复习题教案3

第三章

晶体结构与性质复习

课标要求

1.认识晶体与非晶体的区别;了解四种晶体的特征. 2.理解四种晶体的结构与性质的关系,能根据有关的理论解释晶体的物理性质. 3.知道四种晶体的结构粒子、粒子间作用力的区别以及粒子间作用对晶体性质的影响。

4.学会晶胞所含粒子的数的计算方法。

一、晶体的常识

1.晶体与非晶体比较

本质差异

固

体

自范性

微观结构

晶体

微粒在三维空

注：绝大多数常见的固体是晶体

间里呈

的有序排列

非晶体

微粒排列

举例：

；

；

；

等

2.晶体的特征：



（或外形和内部质点排列的高度有序性）

注：许多固体粉末用肉眼看不到晶体外形，但在光学显微镜或电子显微镜下可观察到规则的晶体外形。这充分证明固体粉末仍是晶体。

物理性质（如：强度，硬度，导电性，导热性，光学性质等）呈现

。

有固定的

。

④能使

。（区分晶体和非晶体最可靠的方法）

3.获得晶体的三条途径：

（注：冷却速率要适当）





4.晶胞---是描述晶体结构的基本重复单元

与晶体关系：整块晶体可以看作是数量巨大的晶胞“

”而成，所谓“无隙”是指

，所谓“并置”是指所有晶胞都是

。

习惯采用的晶胞都是：

。

晶胞中微粒个数的计算---“均摊法”

晶胞形状

粒子占据的位置

粒子属于该晶胞的分数

顶点

平行六面体

棱上

面上

内部

注：在使用均摊法计算晶胞中粒子个数时要注意晶胞的形状，由晶胞得到的只是原子最简整数比，不是分子式。

练习1．现有四种晶体的晶胞，其离子排列方式如图所示，其中化学式不属AB型的是(

)

练习2、最近发现一种由钛原子和碳原子构成的气态团簇分子，如下图所示：

顶角和面心的原子是钛原子，棱的中心和体心的原子是碳原子，它的化学式是__________。

练习3.2001年报道硼和镁形成的化合物刷新了金属化合物超导温度的最高记录。如下图是该化合物的晶体结构单元：12个镁原子形成正六棱柱，且棱柱的上下面还各有1个镁原子；6个硼原子位于棱柱侧棱上。该化合物的化学式可表示为（

）

A.MgB B.Mg3B2

C.Mg2B

D.Mg2B3

练习4. ZnS在荧光体、光导体材料、涂料、颜料等行业中应用广泛．立方ZnS晶体结构如图所示，其晶胞边长为540.0 pm，密度为________________g·cm－3(列式并计算)，

a位置为S2－离子

；b位置为Zn2＋离子

二、四类晶体的比较

晶体

类型

分子晶体

原子晶体

金属晶体

离子晶体

比较

1..概念

分子间靠分子相邻原子间以共价键金属阳离子和自由电阳离子和阴离子

间作用力结合结合而形成的具有空子以金属键结合而形通过离子键结合

而形成的晶体

间网状结构的晶体

成的晶体

而形成的晶体

2 构成粒子

结

粒子间作

构

用力

3.

熔沸点

物

理

硬度

性

导电性

质

延展性

溶解性

4.存在

5.熔沸点大小比较

不同类型晶体

一般：

原子晶体>离子晶体>分子晶体；

金属晶体（除少数外）>分子晶体

反例：

。

根据物质在相同条件下的状态不同，熔沸点：固体>液体>气体

例如：S>Hg>O2

（1）分子晶体

组成和结构相似的物质，

例：F2

Cl2

Br2

I2；CCl4

SiCl4

组成和结构不相似的物质，

例：CO

N2

存在分子间氢键的物质，

例：NH3

PH3；

H2O

H2S；

HF

HCl ④在同分异构体中，一般，支链数越多，熔沸点越 例：正丁烷 异丁烷 ；

正戊烷 异戊烷 新戊烷

（2）原子晶体

由共价键形成的原子晶体中，原子半径越小，键长越

，键能越

，共价键越

，晶体的熔沸点越

。

例：金刚石

石英

SiC

Si

（3）金属晶体

金属晶体中，金属离子半径越

，离子所带的电荷数越

，其金属键越

，金属的熔沸点就越

。

例：熔沸点：Li

Na

K

Rb

Cs ；

Na

Mg

Al

（4）离子晶体

离子晶体中，一般，阴阳离子的电荷数越

，离子半径越

，则离子键越

，晶体熔沸点越

。

例如：MgO

MgCl2

NaCl

CsCl 6.晶体结构分析：

（1）分子晶体

（i）若分子间只存在范德华力，则分子采取“ ”

的方式。如：O2，I2，C60，干冰等

分析：每个晶胞平均有 个CO2分子。

每个CO2分子周围等距离紧邻的CO2分子有 个。

（ii）.若还存在分子间氢键，则分子 的方式。如：冰

分析：1mol冰中含有 mol氢键。

注：气态水分子间无氢键，液态和固态水分子间有氢键，且氢键的数目依次增多。

(2)原子晶体

（i）金刚石：

每个C原子以

个共价单键对称地与相邻的

个C原子结合，

碳碳键夹角

，C原子杂化方式

。

1mol金刚石中平均有

mol C-C键。

最小C环由

个C原子组成，且不再同一平面上。

C原子平均数：6* 1/12=1/2

C-C键平均数：6* 1/6=1 （ii）硅

（和金刚石类似）

（iii）SiO2

每个Si周围有

个O原子，每个O周围有

个Si原子，

Si和O原子个数比为

。

1molSiO2中平均有

molSi-O键。

最小环由

个Si和

个O形成的

元环。

Si原子平均数：6* 1/12=1/2

O原子平均数：1

Si-O键平均数：12* 1/6=2

（3）金属晶体

（1）二维空间放置方式：





配位数依次为：

(2)三维空间堆积方式：

由非密置层一层一层堆积

由密置层一层一层堆积

晶胞名称

晶胞形状

晶胞中平

均粒子数

配位数

空间利用

率=原子

体积/晶胞

体积

典型代表

（4）离子晶体

类型

实例

晶胞

晶胞中平

阳离子

阴离子

阳离子周围最阴离子周围最均粒子数

配位数

配位数

近的阳离子数

近的阴离子数

NaCl

Na+=

Cl-=

AB CsCs

Cs+=

Cl-=

CaF2

Ca2+=

AB2

F-=

注：1.影响离子晶体结构的因素有





2.晶格能的定义；影响因素；意义见化学书80-81页

（5）石墨为

型晶体，每一层由无数个正六边形构成，C原子杂化方式为

，平均每一个正六边形所占有的C原子数为

，C-C键数为

。

1、C3N4晶体很可能具有比金刚石更大的硬度，原子间均以单键结合，下列关于C3N4晶体的说法正确的是

(

) A. 是分子晶体

B. 粒子间通过离子键结合

C. 每个C原子与4个N原子连接，每个N原子与3个C原子连接

D. 该晶体易溶解于水

2、氮化硅是一种新型耐高温耐磨材料，在工业上有广泛用途，它属于

(

)

A．原子晶体

B．分子晶体

C．金属晶体

D．离子晶体

3、下列各组物质的晶体中，化学键类型相同，晶体类型也相同的是

(

)

A . SO2

和

SiO2

B . CO2

和

H2O

C . NaCl 和

HCl

D . CCl4

和

KCl 三、熔、沸点的比较

1、关于晶体的下列说法正确的是

(

) A. 在晶体中只要有阴离子就一定有阳离子

B. 在晶体中只要有阳离子就一定有阴离子

C. 原子晶体的熔点一定比金属晶体的高

D. 分子晶体的熔点一定比金属晶体的低

2.下列各物质中，按熔点由高到低的顺序排列的是（

）

A．H2O> H2Te > H2Se > H2S

B．KCl>NaCl>LiCl>HCl C．Rb＞K＞Na＞Li

D．石墨＞金刚石＞SiO2＞钠

形成规律：

不同类型：

原子晶体＞离子晶体＞分子晶体

同种类型：

原子晶体：

原子半径越小，共价键越

，熔沸越

。

离子晶体：

离子电荷数越多，离子半径越小，

金属晶体：

金属晶体→金属键强弱→金属阳离子半径、所带电荷数

金属阳离子电荷数越多，离子半径越小，

分子晶体：

①组成和结构相似的分子晶体,相对分子质量越大,分子间力越大,熔沸点越(

) ②式量相同，分子极性越大，熔沸点越(

) ③分子中存在氢键的比不存在氢键的熔沸点(

)

3.阅读课本表3-7，比较MgCO3

BaCO3 分解温度，哪个更加高？为什么？

四、几种典型晶体空间结构

1.氯化钠晶体

阴、阳离子的配位数是

，即每个Na+紧邻

个Cl——,这些Cl—构成的几何图形是

；每个Na+与

个Na+等距离相邻。平均每个氯化钠晶胞含有(

)个Na+和(

) 个Cl—。

2.在氯化铯晶体

每个Cl—(或Cs+)周围与之最接近且距离相等的Cs+(或Cl—)共有

个，这几个Cs+(或Cl—)在空间构成的几何构型为

；在每个Cs+周围距离相等且最近的Cs+共有

个，这几个Cs+(或Cl—)在空间构成的几何构型为

；一个氯化铯晶胞含有（

）个Cs+和（

）个Cl—

。

3.干冰晶体

与每个二氧化碳分子等距离且最近的二氧化碳分子有几个？

4.金刚石

属于

晶体,这种晶体的特点是

.金刚石中每个C原子与

个C原子紧邻，由共价键构成最小环状结构中有个

C原子.晶体中C原子个数与C-C键数之比为：

5.二氧化硅

每个Si与

个O原子形成共价键,每个O与

个Si原子形成共价键。在二氧化硅晶体中Si与O原子个数比为

.平均每n

mol SiO2晶体中含有Si-O键最接近______

mol。

6.石墨

属于

晶体,是

状结构, C原子呈

杂化；

晶体中每个C原子被

个六边形共用,平均每个环占有

个碳原子。

晶体中碳原子数、碳环数和碳碳单键数之比为

。

五、确定晶胞所含粒子数和晶体的化学式

1.有下列离子晶体空间结构示意图：●为阳离子，○为阴离子。以M代表阳离子，N代表阴离子，化学式为MN2的晶体结构为

A

B

C

D

归纳小结：

⑴处于顶点的粒子，同时为8个晶胞共有，每个粒子有(

)属于晶胞；

⑵处于棱上的粒子，每个粒子有(

)属于晶胞。

⑶处于面上的粒子，每个粒子有(

)属于晶胞。

⑷处于内部的粒子，(

)属于晶胞。

2、最近发现一种由钛原子和碳原子构成的气态团簇分子，如下图所示：顶角和面心的原子是钛原子，棱的中心和体心的原子是碳原子，它的化学式是__________。

形成经验：

六．金属的几种堆积模型

1.以下四种堆积方式分别是

、

、

、

2.晶格能是：

3.已知在25℃，101kPa下，1g C6H14（己烷）燃烧生成二氧化碳和液态水时放出48.41 kJ热量。表示上述反应的热化学方程式正确的是

A．C196H14（l）+2O－2（g）＝6CO2（g）+7H2O（l）；△H=－48.41 kJ·mol1

B．Cl）+19－6H14（2O2（g）＝6CO2（g）+7H2O（g）；△H=+4163 kJ·mol1

C．C19－6H14（l）+O2（g）＝6CO2（g）+7H2O（g）；△H=+48.41 kJ·mol12

D．CH19－614（l）+2O2（g）＝6CO2（g）+7H2O（l）；△H=－4163 kJ·mol1

4.已知强酸与强碱在稀溶液中反应的中和热可表示为：

H+(aq) +OH－(aq) =H2O(l) ；△H= －57.3KJ/mol

CH3COOH(aq)

+NaOH(aq)

=CH3COONa(aq)+ H2O(l) ;

△H= －Q1KJ/mol 1/2H2SO4(浓)+NaOH(aq) =1/2NaSO4(aq) + H2O(l) ;

△H= －Q2KJ/mol HNO3(aq) +NaOH(aq)

=NaNO3(aq) + H2O(l)

;

△H= －Q3KJ/mol 上述反应均是在溶液中进行的反应，Ｑ1、Q2、Q3的关系正确的是

A．Ｑ1＝Q2＝Q3

Ｂ．Q2＞Ｑ1＞Q3 Ｃ．Q2＞Q3＞Ｑ1

Ｄ．Q2＝Q3＞Ｑ1