
考綱和考試說(shuō)明是備考的指南針,認(rèn)真研究考綱和考試說(shuō)明,可增強(qiáng)日常復(fù)習(xí)的針對(duì)性和方向性,避免盲目備考,按方抓藥,弄清楚高考檢測(cè)什么,檢測(cè)的價(jià)值取向,高考的命題依據(jù)。
2.精練高考真題,明確方向
經(jīng)過(guò)對(duì)近幾年高考題的橫、縱向分析,可以得出以下三點(diǎn):一是主干知識(shí)考查“集中化”,二是基礎(chǔ)知識(shí)新視角,推陳出新,三是能力考查“綜合化”。
3.摸清問(wèn)題所在,對(duì)癥下藥
要提高后期的備考質(zhì)量,還要真正了解學(xué)生存在的問(wèn)題,只有如此,復(fù)習(xí)備考才能更加科學(xué)有效。所以,必須加大信息反饋,深入總結(jié)學(xué)情,明確備考方向,對(duì)癥開方下藥,才能使學(xué)生的知識(shí)結(jié)構(gòu)更加符合高考立體網(wǎng)絡(luò)化要求,才能實(shí)現(xiàn)基礎(chǔ)→能力→分?jǐn)?shù)的轉(zhuǎn)化。
4.切實(shí)回歸基礎(chǔ),提高能力
復(fù)習(xí)訓(xùn)練的步驟包括強(qiáng)化基礎(chǔ),突破難點(diǎn),規(guī)范作答,總結(jié)方法,通過(guò)這樣的總結(jié),學(xué)生印象深刻,應(yīng)用更加靈活。
第20講 晶體結(jié)構(gòu)與性質(zhì)
目錄
考情分析
網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建
考點(diǎn)一 晶體與晶胞
【夯基·必備基礎(chǔ)知識(shí)梳理】
知識(shí)點(diǎn)1 物質(zhì)的聚集狀態(tài)
知識(shí)點(diǎn)2 晶體與非晶體
知識(shí)點(diǎn)3 晶胞組成的計(jì)算——均攤法
【提升·必考題型歸納】
考向1 考查晶體與非晶體
考向2 考查有關(guān)晶胞的計(jì)算
考向3 考查晶胞中粒子配位數(shù)的計(jì)算
考點(diǎn)二 常見(jiàn)晶體的結(jié)構(gòu)與性質(zhì)
【夯基·必備基礎(chǔ)知識(shí)梳理】
知識(shí)點(diǎn)1 分子晶體
知識(shí)點(diǎn)2 共價(jià)晶體
知識(shí)點(diǎn)3 金屬晶體
知識(shí)點(diǎn)4 離子晶體
知識(shí)點(diǎn)5 石墨的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)
知識(shí)點(diǎn)6 四種晶體的性質(zhì)與判斷
【提升·必考題型歸納】
考向1 考查常見(jiàn)晶體的比較與晶體類型判斷
考向2 考查晶體熔沸點(diǎn)高低的比較
考點(diǎn)三 晶體中原子坐標(biāo)
【夯基·必備基礎(chǔ)知識(shí)梳理】
知識(shí)點(diǎn)1 構(gòu)建坐標(biāo)原點(diǎn)、坐標(biāo)軸和單位長(zhǎng)度立體幾何模型
知識(shí)點(diǎn)2 典型晶胞結(jié)構(gòu)模型的原子坐標(biāo)參數(shù)與俯視圖
【提升·必考題型歸納】
考向 考查原子坐標(biāo)的確定
真題感悟
考點(diǎn)一 晶體與晶胞
知識(shí)點(diǎn)1 物質(zhì)的聚集狀態(tài)
1.物質(zhì)三態(tài)的相互轉(zhuǎn)化
2.物質(zhì)的聚集狀態(tài)
(1)氣態(tài):
①普通氣體
②等離子體:
A.定義:等離子體是由電子、陽(yáng)離子和電中性粒子(分子或原子)組成的整體上呈電中性的氣態(tài)物質(zhì)。
B.產(chǎn)生途徑:高溫、紫外線、x射線、y射線、高能電磁波的照射及大自然的天體現(xiàn)象等都能使氣體變成等離子體
C.存在:存在于日光燈和霓虹燈的燈管里、蠟燭火焰里、極光和雷電里等
D.性質(zhì):具有良好的導(dǎo)電性和流動(dòng)性
E.運(yùn)用等離子體顯示技術(shù)可以制造等離子體顯示器,利用等離子體可以進(jìn)行化學(xué)合成、核聚變等。
(2)液態(tài):
①普通液體
②離子液體:離子液體是熔點(diǎn)不高的僅由離子組成的液體物質(zhì)。
(3)介乎晶態(tài)和非晶態(tài)之間的塑晶態(tài)、液晶態(tài)
①塑晶:
A.定義:在一定溫度條件下,能保持固態(tài)晶體典型特征但具有一定塑性(即物體發(fā)生永久形變的性質(zhì))的一種物質(zhì)聚集狀態(tài)。
②液晶:
A.定義:在由固態(tài)向液態(tài)轉(zhuǎn)化過(guò)程中存在的取向有序流體狀態(tài)。
B.分類:分為熱致液晶(只存在于某一溫度范圍內(nèi)的液晶相)和溶致液晶(某些化合物溶解于水或有機(jī)溶劑后而呈現(xiàn)的液晶相)。
C.性質(zhì):具有液體的某些性質(zhì)(如流動(dòng)性、黏度、形變性等)和晶體的某些性質(zhì)(如導(dǎo)熱性、各向異性等)。
D.用途:手機(jī)、電腦和電視的液晶顯示器,合成高強(qiáng)度液晶纖維已廣泛用于飛機(jī)、火箭、坦克、艦船、防彈衣、防彈頭盔等。
(4)固態(tài):
①晶體:內(nèi)部粒子(原子、離子或分子)在三維空間按一定規(guī)律呈周期性重復(fù)排列構(gòu)成的固體物質(zhì),絕大多數(shù)常見(jiàn)的固體都是晶體。如:高錳酸鉀、金剛石、干冰、金屬銅、石墨等。
②非晶體:內(nèi)部原子或分子的排列呈雜亂無(wú)章的分布狀態(tài)的固體物質(zhì)。如:玻璃、松香、硅藻土、橡膠、瀝青等。
【名師提醒】(1)構(gòu)成物質(zhì)三態(tài)的粒子不一定都是分子,還可以是原子或離子等,如水的三態(tài)都是由分子構(gòu)成的,離子液體是熔點(diǎn)不高的僅由離子組成的液體物質(zhì)。
(2)物質(zhì)的聚集狀態(tài)除了氣態(tài)、液態(tài)和固態(tài),還有晶態(tài)、非晶態(tài),以及介于晶態(tài)和非晶態(tài)之間的塑晶態(tài)、液晶態(tài)等。
知識(shí)點(diǎn)2 晶體與非晶體
1.晶體與非晶體的比較
2.得到晶體的途徑
①熔融態(tài)物質(zhì)凝固。
②氣態(tài)物質(zhì)冷卻不經(jīng)液態(tài)直接凝固(凝華)。
注:升華與凝華:固態(tài)物質(zhì)受熱不經(jīng)過(guò)液態(tài)直接到氣態(tài)的過(guò)程叫做升華;氣態(tài)物質(zhì)冷卻不經(jīng)過(guò)液態(tài)直接到固態(tài)的過(guò)程叫做凝華。升華和凝華都屬于物理變化。
③溶質(zhì)從溶液中析出。
3.晶胞
①概念:描述晶體結(jié)構(gòu)的基本單元。
②晶體中晶胞的排列——無(wú)隙、并置
A.無(wú)隙:相鄰晶胞之間沒(méi)有任何間隙。
B.并置:所有晶胞平行排列、取向相同。
知識(shí)點(diǎn)3 晶胞組成的計(jì)算——均攤法
1.原則
晶胞任意位置上的一個(gè)原子如果是被n個(gè)晶胞所共有,那么,每個(gè)晶胞對(duì)這個(gè)原子分得的份額就是eq \f(1,n)。
2.方法
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。
②非長(zhǎng)方體晶胞中粒子視具體情況而定
3.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。
【特別提醒】(1)判斷某種微粒周圍等距且緊鄰的微粒數(shù)目時(shí),要注意運(yùn)用三維想象法。如NaCl晶體中,Na+周圍的Na+數(shù)目(Na+用“○”表示):
每個(gè)面上有4個(gè),共計(jì)12個(gè)。
(2)常考的幾種晶體主要有干冰、冰、金剛石、SiO2、石墨、CsCl、NaCl、K、Cu等,要熟悉以上代表物的空間結(jié)構(gòu)。當(dāng)題中信息給出與某種晶體空間結(jié)構(gòu)相同時(shí),可以直接套用某種結(jié)構(gòu)。
4.晶胞計(jì)算公式(立方晶胞)
(1)晶體密度: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面對(duì)角線長(zhǎng)=eq \r(2)a。
②體對(duì)角線長(zhǎng)=eq \r(3)a。
③體心立方堆積4r=eq \r(3)a(r為原子半徑)。
④面心立方堆積4r=eq \r(2)a(r為原子半徑)。
(3)空間利用率=eq \f(晶胞中微粒體積,晶胞體積)×100%。
5.有關(guān)晶胞的計(jì)算方法
(1)計(jì)算晶體密度的方法
以一個(gè)晶胞為研究對(duì)象,根據(jù)m=ρ·V,其一般的計(jì)算規(guī)律和公式可表示為:eq \f(M,NA)×n=ρ×a3,其中M為晶體的摩爾質(zhì)量,n為晶胞所占有的粒子數(shù),NA為阿伏加德羅常數(shù),ρ為晶體密度,a為晶胞參數(shù)。
(2)計(jì)算晶體中微粒間距離的方法
考向1 考查晶體與非晶體
例1.(2023·湖北·武漢二中校聯(lián)考二模)納米為無(wú)定形(非晶態(tài))白色粉末,顆粒尺寸小、微孔多、比表面積大、對(duì)紫外線反射能力強(qiáng)等特點(diǎn)。下列關(guān)于納米的說(shuō)法正確的是
A.對(duì)光有各向異性
B.熔點(diǎn)與晶體相同
C.與晶體互為同分異構(gòu)體
D.可用X-射線衍射實(shí)驗(yàn)區(qū)分納米與晶體
【解析】A.納米為無(wú)定形,不是晶體,沒(méi)有對(duì)光的各向異性,故A錯(cuò)誤;B.納米不是晶體,是共價(jià)晶體,因此熔點(diǎn)不相同,故B錯(cuò)誤;C.具有相同分子式而結(jié)構(gòu)不同的化合物互為同分異構(gòu)體,只是化學(xué)式,晶體中沒(méi)有分子,故C錯(cuò)誤;D.納米不是晶體,是共價(jià)晶體,可用X-射線衍射實(shí)驗(yàn)區(qū)分納米與晶體,故D正確;故選D。
【答案】D
【變式訓(xùn)練1】(2023·新疆·統(tǒng)考三模)蠟染技藝是中國(guó)非物質(zhì)文化遺產(chǎn)之一,其制作工序包括:棉布制板、畫蠟(將蜂蠟熔化后畫在布上形成覆蓋層)、藍(lán)靛染色、沸水脫蠟、漂洗等。下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是
A.“制板”用的白棉布,主要成分為纖維素
B.“畫蠟”過(guò)程為物理變化
C.“畫蠟”用的蜂蠟,是一種純凈物,有固定熔點(diǎn)
D.“染色”用的藍(lán)靛(如圖),屬于芳香族化合物
【解析】A.棉花是纖維素,所以白棉布主要成分為纖維素,A正確;B.“畫蠟”過(guò)程中將蜂蠟熔化后畫在布上形成覆蓋層,沒(méi)有新物質(zhì)生成,為物理變化,B正確;C.“畫蠟”用的蜂蠟,是一種混合物,不屬于晶體,無(wú)固定熔點(diǎn),C錯(cuò)誤;D.根據(jù)題目信息可知藍(lán)靛的結(jié)構(gòu)中有苯環(huán)屬于芳香族化合物,D正確;故選C。
【答案】C
【變式訓(xùn)練2】(2023·江蘇南通·海門中學(xué)??寄M預(yù)測(cè))化學(xué)與科技、生產(chǎn)、生活密切相關(guān),下列有關(guān)說(shuō)法不正確的是
A.氮化硅、碳化硅等新型陶瓷屬于無(wú)機(jī)非金屬材料
B.不同冠醚有不同大小的空穴,可用于識(shí)別堿金屬離子
C.X射線衍射實(shí)驗(yàn)可用于鑒別晶體與非晶體
D.利用合成的可降解塑料PC(聚碳酸酯)是純凈物
【解析】A. 氮化硅、碳化硅等新型陶瓷是高溫結(jié)構(gòu)材料,屬于新型無(wú)機(jī)非金屬材料,具有耐高溫、耐酸堿腐蝕、硬度大、耐磨損、密度小等優(yōu)點(diǎn),A正確;B. 冠醚是一類皇冠狀的分子,不同冠醚有不同大小的空穴,可用于識(shí)別堿金屬離子,B正確;C. 根據(jù)X射線衍射圖顯示的信息,科學(xué)家能推知晶體內(nèi)部的微觀結(jié)構(gòu),故可用X射線衍射實(shí)驗(yàn)區(qū)分晶體與非晶體,C正確;D. 利用合成的可降解塑料PC(聚碳酸酯)屬于高分子化合物,屬于混合物,D不正確;答案選D。
【答案】D
考向2 考查有關(guān)晶胞的計(jì)算
例2.(2023·山西呂梁·統(tǒng)考二模)具有光催化活性的TiO2可通過(guò)氮摻雜生成TiO2-aNb后,在光照下的輸出穩(wěn)定性更好,其晶胞結(jié)構(gòu)如圖,已知原子1、原子2的分?jǐn)?shù)坐標(biāo)為(0,0,)和(1,0,0),設(shè)阿伏加德羅常數(shù)的值為NA,下列說(shuō)法正確的是
A.氮摻雜生成的TiO2-aNb中,a=,b=
B.原子3的分?jǐn)?shù)坐標(biāo)為(1,0,)
C.TiO2晶體中,Ti的配位數(shù)為8
D.TiO2的密度為g·cm-3
【解析】A.由TiO2-aNb晶體結(jié)構(gòu)可知,氮摻雜反應(yīng)后有3個(gè)氧空穴,O原子6個(gè)在棱上、6個(gè)在后面,1個(gè)在體內(nèi),O原子個(gè)數(shù)為,N原子1個(gè)在棱上、1個(gè)在面,N原子個(gè)數(shù)為,Ti原子8個(gè)在頂點(diǎn)、4個(gè)在面心,1個(gè)在體內(nèi),Ti原子個(gè)數(shù)為,,,,A正確;B.原子1、2的坐標(biāo)分別為,由TiO2的晶胞結(jié)構(gòu)可知,原子3的坐標(biāo)為,B錯(cuò)誤;C.鈦離子形成體心四方點(diǎn)陣,氧離子形成八面體,八面體嵌入體心四方點(diǎn)陣中,每個(gè)鈦離子周圍有6個(gè)氧離子,Ti的配位數(shù)為8,C錯(cuò)誤;D. Ti原子在晶胞的8個(gè)頂點(diǎn)、4個(gè)面心和1個(gè)在體內(nèi),Ti原子的個(gè)數(shù)為,O原子在8個(gè)棱上、8個(gè)面上,2個(gè)在體內(nèi),O原子個(gè)數(shù)為,則1ml晶胞的質(zhì)量,一個(gè)晶胞的質(zhì)量為,體積為,則TiO2的密度為,D錯(cuò)誤;故答案為:A。
【答案】A
【變式訓(xùn)練1】(2023春·湖北襄陽(yáng)·高三襄陽(yáng)五中??茧A段練習(xí))、、可形成新型超導(dǎo)材料,晶胞如圖所示(Fe原子均位于面上)。晶胞棱邊夾角均為,X的分?jǐn)?shù)坐標(biāo)為,Y的分?jǐn)?shù)坐標(biāo)為,設(shè)為阿伏加德羅常數(shù)的值。下列說(shuō)法正確的是
A.Fe原子的配位數(shù)為3
B.坐標(biāo)為的原子是
C.該晶體的密度為
D.Se原子,與之間的距離為
【解析】A.距離Fe原子最近且距離相等的Se原子有4個(gè),故Fe的配位數(shù)為4,故A錯(cuò)誤;B.由晶胞結(jié)構(gòu)可知坐標(biāo)為的原子是Z原子,即Fe原子,故B錯(cuò)誤;C.Li原子個(gè)數(shù)為:8×+1=2,F(xiàn)e個(gè)數(shù)為8×=2,Se原子個(gè)數(shù)為:8×+2=4,晶胞的質(zhì)量為:,晶胞體積為:a2b×10-21 cm3,密度,故C錯(cuò)誤;D.Se原子X(jué)與Se原子Y,沿x軸方向的距離為,沿y軸方向的距離為,沿z軸方向的距離為,兩點(diǎn)間的距離為,故D正確;故選:D。
【答案】D
【變式訓(xùn)練2】(2023·重慶·統(tǒng)考三模)氮化鈦晶體的立方晶胞結(jié)構(gòu)如圖所示,該晶胞中N、N之間的最近距離為a pm,以晶胞邊長(zhǎng)為單位長(zhǎng)度建立坐標(biāo)系,原子A的坐標(biāo)參數(shù)為(0,0,0),下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是
A.原子B的坐標(biāo)參數(shù)為B.晶胞邊長(zhǎng)是pm
C.該物質(zhì)的化學(xué)式為TiND.Ti的配位數(shù)為6
【解析】A.原子B在x、y、z軸上坐標(biāo)分別為1、1、,則坐標(biāo)參數(shù)為,A錯(cuò)誤;B.晶胞中N、N之間的最近距離為面對(duì)角線的二分之一,為apm,則N與Ti的最近距離是pm,則晶胞邊長(zhǎng)為pm,B正確;C.該晶胞中,Ti(黑球)的個(gè)數(shù)為,N(白球)的個(gè)數(shù)為,則Ti和N的個(gè)數(shù)比為1∶1,該物質(zhì)的化學(xué)式為TiN,C正確;D.如圖所示,以體心鈦為例,與Ti距離相等且最近的N有6個(gè),則Ti的配位數(shù)為6,D正確;答案選A。
【答案】A
【思維建?!烤О芏扔?jì)算的基本過(guò)程
考向3 考查晶胞中粒子配位數(shù)的計(jì)算
例3.(2023·湖南郴州·校聯(lián)考模擬預(yù)測(cè))某鹵化物可用于制作激光基質(zhì)材料,其立方晶胞結(jié)構(gòu)如圖所示,已知:晶胞參數(shù)為,為阿伏加德羅常數(shù)的值。下列有關(guān)該晶體的說(shuō)法正確的是
A.化學(xué)式為B.K的配位數(shù)為6
C.若K位于晶胞的體心,則F位于面心D.密度為
【解析】A.晶胞中,鉀原子位于頂點(diǎn),個(gè)數(shù)為,鎂原子位于體心,個(gè)數(shù)為1,氟原子位于面心,個(gè)數(shù)為,則晶胞中K、Mg、F的原子個(gè)數(shù)比為1:1:3,化學(xué)式為,A項(xiàng)正確;B.與K等距且最近的F位于面心,共有12個(gè),所以K的配位數(shù)為12,B項(xiàng)錯(cuò)誤;C.晶體中若K位于晶胞的體心,則F位于棱心,Mg位于頂點(diǎn),C項(xiàng)錯(cuò)誤;D.該晶體的密度,D項(xiàng)錯(cuò)誤;故選A。
【答案】A
【變式訓(xùn)練1】(2023·山東濰坊·統(tǒng)考三模)氧化鋅(ZnO)的透明度高,具有優(yōu)異的常溫發(fā)光性能。氧化鋅的兩種晶胞結(jié)構(gòu)如圖所示。下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是
A.甲、乙兩種晶體類型的晶胞內(nèi)數(shù)目之比為2∶1
B.甲中位于形成的四面體空隙中,空隙填充率為50%
C.乙的晶胞沿z軸的二維投影圖如圖丙所示
D.兩種晶胞中的配位數(shù)均為4
【解析】A.甲類型的晶胞中有4個(gè)Zn2+位于晶胞內(nèi),則甲晶胞有4個(gè)Zn2+;乙晶胞有4個(gè)Zn2+位于晶胞棱上,1個(gè)Zn2+位于晶胞內(nèi),則乙晶胞共個(gè)Zn2+,甲、乙兩種晶體類型的晶胞內(nèi)Zn2+數(shù)目之比為2 : 1,故A正確;B.甲晶胞中O2-形成8個(gè)空隙,Zn2+占據(jù)4個(gè)空隙,則空隙填充率為50%,故B正確;C.乙的晶胞沿z軸的二維投影圖如圖 ,故C錯(cuò)誤;D.O2-的配位數(shù)即為晶胞中距離O2-最近的離子個(gè)數(shù),觀察甲乙兩晶胞,可知距離O2-最近的離子個(gè)數(shù)均為4個(gè)Zn2+,則兩種晶胞中O2-的配位數(shù)均為4,故D正確;故選C。
【答案】C
【變式訓(xùn)練2】(2023·遼寧·高三統(tǒng)考專題練習(xí))據(jù)文獻(xiàn)報(bào)道:CeO2的氧缺陷可以有效促進(jìn)氫氣在催化加氫過(guò)程中的活化。圖1為CeO2理想晶胞,圖2為CeO2缺陷晶胞,若晶胞參數(shù)為anm,下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是
A.圖1晶胞面對(duì)角線切面上的離子數(shù)目有8個(gè)
B.圖2中Ce4+與O2-的數(shù)目之比為4∶7
C.理想晶胞中O2-的配位數(shù)為4
D.Ce4+與O2-的最近距離為anm
【解析】A.如圖勾選粒子在面對(duì)角線切面上 ,共有10個(gè),A項(xiàng)錯(cuò)誤;B.從晶胞看O2-位于小立方體體心共7個(gè),Ce4+位于晶胞的頂點(diǎn)和面心共,Ce4+與O2-的數(shù)目之比為4∶7,B項(xiàng)正確;C.從圖看O2-最近的Ce4+有4個(gè),其配位數(shù)為4,C項(xiàng)正確;D.Ce4+與O2-最短距離為八分之一小立方體的體對(duì)角線的一半即,D項(xiàng)正確;故選A。
【答案】A
【思維建模】晶胞中微粒的配位數(shù)求算: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。
考點(diǎn)二 常見(jiàn)晶體的結(jié)構(gòu)與性質(zhì)
知識(shí)點(diǎn)1 分子晶體
1.概念:只含分子的晶體稱為分子晶體。
2.粒子間的相互作用力:分子晶體內(nèi)相鄰分子間以分子間作用力相互吸引,分子內(nèi)原子之間以共價(jià)鍵結(jié)合。
3.常見(jiàn)的分子晶體
①所有非金屬氫化物,如水、硫化氫、氨、甲烷等。
②部分非金屬單質(zhì),如鹵素(X2)、氧(O2)、硫(S8)、氮(N2)、白磷(P4)、C60等。
③部分非金屬氧化物,如CO2、SO2、P4O6、P4O10等。
④幾乎所有的酸,如H2SO4、HNO3、H3PO4、H2SiO3等。
⑤絕大多數(shù)有機(jī)化合物的晶體,如苯、乙醇、乙酸、葡萄糖等。
4.物理性質(zhì)
分子晶體熔、沸點(diǎn)較低,硬度較小。
5.分子晶體的結(jié)構(gòu)特征
①分子間作用力只是范德華力:晶體中分子堆積方式為分子密堆積。
②分子間還有其他作用力:水分子之間的主要作用力是氫鍵,在冰的每個(gè)水分子周圍只有4個(gè)緊鄰的水分子。冰的晶體結(jié)構(gòu)如圖:
6.結(jié)構(gòu)模型
①干冰晶體中,每個(gè)CO2分子周圍等距且緊鄰的CO2分子有12個(gè)。
②冰的結(jié)構(gòu)模型中,每個(gè)水分子與相鄰的4個(gè)水分子以氫鍵相連接,含1 ml H2O的冰中,最多可形成2 ml“氫鍵”。
知識(shí)點(diǎn)2 共價(jià)晶體
1.構(gòu)成微粒及其相互作用
2.物理性質(zhì)
①共價(jià)晶體中,由于各原子均以強(qiáng)的共價(jià)鍵相結(jié)合,因此一般熔點(diǎn)高,硬度大。
②結(jié)構(gòu)相似的共價(jià)晶體,原子半徑越小,鍵長(zhǎng)越短,鍵能越大,晶體的熔點(diǎn)越高。
3.常見(jiàn)的共價(jià)晶體。
4.結(jié)構(gòu)模型
①金剛石晶體中,每個(gè)C與另外相鄰4個(gè)C形成共價(jià)鍵,C—C鍵之間的夾角是109°28′,最小的環(huán)是六元環(huán)。含有1 ml C的金剛石中,形成的共價(jià)鍵有2 ml。
②SiO2晶體中,每個(gè)Si原子與4個(gè)O原子成鍵,每個(gè)O原子與2個(gè)硅原子成鍵,最小的環(huán)是十二元環(huán),在“硅氧”四面體中,處于中心的是Si原子,1 ml SiO2中含有4 ml Si—O鍵。
知識(shí)點(diǎn)3 金屬晶體
1.金屬鍵
①概念:金屬原子脫落下來(lái)的價(jià)電子形成遍布整塊晶體的“電子氣”,被所有原子共用,從而把所有金屬原子維系在一起。
②成鍵粒子是金屬陽(yáng)離子和自由電子。
③金屬鍵的強(qiáng)弱和對(duì)金屬性質(zhì)的影響:
a.金屬鍵的強(qiáng)弱主要取決于金屬元素的原子半徑和價(jià)電子數(shù),原子半徑越大,價(jià)電子數(shù)越少,金屬鍵越弱;反之,金屬鍵越強(qiáng)。
b.金屬鍵越強(qiáng),金屬的熔、沸點(diǎn)越高,硬度越大。
2.金屬晶體
①在金屬晶體中,原子間以金屬鍵相結(jié)合。
②金屬晶體的性質(zhì):優(yōu)良的導(dǎo)電性、導(dǎo)熱性和延展性。
③用電子氣理論解釋金屬的性質(zhì):
3.結(jié)構(gòu)模型
知識(shí)點(diǎn)4 離子晶體
1.構(gòu)成粒子:陰離子和陽(yáng)離子。
2.作用力:離子鍵。
3.配位數(shù):一個(gè)離子周圍最鄰近的異電性離子的數(shù)目。
4.離子晶體結(jié)構(gòu)的決定因素
①幾何因素:晶體中正負(fù)離子的半徑比。
②電荷因素:晶體中正負(fù)離子的電荷比。
③鍵性因素:離子鍵的純粹程度。
5.離子晶體的性質(zhì)
6.結(jié)構(gòu)模型
①NaCl型:在晶體中,每個(gè)Na+同時(shí)吸引6個(gè)Cl-,每個(gè)Cl-同時(shí)吸引6個(gè)Na+,配位數(shù)為6。每個(gè)晶胞含4個(gè)Na+和4個(gè)Cl-。
②CsCl型:在晶體中,每個(gè)Cl-吸引8個(gè)Cs+,每個(gè)Cs+吸引8個(gè)Cl-,配位數(shù)為8。
知識(shí)點(diǎn)5 石墨的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)
1.同層內(nèi),碳原子采用sp2雜化,以共價(jià)鍵相結(jié)合形成正六邊形平面網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)。所有碳原子的p軌道平行且相互重疊,p軌道中的電子可在整個(gè)平面中運(yùn)動(dòng)。
2.層與層之間以范德華力相結(jié)合。
3.石墨晶體中,既有共價(jià)鍵,又有金屬鍵和范德華力,屬于混合晶體。
4.結(jié)構(gòu)模型
石墨層狀晶體中,層與層之間的作用是分子間作用力,平均每個(gè)正六邊形擁有的碳原子個(gè)數(shù)是2,C原子采取的雜化方式是sp2。
知識(shí)點(diǎn)6 四種晶體的性質(zhì)與判斷
1.四種晶體類型比較
2.離子晶體的晶格能
(1)定義
氣態(tài)離子形成1 ml離子晶體釋放的能量,通常取正值,單位:kJ·ml-1。
(2)影響因素
①離子所帶電荷數(shù):離子所帶電荷數(shù)越多,晶格能越大。
②離子的半徑:離子的半徑越小,晶格能越大。
(3)與離子晶體性質(zhì)的關(guān)系
晶格能越大,形成的離子晶體越穩(wěn)定,且熔點(diǎn)越高,硬度越大。
3、晶體熔、沸點(diǎn)的比較
1)不同類型晶體熔、沸點(diǎn)的比較
(1)不同類型晶體的熔、沸點(diǎn)高低的一般規(guī)律:原子晶體>離子晶體>分子晶體。
(2)金屬晶體的熔、沸點(diǎn)差別很大,如鎢、鉑等熔、沸點(diǎn)很高,汞、銫等熔、沸點(diǎn)
很低。
2)同種晶體類型熔、沸點(diǎn)的比較
(1)原子晶體
原子半徑越小→鍵長(zhǎng)越短→鍵能越大→熔、沸點(diǎn)越高,如熔點(diǎn):金剛石>碳化硅>硅。
(2)離子晶體
①一般地說(shuō),陰、陽(yáng)離子的電荷數(shù)越多,離子半徑越小,則離子間的作用力就越強(qiáng),其離子晶體的熔、沸點(diǎn)就越高,如熔點(diǎn):MgO>NaCl>CsCl。
②衡量離子晶體穩(wěn)定性的物理量是晶格能。晶格能越大,形成的離子晶體越穩(wěn)定,熔、沸點(diǎn)越高,硬度越大。
(3)分子晶體
①分子間作用力越大,物質(zhì)的熔、沸點(diǎn)越高;具有氫鍵的分子晶體熔、沸點(diǎn)反常得高,如H2O>H2Te>H2Se>H2S。
②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,如SnH4>GeH4>SiH4>CH4。
③組成和結(jié)構(gòu)不相似的物質(zhì)(相對(duì)分子質(zhì)量接近),分子的極性越大,其熔、沸點(diǎn)越高,如CO>N2、CH3OH>CH3CH3。
④同分異構(gòu)體支鏈越多,熔、沸點(diǎn)越低。如CH3CH2CH2CH2CH3>CH3CH(CH3)CH2CH3>CH3C(CH3)2CH3。
(4)金屬晶體
金屬離子半徑越小,離子電荷數(shù)越多,其金屬鍵越強(qiáng),金屬熔、沸點(diǎn)就越高,如熔、沸點(diǎn):NaCl-,則離子鍵鍵能,導(dǎo)致熔點(diǎn),C正確;D.1-戊醇中烴基更大,導(dǎo)致其在水中溶解度更小,故溶解性:1-丁醇>1-戊醇,D正確;故選A。
【答案】A
【變式訓(xùn)練1】(2022秋·湖北武漢·高三統(tǒng)考開學(xué)考試)下列各組物質(zhì)性質(zhì)的比較,結(jié)論正確的是
A.分子的極性:B.沸點(diǎn):鄰羥基苯甲酸
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