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高中化学选修三-第三章复习课

晶体结构与性质

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。

考点一

晶体概念及结构模型

1．晶体与非晶体：(1)晶体与非晶体的比较

结构特征

自范性

性质特征

二者区别方法

(2)得到晶体的途径

①

物质凝固。

②

物质冷却不经液态直接凝固(凝华)。

③溶质从溶液中

。

(3)晶胞：①概念：描述晶体结构的

。

②晶体中晶胞的排列——无隙并置

无隙：相邻晶胞之间没有

。

并置：所有晶胞

排列、

相同。

2．晶胞组成的计算——均摊法

(1)原则：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，每个晶胞对这个原子1分得的份额就是。

n(2)方法

①长方体(包括立方体)晶胞中不同位置的粒子数的计算。

熔点

异同表现

间接方法

科学方法

晶体

结构微粒

排列

看是否有固定的

对固体进行

实验

非晶体

结构微粒

排列

②非长方体晶胞中粒子视具体情况而定，如石墨晶胞每一层内碳原子排成六边形，其顶点(1

1个碳原子)被三个六边形共有，每个六边形占。

33．常见晶体结构模型

(1)原子晶体(金刚石和二氧化硅)

①金刚石晶体中，每个C与另外

个C形成共价键，C—C 键之间的夹角是109°28′，最小的环是

元环。含有1 mol C的金刚石中，形成的共价键有

mol。

②SiO2晶体中，每个Si原子与4个O原子成键，每个O原子与

个硅原子成键，最小的环是

元环，在“硅氧”四面体中，处于中心的是

原子，1 mol SiO2中含有

mol Si—O键。

(2)分子晶体

①干冰晶体中，每个CO2分子周围等距且紧邻的CO2分子有

个。

②冰的结构模型中，每个水分子与相邻的

个水分子以氢键相连接，含1 mol H2O的冰中，最多可形成

mol“氢键”。

(3)离子晶体

＋①NaCl型：在晶体中，每个Na同时吸引

个Cl，每个Cl同时吸引

个Na，配位数为

。＋－－每个晶胞含

个Na和

个Cl。

②CsCl型：在晶体中，每个Cl吸引

个Cs，每个Cs吸引

个Cl，配位数为

。

(4)石墨晶体

－＋＋－＋－

石墨层状晶体中，层与层之间的作用是

，平均每个正六边形拥有的碳原子个数是

，C原子采取的杂化方式是

。

(5)常见金属晶体的原子堆积模型

堆积模型

面心立方最密堆积

体心立方堆积

六方最密堆积

考点二

四种晶体的性质与判断

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

溶解性

较小

较低

相似相溶

分子晶体

常见金属

Cu、Ag、Au Na、K、Fe Mg、Zn、Ti 配位数

12 晶胞

8 12

原子晶体

金属晶体

离子晶体

较大

较高

大多易溶于水等极性溶剂

晶体

电，水溶液或熔融态

电

难溶于任何溶剂

一般不具有导电性

有的很大，有的很小

有的很高，有的很低

常见溶剂难溶

电和热的良导体

导电、传热性

2.离子晶体的晶格能

一般不导电，溶于水后有的导电

(1)定义：气态离子形成1 mol离子晶体释放的能量，通常取正值，单位：

。

(2)影响因素

①离子所带电荷数：离子所带电荷数越多，晶格能越

。

②离子的半径：离子的半径越

，晶格能越大。

(3)与离子晶体性质的关系

晶格能越大，形成的离子晶体越

，且熔点越高，硬度越

。

1．晶体类型的判断

(1)[2015·全国卷Ⅰ，37(4)]CO能与金属Fe形成Fe(CO)5，该化合物的熔点为253 K，沸点为376 K，其固体属于________晶体。

(2)[2015·全国卷Ⅱ，37(2)改编]氧和钠的氢化物所属的晶体类型分别为______和________。

2．晶体微粒间作用力

(1)[2018·全国卷Ⅲ，35(3)节选]ZnF2具有较高的熔点(872 ℃)，其化学键类型是__________。

(2)[2017·全国卷Ⅲ，35(4)节选]Mn(NO3)2中的化学键除了σ键外，还存在________________。

(3)[2016·全国卷Ⅰ，37(5)改编]Ge单晶具有金刚石型结构，其微粒之间存在的作用力是_____。

(4)[2016·全国卷Ⅱ，37(3)节选]单质铜及镍都是由________键形成的晶体。

3．晶体熔、沸点高低的比较

(1)[2017·全国卷Ⅰ，35(2)节选]K和Cr属于同一周期，且核外最外层电子构型相同，但金属K的熔点、沸点等都比金属Cr低，原因是_________________________________________。

(2)[2017·全国卷Ⅲ，35(3)改编]在CO2低压合成甲醇反应(CO2＋3H2===CH3OH＋H2O)所涉及的4种物质中，沸点从高到低的顺序为___________________________________________，

原因是_______________________________________________________________________。

(3)[2016·全国卷Ⅲ，37(4)]GaF3的熔点高于1 000 ℃，GaCl3的熔点为77.9 ℃，其原因是

________________________________________________________________________。

(4)[2015·全国卷Ⅱ，37(2)改编]单质氧有两种同素异形体，其中沸点高的是________(填分子式)，原因是______________________________________________________________。

4．晶胞中微粒数的计算

(1)[2018·全国卷Ⅲ，35(5)]金属Zn晶体中的原子堆积方式如图所示，这种堆积方式称为________。六棱柱底边边长为a cm，高为c cm，阿伏加德罗常数的值为NA，Zn的密度为________ g·cm3(列出计算式)。

－

(2)[2016·全国卷Ⅰ，37(6)改编]Ge单晶具有金刚石型结构。晶胞的原子坐标参数表示晶胞内部各原子的相对位置，下图为Ge单晶的晶胞，其中原子坐标参数A为(0,0,0)；1111111B为(，0，)；C为(，，0)。则D原子的坐标参数为(，，)。晶胞参数，2222444描述晶胞的大小和形状，已知Ge单晶的晶胞参数a＝565.76 pm，其密度为_________________ g·cm3(列出计算式即可)。

－

(3)[2017·全国卷Ⅰ，35(4)(5)]KIO3晶体是一种性能良好的非线性光学材料，具有钙钛矿型的立体结构，边长为a＝0.446 nm，晶胞中K、I、O分别处于顶角、体心、面心位置，如图所示。K与O间的最短距离为________ nm，与K紧邻的O个数为________。

在KIO3晶胞结构的另一种表示中，I处于各顶角位置，则K处于____位置，O处于___位置。

(4)[2017·全国卷Ⅲ，35]MgO具有NaCl型结构(如图)，其中阴离子采用面心立方最密堆积方式，X射线衍射实验测得MgO的晶胞参数为a＝0.420 nm，则r(O2)为__________nm。MnO－也属于NaCl型结构，晶胞参数为a′＝0.448 nm，则r(Mn2)为________nm。

＋