人教版化学选修三《物质结构》知识总结
第三章晶体结构与性质
第一节晶体的常识
一、晶体与非晶体
1．晶体与非晶体的本质差异
2.获得晶体的途径
(1)熔融态物质凝固。
(2)气态物质冷却不经液态直接凝固(凝华)。
(3)溶质从溶液中析出。
3．晶体的特点
(1)自范性
①定义：晶体能自发地呈现多面体外形的性质。
②形成条件：晶体生长的速率适当。
③本质原因：晶体中粒子在微观空间里呈现周期性的有序排列。
(2)各向异性：许多物理性质常常会表现出各向异性。
(3)有固定的熔点。非晶体没有固定的熔点。
(4)外形和内部质点排列的高度有序性。
4、晶体的性质
是由晶体内质点周期性排列的结构决定的。
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）最小内能：在相同的热力学条件下，晶体与同种物质的非晶体、液体、气体相比较，其内能最小。
4）稳定性：晶体由于具有最小内能，因而结晶状态是一个相对稳定的状态。
5）有确定的熔点：给晶体加热，一定温度下晶体便开始熔化。
4晶体与非晶体的区别
1）晶体与非晶体的区别
2）晶体与非晶体的测定方法
5、判断晶体的注意事项
1）有规则几何外形或具有美观、对称外形的固体，不一定是晶体。如玻璃制品既可以塑造出规则的几何外形，也可以具有美观、对称的外形。
。2）具有固定组成的物质也不一定是晶体，某些无定形体也有固定的组成，如无定形SiO
2
3）晶体一般属于纯净物。
4）晶体有自范性、各向异性、有固定的熔点。
5）微观上，晶体中的微粒在三维空间呈周期性有序排列，表现在外观上晶体往往有规则的几何外形。
二、晶胞
1．定义：晶胞是描述晶体结构的基本单元。
2．结构：习惯采用的晶胞都是平行六面体，晶体是由无数晶胞“无隙并置”而成。
(1)“无隙”：相邻晶胞之间没有任何间隙。
(2)“并置”：所有晶胞都是平行排列的，取向相同。
(3)所有晶胞的形状及其内部的原子种类、个数及几何排列是完全相同的。
3、晶体与晶胞的关系
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。
4、晶胞的结构
习惯采用的晶胞都是平行六面体。晶胞只是晶体微观空间里的一个基本单元，在它的上下左右前后“无隙并置”地排列着无数晶胞，而且所有晶胞的形状及其内部的原子种类、个数及几何排列是完全相同的。因而，晶胞的顶角原子是8个晶胞共用的，晶胞棱上的原子是4个晶胞共用的，晶胞面上的原子是2个晶胞共用的。立方晶胞中原子在晶胞的顶角棱、面上以及晶胞内时，一个晶胞平均占有的原子如图所示。
5、晶胞的意义
晶胞是晶体结构中的最小重复单元，但不ー定是最小単元。例如，氯化钠的晶胞由8个较小的立方体组成。
6、晶胞中粒子数的计算
(1)平行六面体晶胞中不同位置的粒子数的计算(均摊法)
(2)非平行六面体晶胞中粒子视具体情况而定，
①六方晶胞
顶点：6个晶胞共有，
面心：2个晶胞共有，
侧棱：3个晶胞共有
上下底面棱：4个晶胞共有
体内：全属于该晶胞
②三棱柱型晶胞
顶点：12个晶胞共有，
面心：2个晶胞共有，
侧棱：6个晶胞共有
上下底面棱：4个晶胞共有
体内：全属于该晶胞。
（3）团簇分子
团簇分子指的是一个分子的具体结构，并不是晶体中的
最小的一个重复单位，不能采用均摊法分析，所以只需
数出该结构内两种原子的数目就可以了。
例如：最近发现一种由钛原子和碳原子构成的气态团簇
分子，如右图所示，顶角和面心的原子是钛原子，棱的
中心和体心的原子是碳原子，它的化学式是Ti14C13
7、晶体化学式的确定方法
1）确定流程
观察确认微粒种类→确定各微粒在晶体中的位置→用均摊法求各微粒数目→求各微粒数目的最简比→确定化学式。
2）确定方法
（1）、有关晶体结构的计算，一般综合性较强，难度较大。解答时一定要仔细观察图形，明确图形中相关粒子的置，然后利用“均摊法”确定每个晶胞中的微粒个数，据微粒个数的最简整数比即可确定晶体的化学式。丶
（2）、晶胞是晶体结构的基本单元，在进行有关晶体结构的算时，往往以晶胞为研究对象，解答此类题的关键是析每个晶胞中所含的微粒数，然后结合题目的具体要解答。
第二节分子晶体与原子晶体
一、分子晶体
1．结构特点
(1)构成微粒及作用力
(2)堆积方式
分子间作用力 堆积方式 实例
范德华力 分子采用密堆积 如 C 60、干冰、I 2、O 2 范德华力、氢键
分子不采用密堆积
如HF 、NH 3、冰
（1）密堆积：
只有范德华力，无分子间氢键——分子密堆积。这类晶体每个分子周围一般有12个紧邻的分子，如：C 60、干冰 、I 2、O 2。 （2）非密堆积
有分子间氢键——氢键具有方向性,使晶体中的空间利率不高,留有相当大的空隙.这种
晶体不具有分子密堆积特征。如：HF 、NH 3、冰（每个水分子周围只有4个紧邻的水分子）。 2.属于分子晶体的物质种类
(1)所有非金属氢化物，如H 2O 、NH 3、CH 4等。
(2)部分非金属单质，如卤素(X 2)、O 2、N 2、白磷(P 4)、硫(S 8)等。 (3)部分非金属氧化物，如CO 2、P 4O 10、SO 2等。
(4)几乎所有的酸，如HNO 3、H 2SO 4、H 3PO 4、H 2SiO 3等。 (5)绝大多数有机物的晶体，如苯、乙醇、乙酸、乙酸乙酯等。 3、两种典型的分子晶体 1）干冰
(1)每个晶胞中有4个CO 2分子，12个原子。
(2)每个CO 2分子周围等距离紧邻的CO 2分子有12个。
分 子 晶 体
构成微粒→分子
微粒间作用力→分子作用力
分子间各原子→共价键结合
