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第 10 讲 物质的聚集状态与晶体的常识
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知识精讲
知识点一：一、物质的聚集状态
1．物质三态间的相互转化
2．物质的聚集状态
物质的聚集状态除了 、 、 外，还有更多的物质聚集状态如晶态、非晶态以及介乎二者之
间的塑晶态、液晶态等。
微点拨
构成物质三态的粒子不一定都是分子，还可以是原子或离子等，如水的三态都是由分子构成的，离
子液体是熔点不高的仅由离子组成的液体物质。
【即学即练1】
1．科学研究表示，物质有多种聚集状态。下列描述错误的是
A．冠醚可以作为高锰酸钾氧化烯烃的催化剂B．液晶显示功能与液晶材料内部分子的排列密切相关
C．X射线衍射实验不能测定晶体的原子坐标
D．纳米材料之一石墨烯可作为新型电源的电极材料
2．下列关于物质聚集状态的叙述中，错误的是
A．等离子体的基本构成微粒只有带电的离子和电子
B．气态是高度无序的体系存在状态
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．固态中的原子或者分子结合得较紧凑，相对运动较弱
3．下列关于物质特殊聚集状态结构的叙述中，错误的是
A．超分子是由两个或多个分子相互“组合”在一起形成具有特定结构和功能的聚集体，能表现出不同于
单个分子的性质
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．纳米晶体具有不同于大块晶体特性的原因是晶体的表面积减小
4．下列关于物质聚集状态的叙述中，错误的是
A．在电场存在的情况下，液晶分子沿着电场方向有序排列
B．液晶具有液体的流动性，在某些物理性质方面具有类似晶体的各向异性
C．等离子体是指由电子、阳离子组成的带有一定电荷的物质聚集体
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
知识点二： 二、晶体与非晶体
1．晶体与非晶体的本质差异
自范性 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
2．晶体的特点
(1)自范性：
①定义：晶体能 呈现 外形的性质。
②形成条件：晶体 适当。
③本质原因：晶体中粒子在 里呈现 的宏观表象。
(2)各向异性：许多物理性质常常会表现出各向异性。
(3)晶体有固定的 。
(4)外形和内部质点排列的高度 。
3．获得晶体的途径(1) 物质凝固。
(2) 物质冷却不经液态直接凝固(凝华)。
(3) 从溶液中析出。
【即学即练2】
1．下列关于晶体的说法中正确的是
A．自然形成的水晶柱是晶体，从水晶柱上切削下来的粉末不是晶体
B．晶胞中任何一个粒子都属于该晶胞
C．玻璃制成的弹珠具有规则的几何外形，所以玻璃弹珠是晶体
D．缺角的NaCl晶体在饱和NaCl溶液中慢慢变为完美的立方体块，体现了晶体的自范性
2．下列关于晶体和非晶体的说法不正确的是
A．破损的NaCl晶体能在饱和NaCl溶液中自动变成规则的立方体
B．晶体某些物理性质的各向异性反映了晶体内部质点排列的有序性
C．导电性可用于区别晶体和玻璃体
D．固体 可能是晶体，也可能是非晶体
3．下列各组物质的晶体中，化学键类型相同，晶体类型也相同的是
A．SO 和SiO B．CO 和H O C．NaCl和HCl D．CCl 和KCl
2 2 2 2 4
知识点三：三、晶胞
1．概念：晶胞是描述晶体结构的 。
2．结构：常规的晶胞都是 ，整块晶体可以看作是数量巨大的晶胞“ ”而成。
(1)“无隙”：相邻晶胞之间没有任何 。
(2)“并置”：所有晶胞都是 排列的，取向 。
(3)所有晶胞的 及其内部的 、 及 是完全相同的。
3．晶胞中粒子数目的计算
(1)平行六面体(立方体形)晶胞中粒子数目的计算。
①晶胞的顶角原子是 个晶胞共用；
②晶胞棱上的原子是 个晶胞共用；
③晶胞面上的原子是 个晶胞共用。
如金属铜的一个晶胞(如图所示)均摊到的原子数为 。(2)几种晶胞中原子数目的确定。
结合图示，钠、锌、碘、金刚石晶胞中含有原子的数目分别为 、 、 、 。
钠、锌、碘、金刚石晶胞图
【即学即练3】
1．晶体内微粒总是按周期性规律重复排列，反映其结构特点的基本重复单位为晶胞，晶体可视为晶胞经
平移无隙并置而成。以下是某些晶体的局部结构，可做为晶胞的是
A． (都在顶点) B． (在顶点和面心)
C． (在顶点和面心) D． (在顶点和体心)
2．根据图中相关信息，判断下列说法不正确的是
A．在NaCl晶体中，距离Na＋最近的Cl-形成正八面体
B．该气态团簇分子的分子式为E F 或F E
4 4 4 4
C．1个Zn的晶胞中含有2个Zn原子D．KO 晶体中每个K＋周围有6个紧邻的K＋，每个 周围有6个紧邻的
2
3．现有四种晶体，其构成粒子(均为单原子核粒子)排列方式如下图所示，其化学式正确的是
A． B．
C． D．
知识点四：四、晶体结构的测定
1．测定晶体结构最常用的仪器是 。在X射线通过晶体时，X射线和晶体中的电子相互作
用，会在记录仪上产生 或 。
2．由衍射图形获得晶体结构的信息包括晶胞形状和大小、分子或原子在微观空间有序排列呈现的对称类
型、原子在晶胞里的数目和位置等。
【即学即练4】
1．对物质的研究可改善我们的生活。下列描述错误的是
A．纳米晶体会有不同于大块晶体的特性，主要原因是晶体的表面积增大
B．用X射线衍射摄取石英玻璃和水晶的粉末得到的图谱是相同的
C．超分子具有分子识别与自组装的特征
D．等离子体和离子液体都具有良好的导电性
2．下列叙述不正确的是
A．可以通过X射线衍射实验鉴别晶体与非晶体
B．混合晶体是混合物
C．等离子体是一种呈电中性的物质聚集体，其中含有带电粒子且能自由运动
D．纳米晶体具有不同于大块晶体特性的原因是晶体的表面积增大
易错精析
1．具有规则几何外形的固体，一定是晶体吗？
【细剖精析】
2．晶胞是否全是平行六面体？由晶胞构成的晶体，其化学式是否表示一个分子中原子的数目？
【细剖精析】3．在一定温度下，将不规则的NaCl固体，放入饱和NaCl溶液中，经过一段时间，会发生什么变化？为
什么？
【细剖精析】
4．区分晶体与非晶体的最可靠的方法是什么？
【细剖精析】
5．在室温下，将一块不规则的CuSO ·5H O固体，放入饱和CuSO 溶液中，经过一段时间后会发生什么变
4 2 4
化？为什么？
【细剖精析】
6．晶胞是否全是平行六面体？
【细剖精析】
7．晶胞是晶体的最小重复单位，也是物质最基本的构成微粒吗？
【细剖精析】
能力拓展
1．晶体与非晶体的比较
晶体 非晶体
微观结构特征 粒子周期性有序排列 粒子排列相对无序
自范性 有 无
性质特
熔点 固定 不固定
征
各向异性 有 无
鉴别 间接方法 看是否具有固定的熔点或根据某些物理性质的各向异性
方法 科学方法 对固体进行X－射线衍射实验
举例 NaCl、I、SiO、Na晶体等 玻璃、橡胶等
2 2
2．晶体呈现自范性的条件
晶体呈现自范性的条件之一是晶体生长的速率适当。熔融态物质冷却凝固，有时得到晶体，但凝固速率过
快时，常常只得到看不到多面体外形的粉末或没有规则外形的块状物。如玛瑙是熔融态SiO 快速冷却形成
2
的，而水晶是熔融态SiO 缓慢冷却形成的。
2
3．晶体的其他基本性质
(1)均一性：晶体的化学组成、密度等性质在晶体中各部分都是相同的。
(2)对称性：晶体的外形和内部结构都具有特有的对称性。在外形上，常有相等的晶面、晶棱和顶角重复出
现。这种相同的性质在不同的方向或位置上存在有规律的重复，就是对称性。
(3)稳定性：结晶状态是一个相对稳定的状态。
4．关于晶体与非晶体的认识误区
(1)同一物质可以是晶体，也可以是非晶体，如晶体SiO 和非晶体SiO。
2 2
(2)有着规则几何外形或者美观、对称外形的固体，不一定是晶体。例如，玻璃制品可以塑造出规则的几何
外形，也可以具有美观对称的外观。
(3)具有固定组成的物质也不一定是晶体，如某些无定形体也有固定的组成。(4)晶体不一定都有规则的几何外形，如玛瑙。
5．均摊法确定晶胞中粒子的个数
均摊法：若某个粒子为n个晶胞所共有，则该粒子的属于这个晶胞。
(1)长方体形(正方体形)晶胞中不同位置的粒子数的计算：
(2)六棱柱晶胞中不同位置的粒子数的计算：
(3)均摊法在计算其他结构晶胞中微粒数的应用
其他结构晶胞中微粒数目的计算同样可以用均摊法，其关键是根据立体结构特点分析某处微粒被几个晶胞
共用。如：某晶体的晶胞结构如图所示，该晶胞中，1个A微粒为12个晶胞共用，1个C微粒为1个晶胞
所有，而B微粒分两种情况；位于上底面和下底面棱上的B微粒被4个晶胞共用，位于侧面棱上的B微粒
被6个晶胞共用，则一个晶胞中包含的A、B、C三种微粒的数目分别是、2、1，则该晶体的化学式(按
A、B、C顺序)为AB C 。
4 2
6．晶体密度的计算
ρ＝(n：晶胞包含的物质组成个数，M：该物质组成的摩尔质量，a：晶胞边长，N ：阿伏加德罗常数。
0 A
例如：如图是CsCl晶体的一个晶胞，相邻的两个Cs＋的核间距为a cm，N 为阿伏加德罗常数，CsCl的摩
A
尔质量用M g·mol－1表示，则CsCl晶体的密度为ρ＝g·cm－3。分层提分
题组A 基础过关练
1．下列关于物质聚集状态结构的叙述错误的是
A．非晶体内部的微粒无周期性重复排列
B．超分子内部的分子之间通过非共价键结合
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，两部分都是有序排列
2．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
3．关于液晶，下列说法正确的是
A．液晶是一种晶体
B．液晶分子的空间排列是稳定的，具有各向异性
C．液晶的化学性质与温度变化无关
D．液晶的光学性质随外加电场的变化而变化
4．下列有关晶体的叙述中，不正确的是
A．氯化钠和氯化铯晶体中，阳离子的配位数均为6
B．金刚石为三维网状结构，碳原子之间形成共价键
C．金属钠的晶体采用体心立方堆积，每个晶胞含2个原子，配位数为8
D．干冰晶体中，每个CO 分子周围紧邻12个CO 分子
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5．晶体与非晶体的本质区别是
A．晶体有规则的几何外形，而非晶体没有规则的几何外形
B．晶体内部粒子呈周期性有序排列，而非晶体内部粒子排列相对无序
C．晶体有固定的熔、沸点，而非晶体没有固定的熔、沸点
D．晶体的硬度大，而非晶体的硬度小
6．冰晶胞中水分子的空间排列方式与金刚石晶胞(晶胞结构如图所示)类似。下列有关冰晶胞的说法合理的
是A．冰晶胞内水分子间以共价键相结合
B．晶体冰与金刚石晶体硬度都很大
C．冰分子间的氢键具有方向性和饱和性，也是一种σ键
D．氢键的存在导致冰晶胞与金刚石晶胞微粒的排列方式类似
7．由铜元素和氯元素组成某物质的晶胞如图所示，下列说法错误的是：
A．该物质的化学式为CuCl
B． 的配位数与 的配位数相等
C．已知1号离子坐标为( ， ，0)，则2号离子的坐标为( ， ， )
D．若 、 的半径分别为 和 ，该晶胞边长为a，这两种离子的空间占有率为
题组B 能力提升练
1．科学研究表明，物质含有许多种聚集状态，下列关于物质聚集状态的描述错误的是
A．等离子体的外观为气态
B．液晶和液态是物质的两种聚集状态
C．等离子体的基本构成粒子只有阴、阳离子
D．离子液体是熔点不高的仅由离子组成的液体物质
2．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．把温度升高到几千摄氏度时水蒸气发生的变化 D．液晶显示器
3．有关液晶的叙述不正确的是
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．液晶不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容易受温度、压力和电场的影响
4．下列有关晶体的描述不正确的是
A．水晶属于晶体，有固定的熔点，玻璃无固定的熔点，属于非晶体
B．晶体具有自范性，能自发地呈现多面体外形
C．晶体的许多物理性质，常常会表现出各向同性
D．晶胞是晶体结构中的基本结构单元，晶胞中各原子个数比与晶体中的相等
5．下列各组物质的晶体中，化学键类型相同、晶体类型也相同的是
A． 和 B． 和 C． 和SiC D．氦气和
6．下列各物质的晶体中，晶体类型相同的是
A．NaCl和HCl B．晶体硅和灰锡
C．CS 和MgSO D．金刚石和石墨
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7．高温下，超氧化钾晶体呈立方体结构，晶体中氧的化合价部分为0价，部分为 价。如图为超氧化钾
晶体的一个晶胞，则下列说法中正确的是
A．超氧化钾的化学式为
B．每个晶胞中含有8个 和4个C．晶体中与每个 距离最近的 有8个
D．晶体中0价氧原子和 价氧原子个数比为2：1
88．如图是某化合物的晶体结构，镁原子间形成正六棱柱，且棱柱的上、下底面还各有一个镁原子；6个
硼原子位于棱柱侧面上。则该化合物的化学式为
A． B． C． D．
9．根据晶体结构知识，回答下列问题：
(1)如图所示为二维平面晶体示意图，所表示的化学式为AX 的是_______。(填字母标号)
3
(2)Al的晶体中原子的堆积方式如图甲所示，其晶胞特征如图乙所示，原子之间相互位置关系的平面图如图
丙所示。
若已知Al的原子半径为d，N 表示阿伏加德罗常数，Al的相对原子质量为M，则：
A
①晶胞中Al原子的配位数为_______。
②该晶体的密度为_______(用字母表示)。
(3)下图为氟化钙晶胞，试回答下列问题：每个F-周围有_______个Ca2+与之紧邻，每个F-周围与其距离最近的F-的数目是_______。
(4)已知晶体硼结构单元是由硼原子组成的正二十面体(如图)，其中有20个等边三角形的面和一定数目的顶
点，每个顶点上各有1个B原子。通过观察图形及推算，此晶体结构单元由_______个硼原子构成。倒卖拉黑不更新，淘宝唯一免费更新店铺: 知二教育
