”)，理由是_______________________________________。
解析　氧原子比氢原子大，故大球代表氧原子。水分子中含极性共价键，两
个O—H键之间夹角为104.5°，呈V形结构。“热冰”中的水分子应为有序
排列，氧原子一端吸引氢原子一端。
答案　(1)氧(或O)　　共价键
(2)B　
(3)图1　分子有序排列
11．氮、磷、砷是同族元素，该族元素单质及其化合物在农药、化肥生产等方面有重要应用。请回答下列问题：
(1)砷原子的核外电子排布式为_____________________________________。
(2)K3[Fe(CN)6]晶体中Fe3＋与CN－之间的键型为________，该化学键能够形
成的原因是______________________________________________________。
(3)NH4＋中氮原子的杂化类型为________，NH4＋的空间构型为________。
(4)已知：
CH4
SiH4
NH3
PH3
沸点(K)
101.7
161.2
239.7
185.4
分解温度(K)
873
773
1
073
713.2
分析上表中四种物质的相关数据，请回答：
CH4和SiH4比较，NH3和PH3比较，沸点高低的原因是_________________
________________________________________________________________。
CH4和SiH4比较，NH3和PH3比较，分解温度高低的原因是____________
_____________________________________________________________。
结合上述数据和规律判断，一定压强下HF和HCl的混合气体降温时
________先液化。
(5)电负性(用X表示)也是元素的一种重要性质，下表给出8种元素的电负性
数值：
元素
Na
Mg
Al
Si
P
S
Cl
K
电负性
0.9
1.2
1.5
1.8
2.1
2.5
3.0
0.8
请回答下列有关问题：
估计钙元素的电负性的取值范围：________经验规律告诉我们：当形成化学键的两原子相应元素的电负性差值大于
1.7时，所形成的一般为离子键；当小于1.7时，一般为共价键。试推断AlCl3中形成的化学键的类型及其理由：__________________________。
解析　(1)砷为33号元素，位于第四周期ⅤA族，则可写出其原子核外电子
排布式。(2)K3[Fe(CN)6]为配位化合物，其中Fe3＋与CN－之间的化学键为配
位键，Fe3＋有空轨道，而CN－有孤对电子，所以二者可以形成配位键。
(3)NH4＋中的N原子是中心原子，杂化方式是sp3；NH4＋的结构类似于CH4，
为正四面体结构。(4)NH3分子间存在氢键，故其沸点比相对分子质量大的
PH3高。(5)钙与钾同周期，故其电负性比钾大，与镁同主族，故其电负性比
镁小；Al与Cl的电负性差为1.5<1.7，所以AlCl3中的化学键为共价键。
答案　(1)1s22s22p63s23p63d104s24p3
(2)配位键　CN－能提供孤对电子，Fe3＋能接受孤对电子(或Fe3＋有空轨道)
(3)sp3　正四面体形
(4)①组成和结构相似时，相对分子质量越大，分子间作用力越大，因此SiH4
沸点高于CH4；NH3分子间还存在氢键作用，因此NH3的沸点高于PH3　
②C—H键键能大于Si—H键，因此CH4的分解温度高于SiH4的；N—H键
键能大于P—H键，因此NH3的分解温度高于PH3的　HF(5)①0.8　1.2　②
共价键；因为Cl与Al的电负性差值为1.5，小于1.7
12．生物质能是一种洁净、可再生能源。生物质气(主要成分为CO、CO2、H2等)与H2混合，催化合成甲醇是生物质能利用的方法之一。
(1)上述反应的催化剂含有Cu、Zn、Al等元素。写出基态Zn原子的核外电
子排布式______________。
(2)根据等电子原理，写出CO分子的结构式________________________
________________________________________________________________。
(3)甲醇催化氧化可得到甲醛，甲醛与新制Cu(OH)2的碱性溶液反应生成
Cu2O沉淀。
①甲醇的沸点比甲醛的高，其主要原因是______________________；甲醛分
子中碳原子轨道的杂化类型为________。
②甲醛分子的空间构型是____________；
1
mol甲醛分子中σ键的数目为________。
③在1个Cu2O晶胞中(结构如图所示)，所包含的Cu原子
数目为________。
解析　(1)Zn为30号元素，根据核外电子排布规律即可得出。
根据CO与N2互为等电子体，具有相似结构推断CO的结构式为C≡O(或
)。
(3)CH3OH与HCHO均为分子晶体，相对分子质量非常接近，而沸点相差较
大，是因为CH3OH分子间存在氢键。形成氢键的条件是①有N、O、F原
子，并且N、O、F上存在孤对电子。②有连接在N、O、F上的H原子。
根据有机物中碳氧双键为sp2杂化，空间构型为平面三角形。甲
醛中C—H键均为σ键，碳氧双键中有一个σ键，故有3个σ键。弄清晶胞
中位于顶点与体心的空心圆为O，则O原子数＝8×＋1＝2，4个位于体心
的黑点为Cu，Cu原子数为4，满足Cu∶O＝2∶1
答案　(1)1s22s22p63s23p63d104s2或[Ar]3d104s2
(2)C≡O(或)
(3)①甲醇分子之间形成氢键　sp2杂化
②平面三角形　3NA
③4第三章物质的聚集状态与物质性质
第一节
认识晶体（第三课时）
【教学目标】
1.知道晶胞是晶体的最小结构重复单元。
2.能用切割法计算一个晶胞中实际拥有的微粒数
【教学重难点】
能用切割法计算一个晶胞中实际拥有的微粒数
【教学方法】探究法
【教学过程】
【新课引入】
【联想质疑】
通过前面的学习你已经知道，晶体可以看成是微粒按照一定的规律无限堆积而得到的，整个晶体里排列着无数个微粒。那么，如何研究晶体内部微粒的排列规律呢？
【板书】
三.晶体结构的基本单元
1.晶胞定义：晶胞是晶体中最小的结构重复单元。晶胞都是从晶体结构中截取下来的大小、形状完全相同的平行六面体。
【多媒体展示】各种类型的晶胞
【问题讨论】晶胞必须符合两个条件？我们又如何去划分晶胞呢？
【总结】
晶胞必须符合两个条件：
一是代表晶体的化学组成
二是代表晶体的对称性
。
划分晶胞要遵循2个原则：一是尽可能反映晶体内结构的对称性；二是尽可能小
【陈述】由A3密堆积中可以划分出六方晶胞，从A1密堆积中可以划分出立方面心晶胞。
整块晶体可以看作是数量巨大的晶胞无隙并置而成，所谓无隙是指相邻晶胞之间没有任何间隙，所谓并置是指所有晶胞都是平行排列的，取向相同。晶胞是具有代表性的体积最小的平行六面体。
【交流研讨】既然晶体是由无数个晶胞堆积形成的，晶胞内威力的组成就能反映整个晶体的组成。那么？应如何来分析一个晶胞中的微粒数呢？
【板书】2.晶胞中原子个数的计算方法：（分割法）
分割法是一种计算一个晶胞中实际拥有微粒数目的一种方法。
分割法的根本原则是：晶胞任意位置上的一个原子如被X个晶胞所共有，那么每个晶胞对这个原子分享1/X。如对于立方晶胞
（1）
每个顶点上的原子被8个晶胞共有，所以晶胞对顶点的每个原子占有1/8。
（2）
每条棱上的原子被4个晶胞共有，所以晶胞对棱上的每个原子只占有1/4。
（3）
每个面上的原子被2个晶胞共有，所以晶胞对面上的每个原子只占有1/2。
（4）
晶胞内部的原子属于晶胞自己，不与其它晶胞分享。
【思考】你能用这种方法分析一下NaCl、CsCL晶体吗？(多媒体展示)
【计算】NaCl晶胞、CsCl晶胞中含有的阴、阳离子数目分别是多少？
NaCl晶胞：钠离子：1＋12×1/4
＝
4
氯离子：8
×1/8＋6×1/2
＝
4
CsCl晶胞：铯离子：1
氯离子：8
×1/8＝
1
【迁移应用】计算物质的化学式
【例题】如图所示的晶体结构是一种具有优良的压电、铁电、光电等功能的晶体材料的晶胞。晶体内与每个“Tｉ”紧邻的氧原子数和这种晶体材料的化学式分别是（各元素所带的电荷均已略去）
【解析】Ba：1x1
Ti：8x(1/8)
O：12x(1/4)
化学式为：BaTiO3
【板书设计】
三.晶体结构的基本单元
1.晶胞定义
2.晶胞中原子个数的计算方法：物质结构与性质
第三章
第一节
认识晶体
在必修2中，学生已初步了解了物质结构和元素周期律、离子键、共价键、分子间作用力等微粒间作用力的知识，又初步了解了离子晶体、分子晶体和原子晶体等结构知识。本专题内容是在学生学习必修2和从原子、分子水平上认识物质构成的基础上，以微粒之间不同的作用力为线索，侧重研究不同类型物质的有关性质，使学生能更深层次上认识物质的结构与性质之间的关系。在金属键的基础上，简单介绍了金属晶体中晶胞的几种常见的堆积模型。让学生对晶体结构有一个较为全面的认识，通过本专题的学习，使学生进一步认识晶体的结构与性质之间的关系，也可使学生进一步深化“结构决定性质”的认识。
【教学设计】
【知识与技能】
1、了解晶体与非晶体的本质差异
2、掌握晶体的基本性质
3、理解金属晶体的概念、构成；了解金属晶体中晶胞的堆积方式。
【过程与方法】
通过对晶体结构示意图和晶体模型的观察认识，教会学生研究方法，培养学生的观察能力、空间想象力，提高思维的全面性、严密性。
【情感态度与价值观】
1、通过对晶体内部微观结构的分析，培养学生实事求是、务实严谨的学习作风和学习化学的兴趣
2、通过“内部有序造就了外部有序”的事实，培养学生体验科学探究的乐趣，激发学生对科学的热爱。
【教学重点】：
对晶体结构示意图和晶体模型的观察认识
【教学难点】：
晶体的空间堆积方式。
【教学过程设计】
【引入】展示：雪花、石英、食盐、铝的晶体结构图，
大多数的金属及其合金也是晶体，具有规则的几何外形。
【阅读】课本P70-71
晶体的特征。
问题：
1、食盐、冰、金属、宝石、水晶大部分矿石等
都是晶体，那么什么样的物质才能称为晶体？
2、晶体与玻璃、橡胶等非晶体有什么不同？
3、为什么晶体具有明显不同于非晶体的特性？
【板书】一、晶体的特性
1、有规则的几何外形
2、各向异性(强度、导热性、光学性质等）
3对称性：晶体的外形和内部结构都具有特有的对称性。
4、有固定的熔沸点
二、晶体与非晶体
晶体:具有规则几何外形的固体
非晶体:没有规则几何外形的固体
三、
晶体的分类(依据：构成晶体的粒子种类及粒子之间的作用)
分为：金属晶体、离子晶体、原子晶体、分子晶体。
【板书】§3-1-2
晶体结构的堆积模型
【展示】同学们自己制作的各种晶体结构模型。
【讲解】晶体的结构是晶胞在空间连续重复延伸而形成的。晶胞与晶体的关系如同砖块与墙的关系。在金属晶体中，金属原子如同半径相等的小球一样，彼此相切、紧密堆积成晶体。金属晶体中金属原子的紧密堆积是有一定规律的。
【展示】金属晶体的原子平面堆积模型
（a）非密置层
（b）密置层
【设问】哪种排列方式圆球周围剩余空隙最小？
【投影并讲解】金属晶体中离子是以紧密堆积的形式存在的.
下面的刚性球模型来讨论堆积方式.
　　在一个层中，最紧密的堆积方式是，一个球与周围
6
个球相切，在中心的周围形成
6
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对准1,
3,
5
位
(若对准2,
4,
6
位,
其情形是一样的).
　
　　关键是第三层,
对第一、二层来说,
可以有两种最紧密的堆积方式:
第一种是将球对准第一层的球,
于是每两层形成一个周期，即
ABAB
堆积方式，形成六方紧密堆积,
配位数
12
(同层
6,
上下各
3).
此种六方紧密堆积的前视图:
　
　另一种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
ABCABC
三层一个周期.
得到面心立方堆积,
配位数
12.
　这两种堆积都是最紧密堆积,
空间利用率为
74.05%.
　　还有一种空间利用率稍低的堆积方式,
立方体心堆积:
立方体
8
个顶点上的球互不相切,
但均与体心位置上的球相切.
配位数
8,
空间利用率为
68.02%
【板书】2.金属晶体的常见的三种堆积方式：
(1)六方堆积.
如镁、锌、钛等
(2)
)面心立方堆积。如金、银、铜、铝等
(3)体心立方堆积。如钠、钾、铬、钨
【课堂小结】
非密置层
体心立方堆积
金属晶体中原子的堆积方式
面心立方堆积
密置层
六方密堆积
六方紧密堆积
面心立方紧密堆积
体心立方紧密堆积第三章
物质的聚集状态与物质的性质
第一节
认识晶体（第一课时）
【教学目标】
1．能区分晶体与非晶体。
2.
认识晶体的重要特征。
【教学重难点】
晶体的特征
【教学方法】探究法
【教学过程】
【新课引入】
【投影】几种常见的晶体图片
【联想·质疑】
1.食盐、冰、金属、宝石、水晶、大部分矿石等
都是晶体，那么什么样的物质才能称为晶体？
2.晶体与玻璃、橡胶等非晶体有什么不同？
3.为什么晶体具有明显不同于非晶体的特性？
【讲述】
像上面这一类固体，有着自己有序的排列，我们把它们称为晶体；而像玻璃这一类固体，本身原子排列杂乱无章，称它为非晶体，今天我们的课题就是一起来探究晶体与非晶体的有关知识。
【板书】
一、晶体的特征
【板书】
1.
晶体与非晶体的本质差异
【提问】
在初中化学中，大家已学过晶体与非晶体，你知道它们之间有没有差异？
【回答】
学生：晶体有固定熔点，而非晶体无固定熔点。
【讲解】
晶体有固定熔点，而非晶体无固定熔点，这只是晶体与非晶体的表观现象，那么他们在本质上有哪些差异呢？
[投影]
晶体与非晶体的本质差异
固定熔点
微观结构
晶体
有
原子在三维空间里呈周期性有序排列
非晶体
没有
原子排列相对无序
【讲述】
通过前面对晶体与非晶体的讨论，现在我们来总结一下，晶体有哪些特点：
【板书】
2.
晶体的特点：
【阅读思考】
晶体具有何种特性
（1）在适宜条件下，晶体能自发呈现封闭的、规则的多面体外形---自范性；
（2）在不同的方向上表现不同的物理性质（如导电）----向异性
（3）具有特定的对称性---对称性
【过渡】
通过以上的学习如何给晶体下一定义？晶体又有何分类？分类的依据又是什么？
【板书】
3.晶体的分类
（1）晶体：
内部微粒在空间按一定的俄规律做周期性重复排列构成的固体物质
（2）依据：根据晶体内部微粒的种类和微粒间相互作用
（3）分类：离子晶体、金属晶体、原子晶体和分子晶体
【思考】各类晶体有何区别？
【学生归纳】
【问题】晶体有何用途呢？
【板书】
4.晶体的用途（学生阅读教材）
【练习】
1.
从我们熟悉的食盐、金属、冰到贵重的钻石等都是晶体，而同样透明的玻璃却是非晶体。下列关于晶体和非晶体的本质区别的叙述中，正确的是（
）
A.是否具有规则的几何外形的固体
B.是否具有固定组成的物质
C.是否具有美观对称的外形
D.内部基本构成微粒是否按一定规律做周期性重复排列
2.下列物质中属于晶体的是（
）
A.橡胶
B.玻璃
C.食盐
D.水晶
3.
关于晶体的自范性，下列叙述正确的是（
）
A.破损的晶体能够在固态时自动变成规则的多面体
B.缺角的氯化钠晶体在饱和的NaCl溶液中慢慢变为完美的立方块
C.圆形容器中结出的冰是圆形的
D.由玻璃制成的圆形的玻璃球
4.下列物质具有固定熔点的是（
）
A.橡胶
B.玻璃
C.水玻璃
D.CuSO4 5H2O
5.下列关于晶体的性质叙述中，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规则的多面体几何外形
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
6.晶体材料有着十分广泛的用途，人们常常利用晶体的性能制造各种有用的材料。下列对晶体材料的应用与水晶有关的是（
）。
A.制造红宝石激光器
B.制造晶体管等电子元件
C.用于遥控器.电子表.手机.声呐等实现能量转化
D.应用于杀菌和快速准确进行外科手术
【板书设计】
一、晶体的特征
1.晶体与非晶体的本质差异
2.晶体的特点
（1）在适宜条件下，晶体能自发呈现封闭的、规则的多面体外形---自范性；
（2）在不同的方向上表现不同的物理性质（如导电）----向异性
（3）具有特定的对称性---对称性
3.晶体的分类
4.晶体的用途
参考答案
1.
D
2.CD
3.B
4.D
5.B
6.C第3节
原子晶体与分子晶体
【自学目标】
1．了解原子晶体的特征，能描述金刚石、二氧化硅等原子晶体的结构与性质的关系。
2．知道分子晶体与原子晶体、离子晶体、金属晶体的结构微粒、微粒间作用力的区别。
3．举例说明分子间作用力对物质的状态等方面的影响。
【自学助手】
晶体种类
离子晶体
分子晶体
原子晶体
金属晶体
组成微粒
微粒间的作用力
作用力强弱
熔沸点
硬度
导电性
固体
熔融
溶液
【思维点拨】
【例题1】已知BBr3的熔点是－46℃，KBr的熔点是734℃，试估计它们各属于哪一类晶体。
【解答】BBr3是由非金属元素组成的，属于共价化合物，由于BBr3的熔点为－46℃，熔点很低，所以BBr3在固态时是以分子间作用力而形成的晶体。KBr是由活泼金属和活泼非金属元素组成的化合物，熔点相对较高，所以KBr属于离子晶体。
【答案】BBr3是分子晶体，KBr是离子晶体。
【例题2】碳化硅的一种晶体（SiC）具有类似金刚石的结构，其中碳原子和硅原子的位置是交替的。下列三种晶体：①
金刚石、②晶体硅、③
碳化硅中，它们的熔点由高到低的顺序是
A．①
③
②
B．②
③
①
C．③
①
②
D．②
①
③
　　分析：在原子晶体中，原子半径越小、键长越短、键能越大，熔、沸点越高。题目中所给的信息是有关SiC的结构知识，通过加工信息，并比较碳原子和硅原子的半径，应得出Si－Si键的键长比Si－C键的键长长，Si－C键比C－C键的键长长，所以键能由高到低的顺序应该是：C－C键>C－Si键>Si－Si键，由此可推出熔点由高到低的顺序是：①
③
②
【答案】A
【自我检测】
1．下列晶体中由原子直接构成的单质有（
）
A．硫
B．氦气
C．金刚石
D．金属镁
2．石墨晶体中，层与层之间的结合力是:
（
）
A．金属键
B.共价键
C．分子间力
D.离子键
3．1999年美国《科学》杂志报道：在40GPa的高压下，用激光加热到1800K，人们成功制得了原子晶体CO2，下列对该物质的推断一定不正确的是
（
）
A．该原子晶体中含有极性键
B．该原子晶体易气化，可用作制冷材料
C．该原子晶体有很高的熔点、沸点
D．该原子晶体硬度大，可用作耐磨材料
4．在60gSiO2晶体中，含有Si—O键的物质的量为
（
）
A．1mol
B．2mol
C．3mol
D．4mol
5．金刚石和石墨两种晶体中，每个最小的碳环里所包含的碳原子数
（
）
A．前者多
B．后者多
C．相等
D．无法确定
6．下列说法中，正确的是（
）
A．冰溶化时，分子中H—O键发生断裂
B．原子晶体中，共价键的键长越短，通常熔点就越高
C．分子晶体中，共价键键能越大，该分子的熔沸点就越高
D．分子晶体中，分子间作用力越大，则分子越稳定
7．SiCl4的分子结构与CCl4类似，对其做出如下推断：①SiCl4晶体是分子晶体；②常温常压SiCl4不是气体；③SiCl4分子是由极性键构成的非极性分子；④SiCl4熔点高于CCl4。其中正确的是（
）
A．只有①
B．只有①②
C．只有②③
D．①②③④
8．水的沸点是100℃，硫化氢的分子结构跟水相似，但它的沸点却很低，是
—60.7°C，引起这种差异的主要原因是
（
）
A．范德华力
B．共价键
C．氢键
D．相对分子质量
9．分析下列各物质的物理性质，判断其固态不属于分子晶体的是
（
）
A．碳化铝，黄色晶体，熔点2200℃，熔融态不导电
B．溴化铝，无色晶体，熔点98℃，熔融态不导电
C．五氧化钒，无色晶体，熔点19.5℃，易溶于乙醇、氯仿、丙酮中
D．溴化钾，无色晶体，熔融时或溶于水中都能导电
10．下列叙述中正确的是：
（
）
A．原子晶体中，共价键的键能越大，熔沸点越高
B．分子晶体中，分子间的作用力越大，该分子越稳定
C．分子晶体中，共价键的键能越大，熔沸点越高
D．某晶体溶于水后，可电离出自由移动的离子，该晶体一定是离子晶体
11．固体熔化时必须破坏非极性共价键的是
（
）
Ａ．冰
Ｂ．晶体硅
Ｃ．溴单质
Ｄ．二氧化硅
12．下列物质的熔点均按由高到低的排列，其原因是由于键能由大到小排列的是
（
）
A．铝、钠、干冰
B．金刚石、碳化硅、晶体硅
C．碘化氢、溴化氢、氯化氢
D．二氧化硅、二氧化碳、一氧化碳
13．氯化钠属于
晶体，二氧化硅属于
晶体，NaCl和SiO2并不代表它们的
式，只能表示组成晶体的各种微粒的
。
14．在金刚石的网状结构中,含有由共价键形成的碳原子环,其中最小的环上有
(填数字)个碳原子,每个碳原子上的任意两个C—C键的夹角都是
(填角度).
15．(1)二氧化硅晶体中，每个硅原子周围有________个氧原子，每个氧原子周围有________个硅原子，硅氧原子个数比为________。
(2)石墨晶体结构如图所示，每一层由无数个正六边形构成。
平均每个正六边形所占有的碳原子数目为________、
平均每个正六边形所占有的共价键数目为________。
【探索提高】
16．在石墨晶体里，每一层由无数个正六边形构成，同一层内每个碳原子与相邻的三个碳原子以C-C键结合，则石墨晶体中碳原子数与C-C键数之比为
（
）
A．1：1
B．2：1
C．2：3
D．3：2
17．下面有关晶体的叙述中，不正确的是（
）
A．金刚石空间网状结构中，由共价键形成的碳原子环中，最小环上有6个碳原子
B．氯化钠晶体中，每个Na+周围距离相等的Cl-共有6个
C．氯化铯晶体中，每个CS+周围紧邻8个Cl-
D．干冰晶体中，每个CO2分子周围紧邻10个CO2分子
18．已知氯化铝的熔点为190℃（2.02×105Pa），但它在180℃和常压下即开始升华。
（1）氯化铝是
晶体（填“离子”或“分子”）。
（2）在500℃，1.01×105Pa时，氯化铝的蒸气密度（换算成标准状况）为11.92g·L－1，且已知它的结构中还含有配位键，氯化铝的化学式为
。
（3）设计一个更可靠的实验，证明氯化铝是离子晶体还是分子晶体，你的实是
。
19.a、b、c、d、e、f、g为七种由短周期元素构成的微粒，它们都有10个电子，其结构特点如下：
微粒代码
a
b
c
原子核数
单核
单核
双核
带电荷数（单位电荷）
0
1+
1-
d
e
f
g
多核
单核
多核
多核
0
2+
1+
0
其中b的离子半径大于e的离子半径；d是由极性键构成的四原子极性分子；c与f可形成两个共价型d、g分子。试写出：
（1）a微粒的核外电子排布式
（2）b与e相应元素的最高价氧化物对应水化物的碱性强弱比较为
>
（用化学式表示）
（3）g微粒所构成的晶体类型属
（4）d分子的空间构型为
20．A、B、C、D都是短周期元素，原子半径D>C>A>B。其中A、B处于同一周期，A、C处于同一主族。C原子核内的质子数等于A、B原子核内质子数之和，C原子最外层电子数是D原子最外层电子数的4倍。试回答：
（1）这四种元素分别是：A
，B
，C
，D
。
（2）这四种元素单质的熔点由高到低的顺序是
。
（3）写出A、B、D组成的化合物与B、C组成的化合物相互反应的化学方程式
。
第3节
原子晶体与分子晶体答案
1.BC
2.C
3.B
4.D
5.C
6.B
7.D
8.C
9.AD
10.A
11.B
12.A
13.离子；原子；个数比
14．
6；109.50
15．(1)
4；2；1︰2
(2)2
;
3
16．C
17.
D
18.（1）分子
（2）
（3）在加压条件下加热至熔融，测其导电性，若导电，则是离子晶体，若不导电，则为分子晶体。
19.（1）1s22S22p6
（2）NaOH>Mg(OH)2
（3）分子晶体
（4）三角锥形
20．（1）A．C
B．O
C．Si
D．Na
（2）C>Si>Na>O2
（3）Na2CO3+SiO2Na2SiO3+CO2第3节
原子晶体与分子晶体
第2课时
分子晶体
【教学目标】
1.了解干冰的宏观性质，明确分子晶体的概念。
2.理解分子晶体的空间结构特点及微粒的堆积方式。
3.知道分子晶体熔沸点高低与晶体结构及微粒间作用力的关系。

【教学 重难点】掌握分子晶体的结构与性质特点。
【教学方法】
1.利用多媒体手段展示图片，激发学生学习兴趣，引导学生去探究分析分子晶体的结构特点。
2.利用图片、模型以及教材上的“联想·质疑”“交流·研讨”等栏目，承上启下，使课堂学习环环相扣。
3.课堂上利用学案导学，通过学生自学、小组讨论、上黑板展示、师生评价等形式，完成学习目标。并通过迁移应用、当堂反馈等习题的设置，巩固所学知识、检测学生的学习效果，使教学更有针对性。
【教学过程】
教学活动
学生活动
设计意图
【引入问题情景】我们已知道，冰易融化，干冰易气化，碘晶体易升华，你知道这些晶体为什么具有上述的特殊性质吗？它们的结构是怎样的呢？（利用多媒体展示冰融化，干冰气化，碘晶体升华等图片）
聆听、观看图片
启发学生思考：冰、干冰、碘的性质与离子晶体、金属晶体、原子晶体的区别。
[板书]二、分子晶体
[板书]1.分子晶体的概念
[讨论]（1）干冰的宏观性质和应用有哪些？
（2）分子晶体中分子的排列是否采取紧密堆积的方式？为什么？
（3）分子晶体的结构特点有哪些？
[思考]CO2中C原子和O原子之间以共价键相结合，故CO2形成的晶体为原子晶体。你认为正确吗？为什么？
（教师对学生的讨论结果做出评价并用多媒体展示）
[迁移·应用]下列物质形成的晶体中属于分子晶体的化合物是（
）。
A.NH3、H2、C10H8
B.H2S、CO2、H2SO4
C.SO2、SiO2、P2O5
D.CH4、Na2S、H2O


观察碘晶体和干冰晶体的晶胞，熟悉典型分子晶体的结构。

讨论给定的有关问题
学生思考讨论并展示结论，学生之间相互评价。

[讨论题答案：（1）常见的干冰呈块状或丸状，在低温实验、人工降雨等场合常用做致冷剂。
（2）分子晶体中分子的排列采取紧密堆积的方式，因分子间的相互作用不具有方向性。
（3）分子以分子间作用力相互结合形成晶体，并采取紧密堆积方式排列。
思考题答案：不正确，因为CO2中C原子和O原子之间虽然以共价键相结合，但CO2分子与分子之间是通过分子间作用力相结合而形成的分子晶体。
迁移应用答案：B]


通过设置的讨论题可加深学生对分子晶体结构特点的认识。

通过迁移应用，使学生学以致用，达到巩固提高的目的。
[板书]2.冰晶体的结构与性质
[阅读思考]（1）冰晶体中微粒间的作用力有哪几种？
（2）冰晶体的结构特点如何？冰中水分子的排列是否采取紧密堆积的方式？为什么？
（3）由水变为冰，水的密度如何变化？为什么？
（指导学生思考问题）
[迁移·应用]冰晶体中，在每个水分子周围结合的水分子的个数为
。
（教师对学生的结论作出评价并用多媒体展示）
阅读教师指定内容，参考课本图示，思考、讨论学案提出的问题。
（1）六人一组，组内合作，集思广益。
（2）各小组上黑板展示问题的结论。
（3）有问题的先同组内同学改，再小组之间改。
[思考题答案：（1）范德华力和氢键
（2）冰晶体主要是水分子依靠氢键而形成的。因氢键具有一定的方向性，故冰中水分子不能采取紧密堆积方式。
（3）密度减小；因冰中水分子的间距教大，分子的排列比较松散。
迁移应用答案：4]

通过思考和组内、组间的交流，让学生自己发现规律和方法。
[板书]3.分子晶体的物理性质
[阅读思考]（1）分子晶体的物理性质有何特点？
（2）分子晶体的熔点为什么比原子晶体和离子晶体的熔点低？
（3）与同族元素的氢化物形成的分子晶体相比，为什么水的熔沸点相对较高？
（4）如何判断组成和结构相似的分子晶体的熔沸点的相对高低？为什么？
（指导学生阅读相关内容，完成学案提出的问题）
[迁移·应用]
1.下列各组物质按熔点由低到高的顺序排列的是
。
A.F2、Cl2、Br2、I2B.H2O、H2S、H2Se
C.CO2、H2O、D.白磷、金刚石
2.试解释甲烷晶体在常温常压不能存在的原因是什么？
（教师对迁移·应用答案进行评析）
【板书】4.
哪些晶体属于分子晶体较典型的分子晶体有：(1)所有非金属氢化物，如水、硫化氢、氨、氯化氢、甲烷，等等；
(2)部分非金属单质，如卤素(X2)(如图3-9的碘)、氧(O2)(如图3-10)、硫(S8)、氮(N2)、白磷(P4)、碳60(C60)(如图3-10)，等等；(3)部分非金属氧化物，如CO2、P4O6、P4O10、SO2，等等
阅读教师指定内容，思考、讨论学案提出的问题。
（1）六人一组，组内合作，集思广益。
（2）各小组上黑板展示问题的结论。
（3）有问题的先同组内同学改，再小组之间改。
对于迁移应用给出的题目，学生独立完成，然后同桌之间相互批阅，指出合理或不合理之处。
[阅读思考答案：（1）熔沸点低、硬度较小，有较强的挥发性。
（2）分子晶体熔化时破坏的是分子间作用力，而原子晶体或离子晶体熔化时破坏的是化学键，故分子晶体的熔点较低。
（3）水分子间除了分子间作用力外，还有氢键。
（4）对组成和结构相似且晶体中不含氢键的物质来说，相对分子质量越大，物质的熔沸点越高。因相对分子质量越大，分子间作用力越大。
迁移应用答案：1.C
2.AC
3.甲烷形成的晶体是分子晶体，分子间依靠范德华力相结合，因范德华力较弱，故其熔点低，在常温常压下只能以气体形式存在。]

以问题的形式将内容具体化，使学生在探究、讨论问题的过程中掌握学习目标。






配以适当的练习，巩固所学知识。
[小结]教师引导、启发学生总结本节所学主要知识内容框架
（多媒体展示本节主要内容）
[开拓思考]
金刚石与石墨的熔点均很高，那么二者熔点是否相同？为什么？若不相同，哪种更高一些？[板书]5.混合晶体
【学生】阅读教材归纳总结结构特点
回忆、概括整合：
分子间通过分子间作用力结合形成的晶体称为分子晶体。分子晶体中的分子以范德华力或氢键相结合，并采取紧密堆积方式。由于分子间作用力较小，因此分子晶体的熔点和硬度都比较低。
再现本节课主要学习过程。
抓住要点。
【板书设计】二、分子晶体
1.分子晶体的概念
2.冰晶体的结构与性质3.分子晶体的物理性质4、哪些晶体属于分子晶体[板书]5.混合晶体第3章
物质的聚集状态与物质性质
第1节
认识晶体（第2课时）
夯基达标
1某物质的晶体中含A、B、C三种元素，其排列方式如图所示(其中前后两面心上的B原子未能画出)，晶体中A、B、C的原子个数之比依次为(　　)
A．1∶3∶1　　　　　　　　
　B．2∶3∶1
C．2∶2∶1　　　　　　　　
　D．1∶3∶3
2F2和Xe在一定条件下可生成XeF2、XeF4和XeF6三种氟化氙，它们都是极强的氧化剂(其氧化性依次递增)，都极易水解。其中6XeF4＋12H2O===2XeO3＋4Xe↑＋24HF＋3O2↑，下列推测正确的是(　　)
黑球表示氙原
子，白球表示氟原子
A．XeF2分子中各原子均达到八电子的稳定结构
B．某种氟化氙的晶体结构单元如上图所示，可推知其化学式为XeF6
C．XeF4按已知方式水解，每生成4
mol
Xe转移16
mol电子
D．XeF2加入水中，在水分子的作用下，将重新生成Xe和F2
3下图所示是晶体结构中具有代表性的最小重复单元(晶胞)的排列方式，其对应的化学式正确的是(图中：
)(　　)
4金属铁单质的晶体在不同温度下有两种堆积方式，晶胞分别如下图所示。体心立方晶胞和面心立方晶胞中实际含有的铁原子个数之比为__________。
5现有甲、乙、丙(如下图)三种晶体的晶胞(甲中x处于晶胞的中心，乙中a处于晶胞的中心)，可推知：甲晶胞中x与y的个数比是__________，乙晶胞中a与b的个数比是__________，丙晶胞中有__________个c离子，有__________个d离子。
6钛和钛的合金已被广泛用于制造电讯器材、人造骨骼、化工设备、飞机等航天航空材料，被誉为“未来世界的金属”。试回答下列问题：
(1)钛有Ti和Ti两种原子，它们互称为__________。Ti元素基态原子的电子排布式为__________。
(2)偏钛酸钡在小型变压器、话筒和扩音器中都有应用。偏钛酸钡晶体中晶胞的结构如上图所示，它的化学式是____________。
7有一种多聚硼酸盐为无限网状结构(如图所示)，其结构的基本单元可以表示为(B5On)m－，则m＝__________，n＝__________。
8
(1)水在不同的温度和压力条件下可以形成11种不同结构的晶体，密度从比水轻的0.92
g·cm－3到约为水的一倍半。冰是人们迄今已知的由一种简单分子堆积出结构花样最多的化合物。其中冰—Ⅶ的晶体结构为一个如下图所示的立方晶胞，每个水分子可与周围__________个水分子以氢键结合，晶体中，1
mol水可形成__________
mol氢键。
(2)已知下列元素的电负性数据：H为2.1，O为3.5，F为4.0。
OF2与水的立体结构相似，但水分子的极性比OF2强得多，其原因有：①OF2中氧原子上有两对孤对电子，抵消了F—O键中共用电子对偏向F而产生的极性；②从电负性上看，__________。
能力提升
9有A、B、C、D四种元素，其中A元素和B元素的原子都有1个未成对电子，A＋比B－少一个电子层，B原子得一个电子后3p轨道全满；C原子的p轨道中有3个未成对电子，其气态氢化物在水中的溶解度在同族元素所形成的氢化物中最大；D的最高化合价和最低化合价的代数和为4，其最高价氧化物中含D的质量分数为40%，且其核内质子数等于中子数；R是由A、D两元素形成的离子化合物，其中A与D离子数之比为2∶1。请回答下列问题：
(1)A单质、B单质、化合物R的熔点大小顺序为下列的
__________(填序号)：
①A单质＞B单质＞R；②R＞A单质＞B单质；③B单质＞R
＞A单质；④A单质＞R＞B单质。
(2)在CB3分子中C元素原子的原子轨道发生的是__________杂化，其固体时的晶体类型为__________。
(3)写出D原子的核外电子排布式：__________，C的氢化物比D的氢化物在水中溶解度大得多的可能原因是____________________。
(4)下图是D和Fe形成的晶体FeD2最小单元“晶胞”，FeD2晶体中阴、阳离子数之比为__________，FeD2物质中具有的化学键类型为__________。
10有一种蓝色的晶体，它的结构特征是Fe2＋和Fe3＋分别占据立方体互不相邻的顶点，立方体的每条棱上均有一个CN—。
(1)根据晶体结构的特点，推出这种蓝色晶体的化学式(用简单整数表示)__________。
(2)此化学式带何种电荷__________，如果Rn＋或Rn—与其结合成电中性粒子，此粒子的化学式为__________。
11新型节能材料高温超导体的最先突破是在1987年从新的钇钡铜氧材料的研究开始的。在制备钇钡铜氧高温超导体的同时，偶然得到了副产品——紫色的硅酸铜钡。凑巧的是，后者正是发现于中汉代器物上的被称为“汉紫”的颜料，还发现于秦俑彩绘。钇钡铜氧的晶胞结构如图，研究发现，此高温超导体中的铜元素有两种价态，＋2价和＋3价。
(1)给出铜在周期表中的位置(周期和族)：__________。
(2)写出Cu3＋的核外电子排布：__________。
(3)根据图示晶胞结构，推算晶体中Y、Cu、Ba和O原子个数比，确定其化学式为：__________。
(4)根据(3)所推出的化合物的组成，计算出其中Cu原子的平均化合价(该化合物中各元素的化合价为Y3＋、Ba2＋)__________，最后计算化合物中这两种价态Cu原子个数比为__________。
参考答案
1解析：晶体中A、B、C的原子个数之比依次为8×∶6×∶1＝1∶3∶1。
答案：A
2解析：Xe原子已达到八电子的稳定结构，故XeF2分子中各原子均达到八电子的稳定结构的说法错误；根据题目提供的结构单元推得晶体中Xe、F原子个数比为
(8×＋1)∶(8×＋2)＝1∶2，故其化学式为XeF2；根据题意，XeF2、XeF4和XeF6三种氟化氙都是极强的氧化剂，都极易水解，可判断XeF2加入水中，不应简单地分解生成Xe和F2，故D项说法错误。
答案：C
3解析：根据顶点、棱心、面心、体心和其他处于立方体内的原子分别提供给一个晶胞的是其本身的、、、，求出X与Y的比值。A图中X为1，Y为8×＝1，化学式为XY；B图中X为1＋4×＝，Y为4×＝，化学式为X3Y；C图中X为8×＝1，Y为6×＝3，Z为1，化学式为XY3Z；D图中X为8×＝1，Y为12×＝3，Z为1，化学式为XY3Z。
答案：C
4解析：本题考查晶胞中微粒数的计算——切割法。体心立方中Fe为8×＋1＝2个，面心立方中Fe为8×＋6×＝4个，因此体心立方晶胞和面心立方晶胞中实际含有的铁原子个数之比为1∶2。
答案：1∶2
5解析：处于晶胞中心的x或a为该晶胞单独占有，位于立方体顶点的微粒为8个立方体共有，位于立方体棱边的微粒为4个立方体共有，位于立方体面的微粒为2个立方体共有，所以x∶y＝1∶6×＝4∶3；a∶b＝1∶8×＝1∶1；丙晶胞中c离子为12×＋1＝4(个)，d离子为8×＋6×＝4(个)。
答案：4∶3
　1∶1　4　4
6解析：根据偏钛酸钡晶体的晶胞结构，求得Ba、Ti、O原子数之比＝1∶8×∶12×＝1∶1∶3，故它的化学式是BaTiO3。
答案：(1)同位素　1s22s22p63s23p63d24s2(或Ar]3d24s2
)
(2)BaTiO3
7解析：由题意可知，该图为一个基本单元，但与另一个基本单元连接的氧原子为两个基本单元所共有，因此，该类氧原子属于该基本单元的数量只能算。基本单元中共有6个这样的氧原子，即＝3个，所以n(O)＝3＋6＝9(环上6个O原子为基本单元独有)。又因硼元素为＋3价，氧元素为－2价，则：m＝│3×5－2×9│＝3即本题答案为m＝3，n＝9。
答案：3　9
8解析：(1)观察图示的立方晶胞的中心水分子可知，该水分子与周围4个水分子以氢键结合；每2个水分子间形成的1个氢键，每个水分子只分得一半，故晶体中，1
mol水可形成4
mol×0.5＝2
mol氢键。(2)
根据题中所给出的元素电负性数据：H为2.1，O为3.5，F为4.0，氧与氢的电负性差(1.4)大于氧与氟的电负性差(0.5)，因此，虽然OF2与水的立体结构相似，但水分子的极性比OF2强得多。
答案：(1)4　2
(2)氧与氢的电负性差大于氧与氟的电负性差
9解析：由B原子得一个电子后3p轨道全满，可推得B原子的核外电子排布式为1s22s22p63s23p5，即B原子为氯原子；A＋比B－少一个电子层，则A为钠元素；由C原子的p轨道中有3个未成对电子，其气态氢化物在水中的溶解度在同族元素所形成的氢化物中最大，可知C为氮元素；D的最高化合价和最低化合价的代数和为4，即为ⅥA族元素，再根据其最高价氧化物(DO3)中含D的质量分数为40%，求得其相对原子质量为32，结合其核内质子数等于中子数推出D为硫元素；R是Na2S。
答案：(1)②
(2)sp3　分子晶体
(3)1s22s22p63s23p4　NH3与水分子形成氢键
(4)1∶1　离子键、非极性键
10解析：Fe2＋、Fe3＋占据立方体的互不相邻的顶点，则每个立方体上有4个Fe2＋、4个Fe3＋，根据晶体的空间结构特点，每个顶点上的粒子有属于该立方体，则该
立方体中有个Fe2＋、个Fe3＋，CN－位于立方体的棱上，棱上的粒子有属于该立方体，该立方体中有3个CN－，所以该晶体的化学式为FeFe(CN)6]－，此化学式带负电荷，若结合Rn＋形成中性粒子，此粒子化学式为RFeFe(CN)6]n。
答案：(1)FeFe(CN)6]－　(2)负电荷　RFeFe(CN)6]n
11解析：铜在周期表中位于第四周期，IB族；Cu原子的核外电子排布式为Ar]3d104s1
或1s22s22p63s23p63d104s1，Cu3＋的核外电子排布为Ar]3d8
或1s22s22p63s23p63d8；根据图示晶胞结构，推算晶体中Y、Cu、Ba和O原子个数比时，关键是要注意Cu原子和O原子：Cu原子有8个在顶点，另外8个在棱上，O原子有8个在面上，另外12个在棱上，因此晶体中Y、Cu、Ba和O原子个数比＝1∶(8×＋8×)∶2∶(8×＋12×)＝1∶3∶2∶7，由此确定其化学式为YBa2Cu3O7。根据化学式和已知的化合价(Y3＋、Ba2＋)，可求得Cu原子的平均化合价为；再利用十字交叉法或列方程法求得Cu2＋∶Cu3＋＝2∶1。
答案：(1)第四周期，IB族
(2)Ar]3d8
或1s22s22p63s23p63d
8
(3)YBa2Cu3O7
(4)　Cu2＋∶Cu3＋＝2∶1第4节　几类其他聚集状态的物质
1．了解非晶体、液晶、等离子体、纳米材料的结构特征及特殊性质。
2．了解上述其他聚集状态物质的实际用途和应用。(难点)
非
晶
体
和
液
晶
[基础·初探]
教材整理1　非晶体
1．定义
内部原子或分子的排列呈杂乱无章的分布状态的固体称为非晶体。
例如：橡胶、玻璃、石蜡、沥青等。
2．与晶体的区别
最大区别：物质内部的微粒能否有序地规则排列。
(1)晶体内部微粒在空间按一定规律周期性重复排列而表现出长程有序。
(2)非晶体的内部微粒的排列则是长程无序和短程有序的。
3．非晶体的优异性能
(1)某些非晶态合金的强度和硬度比相应晶态合金的高。
(2)某些非晶态合金在中性盐溶液或酸性溶液中的耐腐蚀性比不锈钢好。
(3)非晶态硅对阳光的吸收系数比单晶硅大。
为什么非晶体没有晶体所具有的对称性、各向异性和自范性？
【提示】　因为非晶体的内部微粒的排列是长程无序和短程有序。
教材整理2　液晶
1．定义
在一定的温度范围内既具有液体的可流动性，又具有晶体的各向异性的物质称液晶。
2．性质及原因
性质：液晶在折射率、磁化率、电导率等宏观性质方面表现各向异性。
原因：液晶内部分子的排列沿分子长轴方向呈现出有序的排列。
为什么液晶具有显示功能？
【提示】　液晶的显示功能与液晶材料内部分子的排列有关，在施加电压时，液晶分子能够沿电场方向排列，而在移去电场后，液晶分子又恢复到原来的状态，所以液晶具有显示功能。
[题组·冲关]
1．有关非晶体的描述，不正确的是(　　)
A．非晶体和晶体均呈固态
B．非晶体内部的粒子是长程无序和短程有序
C．非晶体结构无对称性、各向异性和自范性
D．水晶属于非晶体
【解析】　水晶(SiO2)属于原子晶体。
【答案】　D
2．下列有关晶体和非晶体的说法中正确的是(　　)
A．具有规则几何外形的固体均为晶体
B．晶体具有自范性，非晶体没有自范性
C．晶体研碎后即变成非晶体
D．将玻璃加工成规则的固体即变成晶体
【解析】　是否具有规则的几何外形不能作为判断晶体与非晶体的依据，如玻璃虽有规则的几何外形但却是混合物，属于非晶体，A项错误；研碎只是晶体大小发生变化，但晶体内部微粒仍为长程有序，所以晶体类型不变，同样，非晶体即便是加工成形，其内部粒子仍然是长程无序，短程有序，仍为非晶体，B项正确，C、D项错误。
【答案】　B
3．某个固体在不同方向上的物理性质是相同的，那么它(　　)
A．一定是晶体
B．一定是非晶体
C．一定是多晶体
D．不一定是非晶体
【解析】　晶体具有各向异性，A选项错误；固体在不同方向上的物理性质相同，该固体可能是非晶体，也可能是其他类型的聚集状态的物质，如纳米材料。综上所述，只有D选项合理。
【答案】　D
4．关于液晶的下列说法正确的是(　　)
A．液晶是液体和晶体的混合物
B．液晶是一种晶体
C．液晶分子在特定方向排列比较整齐，但不稳定
D．所有物质在一定条件下都能成为液晶
【答案】　C
纳
米
材
料
和
等
离
子
体
[基础·初探]
教材整理1　纳米材料
1．定义
三维空间尺寸至少有一维处于纳米尺度的、具有特定功能的材料。
2．结构
纳米材料由直径为几个或几十个纳米的颗粒和颗粒间的界面两部分组成。纳米颗粒内部具有晶状结构，界面则为无序结构，因此纳米材料具有既不同于微观粒子又不同于宏观物体的独特性质。
3．构成粒子
(1)纳米材料的结构粒子是排列成了纳米量级的原子团。
(2)通常，组成纳米材料的晶状颗粒内部的有序原子与晶粒界面的无序原子各约占原子总数的50%，从而形成与晶态、非晶态均不同的一种新的结构状态。纳米材料的粒子细化和界面原子比例较高。
纳米材料有什么特性？
【提示】　粒子细化、界面原子比例较高，使纳米材料在光、声、电、磁、热、力、化学反应等方面具有特性。
教材整理2　等离子体
1．定义
由大量带电微粒(离子、电子)和中性微粒(原子或分子)所组成的物质聚集体称为等离子体。
2．特点
等离子体中正、负电荷数大致相等，总体来看等离子体呈准电中性。
3．性质
等离子体具有很好的导电性，很高的温度和流动性。
如何使气体转变为等离子体？
【提示】　高温加热气体或用紫外线、X射线和γ射线照射气体，都可以使气体转变为等离子体。
[合作·探究]
等离子体、液晶、纳米材料典型性质探究
[探究问题]
1．等离子体中正、负电荷大致相等，总体来看等离子体呈准电中性，等离子体具有很好的导电性。
2．液晶既具有液体的可流动性，又具有像晶体那样的各向异性，在折射率、磁化率、电导率等方面具有宏观物体的性质。
3．纳米材料具有良好的物理、化学性质。纳米材料在光、声、电、磁、热、力、化学反应等方面完全不同于由微米量级或毫米量级的结构颗粒构成的材料。
[核心·突破]
四种聚集状态的比较
聚集状态
非晶体
液晶
纳米材料
等离子体
定义
基本构成微粒的排列是长程无序和短程有序的聚集状态
在一定温度范围内既具有液体的可流动性，又具有晶体各向异性的聚集状态
三维空间尺寸至少有一维处于纳米尺度的、具有特定功能的材料
由大量带电微粒和中性微粒所组成的物质聚集体
特征
某些非晶体合金强度和硬度高、耐腐蚀性强，非晶态硅对光的吸收系数大
折射率、磁化率、电导率均表现出各向异性，液晶显示的驱动电压低、功率小
粒子细化、界面原子比例较高，使纳米材料在光、声、电、磁、热、力、化学反应等方面具有特性
导电性好、具有高温、流动性
重要应用
制作各种容器、太阳能电池
液晶显示器、电子表、计算器、数字仪表
化妆品、涂料、食品、化纤布料、隐形飞机
切割金属、代替手术刀进行外科手术、显示器
[题组·冲关]
1．纳米材料是21世纪最有前途的新型材料之一，世界各国对这一新材料给予了极大的关注。纳米粒子是指直径为1～100
nm的超细粒子(1
nm＝10－9
m)。由于表面效应和体积效应，其常有奇特的光、电、磁、热等性质，可开发为新型功能材料。下列有关纳米粒子的叙述不正确的是(　　)
A．因纳米粒子半径太小，故不能将其制成胶体
B．一定条件下纳米粒子可催化水的分解
C．一定条件下，纳米TiO2陶瓷可发生任意弯曲，可塑性好
D．纳米粒子半径小，表面活性高
【解析】　根据纳米粒子微粒大小，判断出其分散质粒子大小刚好处在胶体分散质大小的范围内，所以纳米材料可以形成胶体。
【答案】　A
2．下列关于纳米技术的叙述不正确的是(　　)
【导学号：66240031】
A．将“纳米材料”均匀分散到液体分散剂中可制得液溶胶
B．用纳米级金属颗粒粉剂作催化剂可加快反应速率，提高反应物的平衡转化率
C．用纳米颗粒粉剂做成火箭的固体燃料将有更大的推动力
D．银器能抑菌、杀菌，纳米银微粒植入内衣织物中，有奇异的抑菌、杀菌效果
【解析】　纳米材料的直径在1
nm～100
nm范围内，与胶粒直径范围相同，A正确；催化剂可加快化学反应的速率，但不能使化学平衡发生移动，B不正确；与块状固体相比，纳米颗粒直径小，表面积大，因而化学反应的速率快，所以短时间内可产生更大推动力，C正确；银为重金属，重金属微粒可使蛋白质变性，故有杀菌作用，D正确。
【答案】　B
3．高温、紫外线、X射线和γ射线等都可以使气体转化为等离子体。下列叙述中不涉及等离子体的是(　　)
A．日光灯和霓虹灯的灯管中
B．蜡烛的火焰中
C．流星的尾部
D．南极的冰山中
【解析】　高温下存在等离子体，日光灯、霓虹灯、蜡烛、流星都能形成高温环境。
【答案】　D
4．等离子体的用途十分广泛，运用等离子体来切割金属或者进行外科手术，其利用了等离子体的特点是(　　)
A．微粒带有电荷
B．高能量
C．基本构成微粒多样化
D．准电中性
【解析】　运用等离子体来切割金属或者进行外科手术，是利用了等离子体具有高能量的特点。
【答案】　B第3章　物质的聚集状态与物质性质
第1节　认识晶体
第1课时　晶体的特性与晶体结构的堆积模型
学习目标　1.掌握晶体与非晶体的概念以及晶体的特性。2.知道晶体结构的堆积模型。
一、晶体的概念与特性
1．晶体的概念
内部微粒(原子、分子或离子)在空间按一定规律做__________________________构成的固体物质。
2．晶体的特性
有规则的几何外形、________性、________性、________性以及固定的____________。
3．晶体的主要类型
根据晶体内部微粒的________和微粒间__________的不同，可将晶体分为____________、
____________、____________和____________。
二、晶体结构的堆积模型
1．原理
由于在金属晶体、离子晶体和分子晶体的结构中，__________、__________和
________________均无方向性，因此都趋向于使原子、离子或分子吸引尽可能多的其他原子、离子或分子分布于其周围，并以密堆积的方式降低体系的能量，使晶体变得比较
__________。
2．金属晶体的堆积模型——等径圆球的密堆积
(1)列
等径圆球在一列上紧密堆积的方式只有一种，即所有的圆球都在一条直线上排列。
(2)层
等径圆球在一个平面上最紧密堆积的方式只有一种，即每个等径圆球与周围其他六个球接触。这样形成的层称为__________。
(3)类型
等径圆球密堆积的方式有________最密堆积和________最密堆积两种。
(4)配位数
在密堆积中，一个原子或离子周围所邻接的原子或离子的数目。
3．离子晶体的堆积模型——非等径圆球的密堆积
离子晶体可视作不等径圆球的密堆积，即将不同半径的圆球的堆积看作是____________先按一定方式做____________________，小球再填充到大球所形成的________中。
4．分子晶体的堆积方式
(1)在分子晶体中，原子先以__________形成分子，分子再以________________形成晶体。
(2)分子间尽可能采用________堆积方式，但若晶体中的微粒间以共价键结合进行堆积
时，由于共价键的________和________决定了一个原子周围的其他原子的________和
____________，故其微粒堆积不服从紧密堆积原理。
5．原子晶体
在原子晶体中由于共价键的__________和__________，使晶体不遵循“紧密堆积”原理。
1．普通玻璃和水晶的根本区别在于(　　)
A．外形不一样
B．普通玻璃的基本构成微粒无规则性地排列，水晶的基本构成微粒按一定规律做周期性重复排列
C．水晶有固定的熔点，普通玻璃无固定的熔点
D．水晶可用于能量转换，普通玻璃不能用于能量转换
2．下列不属于晶体的特点的是(　　)
A．具有规则的几何外形
B．某些物理性质具有各向异性
C．具有固定的熔点
D．一定是无色透明的固体
3．下列物质属于晶体的是(　　)
A．橡胶
B．玻璃
C．海盐
D．水晶
4．在单质的晶体中一定不存在的微粒是(　　)
A．原子
B．分子
C．阴离子
D．阳离子
5．有关A1型密堆积与A3型密堆积的说法中正确的是(　　)
A．A1型密堆积是最密堆积，A3型密堆积不是最密堆积
B．两者都是最密堆积，其中A3型密堆积是一、三、五……各层球心重合，二、四、六……各层球心重合；A1型密堆积是四、五、六各层球心分别和一、二、三层各球心重合
C．原子晶体一般都采用A1型密堆积或A3型密堆积
D．只有金属晶体才可能采用A1型密堆积或A3型密堆积
练基础落实
知识点一　晶体与非晶体
1．从我们熟悉的食盐、金属、冰到贵重的钻石等都是晶体，而同样透明的玻璃却是非晶体。下列关于晶体和非晶体的本质区别的叙述中，正确的是(　　)
A．是否具有规则几何外形的固体
B．是否具有固定组成的物质
C．是否具有美观对称的外形
D．内部基本构成微粒是否按一定规律做周期性重复排列
2．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．具有各向异性的固体一定是晶体
D．晶体、非晶体都具有固定的熔点
3．水的状态除了气、液和固态外，还有玻璃态，它是由液态水急速冷却到165
K时形成的，玻璃态的水无固定形状，不存在晶体结构，且密度与普通液态水的密度相同。有关玻璃态水的叙述正确的是(　　)
A．水由液态变为玻璃态，体积缩小
B．水由液态变为玻璃态，体积膨胀
C．玻璃态是水的一种特殊状态
D．玻璃态水是分子晶体
知识点二　晶体的特征
4．关于晶体的自范性，下列叙述正确的是(　　)
A．破损的晶体能够在固态时自动变成规则的多面体
B．缺角的氯化钠晶体在饱和的NaCl溶液中慢慢变为完美的立方块
C．圆形容器中结出的冰是圆形的
D．由玻璃制成的圆形的玻璃球
5．云母属晶体，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
知识点三　晶体的堆积模型
6．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
7．下列晶体的结构不遵循“紧密堆积”原则的是(　　)
A．金属铜
B．氯化钠
C．金刚石
D．干冰
8．等径圆球形成的A1型最密堆积和A3型最密堆积中，每个球的配位数分别是(　　)
A．3,3
B．12,12
C．3,6
D．6,6
9．下列说法中错误的是(　　)
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．配位数就是配位键的数目
知识点四　晶体类型的判断
10．某单质的晶体一定不是(　　)
A．离子晶体
B．分子晶体
C．原子晶体
D．金属晶体
11.有下列九种晶体：A.水晶　B．冰醋酸　C．氧化镁　D．白磷　E．晶体氩　F．氯化铵　G．过氧化钾　H．金刚石　I．镁
(1)属于原子晶体的化合物是________，直接由原子构成的晶体是________，直接由原子
构成的分子晶体是________。
(2)由极性分子构成的晶体是________，含有共价键的离子晶体是________，属于分子晶
体的单质是________。
(3)受热熔化后化学键不发生变化的是__________，需克服共价键的是________，需要克服金属键的是________。
第3章　物质的聚集状态与物质性质
第1节　认识晶体
第1课时　晶体的特性与晶体结构的堆积模型
双基落实
一、
1．周期性重复排列
2．自范　各向异　对称　熔、沸点
3．种类　相互作用　离子晶体　金属晶体　原子晶体　分子晶体
二、
1．金属键　离子键　分子间作用力　稳定
2．(2)密置层　(3)A1型　A3型
3．大球　等径圆球的密堆积　空隙
4．(1)共价键　分子间作用力　(2)紧密　方向性　饱和性
数目　堆积方向
5．方向性　饱和性
课堂练习
1．B
2．D　[晶体的特点是有规则的几何外形、固定的熔点和各向异性等，但晶体不一定是无色透明的固体，如晶体碘及蓝色的硫酸铜晶体。]
3．D　[固体有晶体和非晶体之分，晶体是内部微粒(原子、离子和分子)在空间按一定规律做周期性重复排列构成的固体物质。食盐(不是海盐)、冰、金属、宝石、水晶、大部分的矿石等都是晶体；非晶体的内部原子或分子的排列呈现杂乱无章的分布状态，如玻璃、橡胶等都是非晶体。]
4．C　[A例如金刚石由碳原子组成，B例如I2由I2分子组成，D例如金属Cu由Cu2＋和自由电子组成，C阴离子只能存在于离子化合物中。]
5．B
课时作业
1．D　2.C
3．C　[本题是一个信息给予题，读懂信息是解题的关键。由题给信息知，玻璃态水的“密度与普通液态水的密度相同”，表明水由液态变为玻璃态其体积不变；此外，“玻璃态水无固定形状，不存在晶体结构”。因而A、B、D三项错误。]
4．B　[晶体的自范性是指在适宜的条件下，晶体能够自发地呈现封闭的多面体形的性质，这一适宜条件一般指的是自动结晶析出的条件。A项过程不能实现；C项中冰的形状不是水自发形成的，而是受容器的限制形成的；D项中玻璃是非晶体。]
5．D　[云母属于晶体，晶体具有各向异性。]
6．B
7．C　[金刚石属于原子晶体，碳原子以共价键相结合，由于共价键有饱和性和方向性，决定了一个原子周围的其他原子的数目不仅是有限的，而且堆积方向也是一定的。所以原子晶体不遵循紧密堆积原则。]
8．B　9.D　10.A
11．(1)A　A、E、H　E　(2)B　F、G　D、E　(3)B、D
A、H　I第3章
物质的聚集状态与物质性质
第1节
认识晶体（第1课时）
夯基达标
1普通玻璃和水晶的根本区别在于(　　)
A．外形不一样
B．普通玻璃的基本构成微粒无规则性地排列，水晶的基本构成微粒按一定规律做周期性重复排列
C．水晶有固定的熔点，普通玻璃无固定的熔点
D．水晶可用于能量转换，普通玻璃不能用于能量转换
2下列不属于晶体的特点的是(　　)
A．具有规则的几何外形
B．某些物理性质具有各向异性
C．具有固定的熔点
D．一定是无色透明的固体
3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．具有各向异性的固体一定是晶体
D．晶体、非晶体都具有固定的熔点
4下列物质具有固定熔点的是(　　)
A．橡胶　　　　　　　　
　
B．玻璃
C．水玻璃　　　　　　　　
　D．CuSO4·5H2O
5等径圆球形成的A1型最密堆积和A3型最密堆积中，每个球的配位数分别是(　　)
A．3,3　　　　　　　　
　B．12,12
C．3,6　　　　　　　　
　D．6,6
6云母属晶体，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
能力提升
7水的状态除了气、液和固态外，还有玻璃态，它是由液态水急速冷却到165
K时形成的，玻璃态的水无固定形状，不存在晶体结构，且密度与普通液态水的密度相同。有关玻璃态水的叙述正确的是(　　)
A．水由液态变为玻璃态，体积缩小
B．水由液态变为玻璃态，体积膨胀
C．玻璃态是水的一种特殊状态
D．玻璃态水是分子晶体
8有关A1型密堆积与A3型密堆积的说法中正确的是(　　)
A．A1型密堆积是最密堆积，A3型密堆积不是最密堆积
B．两者都是最密堆积，其中A3型密堆积是一、三、五……各层球心重合，二、四、六……各层球心重合；A1型密堆积是四、五、六各层球心分别和一、二、三层各球心重合
C．原子晶体一般都采用A1型密堆积或A3型密堆积
D．只有金属晶体才可能采用A1型密堆积或A3型密堆积
9下图是金属晶体的A1型密堆积形成的面心立方晶胞示意图，在密堆积中处于同一密置层上的原子组合是(　　)
A．④⑤⑥⑩
B．②③④⑤⑥⑦
C．①④⑤⑥⑧
D．①②⑧⑤
参考答案
1解析：普通玻璃为非晶体，水晶为晶体，它们的根本区别在于内部微粒是否按一定规律做周期性重复排列，B项正确。
答案：B
2解析：晶体的特点是有规则的几何外形、固定的熔点和各向异性等，但晶体不一定是无色透明的固体，如晶体碘及蓝色的硫酸铜晶体。
答案：D
3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到周期性重复排列。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，因此B项错。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，但具有各向异性的固体一定是晶体，所以A项错，C项正确。晶体具有固定的熔点而非晶体不具有固定的熔点。
答案：C
4解析：本题考查晶体与非晶体的区别。晶体具有固定的熔点，而非晶体不具有固定的熔点。另外混合物一般无固定的熔点，纯净物有固定的熔点。CuSO4·5H2O为纯净物。
答案：D
5解析：在晶体结构中，原子或离子总是按一定方式与周围的原子或离子相结合，此时，一个质点与周围直接接触的质点数称为配位数。在金属晶体中，由于金属原子通常做最紧密堆积，决定了金属原子具有较高或最高的配位数。配位数为12是晶体结构中最大的配位数，所以等径圆球形成的A1型最密堆积和A3型最密堆积中，每个球的配位数都是12个，其中同一层上是6个，相邻两层各有3个。
答案：B
6解析：云母属晶体，晶体具有各向异性。
答案：D
7解析：本题是一个信息给予题，读懂信息是解题的关键。由题给信息知，玻璃态水的“密度与普通液态水的密度相同”，表明水由液态变为玻璃态其体积不变；此外，“玻璃态水无固定形状，不存在晶体结构”。因而答案A、B、D三项错误。
答案：C
8解析：A1型密堆积与A3型密堆积都是最密堆积，故A选项错误。A1型紧密堆积采用“…ABCABCABC…”堆积，所以其四、五、六各层球心分别和一、二、三各层球心重合；A3型密堆积采用“…ABABAB…”堆积，所以它的一、三、五……各层球心重合，二、四、六……各层球心重合，故B项正确。组成晶体的微粒间作用力没有方向性，在空间的排列大都服从紧密堆积原理。由于组成原子晶体的原子间靠有方向性的共价键结合，故C项错误。金属晶体、离子晶体和分子晶体结构中的金属键、离子键和范德华力没有方向性、没有饱和性，一般都采用A1型密堆积或A3型密堆积，故D项错误。
答案：B
9解析：A1型密堆积形成的面心立方晶胞的对角线是垂直于密置层面的直线，所以要找处于同一层上的原子，必须找出垂直于体对角线的面。
答案：B第一节
认识晶体
多彩的人工晶体
顾名思义，人工晶体就是使用人工方法合成出的晶体。我们生活周围的很多物质都是晶体，比如地上的石头、沙土。沙土颗粒虽小，人用肉眼无法观察到它的晶面、
晶形，但它却实实在在是由晶体构成的。构成物质的原子、离子或分子在空间作长程有序的排列，形成一定的点阵结构，就是晶体；而内部没有长程有序排列（只有
短程有序）的物质就是非晶态固体，如玻璃、石蜡、橡胶等。晶体通常具有规则的外形，棱角分明。
　　人工晶体的分类
人工晶体按照功能不同，可粗略分为半导体晶体，激光晶体，非线性光学晶体，光折变晶体，闪烁晶体，电光、磁光、声光调制晶体，压电晶体，红外探测晶体，光学晶体，双折射晶体，宝石晶体与超硬晶体等十二类。
1.宝石晶体
有极高的硬度、奇特的星彩闪光或艳丽颜色的晶体，是大家所熟悉的宝石晶体。
立方氧化锆的硬度仅次于金刚石，折射率也相当大，可以有很高的星彩效应。下图是用氧化锆晶体制作的孔雀，由于不同的掺杂，显现出不同的颜色。
　　除金刚石外，其它宝石主要是人工合成品。人工合成金刚石已达到宝石级尺寸，但因价格十分昂贵，尚未进入市场。
2.会唱歌的压电晶体
当对某些晶体挤压或拉伸时，该晶体的两端就会产生不同的电荷，这种晶体就叫压电晶体。当然，产生的电荷的量是非常少的，但却是仪器可以检测到的，并能
够加以利用。手表中用于稳定频率的谐振子就是用水晶这种压电晶体制作的。
　　
压电晶体只有按照一定的方向切割，才具有压电效应。切割方向不同，对晶体的压电效应影响很大。如果在特定方向的压电晶片上镀上电极，加上交流电，则压电晶片会作周期性的伸长或缩短，产生振荡，如同人唱起歌来一样。
水晶的压电效应并不是最好，但因价格较便宜，稳定性与机械强度很好，至今仍是用量最多的一种压电晶体。
人工合成水晶主要是在高压釜中生长，一次可以生长大批的水晶。
晶体的X射线衍射
1914年，诺贝尔物理学奖授予德国法兰克福大学的劳厄（M·Laue,1879-1960），以表彰他发现了晶体的X射线衍射。
劳厄发现X射线衍射是20世纪物理学中的一件有深远意义的大事，因为这一发现不仅说明了X射线是一种比可见光波长短1000倍的电磁波，使人们对X射线的认识迈出了关键的一步，而且还第一次对晶体的空间点阵假说作出了实验验证，使晶体物理学发生了质的飞跃。
劳厄当时正在德国慕尼黑大学任教。同在慕尼黑任教的索末菲把编纂《数学科学百科全书》中“波动光学”条目的任务交给劳厄。为此，劳厄研究了晶格理论。晶体的点阵结构在当时虽然还是一种假设，但是在劳厄看来却是合情合理的。他坚决站在原子论这一边，反对某些哲学家怀疑原子论这一边，反对某些哲学家怀疑原子存在的观点。他认为：没有什么无懈可击的认知论论据能够驳斥这一事实，实际经验却不断地提供新鲜证据支持这一事实，由于他对晶体空间点阵有如此深刻的认识，所以当索末菲的博士研究生厄瓦尔德和他讨论晶体光学问题时，他敏锐地抓住了晶格间距的数量级，判定晶体可以作为X射线的天然光栅。他的灵感来自他日夜的苦思，同时也是由于他对这两个互不相干的假设都有明确具体的概念。劳厄不止一次地提到：如果不确信原子的存在，他永远也不会想到利用X射线透射的方法来进行实验。

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