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原子晶体

晶体结构与性质

考点聚焦

1．了解晶体与非晶体的区别

2．了解常见晶体类型及不同类型晶体的主要性质

3．掌握关于晶胞的简单计算

知识梳理

一、晶体特征及分类：

(1)晶体是内部微粒(原子、离子、分子)在空间按一定规则做

构成的

物质，晶体区别于非晶体的三个特征是：具有

的几何外形，各向

和具有固定的

。

(2)根据晶体内部微粒的

的微粒间

的不同可以将晶体分为通过离子键形成的

晶体，以金属键基本作用形成的

晶体，通过价键形成的

晶体和通过分子间相互作用形成的

晶体。

(3)常见晶体类型比较：

晶体类型

类型

比较

构成晶体

微粒

形成晶体微粒间作用力

作用力大小决定因素

物理性质

熔沸点

硬度

P4、干冰、硫

金刚石、SiO2

NaCl、KOH、NH4Cl

金属单质

分子晶体

原子晶体

离子晶体

金属晶体

导电性

传热性

延展性

溶解性

典型实例

二、晶体的堆积模型

分子晶体中分子间尽可能采用紧密排列方式，分子的排列方式与其形状的关；离子晶体可视为不等径圆球的密堆积，离子晶体中正负离子的配位数主要由正负电荷的

(几何因素)、正负电荷的

(电荷因素)以及离子键的纯粹程度(键性因素)决定；金属晶体的结构可以归结为等径圆球的堆积，可分为Po的简单立方堆积、

型、

型和

型。

三、晶胞

1.概念：描述

叫做晶胞；整块晶体由晶胞“无隙并置”而成；晶胞①中Ti、O、Ca原子数分别为

、

、

；晶胞②中A、B、C、D原子数分别为

、

、

、

。

2.常见晶体的结构

在金刚石的晶体结构中每个碳原子与周围的4个碳原子形成四个碳碳单键，这5个碳原子形成的是

结构，两个碳碳单键的键角为

，其中的碳原子采取

杂化，金刚石晶体中C原子数与C-C键数之比为

，晶体中最小的环上上的碳原子数为

；石墨晶体中C原子数与C-C键数之比为

；NaCl晶体中Na+的配位数为

，Cl-的配位数为

，每个Na+的周围距离最近且相等的Na+的个数为

，CsCl晶体中Cs+的配位数为

，Cl-的配位数为

，每个Cs+的周围距离最近且相等的Cs+的个数为

；二氧化硅晶体中每个硅原子与

个氧原子相连，在二氧化硅晶体中最小的环中有

个原子，1mol二氧化硅晶体中，Si-O的数目为

。

思考：右图是二氧化硅晶体的一部分，立方体体心的黑点表示一个硅原子，

在图中画出与硅原子相连的氧原子所在的位置。

三、晶体熔、沸点高低比较

(1)不同类型的晶体：一般而言，熔、沸点高低顺序为原子晶体>离子晶体和金属晶体>分子晶体

(2)同类晶体：

①

②

①原子晶体的熔、沸点取决于共价键的键长和键能，键长越短、键越大，熔、沸点越高，如金刚石>金刚砂>晶体硅

②离子晶体的熔、沸点取决于离子键的强弱，通常离子半径越小、离子所带电荷数大，离子键越强，熔、沸点高，如KF>KCl>KBr、NaCl>KCl；

晶格能是指

形成1摩离子晶体释放的能量，通常取正值，晶格能越大，形成的离子晶体越

，且熔沸点

③分子晶体的熔、沸点取决于分子间作用力的大小，通常分子极性越强、相对分子质量越大，分子间作用力越强，熔、沸越高，有氢键的分子晶体，还要考虑氢键的强弱

④同类金属晶体中，金属离子半径越小，阳离子带电荷数越高，金属键越强，熔、沸点越高，如Li>Na>K，

Na

【例1】晶体具有各向异性。如蓝晶石（Al2O3·SiO2）在不同方向上的硬度不同；又如石墨在与层垂直的方向上的导电率与层平行的方向上的导电率1∕104。晶体的各向异性主要表现在是：（

）

①硬度

②导热性

③导电性

④光学性质

A.①③

B.②④

C.①②③

D.①②③④

答案：D 【例2】下列属于分子晶体的一组物质是

A. CaO、NO、CO

B .CCl4、H2O2、He

C .CO2、SO2、NaCl

D .CH4、O2、Na2O 解析：固态金属是金属晶体；大多数的盐、碱和金属氧化物是离子晶体；熟记常见的原子晶体；其它常见物质大多是分子晶体

答案：B。

【例3】下列性质符合分子晶体的是

A . 熔点1070℃，易熔于水，水溶液能导电

B.

熔点是10.31℃，液体不导电，水溶液能导电

C.

熔点97.81℃，质软，能导电，密度是0.97g/cm3

D.

熔点973℃，熔化时能导电，水溶液也能导电

解析：A、D中的物质熔点较高，D中物质熔化时能导电，都是离子化合物；C中物质固态能导电，应为金属单质

答案：B

【例4】下列大小关系正确的是（

）

A.晶格能：NaCl

B.硬度：MgO>CaO

C.熔点：NaI>NaBr

D.熔沸点：CO2>NaCl

解析：离子半径

Cl-

离子键

NaCl>NaBr，晶格能NaCl>NaBr，A项错误；MgO、CaO均为离子晶体，离子半径Mg2+

A. 金属晶体中金属阳离子与自由电子间的相互作用较弱

B．金属晶体中的自由电子在外加电场作用下可发生定向移动

C．金属晶体中的金属阳离子在外加电场作用下可发生定向移动

D．金属晶体在外加电场作用下可失去电子

解析：金属晶体中金属阳离子与自由电子间的相互作用属于静电作用，是强烈的相互作用，A错误；金属晶体在外加电场作用下电子定向移动，不会失去。

答案：B 【例6】现有甲、乙、丙、丁四种晶胞（如图所示），可推知：甲晶体中A与B的离子个数比为

；乙晶体的化学式为

；丙晶体的化学式为______；丁晶体的化学式为______。

解析：立方晶胞体心的微粒一个晶胞所有，面心的微粒为两个晶胞是共有，每个微粒有1/2属于该晶胞，棱边的微粒为4个晶胞共有，每个微粒有1/4属于该晶胞，顶点的微粒为个8晶胞共有，每个微粒有1/8属于该晶胞。

答案：1∶1

C2D

EF

XY3Z