
1.了解晶體的類型,了解不同類型晶體中結(jié)構(gòu)微粒、微粒間作用力的區(qū)別。2.了解分子晶體、共價(jià)晶體、離子晶體、金屬晶體結(jié)構(gòu)與性質(zhì)的關(guān)系。3.了解晶胞的概念,能根據(jù)晶胞確定晶體的組成并進(jìn)行相關(guān)的計(jì)算。
1.晶體與非晶體(1)晶體與非晶體的比較
(2)獲得晶體的途徑① 物質(zhì)凝固。② 物質(zhì)冷卻不經(jīng)液態(tài)直接凝固(凝華)。③溶質(zhì)從溶液中 。
2.晶胞(1)概念:晶胞是描述晶體結(jié)構(gòu)的基本單元,是從晶體中“截取”出來具有代表性的最小重復(fù)單元。(2)晶體中晶胞的排列——無隙并置①無隙:相鄰晶胞之間沒有 。②并置:所有晶胞 排列、 相同。(3)晶胞中微粒數(shù)的計(jì)算方法——均攤法①長(zhǎng)方體(包括立方體)晶胞中不同位置的粒子數(shù)的計(jì)算:如某個(gè)粒子為N個(gè)晶胞所共有,則該粒子有 屬于這個(gè)晶胞。中學(xué)中常見的晶胞為立方晶胞,立方晶胞中微粒數(shù)的計(jì)算方法如圖1。
平行 取向
1.冰和碘晶體中相互作用力相同( )2.晶體內(nèi)部的微粒按一定規(guī)律周期性排列( )3.凡有規(guī)則外形的固體一定是晶體( )4.固體SiO2一定是晶體( )5.缺角的NaCl晶體在飽和NaCl溶液中會(huì)慢慢變?yōu)橥昝赖牧⒎襟w塊( )6.晶胞是晶體中最小的“平行六面體”( )7.區(qū)分晶體和非晶體最可靠的方法是對(duì)固體進(jìn)行X射線衍射實(shí)驗(yàn)( )
1.CaTiO3的晶胞如圖所示,其組成元素的電負(fù)性大小順序是__________;金屬離子與氧離子間的作用力為________,Ca2+的配位數(shù)是_____。
一、晶胞及微粒配位數(shù)的判斷
2.C、N元素能形成一種類石墨的聚合物半導(dǎo)體g-C3N4,其單層平面結(jié)構(gòu)如圖1,晶胞結(jié)構(gòu)如圖2。
根據(jù)圖2,在圖1中用平行四邊形畫出一個(gè)最小重復(fù)單元。
晶胞中粒子配位數(shù)的計(jì)算
一個(gè)粒子周圍最鄰近的粒子的數(shù)目稱為配位數(shù)(1)晶體中原子(或分子)的配位數(shù):若晶體中的微粒為同種原子或同種分子,則某原子(或分子)的配位數(shù)指的是該原子(或分子)最接近且等距離的原子(或分子)的數(shù)目。(2)離子晶體的配位數(shù):指一個(gè)離子周圍最接近且等距離的異種電性離子的數(shù)目。
3.如圖是甲、乙、丙三種晶體的晶胞,則甲晶體中x與y的個(gè)數(shù)比是______,乙中a與b的個(gè)數(shù)比是______,丙中一個(gè)晶胞中有____個(gè)c粒子和_____個(gè)d粒子。
二、晶胞中微粒數(shù)及化學(xué)式的計(jì)算
4 4
4.下圖為離子晶體空間結(jié)構(gòu)示意圖:(●陽(yáng)離子,○陰離子)以M代表陽(yáng)離子,N表示陰離子,寫出各離子晶體的組成表達(dá)式:
A_____、B_____、C_____。
MN MN3 MN2
5.(1)硼化鎂晶體在39 K時(shí)呈超導(dǎo)性。在硼化鎂晶體中,鎂原子和硼原子是分層排布的,如圖是該晶體微觀結(jié)構(gòu)的透視圖,圖中的硼原子和鎂原子投影在同一平面上。則硼化鎂的化學(xué)式為________。
每個(gè)Mg周圍有6個(gè)B,而每個(gè)B周圍有3個(gè)Mg,所以其化學(xué)式為MgB2。
(2)在硼酸鹽中,陰離子有鏈狀、環(huán)狀等多種結(jié)構(gòu)形式。如圖是一種鏈狀結(jié)構(gòu)的多硼酸根,則多硼酸根的離子符號(hào)為________。
(1)運(yùn)用均攤法計(jì)算出一個(gè)晶胞中的微粒數(shù)目。(2)求出不同微粒數(shù)目比值,得化學(xué)式。
1.四種晶體類型的比較
范德華力(某些含氫鍵)
2.過渡晶體大多數(shù)晶體是這四種晶體類型之間的過渡晶體,以離子晶體和共價(jià)晶體之間的過渡為例,如Na2O、Al2O3中既有離子鍵成分,也有共價(jià)鍵成分,Na2O中離子鍵成分占62%,因而通常當(dāng)作離子晶體來處理,Al2O3中離子鍵成分占41%,因而通常當(dāng)作共價(jià)晶體來處理。
3.常見晶體結(jié)構(gòu)模型(1)共價(jià)晶體
①金剛石晶體中,每個(gè)C與相鄰 個(gè)C形成共價(jià)鍵,C—C—C夾角是109°28′,最小的環(huán)是 元環(huán)。含有1 ml C的金剛石中,形成的共價(jià)鍵是 ml。②SiO2晶體中,每個(gè)Si原子與 個(gè)O原子成鍵,每個(gè)O原子與 個(gè)Si原子形成共價(jià)鍵,最小的環(huán)是 元環(huán),在“硅氧”四面體中,處于中心的是 原子,1 ml SiO2中含有 ml Si—O。
(2)分子晶體①干冰晶體中,每個(gè)CO2分子周圍等距且緊鄰的CO2分子有 個(gè)。
②冰晶體中,每個(gè)水分子與相鄰的 個(gè)水分子以氫鍵相連接,含1 ml H2O的冰中,最多可形成 ml氫鍵。
①NaCl型:在晶體中,每個(gè)Na+同時(shí)吸引 個(gè)Cl-,每個(gè)Cl-同時(shí)吸引 個(gè)Na+,配位數(shù)為 。每個(gè)晶胞含 個(gè)Na+和 個(gè)Cl-。②CsCl型:在晶體中,每個(gè)Cl-吸引 個(gè)Cs+,每個(gè)Cs+吸引 個(gè)Cl-,配位數(shù)為 。
石墨層狀晶體中,層與層之間的作用是 ,平均每個(gè)正六邊形擁有的碳原子個(gè)數(shù)是 ,C原子采取的雜化方式是 。
1.在晶體中只要有陽(yáng)離子就一定有陰離子( )2.分子晶體的熔點(diǎn)一定比金屬晶體的低( )3.離子晶體一定都含有金屬元素( )4.金屬元素和非金屬元素組成的晶體不一定是離子晶體( )5.1 ml金剛石和SiO2中含有的共價(jià)鍵數(shù)目均為4NA( )6.氯化鈉晶體中,每個(gè)Na+周圍距離相等且最近的Na+共有6個(gè)( )7.冰中包含的作用力有范德華力、氫鍵和共價(jià)鍵( )8.金屬晶體能導(dǎo)電是因?yàn)榻饘倬w在外加電場(chǎng)作用下可失去電子( )
1.下列性質(zhì)適合于分子晶體的是A.熔點(diǎn)為1 070 ℃,易溶于水,水溶液導(dǎo)電B.熔點(diǎn)為3 500 ℃,不導(dǎo)電,質(zhì)硬,難溶于水和有機(jī)溶劑C.能溶于CS2,熔點(diǎn)為112.8 ℃,沸點(diǎn)為444.6 ℃D.熔點(diǎn)為97.8 ℃,質(zhì)軟,導(dǎo)電,密度為0.971 g·cm-3
依據(jù)性質(zhì)判斷晶體類型的方法
(1)依據(jù)晶體的熔點(diǎn)判斷。(2)依據(jù)導(dǎo)電性判斷。(3)依據(jù)硬度和機(jī)械性能判斷。
2.下列各組物質(zhì)中,按熔點(diǎn)由低到高的順序排列正確的是①O2、I2、Hg?、赑H3、AsH3、NH3?、跱a、K、Rb?、躈a、Mg、AlA.①③ B.①④ C.②③ D.②④
二、晶體熔、沸點(diǎn)的比較
3.回答下列問題:(1)氯酸鉀熔化,粒子間克服了________的作用力;二氧化硅熔化,粒子間克服了________的作用力;碘的升華,粒子間克服了________作用力。三種晶體的熔點(diǎn)由高到低的順序是_________________(填化學(xué)式)。(2)下列六種晶體:①CO2?、贜aCl?、跱a?、躍i ⑤CS2?、藿饎偸?。它們的熔點(diǎn)從低到高的順序?yàn)開_____________(填序號(hào))。
SiO2>KClO3>I2
1.不同類型晶體的熔、沸點(diǎn)高低的一般規(guī)律:共價(jià)晶體>離子晶體>分子晶體。2.相同類型晶體(1)金屬晶體:金屬陽(yáng)離子半徑越小,所帶電荷越多,則金屬鍵越強(qiáng),金屬的熔、沸點(diǎn)就越高。(2)離子晶體:陰、陽(yáng)離子的電荷數(shù)越多,離子半徑越小,熔、沸點(diǎn)就越高。(3)共價(jià)晶體:原子半徑越小,鍵長(zhǎng)越短,熔、沸點(diǎn)越高。(4)分子晶體:①組成和結(jié)構(gòu)相似的分子晶體,相對(duì)分子質(zhì)量越大,熔、沸點(diǎn)越高;具有分子間氫鍵的分子晶體的熔、沸點(diǎn)反常地高。②組成和結(jié)構(gòu)不相似的分子晶體(相對(duì)分子質(zhì)量接近),其分子的極性越大,熔、沸點(diǎn)越高。
4.(1)銅是第四周期最重要的過渡元素之一,已知CuH晶體結(jié)構(gòu)單元如圖甲所示。該化合物的密度為ρ g·cm-3,阿伏加德羅常數(shù)的值為NA,則該晶胞中Cu原子與H原子之間的最短距離為______________ cm(用含ρ和NA的式子表示)。
三、晶體結(jié)構(gòu)的有關(guān)計(jì)算
(2)CuFeS2的晶胞如圖乙所示,晶胞參數(shù)a=0.524 nm,b=0.524 nm,c=1.032 nm;CuFeS2的晶胞中每個(gè)Cu原子與_______個(gè)S原子相連,列式計(jì)算晶體密度ρ=_____________________________________________________________(保留兩位小數(shù))。
(3)NaH具有NaCl型晶體結(jié)構(gòu),已知NaH晶體的晶胞參數(shù)a=488 pm,Na+半徑為102 pm,H-的半徑為________,NaH的理論密度是______ g·cm-3(保留兩位小數(shù))。
(4)金剛石晶胞結(jié)構(gòu)如圖丙所示,則金剛石晶體含有______個(gè)碳原子。若碳原子半徑為r,金剛石晶胞的邊長(zhǎng)為a,根據(jù)硬球接觸模型,則r=______a,列式表示碳原子在晶胞中的空間占有率:________________(不要求計(jì)算結(jié)果)。
(1)晶胞計(jì)算公式(立方晶胞)a3ρNA=NM(a:棱長(zhǎng);ρ:密度;NA:阿伏加德羅常數(shù)的值;N:1 ml晶胞所含基本粒子或特定組合的物質(zhì)的個(gè)數(shù);M:基本粒子或特定組合的摩爾質(zhì)量)。(2)金屬晶體中體心立方堆積、面心立方堆積中的幾組公式(設(shè)棱長(zhǎng)為a)
1.(2021·遼寧,7)單質(zhì)硫和氫氣在低溫高壓下可形成一種新型超導(dǎo)材料,其晶胞如圖。下列說法錯(cuò)誤的是A.S位于元素周期表p區(qū)B.該物質(zhì)的化學(xué)式為H3SC.S位于H構(gòu)成的八面體空隙中D.該晶體屬于分子晶體
2.(2021·天津,2)下列各組物質(zhì)的晶體類型相同的是A.SiO2和SO3 B.I2和NaClC.Cu和Ag D.SiC和MgO
3.(2020·山東等級(jí)模擬考,4)下列關(guān)于C、Si及其化合物結(jié)構(gòu)與性質(zhì)的論述錯(cuò)誤的是A.鍵能:C—C>Si—Si、C—H>Si—H,因此C2H6穩(wěn)定性大于Si2H6B.立方型SiC是與金剛石成鍵、結(jié)構(gòu)均相似的共價(jià)晶體,因此具有很高的硬度C.SiH4中Si的化合價(jià)為+4,CH4中C的化合價(jià)為-4,因此SiH4還原性小于CH4D.Si原子間難形成雙鍵而C原子間可以,是因?yàn)镾i的原子半徑大于C,難形成p-p π鍵
4.[2021·全國(guó)乙卷,35(4)]在金屬材料中添加AlCr2顆粒,可以增強(qiáng)材料的耐腐蝕性、硬度和機(jī)械性能。AlCr2具有體心四方結(jié)構(gòu),如圖所示。處于頂角位置的是____原子。設(shè)Cr和Al原子半徑分別為rCr和rAl,則金屬原子空間占有率為__________________% (列出計(jì)算表達(dá)式)。
5.[2021·天津,13(2)]用X射線衍射測(cè)定,得到Fe的兩種晶胞A、B,其結(jié)構(gòu)如圖所示。晶胞A中每個(gè)Fe原子緊鄰的原子數(shù)為_____。每個(gè)晶胞B中含F(xiàn)e原子數(shù)為_____。
6.[2021·浙江6月選考,26(1)]已知3種共價(jià)晶體的熔點(diǎn)數(shù)據(jù)如下表:
金剛石熔點(diǎn)比晶體硅熔點(diǎn)高的原因是______________________________________________________________________________________________________________。
共價(jià)晶體中,原子半徑越小,共價(jià)鍵鍵能越
大,熔點(diǎn)越高,原子半徑:C<Si(或鍵長(zhǎng):C—C<Si—Si),鍵能:C—C>Si—Si
7.[2019·全國(guó)卷Ⅰ,35(3)(4)](3)一些氧化物的熔點(diǎn)如表所示:
解釋表中氧化物之間熔點(diǎn)差異的原因:_________________________________________________________________________________________________。
Li2O、MgO為離子晶體,P4O6、SO2為分子
晶體。離子鍵強(qiáng)度:MgO>Li2O。分子間作用力(分子量):P4O6>SO2
(4)圖(a)是MgCu2的拉維斯結(jié)構(gòu),Mg以金剛石方式堆積,八面體空隙和半數(shù)的四面體空隙中,填入以四面體方式排列的Cu。圖(b)是沿立方格子對(duì)角面取得的截圖??梢姡珻u原子之間最短距離x=______ pm,Mg原子之間最短距離y=_______ pm。設(shè)阿伏加德羅常數(shù)的值為NA,則MgCu2的密度是______________g·cm-3(列出計(jì)算表達(dá)式)。
1.(2022·湖南汩羅市模擬)下列關(guān)于晶體的說法不正確的是①晶體中原子呈周期性有序排列,有自范性;而非晶體中原子排列相對(duì)無序,無自范性 ②含有金屬陽(yáng)離子的晶體一定是離子晶體?、酃矁r(jià)鍵可決定分子晶體的熔、沸點(diǎn)?、芫О蔷w結(jié)構(gòu)的基本單元,晶體內(nèi)部的微粒按一定規(guī)律作周期性重復(fù)排列?、菥w盡可能采取緊密堆積方式,以使其變得比較穩(wěn)定?、薷杀w中,一個(gè)CO2分子周圍有12個(gè)CO2分子緊鄰;CsCl和NaCl晶體中陰、陽(yáng)離子的配位數(shù)都為6A.①②③ B.②③④C.④⑤⑥ D.②③⑥
2.(2021·湖北1月選考模擬,13)已知NixMg1-xO晶體屬立方晶系,晶胞邊長(zhǎng)a。將Li+摻雜到該晶胞中,可得到一種高性能的p型太陽(yáng)能電池材料,其結(jié)構(gòu)單元如下圖所示。假定摻雜后的晶胞參數(shù)不發(fā)生變化,下列說法正確的是A.該結(jié)構(gòu)單元中O原子數(shù)為3B.Ni和Mg間的最短距離是C.Ni的配位數(shù)為4D.該物質(zhì)的化學(xué)式為
由晶胞結(jié)構(gòu)可知,Ni的配位數(shù)為6,C錯(cuò)誤;
3.(2021·遼寧1月適應(yīng)性測(cè)試,6)我國(guó)科學(xué)家合成了富集11B的非碳導(dǎo)熱材料立方氮化硼晶體,晶胞結(jié)構(gòu)如圖。下列說法正確的是A.11BN和10BN的性質(zhì)無差異B.該晶體具有良好的導(dǎo)電性C.該晶胞中含有14個(gè)B原子,4個(gè)N原子D.N原子周圍等距且最近的N原子數(shù)為12
11B和10B互為同位素,形成的化合物在化學(xué)性質(zhì)上無差異,但其物理性質(zhì)不同,A錯(cuò)誤;該晶體結(jié)構(gòu)中無自由移動(dòng)的電子,不具有導(dǎo)電性,B錯(cuò)誤;由圖可知,該晶胞含4個(gè)N原子,B原子位于晶胞的頂角和
由晶胞示意圖,1個(gè)N原子與4個(gè)B原子成鍵,1個(gè)B原子可以和3個(gè)N原子成鍵,這些N原子距中心N原子等距且最近,總數(shù)為12個(gè),D正確。
A.SiCl4是分子晶體B.晶體硼是共價(jià)晶體C.AlCl3是分子晶體,加熱能升華D.金剛石中的C—C鍵能比晶體硅中的Si—Si鍵能弱
4.根據(jù)下表中給出的有關(guān)數(shù)據(jù),判斷下列說法錯(cuò)誤的是
SiCl4、AlCl3的熔、沸點(diǎn)低,都是分子晶體,AlCl3的沸點(diǎn)低于其熔點(diǎn),即在未熔化的溫度下它就能汽化,故AlCl3加熱能升華,A、C正確;晶體硼的熔、沸點(diǎn)高,是共價(jià)晶體,B正確;由金剛石與晶體硅的熔、沸點(diǎn)相對(duì)高低可知:金剛石中的C—C鍵能比晶體硅中的Si—Si鍵能強(qiáng),D錯(cuò)誤。
5.下列說法錯(cuò)誤的是A.分子晶體中一定存在分子間作用力B.共價(jià)晶體中只含有共價(jià)鍵C.任何晶體中,若含有陽(yáng)離子就一定含有陰離子D.單質(zhì)的晶體中一定不存在離子鍵
6.解釋下列物質(zhì)性質(zhì)的變化規(guī)律與物質(zhì)結(jié)構(gòu)間的因果關(guān)系時(shí),與化學(xué)鍵強(qiáng)弱無關(guān)的變化規(guī)律是A.HF、HCl、HBr、HI的熱穩(wěn)定性依次減弱B.NaF、NaCl、NaBr、NaI的熔點(diǎn)依次降低C.F2、Cl2、Br2、I2的熔、沸點(diǎn)逐漸升高D.Li、Na、K、Rb 的熔點(diǎn)逐漸降低
7.(2022·沈陽(yáng)模擬)下列有關(guān)晶體的敘述中,錯(cuò)誤的是A.金剛石的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)中,由共價(jià)鍵形成的最小碳環(huán)上有6個(gè)碳原子B.在CaF2晶體中每個(gè)Ca2+周圍緊鄰8個(gè)F-,每個(gè)F-周圍緊鄰4個(gè)Ca2+C.白磷晶體中,微粒之間通過共價(jià)鍵結(jié)合,鍵角為60°D.離子晶體在熔化時(shí),離子鍵被破壞;而分子晶體熔化時(shí),化學(xué)鍵不被破壞
8.下列各物質(zhì)中,按熔點(diǎn)由高到低的順序排列正確的是A.CH4>SiH4>GeH4>SnH4B.KCl>NaCl>MgCl2>MgOC.MgBr2>SiCl4>BND.金剛石>晶體硅>鈉
9.金晶體是面心立方最密堆積,已知立方體的每個(gè)面上5個(gè)金原子緊密堆積,金原子半徑為r cm,則金晶體的空間利用率為
10.非整比化合物Fe0.95O具有NaCl型晶體結(jié)構(gòu),由于n(Fe)∶n(O)
這是一份新高考化學(xué)一輪復(fù)習(xí)課件 第5章 第31講 晶體結(jié)構(gòu)與性質(zhì),共60頁(yè)。PPT課件主要包含了高考化學(xué)一輪復(fù)習(xí)策略,晶體結(jié)構(gòu)與性質(zhì),晶體與晶胞,歸納整合,專項(xiàng)突破,結(jié)構(gòu)與性質(zhì),真題演練明確考向,課時(shí)精練等內(nèi)容,歡迎下載使用。
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