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复习课

晶体的结构与性质

【考纲要求】

1.理解离子键的形成，能根据离子化合物的结构特征解释其物理性质。

2.了解晶体的类型，了解不同类型晶体中结构微粒，微粒间作用力的区别。

3.了解晶格能的概念，了解晶格能对离子晶体性质的影响。

4.了解分子晶体结构与性质的关系。

5.了解原子晶体的特征，能描述金刚石、二氧化硅等原子晶体的结构与性质的关系。

6.理解金属键的含义，能用金属键理论解释金属的一些物理性质。了解金属晶体常见的堆积方式。

7.了解晶胞的概念，能根据晶胞确定晶体的组成并进行相关的计算。

考点1| 晶体与晶胞

[基础知识整合] 1．晶体与非晶体

(1)晶体与非晶体比较

结构特征

晶体

结构微粒在三维空间里呈周期性有序排列

性质

特征

自范性

熔点

异同表现

二者区

别方法

(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。

2．晶胞

(1)概念：描述晶体结构的基本单元。

间接方法

科学方法

有

固定

各向异性

非晶体

结构微粒

无序排列

无

不固定

无各向异性

看是否有固定的熔点

对固体进行X-射线衍射实验

(2)晶体中晶胞的排列——无隙并置。

①无隙：相邻晶胞之间没有任何间隙；

②并置：所有晶胞平行排列、取向相同。

(3)一般形状为平行六面体。

(4)晶胞中粒子数目的计算——均摊法

晶胞任意位置上的一个原子如果是被n个晶胞所共有，那么，每个晶胞对这1个原子分得的份额就是n。

①长方体(包括立方体)晶胞中不同位置的粒子数的计算

②非长方体：如三棱柱

【正误判断】P 考点2| 常见晶体模型的微观结构分析

[基础知识整合] ziyuanku.com1．原子晶体——金刚石与SiO2

(1)金刚石晶体中，每个C与另外4个C形成共价键，碳原子采取sp3杂化，C—C键之间的夹角是109°28′，最小的环是6元环。含有1 mol C的金刚石中，形成的共价键有

2 mol。每个晶胞含有8个C原子。

(2)SiO2晶体中，每个Si原子与4个O成键，每个O原子与2个硅原子成键，最小的环是12元环，在“硅氧”四面体中，处于中心的是硅原子。1 mol SiO2晶体中含Si—O键数目为4NA，在SiO2晶体中Si、O原子均采取sp3杂化。

2．分子晶体——干冰和冰

(1)干冰晶体中，每个CO2分子周围等距且紧邻的CO2分子有12个，属于分子密堆积。晶胞中含有4个CO2分子。同类晶体还有晶体I2、晶体O2等。

(2)冰的结构模型中，每个水分子与相邻的4个水分子以氢键相连接，含1 mol H2O的冰中，最多可形成2 mol氢键。晶胞结构与金刚石相似，含有8个H2O。

3．金属晶体

(1)“电子气理论”要点

该理论把金属键描述为金属原子脱落下来的价电子形成遍布整块晶体的“电子气”，被所有原子所共用，从而把所有金属原子维系在一起。

(2)金属键的实质是金属阳离子与电子气间的静电作用。

(3)金属晶体的常见堆积

结构型式

面心立方

最密堆积

(铜型) Cu、Ag、Au 12

常见金属

配位数

晶胞

体心立方

堆积

六方最密

堆积

(镁型) 简单立方

堆积

Na、K、Fe 8

Mg、Zn、Ti 12

Po 6

说明：六方最密堆积是按ABABAB……的方式堆积，面心立方最密堆积是按ABCABCABC……的方式堆积。

4．离子晶体

(1)NaCl型：在晶体中，每个Na＋同时吸引6个Cl－，每个Cl－同时吸引6个Na＋，配位数为6。每个晶胞含4个Na＋和4个Cl－。

(2)CsCl型：在晶体中，每个Cl－吸引8个Cs＋，每个Cs＋吸引8个Cl－，配位数为8。

(3)CaF2型：在晶体中，F－的配位数为4，Ca2＋的配位数为8，晶胞中含4个Ca2＋，含8个F－。

5.石墨晶体——混合型晶体

(1)石墨层状晶体中，层与层之间的作用是范德华力。

(2)平均每个正六边形拥有的碳原子个数是2，C原子采取的杂化方式是sp2。

(3)每层中存在σ键和π键，还有金属键，

(4)C—C的键长比金刚石的C—C键长短，熔点比金刚石的高。

(5)能导电。

【正误判断】P

考点3| 四种晶体的性质与判断

资源库[基础知识整合] 1．四种晶体类型比较

类型

比较

构成粒子

粒子间的

相互作用力

硬度

熔、

沸点

分子晶体

原子晶体

金属晶体

金属阳离子

和自由电子

金属键

有的很大，

有的很小

有的很高，

有的很低

常见溶

资源库离子晶体

分子

原子

阴、阳离子

分子间作用力

共价键

离子键

较小

很大

较大

较低

资源库很高

较高

大多易溶

于水等极

性溶剂

ziyuanku.com溶解性

相似相溶

难溶于任

何溶剂

剂难溶

导电、

传热性

2.晶格能

(1)定义

一般不导

电，溶于水

后有的导电

一般不具有

导电性

电和热的良

导体

晶体不导电，

水溶液或熔

融态导电

气态离子形成1 mol离子晶体释放的能量，单位kJ/mol，通常取正值。

(2)大小及与其他量的关系

①晶格能是最能反映离子晶体稳定性的数据。

②在离子晶体中，离子半径越小，离子所带电荷数越多，则晶格能越大。

③晶格能越大，形成的离子晶体就越稳定，而且熔点越高，硬度越大。

【正误判断】P