师：同学们，今天我们一起来学习高二人教版化学选择性必修2第三章晶体结构与性质复习第一课时——物质的聚集状态与晶体的常识。本节课的学习目标有五点：一是能说出包含固、液、气在内更多的物质聚集状态；二是能说出晶体和非晶体的区别，了解获得晶体的一般途径；三是了解晶体中粒子的空间排布存在周期性；四是认识简单的晶胞，能计算简单晶胞中粒子的数目；五是知道X射线衍射实验是测定晶体结构的常用方法。
我们先来回顾第一部分——物质的聚集状态。我们知道常规的物质聚集状态包括气态、液态和固态，典型例子就是水蒸气、液态水和冰的相互转化。20世纪以前，人们以为分子是所有化学物质能够保持其性质的最小粒子，所以认为物质三态的相互转化只是分子间的距离发生了变化。但其实气态、液态、固态的物质并非全部都由分子构成。
20世纪初，通过X射线衍射等实验手段，人们发现许多常见的晶体中并没有分子。比如等离子体，它就不是由分子构成的气态物质，而是由电子、阳离子和电中性粒子组成，整体呈电中性的气态物质。还有离子液体，它不是由分子构成的液态物质，而是熔点不高、仅由离子组成的液态物质。当然，也有很多不是由分子构成的固态物质，像氯化钠、石墨、金刚石和金属等。
除了气态、液态、固态这三种物质聚集状态，物质聚集状态还包含晶态、非晶态、树晶态、液晶态等，所以物质的聚集状态多种多样。接下来我们回顾两种特别的物质聚集状态——晶体与非晶体。首先，我们通过下列两张图片，从宏观和微观两个角度理解晶体与非晶体的区别。
玛瑙和水晶是自然界中常见的两种物质，它们的主要成分都是二氧化硅。从宏观角度看，水晶的外形是规则的多面体，而玛瑙没有固定形状，所以水晶是晶体，玛瑙是非晶体。从微观角度看，组成晶体二氧化硅的原子在三维空间里呈周期性有序排列，而组成非晶体二氧化硅的原子在微观上排列相对无序，这就是晶体与非晶体在宏观和微观上的区别。
为什么主要成分同样是二氧化硅，同样在自然界中形成的水晶和玛瑙，在宏观和微观上区别这么大呢？这与晶体的自范性有关。晶体的自范性是指晶体能自发地呈现多面体外形的性质，它是晶体中粒子在微观空间里呈周期性有序排列的宏观表象。粒子在微观空间的排列情况可通过X射线衍射实验来测定。
晶体除了有自范性，还有各向异性以及固定的熔点。晶体的各向异性是指晶体在不同方向上的物理性质不相同。例如，课本中提到用一根红热的铁针刺中水晶柱面上凝固的石蜡，在不同方向融化的快慢不同，这是由于水晶各向异性中的导热性不同导致的。除了导热性，晶体的强度、光学性质等在不同方向也不一样，这就是晶体的各向异性。另外，在加热熔化过程中，晶体有固定的熔点，而非晶体则没有固定的熔点。
综上所述，我们一般可以通过三种方法区分晶体与非晶体：X射线衍射实验、测定物质有没有固定的熔点，以及观察物质是否具有自发形成的规则外形。同样在自然界中形成的水晶是晶体，玛瑙是非晶体，还有一个重要原因就是它们形成的条件不同。
那什么样的条件才能形成晶体呢？我们一起来回顾课本实验3 - 1三种晶体的制备方法。从熔态可以结晶出硫晶体，凝华可以得到碘晶体，从饱和硫酸铜溶液中可以析出硫酸铜晶体。根据这三个实验，我们可以总结出制备晶体的三种常规方法：熔态物质凝固、气态物质冷却不经液态直接凝固（即凝华）以及溶质从溶液中析出。
从上面内容可知，组成晶体的粒子在微观空间里呈周期性有序排列。那么思考一个问题，在描述晶体的时候，是否需要画出晶体中所有的粒子呢？中图是金属铜的晶体结构，右图是从晶体铜的晶体结构中抽取出来的一个小平行六面体，它们是什么关系呢？通过观察发现，无数个这样的小平行六面体组合在一起就可以构成铜的晶体。
这个小平行六面体就是我们之前学过的晶胞，它是晶体结构中一种具有代表性的结构，所以晶胞是用来描述晶体结构的基本单元。常规的晶胞都是平行六面体，无数个晶胞无隙并置在一起就组成了晶体。这里的无隙是指相邻晶胞间没有任何间隙，并置是指所有晶胞平行排列且取向相同。
了解了晶胞的特点以及晶胞与晶体的关系，我们要学会判断什么样的结构才是晶胞。下图是氯化钠和金刚石的晶体结构，思考图中的晶胞是指实线小立方体还是虚线大立方体呢？我们知道晶胞无隙并置组成晶体，也就是说一个晶胞的前后左右上下都存在相同的立方体，或者说晶胞前后左右上下平行面上的粒子完全相同。从图中的两个实线小立方体看，它们的前后左右、上下平行面都不相同。相反，两个虚线大立方体的前后左右、上下平行面完全相同。所以，图中的晶胞是指虚线大立方体，而不是实线小立方体。这种判断方法其实也是晶胞的一个特点，具有平移性，也称为平移重复性。
我们继续看下面两种结构，判断它们是否属于晶胞，并说明判断理由。观察左图结构，我们发现这个结构中上下平行面上的粒子不相同，垂直平移后，无论是顶点的原子还是面心的原子都不能重合，所以左图的结构不属于晶胞。再看右图结构，通过观察发现，右图结构中前后左右上下平行面上的粒子都完全相同，所以右图的结构属于晶胞。
但要注意，如果从右图中间截取一半，得到的平行六面体还属不属于晶胞呢？通过观察发现，截取一半之后得到的小立方体，它的上下平行面就不相同了，所以截取一半得到的小立方体不属于晶胞。我们除了要知道怎样判断晶胞，还要知道怎么计算简单晶胞中粒子的数目。