一、晶體的類型
1.化學(xué)鍵類型及其比較
2.晶體類型及比較
3.晶體類型與化學(xué)鍵的關(guān)系
(1)離子晶體與化學(xué)鍵的關(guān)系:離子晶體中一定含有離子鍵,可能含有共價(jià)鍵。注意,可以再細(xì)化:離子晶體中一定含有離子鍵,可能含有極性共價(jià)鍵、非極性共價(jià)鍵、配位鍵;含有離子鍵的化合物一定是離子化合物;離子晶體一定是由陰、陽(yáng)離子構(gòu)成的,但晶體中可以含有分子。如,結(jié)晶水合物;離子晶體中一定含有陽(yáng)離子,但含有陽(yáng)離子的晶體不一定是離子晶體;非金屬元素也可以形成離子化合物。如NH4Cl、NH4NO3等都是離子化合物。
(2)分子晶體與化學(xué)鍵(力)的關(guān)系:分子晶體中一定含有分子間作用力;稀有氣體形成的晶體是分子晶體,而稀有氣體是單原子分子,其晶體中只含有分子間作用力;除稀有氣體外的其他分子晶體均含有分子間作用力和分子內(nèi)共價(jià)鍵;分子晶體中的分子間作用力決定物質(zhì)的物理性質(zhì)(如熔沸點(diǎn)、硬度、溶解性等),而共價(jià)鍵決定分子的化學(xué)性質(zhì)。
(3)原子晶體與化學(xué)鍵的關(guān)系:原子晶體中一定有共價(jià)鍵,且只有共價(jià)鍵,無(wú)分子間作用力;原子晶體一定是由原子構(gòu)成的,可以是同種元素的原子,也可以是不同種元素的原子;共價(jià)化合物形成的晶體可能是原子晶體,也可能是分子晶體;含有共價(jià)鍵的化合物不一定是共價(jià)化合物;原子晶體可以由極性鍵構(gòu)成,也可以由非極性鍵構(gòu)成。
(4)金屬晶體與化學(xué)鍵的關(guān)系:金屬晶體中一定有金屬鍵,但有時(shí)也有不同程度的其他鍵。如,合金中可含有共價(jià)鍵;金屬鍵不一定就比分子間作用力強(qiáng)。如,汞常溫下為液態(tài),就說(shuō)明汞中的金屬鍵很弱;具有金屬光澤且能導(dǎo)電的單質(zhì)不一定就是金屬,如石墨能導(dǎo)電,有金屬光澤,卻屬于非金屬。
4.晶體類型的判斷
(1)依據(jù)構(gòu)成晶體的微粒和微粒間的作用判斷:離子晶體的構(gòu)成微粒是陰、陽(yáng)離子,微粒間的作用是離子鍵;原子晶體的構(gòu)成微粒是原子,微粒間的作用是共價(jià)鍵;分子晶體的構(gòu)成微粒是分子,微粒間的作用為分子間作用力;金屬晶體的構(gòu)成微粒是金屬陽(yáng)離子和自由電子,微粒間的作用是金屬鍵。
(2)依據(jù)物質(zhì)的分類判斷:金屬氧化物(如K2O、Na2O等)、強(qiáng)堿(NaOH、KOH等)和絕大多數(shù)的鹽類是離子晶體;大多數(shù)非金屬單質(zhì)(除金剛石、石墨、晶體硅等)、非金屬氫化物、非金屬氧化物(除SiO2外)、幾乎所有的酸、絕大多數(shù)有機(jī)物(除有機(jī)鹽外)是分子晶體;常見(jiàn)的單質(zhì)類原子晶體有金剛石、晶體硅、晶體硼等,常見(jiàn)的化合物類原子晶體有碳化硅、二氧化硅等;金屬單質(zhì)、合金是金屬晶體。
(3)根據(jù)各類晶體的特征性質(zhì)判斷:一般來(lái)說(shuō),低熔、沸點(diǎn)的化合物屬于分子晶體;熔、沸點(diǎn)較高,且在水溶液中或熔融狀態(tài)下能導(dǎo)電的化合物為離子晶體;熔、沸點(diǎn)很高,不導(dǎo)電,不溶于一般溶劑的物質(zhì)屬原子晶體;能導(dǎo)電、傳熱、具有延展性的晶體為金屬晶體。
二、晶體的結(jié)構(gòu)
三、物質(zhì)熔、沸點(diǎn)的比較
1.不同類晶體:一般情況下,原子晶體>離子晶體>分子晶體;金屬晶體(除少數(shù)外)>分子晶體。金屬晶體的熔、沸點(diǎn)有的很高,如鎢、鉑等,有的則很低,如汞、銫、鎵等。
2.同種類型晶體:構(gòu)成晶體質(zhì)點(diǎn)間的作用力大,則熔、沸點(diǎn)高,反之則低。
(1)離子晶體:離子所帶的電荷數(shù)越高,離子半徑越小,則其熔、沸點(diǎn)就越高。例如:NaCl>CsCl;MgO>MgCl2。
(2)分子晶體:組成和結(jié)構(gòu)相似的分子晶體,一般相對(duì)分子質(zhì)量越大,分子間作用力越強(qiáng),則熔、沸點(diǎn)越高,如I2>Br2>Cl2>F2;組成和結(jié)構(gòu)不相似的物質(zhì),分子的極性越大,熔、沸點(diǎn)越高,如CO>N2;同分異構(gòu)體之間一般支鏈越多,熔、沸點(diǎn)越低,如沸點(diǎn):正戊烷>異戊烷>新戊烷;若分子間有氫鍵,則分子間作用力比結(jié)構(gòu)相似的同類晶體大,故熔、沸點(diǎn)較高,如沸點(diǎn):HF>HI>HBr>HCl。
(3)原子晶體:一般半徑越小,鍵長(zhǎng)越短,鍵能越大,則熔、沸點(diǎn)越高。例如:金剛石>二氧化硅>碳化硅>晶體硅。
(4)金屬晶體:金屬陽(yáng)離子所帶電荷數(shù)越多,離子半徑越小,則金屬鍵越強(qiáng),熔、沸點(diǎn)越高。例如:Al>Mg>Na。
四、晶胞中微粒的計(jì)算
1.計(jì)算原則: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.計(jì)算方法:長(zhǎng)方體(包括立方體)晶胞中不同位置的粒子數(shù)的計(jì)算如下,在使用均攤法計(jì)算晶胞中微粒個(gè)數(shù)時(shí),要注意晶胞的形狀,不同形狀的晶胞,應(yīng)先分析任意位置上的一個(gè)粒子被幾個(gè)晶胞所共有,如六棱柱晶胞中,頂點(diǎn)、側(cè)棱、底面上的棱、面心依次被6、3、4、2個(gè)晶胞所共有。
3.計(jì)算公式:
(1)若1個(gè)晶胞中含有x個(gè)微粒,則1 ml晶胞中含有x ml微粒,其質(zhì)量為xM g(M為微粒的相對(duì)“分子”質(zhì)量),1個(gè)晶胞的質(zhì)量為ρa(bǔ)3 g[a3為晶胞的體積(立方晶胞)],則1 ml晶胞的質(zhì)量為ρa(bǔ)3NA g,因此有xM=ρa(bǔ)3NA。
(2)空間利用率:空間利用率=eq \f(晶胞含有的微粒體積,晶胞體積)×100%。
4.計(jì)算關(guān)系: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):面對(duì)角線長(zhǎng)=eq \r(2)a;體對(duì)角線長(zhǎng)=eq \r(3)a;體心立方堆積4r=eq \r(3)a(r為原子半徑);面心立方堆積4r=eq \r(2)a(r為原子半徑)。
【典例演練】
[例題1](1)碳有多種同素異形體,其中石墨烯與金剛石的晶體結(jié)構(gòu)如圖所示,在石墨烯晶體中,每個(gè)C原子連接________個(gè)六元環(huán),每個(gè)六元環(huán)占有________個(gè)C原子。在金剛石晶體中,C原子所連接的最小環(huán)也為六元環(huán),每個(gè)C原子連接_____個(gè)六元環(huán),六元環(huán)中最多有_____個(gè)C原子在同一平面。

(2)Cu2O為半導(dǎo)體材料,在其立方晶胞內(nèi)部有4個(gè)氧原子,其余氧原子位于面心和頂點(diǎn),則該晶胞中有________個(gè)銅原子。
(3)M是第四周期元素,最外層只有1個(gè)電子,次外層的所有原子軌道均充滿電子。元素Y的負(fù)一價(jià)離子的最外層電子數(shù)與次外層的相同。M與Y形成的一種化合物的立方晶胞如圖所示。該化合物的化學(xué)式為_(kāi)_______,已知晶胞參數(shù)a=0.542 nm,此晶體的密度為_(kāi)_________________g·cm-3。(寫(xiě)出計(jì)算式,不要求計(jì)算結(jié)果。阿伏加德羅常數(shù)為NA)
(4)O和Na能夠形成化合物F,其晶胞結(jié)構(gòu)如圖所示,晶胞參數(shù)a=0.566 nm,F(xiàn)的化學(xué)式為_(kāi)___________;晶胞中O原子的配位數(shù)為_(kāi)_______________;列式計(jì)算晶體F的密度(g·cm-3)____________________________。
【答案】(1)①3 2 ②12 4 (2)16(3)CuCl eq \f(4×99.5,NA×?0.542?3×10-21)或eq \f(4×M?CuCl?,NA×a3×10-21)(4)Na2O 8 eq \f(4×62 g·ml-1,(0.566×10-7 cm)3×6.02×1023 ml-1)=2.27 g·cm-3
【解析】(1)由石墨烯的結(jié)構(gòu)可知,每個(gè)C原子連接3個(gè)六元環(huán),每個(gè)六元環(huán)占有的C原子數(shù)為eq \f(1,3)×6=2。由金剛石的結(jié)構(gòu)可知,每個(gè)C可參與形成4條C—C鍵,其中任意兩條邊(共價(jià)鍵)可以構(gòu)成2個(gè)六元環(huán)。根據(jù)組合知識(shí)可知四條邊(共價(jià)鍵)任選其中兩條有6組,6×2=12。因此每個(gè)C原子連接12個(gè)六元環(huán)。六元環(huán)中C原子采取sp3雜化,為空間六邊形結(jié)構(gòu),最多有4個(gè)C原子位于同一平面。 (2)Cu2O立方晶胞內(nèi)部有4個(gè)氧原子,其余氧原子位于面心和頂點(diǎn),則一個(gè)Cu2O晶胞含有氧原子個(gè)數(shù)為4+eq \f(1,2)×6+eq \f(1,8)×8=8,那么該晶胞中含有銅原子個(gè)數(shù)為16。(3)(3)根據(jù)晶胞結(jié)構(gòu)利用切割法分析,每個(gè)晶胞中含有銅原子個(gè)數(shù)為8×eq \f(1,8)+6×eq \f(1,2)=4,氯原子個(gè)數(shù)為4,該化合物的化學(xué)式為CuCl;則1 ml晶胞中含有4 ml CuCl,1 ml晶胞的質(zhì)量為4×99.5 g,又晶胞參數(shù)a=0.542 nm,此晶體的密度為eq \f(4×99.5,NA×?0.542?3×10-21) g·cm-3或eq \f(4×M?CuCl?,NA×a3×10-21) g·cm-3。(4)O2-半徑大于Na+半徑,由F的晶胞結(jié)構(gòu)可知,大球代表O2-,小球代表Na+,每個(gè)晶胞中含有O2-個(gè)數(shù)為8×1/8+6×1/2=4,含有Na+個(gè)數(shù)為8,故O2-、Na+個(gè)數(shù)之比為4∶8=1∶2,從而推知F的化學(xué)式為Na2O。由晶胞結(jié)構(gòu)可知,每個(gè)O原子周圍有8個(gè)Na原子,故O原子的配位數(shù)為8。晶胞參數(shù)a=0.566 nm=0.566×10-7 cm,則晶胞的體積為(0.566×10-7 cm)3,從而可知晶體F的密度為
eq \f(4×62 g·ml-1,(0.566×10-7 cm)3×6.02×1023 ml-1)=2.27 g·cm-3。
[例題2](1)如圖為Na2S的晶胞,該晶胞與CaF2晶胞結(jié)構(gòu)相似,設(shè)晶體密度是ρ g·cm-3,試計(jì)算Na+與S2-的最短距離____________cm(阿伏加德羅常數(shù)用NA表示,只寫(xiě)出計(jì)算式)。

(2)F跟Ca可形成離子化合物,其晶胞結(jié)構(gòu)如圖。該離子化合物晶體的密度為ρ g·cm-3,則晶胞的體積是____________。(用含ρ的代數(shù)式表示)。
(3)立方氮化硼和金剛石是等電子體,其晶胞結(jié)構(gòu)如圖所示,則處于晶胞頂點(diǎn)上的原子的配位數(shù)為_(kāi)_________,若晶胞邊長(zhǎng)為361.5 pm,則立方氮化硼的密度是________________ g·cm-3(只要求列算式,不必計(jì)算出數(shù)值,阿伏加德羅常數(shù)的值為NA)。
(4)金剛石晶胞含有________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)。
(5)超高導(dǎo)熱絕緣耐高溫納米氮化鋁在絕緣材料中應(yīng)用廣泛,氮化鋁晶體與金剛石類似,每個(gè)Al原子與____個(gè)N原子相連,與同一個(gè)N原子相連的Al原子構(gòu)成的空間構(gòu)型為_(kāi)_____,氮化鋁晶體屬于________晶體。
【答案】(1)eq \f(\r(3),4) eq \r(3,\f(4×78,ρNA))(2)eq \f(5.2×10-22,ρ) cm3(3)4 eq \f(25×4,?361.5×10-10?3×NA) (4)4.70×10-23(4)8 eq \f(\r(3),8) eq \f(8×\f(4,3)πr3,a3)=eq \f(\r(3)π,16)(5)4 正四面體形 原子
【解析】(1)晶胞中,eq \a\vs4\al\c1(●)個(gè)數(shù)為8×eq \f(1,8)+6×eq \f(1,2)=4,eq \a\vs4\al\c1(○)個(gè)數(shù)為8,其個(gè)數(shù)之比為1∶2,所以eq \a\vs4\al\c1(●)代表S2-,eq \a\vs4\al\c1(○)代表Na+。設(shè)晶胞邊長(zhǎng)為a cm,則a3·ρ·NA=4×78,得a= eq \r(3,\f(4×78,ρNA)),則面對(duì)角線為 eq \r(2)× eq \r(3,\f(4×78,ρNA)) cm,其 eq \f(1,4) 為 eq \f(\r(2),4)× eq \r(3,\f(4×78,ρNA)) cm,邊長(zhǎng)的eq \f(1,4)為eq \f(1,4)× eq \r(3,\f(4×78,ρNA)) cm,所以其最短距離為 eq \r(\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(\r(2),4)× \r(3,\f(4×78,ρNA))))2+\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(1,4)× \r(3,\f(4×78,ρNA))))2) cm=eq \f(\r(3),4) eq \r(3,\f(4×78,ρNA)) cm。(2)根據(jù)晶胞結(jié)構(gòu)可以知道一個(gè)CaF2晶胞中有4個(gè)Ca2+和8個(gè)F-,氟化鈣的摩爾質(zhì)量為78 g·ml-1,一個(gè)晶胞的質(zhì)量為 eq \f(4×78,NA) g,則晶胞的體積為 eq \f(4×78,ρNA) cm3,帶入NA的值可求得為 eq \f(5.2×10-22,ρ) cm3。(3)一個(gè)立方氮化硼晶胞中含有4個(gè)N原子和4個(gè)B原子。一個(gè)晶胞的質(zhì)量為eq \f(25,NA)×4 g,一個(gè)立方氮化硼晶胞的體積是361.5 pm3,因此立方氮化硼的密度是 eq \f(25×4,?361.5×10-10?3×NA) g·cm-3。(4)由金剛石的晶胞結(jié)構(gòu)可知,晶胞內(nèi)部有4個(gè)C原子,面心上有6個(gè)C原子,頂點(diǎn)有8個(gè)C原子,所以金剛石晶胞中C原子數(shù)目為4+6×eq \f(1,2)+8×eq \f(1,8)=8;若C原子半徑為r,金剛石的邊長(zhǎng)為a,根據(jù)硬球接觸模型,則正方體對(duì)角線長(zhǎng)度的eq \f(1,4)就是C—C鍵的鍵長(zhǎng),即eq \f(\r(3),4)a=2r,所以r=eq \f(\r(3),8)a,碳原子在晶胞中的空間占有率w=eq \f(8×\f(4,3)πr3,a3)=eq \f(8×\f(4,3)π×\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(\r(3),8)a))3,a3)=eq \f(\r(3)π,16)。(5)由金剛石結(jié)構(gòu)每個(gè)C原子均以sp3雜化與其他四個(gè)C原子相連形成四個(gè)共價(jià)鍵構(gòu)成正四面體結(jié)構(gòu)可推測(cè)AlN的相關(guān)性質(zhì)。
[例題3](1)下列有關(guān)說(shuō)法正確的是 。
A.用金屬的電子氣理論能合理地解釋金屬易腐蝕的原因
B.手性催化劑只催化或者主要催化一種手性分子的合成
C.草酸二甲酯分子中σ鍵和π鍵個(gè)數(shù)比為6∶1
D.MgCO3的熱穩(wěn)定性強(qiáng)于BaCO3
E.根據(jù)火山噴出的巖漿中冷卻時(shí)ZnS比HgS先析出,能判斷ZnS的晶格能大于HgS
(2)已知SbCl3、SbCl5、SnCl4的熔點(diǎn)依次為73.5 ℃、2.8 ℃、-33 ℃。依據(jù)上述實(shí)驗(yàn)事實(shí)回答:
①SnCl4中Sn的雜化類型為 ,SbCl5的晶體類型為 ,SbCl3的立體構(gòu)型為 。
②實(shí)驗(yàn)測(cè)得在極性溶劑中SbCl2的溶解度比SbCl3的溶解度小得多,其主要原因是 。
(3)人們一直致力于人工固氮的研究,以獲得廉價(jià)的氮肥??茖W(xué)家先后提出并合成了固氮酶的多種模擬物。其中一類是含M(鉬)、Fe、S原子的類立方體結(jié)構(gòu),如下圖所示:圖中所有實(shí)線均代表化學(xué)鍵,左右兩邊對(duì)稱,各含一個(gè)類立方體的結(jié)構(gòu)。每個(gè)類立方體含有4個(gè)Fe原子、4個(gè)S原子,它們位于立方體的8個(gè)頂點(diǎn),且同種原子不相鄰。(已知元素電負(fù)性分別為:S —2.5
Fe —1.8 M —1.8)
①M(fèi)與Cr是同族元素,并且位于相鄰周期,寫(xiě)出基態(tài)M原子的價(jià)電子的電子排布圖為 。
②鉬是一種人體必需的微量元素。工業(yè)上可用輝鉬礦(MS2)焙燒除硫得三氧化鉬,寫(xiě)出該過(guò)程的化學(xué)方程式: 。
③上述一個(gè)類立方體中4個(gè)Fe原子所在的頂點(diǎn)連接所構(gòu)成的空間幾何體為 。
④在類立方體結(jié)構(gòu)中,一種最近的S原子和S原子間距離為a pm,該結(jié)構(gòu)的密度為 g/cm3(已知NA,只需列式,無(wú)需化簡(jiǎn))。
【答案】(1)BE(2)①sp3 分子晶體 三角錐形 ②SbCl2為非極性分子,SbCl3為極性分子,依據(jù)相似相溶原理SbCl3在極性溶劑中溶解度大(3)①
②2MS2+7O22MO3+4SO2 ③正四面體 ④44NA×(a2×10-10)3
【解析】(1)用金屬的電子氣理論只能解釋金屬的物理性質(zhì),不能解釋金屬易腐蝕,A錯(cuò)誤;手性催化劑只催化或者主要催化一種手性分子的合成,B正確;草酸二甲酯的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為CH3OOC—COOCH3,所以分子中σ鍵和π鍵個(gè)數(shù)比為13∶2,C錯(cuò)誤;MgCO3的熱穩(wěn)定性弱于BaCO3,D錯(cuò)誤;根據(jù)火山噴出的巖漿中冷卻時(shí)ZnS比HgS先析出,能判斷ZnS的晶格能大于HgS,E正確。(2)①SnCl4中Sn的價(jià)層電子對(duì)數(shù)是4,雜化類型為sp3 ;SbCl5的熔點(diǎn)低,其晶體類型為分子晶體;SbCl3中Sb的價(jià)層電子對(duì)數(shù)是4,且含有一對(duì)孤電子對(duì),所以立體構(gòu)型為三角錐形。②SbCl2為非極性分子,SbCl3為極性分子,依據(jù)相似相溶原理SbCl3在極性溶劑中溶解度大。(3)①M(fèi)與Cr是同族元素,并且位于相鄰周期,則根據(jù)Cr的核外電子排布可判斷基態(tài)M原子的價(jià)電子的電子排布圖為。②工業(yè)上可用輝鉬礦(MS2)焙燒除硫得三氧化鉬,同時(shí)還有SO2生成,反應(yīng)的化學(xué)方程式為2MS2+7O22MO3+4SO2。③由信息可知,小正方體中4個(gè)鐵原子應(yīng)在互不相鄰的頂點(diǎn)上,且這四個(gè)頂點(diǎn)連接構(gòu)成正四面體。④在類立方體結(jié)構(gòu)中,一種最近的S原子和S原子間距離為a pm,即面對(duì)角線是a pm,則晶胞的邊長(zhǎng)是a2×10-10 cm。晶胞中鐵和S均是1/2,所以該結(jié)構(gòu)的密度為ρ=mV=44NA×(a2×10-10)3 g/cm3。
【過(guò)關(guān)練習(xí)】
1.下列關(guān)于分子晶體的說(shuō)法不正確的是
A.分子晶體中含有分子
B.固態(tài)或熔融態(tài)時(shí)均能導(dǎo)電
C.分子間以分子間作用力相結(jié)合
D.熔、沸點(diǎn)一般比較低
2.下列有關(guān)共價(jià)化合物的說(shuō)法:
①具有較低的熔、沸點(diǎn);
②不是電解質(zhì);
③固態(tài)時(shí)是分子晶體
④都由分子構(gòu)成;
⑤固態(tài)時(shí)不導(dǎo)電,其中一定正確的是
A.①③④B.②⑤C.①②③④⑤D.⑤
3.無(wú)線電頻率可以降低鹽水中所含元素之間的“結(jié)合力”釋放出氫原子,若點(diǎn)火氫原子就會(huì)在該種頻率下持續(xù)燃燒,上述中“結(jié)合力”實(shí)質(zhì)是
A.鍵B.非極性共價(jià)鍵
C.離子鍵D.極性共價(jià)鍵
4.下列有關(guān)晶胞的敘述中,正確的是。
A.晶胞是晶體結(jié)構(gòu)中最小的重復(fù)單元
B.晶胞中的任何一個(gè)粒子都屬于該晶胞
C.所有晶體都是由平行六面體無(wú)隙組合而成
D.不同晶體中的晶胞的大小和形狀均相同
5.氯化亞銅(CuCl)為白色固體,難溶于水和乙醇,潮濕時(shí)易被氧化,由個(gè)種粗銅(含 Cu和少量CuO)為原料制備CuCl的方法如下,下列說(shuō)法正確的是
I.溶解、浸取:向粗銅樣品中加入H2SO4、NaNO3,攪拌、 使其充分溶解、過(guò)濾
II.還原、氯化:向?yàn)V液中加入Na2SO3、NaCl,充分反應(yīng)、過(guò)濾
II.水洗、醇洗:用 pH=2的H2SO4洗滌濾渣后用乙醇洗滌、干燥,得CuCl
A.“溶解浸取”時(shí),為了提高銅的浸取率,NaNO3應(yīng)適當(dāng)過(guò)量
B.“還原、 氯化”過(guò)程中發(fā)生的離子反應(yīng)方程式為:Cu2++SO+Cl- +H2O=CuCl↓+SO+2H+
C.1個(gè)CuCl晶胞(如圖所示)中含有14個(gè)Cl-
D.“醇洗”的目的只是為了產(chǎn)品更易干燥
6.下列說(shuō)法中正確的是
①晶體中分子間作用力越大分子越穩(wěn)定
②共價(jià)晶體中共價(jià)鍵越強(qiáng),熔點(diǎn)越高
③干冰是分子通過(guò)氫鍵和分子間作用力有規(guī)則排列成的分子晶體
④在和晶體中,陰、陽(yáng)離子數(shù)之比相等
⑤正四面體形的分子,其晶體類型可能是共價(jià)晶體或分子晶體
⑥分子晶體中都含有化學(xué)鍵
⑦含4.8g碳元素的金剛石晶體中共價(jià)鍵的物質(zhì)的量為0.8ml
A.①②③④⑤B.②④⑦C.②④⑥⑦D.③④⑤⑥⑦
7.冰晶胞中水分子的空間排列方式與金剛石晶胞類似,其晶胞結(jié)構(gòu)如圖所示。下列有關(guān)說(shuō)法正確的是
A.冰晶胞內(nèi)水分子間以共價(jià)鍵結(jié)合
B.每個(gè)冰晶胞平均含有4個(gè)水分子
C.水分子間的氫鍵具有方向性和飽和性,也是鍵的一種
D.冰變成水,氫鍵部分被破壞
8.鈷的一種化合物的晶胞結(jié)構(gòu)如圖所示,已知A點(diǎn)的原子坐標(biāo)參數(shù)為(0,0,0),B點(diǎn)為(,0,),下列說(shuō)法中錯(cuò)誤的是
A.配合物中C2+價(jià)電子排布式為3d7
B.距離C2+最近且等距的O2-的數(shù)目為6
C.C點(diǎn)的原子坐標(biāo)參數(shù)為(,,)
D.該物質(zhì)的化學(xué)式為TiCO2
9.據(jù)某科學(xué)雜志報(bào)道,國(guó)外有一研究發(fā)現(xiàn)了一種新的球形分子,它的化學(xué)式為C60Si60,其分子結(jié)構(gòu)好似中國(guó)傳統(tǒng)工藝品“鏤雕”,經(jīng)測(cè)定其中包含C60,也有Si60結(jié)構(gòu)。下列敘述正確的是
A.該物質(zhì)有很高的熔點(diǎn)、很大的硬度
B.該物質(zhì)熔融時(shí)能導(dǎo)電
C.該物質(zhì)分子中Si60被包裹在C60里面
D.該物質(zhì)形成的晶體屬分子晶體
10.元素X的某價(jià)態(tài)離子X(jué)n+中所有電子正好充滿K、L、M三個(gè)電子層,它與N3-形成的晶胞結(jié)構(gòu)如圖所示.下列說(shuō)法中錯(cuò)誤的是
A. Xn+的核外電子數(shù)為18
B.該晶體中陽(yáng)離子與陰離子的個(gè)數(shù)比為3∶1
C.n=1
D.晶體中每個(gè)Xn+周圍有2個(gè)等距離且最近的N3-
11.金屬晶體和離子晶體是重要的晶體類型.關(guān)于它們的說(shuō)法中正確的是
①金屬晶體導(dǎo)電離子晶體在一定條件下也能導(dǎo)電
②晶體中每個(gè)周圍有6個(gè)
③金屬晶體和離子晶體的熔、沸點(diǎn)都很高
④金屬晶體和離子晶體中分別存在金屬鍵和離子鍵等強(qiáng)烈的相互作用,很難斷裂因而都具有延展性
A.①②B.①C.①③D.①④
12.如圖所示是卟啉配合物葉綠素的結(jié)構(gòu)示意圖,下列有關(guān)敘述正確的是
A.該葉綠素只含有H、、C元素
B.該葉綠素是配合物,中心離子是鎂離子
C.該葉綠素是配合物,其配位體是N元素
D.該葉綠素不是配合物,而是高分子化合物
13.下圖是金屬晶體內(nèi)部電子氣理論圖。電子氣理論可以用來(lái)解釋金屬的某些性質(zhì),下列說(shuō)法正確的是
A.金屬能導(dǎo)電是因?yàn)榻饘訇?yáng)離子在外加電場(chǎng)作用下定向移動(dòng)
B.金屬能導(dǎo)熱是因?yàn)樽杂呻娮釉跓岬淖饔孟孪嗷ヅ鲎玻瑥亩l(fā)生熱的傳導(dǎo)
C.金屬具有良好的延展性是因?yàn)樵谕饬Φ淖饔孟?,金屬晶體各原子層會(huì)發(fā)生相對(duì)滑動(dòng),但不會(huì)改變?cè)瓉?lái)的排列方式,而且自由電子可以起到類似軸承中滾珠之間潤(rùn)滑劑的作用
D.合金與純金屬相比,由于增加了不同的金屬或非金屬,使電子數(shù)目增多,所以合金的延展性比純金屬?gòu)?qiáng)、硬度比純金屬小
14.在高溫超導(dǎo)領(lǐng)域中,有一種化合物叫鈣鈦礦,其晶胞如圖所示,下列說(shuō)法正確的是
A.鈦離子周圍最近鄰且等距的鈦離子有8個(gè)
B.該晶胞中氧、鈣、鈦的粒子個(gè)數(shù)比為3∶1∶1
C.鈣離子與鈦離子之間的最短距離為晶胞邊長(zhǎng)的1.732倍
D.該晶胞體積為氧離子與氧離子之間的最短距離的三次方
15.砷化鎵是一種重要的半導(dǎo)體材料,熔點(diǎn)1238℃。它在600℃以下,能在空氣中穩(wěn)定存在,并且不被非氧化性的酸侵蝕。砷化鎵晶胞結(jié)構(gòu)如圖,已知晶胞的棱長(zhǎng)為anm。下列說(shuō)法正確的是
A.砷化鎵是一種分子晶體B.砷化鎵中存在配位鍵
C.晶胞中Ga原子與As原子的數(shù)量比為4:1D.晶胞中Ga與As間最短距離為
16.銅是人類最早發(fā)現(xiàn)并廣泛使用的一種金屬。黃銅礦是主要的煉銅原料,是其中銅的主要存在形式。回答下列問(wèn)題:
(1)Cu的價(jià)電子排布式為_(kāi)______,中三種元素的電負(fù)性從大到小的順序?yàn)開(kāi)______(用元素符號(hào)表示)。
(2)在較低溫度下與濃硫酸作用時(shí),有少量臭雞蛋氣味的氣體X產(chǎn)生。
①則X是_______(填化學(xué)名稱),X分子的立體構(gòu)型是_______,中心原子雜化類型為_(kāi)______。
②X的沸點(diǎn)比水的沸點(diǎn)_______(填“高”或“低”),主要原因是_______。
(3)血紅素是鐵卟啉化合物,是血紅蛋白的組成部分,其結(jié)構(gòu)如圖所示,該化合物中的化學(xué)鍵有_______ (填標(biāo)號(hào))
A.金屬鍵 B.σ鍵 C.π鍵 D.氫鍵 E.配位鍵
(4)某鎳白銅合金的立方晶胞結(jié)構(gòu)如圖所示:
①晶胞中銅原子與鎳原子的數(shù)目之比為_(kāi)______。
②若該合金的晶胞邊長(zhǎng)為,則該合金的密度為_(kāi)______。(設(shè)為阿伏加德羅常數(shù)的值)
17.Fe、C、Ni 是幾種重要的金屬元素。請(qǐng)回答下列問(wèn)題:
(1)基態(tài) Ni 原子的價(jià)電子排布式為_(kāi)______。
(2)Ni(CO)4常溫下為無(wú)色液體,沸點(diǎn)42.1℃,熔點(diǎn)-19.3℃,難溶于水,易溶于有機(jī)溶劑。推測(cè)Ni(CO)4 是_______分子(填“極性”或“非極性”)。
(3)實(shí)驗(yàn)室常用 KSCN 溶液或苯酚()檢驗(yàn)。
①第一電離能:N_______O(填“>”或“”“=”或“”、“②sp2 (4)6;N、Cl(5) 7:2;
【解析】 (1)基態(tài) Ni 原子的價(jià)電子排布式為;
(2)H2O為極性分子,Ni(CO)4難溶于水,則Ni(CO)4為非極性分子;
(3)①N原子的價(jià)電子排布式為2s22p3,O原子的價(jià)電子排布式為2s22p4,N達(dá)到了半充滿穩(wěn)定結(jié)構(gòu),故較難失電子,第一電離能較大,所以第一電離能:N>O;
②苯酚中的C共同形成大π鍵,有1個(gè)p軌道未雜化,為sp2雜化;
(4)配位化合物中心原子C的配位數(shù)為6;配位原子是N、Cl;
(5) Fe3O4晶胞中O2-個(gè)數(shù)為:個(gè),所以有2個(gè),有1個(gè),其中正四面體空隙共8個(gè),1個(gè)填充在正四面體空隙中,剩余7個(gè)正四面體空隙,正八面體空隙共個(gè),一個(gè)和一個(gè)填充在正八面體空隙中,剩余2個(gè)正八面體空隙,故沒(méi)有填充陽(yáng)離子的正四面體空隙數(shù)與沒(méi)有填充陽(yáng)離子的正八面體空隙數(shù)之比為7:2;
(6)一個(gè)晶胞的質(zhì)量為,體積為,因此密度為。
18.(1)原子光譜(2)3d54s2; <;Mn2+、 Fe2+的價(jià)電子排布式分別為 3d5、 3d6, Mn2+處于 3d5半滿較穩(wěn)定結(jié)構(gòu),再失去一個(gè)電子所需能量較高(3)sp2、sp3(4)CO或N2;3:4(5)①正四面體②電子可在兩種不同價(jià)態(tài)的鐵離子間快速發(fā)生轉(zhuǎn)移③
【解析】(1)在現(xiàn)代化學(xué)中,常利用原子光譜上的特征譜線來(lái)鑒定元素,稱為光譜分析,故答案為:原子光譜;
(2)Mn元素的原子核外有25個(gè)電子,其基態(tài)原子電子排布式為1s22s22p63s23p63d54s2,則外圍電子排布式為:3d54s2;Mn2+、 Fe2+的價(jià)電子排布式分別為 3d5、 3d6, Mn2+處于 3d5半滿較穩(wěn)定結(jié)構(gòu),再失去一個(gè)電子所需能量較高, 所以第三電離能 Fe 小于 Mn,故答案為:3d54s2;<;Mn2+、 Fe2+的價(jià)電子排布式分別為 3d5、 3d6, Mn2+處于 3d5半滿較穩(wěn)定結(jié)構(gòu),再失去一個(gè)電子所需能量較高;
(3)由環(huán)戊二烯(C5H6)的結(jié)構(gòu)式可知,環(huán)戊二烯中有4個(gè)C原子形成有C=C雙鍵,1個(gè)C原子含有4個(gè)C?H單鍵,即有兩種C原子,所以雜化類型為:sp2、sp3,故答案為:sp2、sp3;
(4)配合物K3Fe(CN)6中配位體是CN-,與CN-含有相同原子個(gè)數(shù),且價(jià)電子相等的微?;榈入娮芋w,其中屬于分子為CO或N2;(CN)2分子的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式N≡C-C≡N,單鍵是σ鍵,叁鍵中含有1個(gè)σ鍵和2個(gè)π鍵,故σ鍵和π鍵數(shù)目比為3:4,故答案為:CO或N2;3:4;
(5)①根據(jù)晶胞中離子的位置關(guān)系可知,晶胞中二價(jià)鐵離子處于氧離子圍成的正四面體空隙,故答案為:正四面體;
②電子可在兩種不同價(jià)態(tài)的鐵離子間快速發(fā)生轉(zhuǎn)移,故 Fe3O4 晶體能導(dǎo)電,故答案為:電子可在兩種不同價(jià)態(tài)的鐵離子間快速發(fā)生轉(zhuǎn)移;
③根據(jù)晶胞均攤計(jì)算,晶胞中含有鐵離子的個(gè)數(shù)為,亞鐵離子的個(gè)數(shù)為1,氧離子的個(gè)數(shù)為,若晶胞的體對(duì)角線長(zhǎng)為 a nm,設(shè)邊長(zhǎng)為xnm,面對(duì)角線為,則體對(duì)角線長(zhǎng)= a nm,故x=,體積為x3=,質(zhì)量為,故密度,故答案為:。
19.(1)1s22s22p63s23p63dl04s2或[Ar]3dl04s2;0; 4 ;三角錐形; PCl3、N2、SOCl2等
(2) 0.5NA;

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