复习题教学实录及点评

第三章

晶体结构与性质复习题（教案与学案）

一、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.学会晶胞所含粒子数以及晶胞密度的计算方法。

二、晶体的常识

晶体与非晶体比较

本质差别

性质差别

制法

鉴别方法

晶体

非晶体

自范性

微观结构

固定熔点

各向异性

三、四种晶体的类型比较

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 4、下列各组物质气化或熔化时,所克服的微粒间的作用(力),属同种类型的是（

）

A 碘和干冰的升华

B 二氧化硅和生石灰的熔化

C 氯化钠和铁的熔化

D 苯和已烷的蒸发

5、在下列四种有关性质的叙述中，可能属于金属晶体的是

(

) A．由分子间作用力结合而成，熔点低

B．固体或熔融后易导电，熔点在1 000℃左右

C．由共价键结合成网状结构，熔点高

D．固体不导电，但溶于水或熔融后能导电

四、四种晶体的熔、沸点的比较

1、不同类型：

原子晶体＞离子晶体＞分子晶体

金属晶体的熔、沸点差别很大，如钨、铂等熔、沸点很高，汞、铯等熔、沸点很低。

2、同种类型：

（1）原子晶体：原子半径越小，共价键越

，熔沸越

。

熔点：金刚石＞碳化硅＞硅

（2）离子晶体：离子电荷数越多，离子半径越小，晶格能

，离子键

，熔沸点

。

（3）金属晶体：金属阳离子电荷数越多，离子半径越小，金属键

，熔沸点

。

（4）分子晶体：

①分子间作用力越大，物质的熔、沸点越

；具有氢键的分子晶体熔、沸点反常的

。

②组成和结构相似的分子晶体，相对分子质量越大，分子间作用力越

，熔、沸点越

。

③组成和结构不相似的物质（相对分子质量接近），分子的极性

，其熔、沸点越高。

④同分异构体，支链越多，熔、沸点越

。

3、练习：

（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

（3）下列各组物质的沸点，按由低到高顺序排列的是

(

) A．NH3、CH4、NaCl、Na B．H2O、H2S、MgSO4、SO2

C．CH4、H2O、NaCl、SiO2

D．Li、Na、K、Rb、Cs 五、几种典型晶胞空间结构

1.氯化钠晶胞

——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。一个氯化钠晶胞含有

个Na+和

—个Cl。

2.氯化铯晶胞

———每个Cl(或Cs+)紧邻的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+紧邻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、氟化钙晶胞

Ca2+的配位数是

，F的配位数是

，Ca2+紧邻的Ca2+有

个，F紧邻的F有

个，一个氟化钙晶胞中含有

个Ca2+，有

个F-。

4.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

个。

5.金刚石

属于

晶体，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：

。

金刚石晶胞中，8个C原子在

，6个C原子在

，4个C原子在

。1个金刚石晶胞中含有

个C原子，每个C原子紧邻的C原子有

个，C原子呈

杂化。

6.二氧化硅

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1mol SiO2晶体中含有Si-O键______mol。---

7.石墨

属于

晶体，是

状结构；层内作用力为金属键和共价键，层间作用力为范德华力；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

。

六、金属的几种堆积模型

简单立方

体心立方

钾型

面心立方

铜型

六方堆积

类型

代表金属

配位数

晶胞占有的

原子数

镁型

空间利用率

1、晶胞是晶体中最小的重复单元．已知铁为面心立方晶体，其结构如下图甲所示，面心立方的结构特征如下图乙所示．若铁原子的半径为1.27×10-10m，试求铁金属晶体中的晶胞长度，即下图

丙中AB的长度为

m．

七、确定晶胞所含粒子数和晶体的化学式

1、归纳小结：晶胞为平行六面体

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、练习

（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 （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__________。

（3）2001年3月发现硼化镁在39 K时呈超导性，可能是人类对超导认识的新里程碑。在硼化镁晶体的理想模型中，镁原子和硼原子是分层排布的，一层镁一层硼的相间排列，右图是该晶体微观空间中取出的部分原子沿Z轴方向的投影，白球是镁原子投影，黑球是硼原子投影，图中的硼原子和镁原子投影在同一平面上。根据右图确定硼化镁的化学式为( ) A．MgB B．MgB2 C．Mg2B D．MgB6 （4）钡在氧气中燃烧时的得到一种钡的氧化物晶体，起结构如下图所示，有关说法正确的是（ ）

A、该晶体属于离子晶体

B、晶体的化学式为Ba2O2 C、该晶体晶胞结构与CsCl相似

Ba2+ 2+2+D、与每个Ba距离相等且最近的Ba共有12个

（5）2001年报道硼和镁形成的化合物刷新了金属化合物超导的最高纪录。右图示意的是该化合物的晶体结构：镁原子间形成正六棱柱，且棱柱的上下底面还各有一个镁原子；6个硼原子位于棱柱侧面上。则该化合物的化学式为（ ）

A、MgB B、Mg3B2 C、Mg2B D、Mg2B3

八、晶胞密度的求法

1、方法

硼镁化合物结构

2、综合练习

-1-3+（1）已知NaCl的摩尔质量为Mg·mol，食盐晶体的密度为ρg·cm，若右图中Na与最邻-近的Cl的核间距离为acm，那么阿伏加德罗常数的值可表示为（ ）

A.2Maρ

B.M/aρ

C.2M/aρ

D.M/2aρ

（2）铁有δγα三种晶体结构，以下依次是δγα三种晶体不同温度下转化的图示。有关说法不正确的是（ ）

．．．3333

A．δ-Fe晶体中与每个铁原子距离相等且最近的铁原子有8个

B．γ-Fe晶体中与每个铁原子距离相等且最近的铁原子有12个

33C．如图α-Fe晶胞边长若为a cm，γ-Fe晶胞边长若为bcm，则两种晶体密度比为b∶a

oD．将铁加热到1500C分别急速冷却和缓慢冷却，得到的晶体类型相同

（3）某离子晶体的晶胞结构如图：

表示X， 表示Y ①晶体中每个Y 同时吸引着 个X，每个X 同时吸引着 个Y，该晶体的化学式是 。

②晶体中每个X周围与它最近且且等距离的X共有 个。 ③晶体中距离最近的两个X 与一个Y 形成的夹角

（ XYX ）为 。

④设该晶体的摩尔质量为M g/moL，晶体的密度为 p g/cm3

，阿伏加德罗常数为NA

则晶体中两个最近的X的中心距离为 cm。

（4）已知A、B、C、D和E都是元素周期表中前36号的元素，它们的原子序数依次增大。A与其他4种元素既不在同一周期又不在同一主族。B和C属同一主族，D和E属同一周期，又知E是周期表中1—18列中的第7列元素。D的原子序数比E小5，D跟B可形成离子化合物其晶胞结构如下图。

①A的元素符号是

；E在元素周期表中的位置是

，它的+2价离子的电子排布式为

。

②B的氢化物的晶体类型是

晶体，B的氢化物与C的氢化物相比，分子极性较大的是

写化学式）。

③D与B形成的化合物晶体的密度为ag·cm，则晶胞的体积是

（只要求列出-3算式）。

（5）磷化硼（BP）是一种有价值的耐磨硬涂层材料，它是通过在高温氢气氛围下（＞750℃）三溴化硼和三溴化磷反应制得。这种陶瓷材料可作为金属表面的保护薄膜。BP按四面环绕的形式立方紧密堆积结构结晶，如右图所示。（注：B和P的相对原子质量为11和31）

①给出基于磷化硼化学式的晶胞总组成。

②计算当晶胞边长为4.78埃（即图中立方体的每条为4.78埃）时的磷化硼密度。

10（6）计算磷化硼中硼原子和磷原子之间的距离。（1埃=10ˉ米）

上海世博会场馆，大量的照明材料或屏幕都使用了发光二极管(LED)。目前市售LED铝片，材质基本以GaAs(砷化镓)、AlGaInP(磷化铝镓铟)、InGaN(氮化铟镓)为主。已知镓是铝同

族下一周期的元素。砷化镓的晶胞结构如图。试回答：

(1)镓的基态原子的电子排布式是_____________________________________。

(2)砷化镓晶胞中所包含的砷原子(白色球)个数为________，与同一个镓原子相连的砷原子构成的立体构型为________。

(3)N、P、As处于同一主族，其氢化物沸点由高到低的顺序是________。(用氢化物分子式表示) (4)砷化镓可由(CH3)3Ga和AsH3在700 ℃时制得。(CH3)3Ga中镓原子的杂化方式为________。

(5)比较二者的第一电离能：As________Ga(填“<”“>”或“＝”)。

(6)下列说法正确的是________。

A．砷化镓晶胞结构与NaCl相同

B．GaP与GaAs互为等电子体

C．电负性：As>Ga D．砷化镓晶体中含有配位键

答案

(1)1s22s22p63s23p63d104s24p1(或[Ar]3d104s24p1) (2)4

正四面体

(3)NH3>AsH3>PH3

(4)sp2

(5)>

(6)BCD 解析

(1)镓位于元素周期表中第四周期第ⅢA族，故其核外电子排布式为[Ar]3d104s24p1。根据“均摊法”：白色球个数为(6/2)＋(8/8)＝4。由晶胞图可知与同一个镓原子相连的砷原子构成的立体构型为正四面体。(3)由于NH3分子间存在氢键，所以NH3的沸点最高，由于AsH3的相对分子质量大于PH3，故AsH3的沸点高于PH3。(4)由于Ga原子周围只有3对成键电子对，故其杂化方式为sp2。(5)As和Ga处于同一周期，而处于ⅤA族的As外围电子处于半满的较稳定结构，故As的第一电离能大于Ga。(6)由题中晶胞图可知A显然是错误的。根据等电子体的概念可知选项B正确。根据电负性的概念可知选项C正确。由于Ga原子最外层只有3个电子，而每个Ga原子与4个As原子成键，因此其中一个共价键必为配位键，D正确。