高考晶体结构与性质专题复习

1、晶体结构与性质专题2013年高考化学一轮复习 （1）了解分子晶体与原子晶体、离子晶体、金属晶体的结构微粒，微粒间作用力的区别。 （2）了解NaCl型和CsCl型离子晶体的结构特征，能用晶格能解释典型离子化合物的某些物理性质。 （3）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。（4）知道金属晶体的基本堆积方式，了解常见金属晶体的晶胞结构特征（5）知道分子晶体的含义，了解分子间作用力的大小对物质某些物理性质的影响。（6）能根据晶胞确定晶体的组成并进行相关的计算。考纲要求 自范性微观结构晶体有(能自发呈现多面体外形)原子在三维空间里呈周期性有序排列非晶体没有(不能自发呈现

2、多面体外形)原子排列相对无序一、有关晶体基础知识1.晶体与非晶体的区别2.晶体的特性有规则的几何外形有固定的熔沸点物理性质(强度、导热性、光学性质等）各向异性3.晶胞1.定义:晶体中重复出现的最基本的结构单元体心立方简单立方面心立方三种典型立方晶体结构2、一般习惯采用的晶胞都是 。整块晶体可看作是数量巨大的晶胞“ ”而成。平行六面体无隙并置（1）了解分子晶体与原子晶体、离子晶体、金属晶体的结构微粒，微粒间作用力的区别。考点分析 晶体结构结构微粒微粒间作用力微粒空间关系氯化钠不良差较大较高离子键阴阳离子Na,Cu,Mg良好不等不等金属键原子（离子和电子）金刚石不良差大高共价键原子干冰不良差小低分

3、子间作用力分子典型实例导电性延展性硬度熔、沸点晶体中粒子间作用力或化学键类型构成晶体的粒子离子晶体金属晶体原子晶体分子晶体四类晶体的结构特征和宏观性质离子晶体 原子晶体 分子晶体 1.金属氧化物（K2O、Na2O2） 2.强碱（NaOH、KOH、 Ba(OH )23.绝大多数的盐类 1.金刚石、石墨、晶体硅、晶体硼 2. SiC 、 SiO2晶体、 BN晶体1.大多数非金属单质: X2,O2,H2, S8,P4, C60 （除金刚石、石墨、晶体硅、晶体硼外） 2.气态氢化物:H2O,NH3,CH4,HX3.非金属氧化物: CO2, SO2, NO2（除SiO2外） 3.酸:H2SO4,HNO3

4、4.大多数有机物:乙醇，蔗糖（除有机盐） 常见晶体的实例【总结归纳】物质的熔点与晶体类型的关系1、若晶体类型不同，一般情况下：原子晶体离子晶体分子晶体。2、若晶体类型相同，则有：离子晶体中，结构相似时，离子半径越小，离子电荷越高，晶格能越大，离子键就越强，熔点就越高。原子晶体中，结构相似时，原子半径越小，共价键键长越短，键能越大，熔点越高。分子晶体中（不含氢键时），分子组成和结构相似时，相对分子质量越大，范德华力就越强，熔点就越高。金属晶体中，离子半径越小，离子电荷越高，金属键就越强，熔点就越高。合金的熔点比它的各成分金属的熔点低。1、决定离子晶体结构的因素2、离子晶体的晶格能的定义：气态离子

5、形成1摩尔离子晶体 的能量，通常取正值；晶格能越大，形成的离子晶体越 ，而且熔点越 ，硬度越 。释放稳定高大（2）了解NaCl型和CsCl型离子晶体的结构特征，能用晶格能解释典型离子化合物的某些物理性质。 考点分析 几何因素：晶体中阴阳离子的半径比电荷因素：晶体中阴阳离子的电荷比键性因素：离子键的纯粹程度3、各类型离子晶体晶胞的比较晶体类型晶胞类型晶胞结构示意图配位数距离最近且相等的相反离子每个晶胞含有离子数实例NaCl型 ABCsCl型ZnS型AB2CaF2型Na+：6Cl-：6Cs+：Cl-：88Zn2+：S2-：44Ca2+：F-：48Na+：Cl-：Cs+：Cl-：Zn2+：S2-：C

6、a2+：F-：Na+：Cl-：Cs+：Cl-：Zn2+：S2-：Ca2+：F-：6688444844114484KBr AgCl、MgO、CaS、BaSeZnS、AgI、 BeOCsCl、CsBr、CsI、TlCl碱土金属卤化物、碱金属氧化物。NaCl型CsCl型ZnS型Ca2+F-CaF2晶胞2、金刚石晶体中，每个碳原子以 个共价单键对称地与相邻的 个碳原子结合，C-C-C夹角为 ，即金刚石中的碳取 杂化轨道形成共价键。1、原子晶体里，所有原子都以共价键相互结合，整块晶体是一个三维的共价键 结构，又称 晶体。网状共价4410928sp33、硬度 、熔点 是原子晶体的特性。高高（3）了解原子晶

7、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。4、金刚石的晶体结构和晶胞、二氧化硅的晶体结构立方硫化锌金刚石晶胞原子数=81/8+61/2+4=88个Si原子，16个O原子 金属晶体的几种堆积模型（4）知道金属晶体的基本堆积方式，了解常见金属晶体的晶胞结构特征代表：Na、K、Fe等Cu、Ag、Au金属晶体的基本堆积方式及特征74Cu、Ag、Au面心立方最密堆积74Mg、Zn、Ti六方最密堆积68Na、K、Fe体心立方堆积12128652Po简单立方堆积晶胞配位数空间利用率典型代表堆积模型简单立方钾型（体心立方密堆积）镁型（六方最密堆积）铜型（面心立方最密堆积）思考题（1）六方紧

8、密堆积的晶胞中：金属原子的半径r与六棱柱的边长a、高h有什么关系？（2）面心立方紧密堆积的晶胞中：金属原子的半径r与正方体的边长a有什么关系？六方紧密堆积金属原子的半径 r 与六棱柱的边长 a、高 h 的关系： a = 2 rahh =a632六方最密堆积的空间占有率 =74% 上下面为菱形边长为半径的2倍2r 高为2倍正四面体的高 空间利用率=晶胞中球的体积/晶胞体积 如：六方密堆积的空间利用率计算面心立方晶胞中金属原子的半径r与正方体的边长a的关系： a = 4 r2aaaaa1、分子密堆积是大多数分子晶体的结构特征。如果分子间作用力是 ，若以一个分子为中心，其周围通常可以有 个紧邻的分子

9、。2、冰的一种常见晶体中，每个水分子周围只有4个紧邻的水分子，水分子与氢键的数目之比为 。范德华力1212（5）知道分子晶体的含义，了解分子间作用力的大小对物质某些物理性质的影响。分子的密堆积（与CO2分子距离最近的CO2分子共有12个 ）干冰的晶体结构图碘晶体结构图冰中个水分子周围有个水分子冰的结构氢键具有方向性分子的非密堆积（6）能根据晶胞确定晶体的组成并进行相关的计算。1、晶胞组成的计算分摊法立方晶胞体心：1面心：1/2棱边：1/4顶点：1/8晶胞体内的原子不与其他晶胞分享，完全属于该晶胞 2、晶胞密度、棱长、离子半径之间的计算 例1、1987年2月，朱经武（Paul Chu）教授等发现

10、钇钡铜氧化合物在90K温度下即具有超导性，若该化合物的结构如右图所示，则该化合物的化学式可能是（ ） A. YBa2CuO7-X B. YBa2Cu2O7-X C. YBa2Cu3O7-X D. YBa2Cu4O7-XCu 8(1/8) + 8(1/4) = 3 1/81/4Ba 2Y 1C1 23 45 68 78 例2、中学教材上图示的NaCl晶体结构，它向三维空间延伸得到完美晶体。NiO晶体结构与NaCl相同，Ni2与邻近的O2-核间距为a10-8 ，计算NiO晶体密度（已知NiO摩尔质量为74.7gmol-1)解：在该晶体中最小正方体中所含的Ni2+、O2个数均为:即晶体中每个小正方体

11、中平均含有1/2个NiO.其质量为:而此小正方体体积为(a10-8)3故NiO晶体密度为：74.7g6.02102312（个）124 18=74.7g6.02102312(a10-8)3g. -362.0a3=变式 (1)NiO晶体结构与NaCl相同，设NiO的摩尔质量M g/mol,密度为g/mL,阿伏加德罗常数为NA,求晶胞中两个距离最近的氧离子中心间的距离为多少cm?解题思路： （1）每个晶胞中含NiO的个数（2）一个晶胞的质量（3）一个晶胞的体积（4）晶胞的边长（5）晶胞中任一个面对角线长度的一半(2)天然的和大部分人工制备的晶体都存在各种缺陷，例如在某种NiO晶体中就存在以下缺陷：一

12、个Ni2+空缺，另有两个Ni2+被两个Ni3+所取代。其结果晶体仍呈电中性，但化合物中Ni和O的比值却发生了变化。某氧化镍样品组成为Ni0.97O,试计算该晶体中Ni3+与Ni2+的离子数之比。参考答案： Ni3+ ：Ni2+6 ：91（2）0.97 mol的镍离子的平均带电量为2，那么1 mol镍离子的平均带电量为2/0.97，这是+2和+3价的镍离子的共同电量，由此可列方程式。不同于上解的是，这种做法将0.97 mol镍离子化为1 mol镍离子来计算。 设1molNi中含Ni2+ x mol，则含Ni3+（1-x）mol，根据电荷守恒： 2x+3(1-x)=2/0.97 x=91/97 n(Ni3+)n(Ni2+)=(1-91/97)91/97=691 法二：因为中Nio.97O中既有+2价的离子又有+3价的镍离子，所以可写成xNiOyNi2O3的复合形式，该形式中很容易看出镍离子的总和为x+2y，氧离子的总和为x+3y，因此可列方程如下：x+2y=0.97镍离子个数守恒x+3y=1氧离子个数守恒或者列成分式形式：（x+