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教材分析(物质结构与性质):物质的聚集状态与晶体的常识

一、物质的聚集状态

物质的三态有固态、液态、气态。它们之间的转化关系如下

教材分析(物质结构与性质):物质的聚集状态与晶体的常识

在三态的组成物质中,既有分子,也有离子或原子。

有离子的气态物质,如等离子体。

等离子体是由阳离子、电子、电中性粒子(分子或原子)组成,整体上呈电中性的气态物质。 

二、晶体与非晶体

教材分析(物质结构与性质):物质的聚集状态与晶体的常识

固体有晶体和非晶体之分。

1、晶体与非晶体的区别:

(1)多数晶体有规则的几何外形。

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萤石

(2)晶体内部质点的排列有高度有序性。   

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萤石的晶体结构

(3)物理性质有各向异性。如强度、导热性、光学性质等。

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(4)晶体有固定的熔沸点。

2、得到晶体的三条途径:

(1)熔融态物质凝固。

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(2)气态物质凝化。

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(3)溶质从溶液中析出。

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从溶液中析出五水合硫酸铜晶体

3、区分晶体和非晶体的最可靠的科学方法:对固体进行X射线衍射实验。 

三、晶胞

1、晶胞

它是用来描绘晶体结构的基本单元。一般都是平行六面体。它在三维空间的三个方向上具有平移的重复性。

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铜晶体和铜晶胞

整块晶体可以看作由很多晶胞“无隙并置”而成。

2、晶胞中含有的粒子算法

长方体晶胞中四个点的晶胞占用算法

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(1)顶点球:亮蓝色球包含在立方体内的体积,占球的总体积的1/8。

(2)棱上球:浅黄色球包含在立方体内的体积,占球的总体积的1/4。

(3)面上球:浅绿色球包含在立方体内的体积,占球的总体积的1/2。

(4)体内球:深红色球包含在立方体内的体积,占球的总体积的1。

3、四种晶胞

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依次为钠晶胞(体心立方)、锌晶胞(六方)、碘晶胞(面心立方)、金刚石晶胞。

下面是锌晶胞的图像解释:

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下面是金刚石晶胞的图像解释

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 练习:画出这四种晶胞的图像。 

四、晶体结构的测定

1、最常用的方法是X射线衍射法,使用的仪器是X射线衍射仪。

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当单一波长的X射线透过晶体时,X射线和晶体中的电子相互作用,会在记录仪上产生分立的斑点或明锐的衍射峰。

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2、通过X射线衍射图可以计算晶胞的形状和大小、分子或原子在微观空间有序排列呈现的对称类型、原子在晶胞中的数目和位置,以及结合晶体化学组成的信息推理出原子之间的相互关系。

下面是通过X射线衍射实验测定出的乙酸晶体和乙酸晶胞的结构。

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(责任编辑:化学自习室)
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