s晶体结构与性质-知识点与典型题例

1、选修 3 第三章晶体结构与性质知识点与典型题例考点 1 晶体的基本类型和性质的比较题组训练1.有下列八种晶体：A 水晶 B冰醋酸 C氧化镁 D白磷 E晶体氩 F氯化铵 G铝 H金刚石用选项字母回答下列问题：(1) 属于原子晶体的化合物是_。直接由原子构成的晶体是_ ，直接由原子构成的分子晶体是_。(2)由极性分子构成的晶体是_，含有共价键的离子晶体是_，属于分子晶体的单质是_。(3) 在一定条件下能导电而不发生化学变化的是_，受热熔化后化学键不发生变化的是_，需克服共价键的是 _。2现有几组物质的熔点数据如下表：A 组B 组C 组D 组金刚石： 3 110 Li ： 181 HF： 83 Na

2、Cl ： 801硅晶体： 1 410 Na： 98 HCl ： 114 KCl ： 776 硼晶体： 2 300 K：64HBr ： 89 RbCl ： 718二氧化硅： 1 723 Rb： 39 HI：51 CsCl： 645据此回答下列问题：(1)A 组属于 _晶体，其熔化时克服的微粒间的作用力是_ 。(2)B 组晶体共同的物理性质是_( 填序号 )。有金属光泽导电性导热性 延展性(3)C 组中 HF 熔点反常是由于 _。(4)D 组晶体可能具有的性质是_(填序号 )。硬度小 水溶液能导电固体能导电熔融状态能导电3有 A 、B、 C 三种晶体，分别由H、C、Na、Cl 四种元素中的一种或几

3、种组成，对这三种晶体进行实验，结果如表：序号熔点 /硬度水溶性导电性水溶液与反应AgA811较大易溶水溶液或白色沉淀熔融导电B3 500很大不溶不导电不反应C114.2很小易溶液态白色沉淀不导电(1)晶体的化学式分别为A_ 、B_ 、 C_ 。(2)晶体的类型分别是A_ 、 B_ 、 C_ 。(3)晶体中微粒间作用力分别是A_ 、B_ 、 C_ 。晶体类型的判断1 依据组成晶体的晶格质点和质点间的作用判断离子晶体的晶格质点是阴、阳离子，质点间的作用是离子键；原子晶体的晶格质点是原子，质点间的作用是共价键；分子晶体的晶格质点是分子，质点间的作用为分子间作用力，即范德华力；金属晶体的晶格质点是金属

4、阳离子和自由电子，质点间的作用是金属键。2依据物质的分类判断金属氧化物 (如 K 2O、Na2O2 等 )、强碱 (如 NaOH 、KOH 等)和绝大多数的盐类是离子晶体。大多数非金属单质(除金刚石、石墨、晶体硅、晶体硼外)、气态氢化物、非金属氧化物(除 SiO2 外 )、酸、绝大多数有机物(除有机盐外 )是分子晶体。常见的原子晶体单质有金刚石、晶体硅、晶体硼等；常见的原子晶体化合物有碳化硅、二氧化硅等。金属单质 (常温除汞外 )与合金是金属晶体。3 依据晶体的熔点判断离子晶体的熔点较高，常在数百至1 000 余度。原子晶体熔点高，常在1 000度至几千度。分子晶体熔点低，常在数百度以下至很低

5、温度，金属晶体多数熔点高，但也有相当低的。4依据导电性判断离子晶体水溶液及熔化时能导电。原子晶体一般为非导体，石墨能导电。分子晶体为非导体，而分子晶体中的电解质 (主要是酸和非金属氢化物 )溶于水，使分子内的化学键断裂形成自由离子也能导电。金属晶体是电的良导体。5依据硬度和机械性能判断离子晶体硬度较大或硬而脆。原子晶体硬度大，分子晶体硬度小且较脆。金属晶体多数硬度大，但也有较低的，且具有延展性。考点 2晶体熔沸点高低的比较1.不同类型晶体的熔、沸点高低规律：原子晶体>离子晶体 >分子晶体。金属晶体的熔、沸点有的很高，如钨、铂等；有的则很低，如汞、镓、铯等。2由共价键形成的原子晶体中

6、，原子半径小的，键长短，键能大，晶体的熔、沸点高。如：金刚石>石英 >碳化硅 >硅。3离子晶体要比较离子键的强弱。一般地说，阴、阳离子的电荷数越多，离子半径越小，则离子间的作用就越强，其离子晶体的熔、沸点就越高，如熔点：MgO>MgCl 2 >NaCl>CsCl 。4分子晶体： 组成和结构相似的物质，相对分子质量越大， 熔、沸点越高， 如熔、沸点： O2 >N2，HI>HBr>HCl 。组成和结构不相似的物质，分子极性越大，其熔、 沸点就越高，如熔、 沸点： CO>N 2，在同分异构体中， 一般来说，支链数越多，熔、沸点越低，如沸点：

7、正戊烷>异戊烷 >新戊烷；芳香烃及其衍生物的同分异构体，其熔、沸点高低顺序是“邻位 >间位 >对位”化合物。特别提醒(1) 若分子间有氢键，则分子间作用力比结构相似的同类晶体大，故熔沸点较高。例如：熔、沸点：HF>HI>HBr>HCl。(2) 金属晶体中金属离子半径越小，离子电荷数越多，其金属键越强，金属熔、沸点就越高。如熔、沸点：Na<Mg<Al 。(3)元素周期表中第 A 族卤素的单质 (分子晶体 )的熔、沸点随原子序数递增而升高；第A 族碱金属元素的单质 (金属晶体 )的熔、沸点随原子序数的递增而降低。如熔、沸点：Li>Na&g

8、t;K>Rb>Cs 。(4)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>O 2。题组训练4.下列分子晶体中，关于熔、沸点高低的叙述中，正确的是()A Cl 2>I 2B SiCl 4<CCl 4C NH 3>PH 3D C(CH 3)4 >CH3CH 2CH 2CH 2CH 35 NaF、NaI 和 MgO 均为离子晶体，有关数据如下表：物质 NaF NaI MgO离子电荷数112键长 (1010m)2.313.182.10试判断，这三种化合物熔点由高到低的顺序是()A>>B >

9、>C > >D > >6下列各组物质中，按熔点由低到高的顺序排列正确的是() O2、 I 2、Hg CO、 KCl 、 SiO2 Na、 K、 RbNa 、Mg 、 AlA BCD7参考下表中物质的熔点，回答有关问题：物质NaFNaClNaBrNaINaClKClRbClCsCl熔点 /995801755651801776715646物质SiF4SiCl 4SiBr 4SiI 4SiCl 4GeCl4SnCl4PbCl4熔点 / 90.4 70.45.2120 70.4 49.5 36.215(1)钠的卤化物及碱金属的氯化物的熔点与卤素离子及碱金属离子的_有关，随

10、着 _的增大，熔点依次降低。(2)硅的卤化物的熔点及硅、锗、锡、铅的氯化物的熔点与_ 有关，随着 _增大， _增大，故熔点依次升高。(3) 钠的卤化物的熔点比相应的硅的卤化物的熔点高得多，这与_有关，因为_ _ ，故前者的熔点远高于后者。考点 3常见晶体结构的分析1.原子晶体 (金刚石和二氧化硅)金刚石键角为 109°28，每个最小的环上有6 个碳原子。 SiO2 (正四面体 )键角 (O Si 键) 为 109 °28，每个最小的环上有 12 个原子，其中，有6 个 Si 和 6 个 O。2分子晶体 (干冰 )每个 CO2 分子周围等距紧邻的CO2 分子有 12 个。3离

11、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)晶格能。定义：气态离子形成1 摩尔离子晶体释放的能量，单位kJ/mol ，通常取正值。影响因素：a离子所带电荷：离子所带电荷越多，晶格能越大。b离子的半径：离子的半径越小，晶格能越大。与离子晶体性质的关系：晶格能越大，形成的离子晶体越稳定，且熔点越高，硬度越大。4金属晶体(1)金属键 电子气理论。金属阳离子与自由电子间的强相互

12、作用。(2)金属晶体的几种典型堆积模型。采纳这种堆积空间利堆积模型配位数晶胞的典型代表用率简单立方Po52%6钾型68%8Na、 K 、 Fe(体心立方 )镁型74%12Mg 、 Zn、 Ti(六方最密 )铜型74%12Cu 、Ag 、 Au(面心立方 )题组训练8下列是钠、碘、金刚石、干冰、氯化钠晶体的晶胞示意图(未按顺序排序)。与冰的晶体类型相同的是_(填选项字母 )。9(1) 将等径圆球在二维空间里进行排列，可形成密置层和非密置层。在图 1 所示的半径相等的圆球的排列中，A 属于 _层，配位数是 _； B 属于 _层，配位数是 _。(2)将非密置层一层一层地在三维空间里堆积，得到如图2

13、所示的一种金属晶体的晶胞，它被称为简单立方堆积，在这种晶体中，金属原子的配位数是_，平均每个晶胞所占有的原子数目是_。(3) 有资料表明，只有钋的晶体中的原子具有如图2 所示的堆积方式。钋位于元素周期表的第_周期第_族，元素符号是_ ，最外电子层的电子排布式是_。10根据图回答问题：(1)A 图是某离子化合物的晶胞(组成晶体的一个最小单位中阳、阴离子的个数比是_ 。)，阳离子位于中间，阴离子位于8 个顶点，该化合物(2)B 图表示构成NaCl 晶体的一个晶胞，通过想象与推理，可确定一个NaCl 晶胞中含Na和 Cl 的个数分别为_、 _ 。(3)钇钡铜复合氧化物超导体有着与钙钛矿相关的晶体结构

14、，若Ca、 Ti、 O 形成如C 图所示的晶体，其化学式为 _。(4) 石墨晶体结构如 D 图所示，每一层由无数个正六边形构成，则平均每一个正六边形所占有的碳原子数为_， CC 键数为 _。(5)晶体硼的基本结构单元都是由硼原子组成的正二十面体的原子晶体，如E 图。其中含有20 个等边三角形和一定数目的顶角，每个顶角上各有1 个原子。试观察 E 图，推断这个基本结构单元所含硼原子个数、键角、B B键的个数依次为 _ 、_ 、 _ 。考点 4有关晶体的计算1.晶胞中微粒个数的计算用均摊法解析晶体的计算n 个图形 (晶胞 )所共有，则该粒子有1均摊法：是指每个图形平均拥有的粒子数目。如某个粒子为n

15、属于一个图形 (晶胞 )。(1)长方体形 (正方体形 )晶胞中不同位置的粒子对晶胞的贡献处于顶点的粒子，同时为8 个晶胞共有，每个粒子对晶胞的贡献为1。8处于棱上的粒子，同时为4 个晶胞共有，每个粒子对晶胞的贡献为1。4处于面上的粒子，同时为2 个晶胞共有，每个粒子对晶胞的贡献为1。2处于体内的粒子，则完全属于该晶胞，对晶胞的贡献为1。(2)非长方体形 (正方体形 )晶胞中粒子对晶胞的贡献视具体情况而定。如石墨晶胞每一层内碳原子排成六边形，其顶点 (1 个碳原子 )对六边形的贡献为 1/3。2晶体的密度及微粒间距离的计算若 1 个晶胞中含有 x 个微粒， 则 1 mol 晶胞中含有 x mol 微粒，其质量为 xM g(M 为微粒的相对“分子”质量)；又 1 个晶胞的质量为 a3 g(a3 为晶胞的体积 )，则 1 mol 晶胞的质量为a3NA g，因此有 xM a3NA 。题组训练11.Zn 与 S 所形成化合物晶体的晶胞如下图所示。(1)在 1 个晶胞中， Zn2 的数目为 _。(2)该化合物的化学式为_。12 F、 K