2022届高三一轮复习晶体结构与性质公开课

第35讲晶体结构与性质1.晶体与非晶体

晶体非晶体结构特征结构微粒

排列结构微粒

排列性质特征自范性______熔点____________异同表现_________________二者区别方法间接方法看是否有固定的_____科学方法对固体进行

实验周期性有序无序有无固定不固定各向异性各向同性熔点X-射线衍射2.得到晶体的途径(1)物质凝固。(2)物质冷却不经液态直接凝固(凝华)。(3)溶质从溶液中。3.晶胞(1)概念描述晶体结构的 。(2)晶体中晶胞的排列——无隙并置①无隙：相邻晶胞之间没有 。②并置：所有晶胞排列、相同。熔融态气态析出基本单元任何间隙平行取向4.晶胞组成的计算——均摊法(1)原则晶胞任意位置上的一个原子如果是被n个晶胞所共有，那么，每个晶胞对这个原子分得的份额就是(2)方法①长方体(包括立方体)晶胞中不同位置的粒子数的计算。②六棱柱（六方）晶胞位置顶角水平棱竖直棱面上内部份额1/61/41/31/21③三棱柱晶胞位置顶角水平棱竖直棱面上内部份额1/121/41/61/21如图所示的晶体中，A、B、C三种粒子数之比是：

。1:4:2特别注意：气态团簇分子和纳米小颗粒不采用无隙并置方式排列，故不能采用均摊法来确定化学式！A.Ti14C13B.Ti4C4

C.TiCD.Ti13C14

A【例】科学家发现了一种由钛原子和碳原子构成的气态团簇分子。如图所示，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，则它的化学式是（）考向1晶体与非晶体的区别1．下列说法正确的是A．晶体与非晶体的根本区别在于固体是否具有规则的几何外形B.晶体中粒子呈周期性有序排列，有自范性；而非晶体中原子排列相对无序，无自范性C.晶体由于内部质点排列的高度有序性导致其许多物理性质表现出各向异性D．区分晶体和非晶体最可靠的科学方法是测定物质是否有固定熔点E．用X射线衍射摄取石英玻璃和水晶的粉末得到的图谱是相同的F．由玻璃制成规则的玻璃球体现了晶体的自范性BC2．下列关于物质结构与性质的说法中，错误的是A．物质的聚集状态只有固、液、气三种状态B．等离子体是一种特殊的气体，由阴、阳离子构成的呈电中性粒子C．液晶和液态是物质的两种聚集状态D．等离子体和离子液体都具有良好的导电性AB3.正误判断·

辨析易错易混(1)冰和碘晶体中相互作用力相同(

)(2)晶体内部的微粒按一定规律周期性的排列(

)(3)凡有规则外形的固体一定是晶体(

)(4)固体SiO2一定是晶体(

)(5)缺角的NaCl晶体在饱和NaCl溶液中会慢慢变为完美的立方体块(

)(6)晶胞是晶体中最小的“平行六面体”(

)(7)区分晶体和非晶体最可靠的方法是对固体进行X-射线衍射实验(

)×√√×√××1.如图为甲、乙、丙三种晶体的晶胞：试写出：(1)甲晶体化学式(X为阳离子)为________。(2)乙晶体中A、B、C三种微粒的个数比是________。(3)丙晶体中每个D周围结合E的个数是____。(4)乙晶体中每个A周围结合B的个数为____。X2Y1∶3∶1812考向2晶胞及其微粒数目的确定2.右图是由Q、R、G三种元素组成的一种高温超导体的晶胞结构，其中R为＋2价，G为－2价，则Q的化合价为_____。＋33.(1)硼化镁晶体在39K时呈超导性。在硼化镁晶体中，镁原子和硼原子是分层排布的，下图是该晶体微观结构的透视图，图中的硼原子和镁原子投影在同一平面上。则硼化镁的化学式为________。MgB2解析

每个Mg周围有6个B，而每个B周围有3个Mg，所以其化学式为MgB2。(2)在硼酸盐中，阴离子有链状、环状等多种结构形式。下图是一种链状结构的多硼酸根，则多硼酸根离子符号为______。解析从图可看出，每个

单元中，都有一个B和一个O完全属于这个单元，剩余的2个O分别被两个结构单元共用，所以B∶O＝1∶(1＋2/2)＝1∶2，化学式为4.Cu元素与H元素可形成一种红色化合物，其晶体结构单元如下图所示。则该化合物的化学式为_______。CuH5.四类晶体结构与性质的比较晶体类型离子晶体分子晶体共价晶体金属晶体构成粒子粒子间作用硬度熔、沸点溶解性导电性典型代表物阴、阳离子分子原子金属离子、自由电子离子键分子间作用力共价键金属键较大较小很大一般较大，部分小较高较低很高有高有低易溶于极性溶剂相似相溶难溶难溶，有些可与水反应熔化或溶于水能导电不易导电不易导电良导体(导电传热）NaCl、CuSO4∙H2O干冰碘晶体冰金刚石、晶体Si、SiO2、SiC、Si3N4金属单质、合金练习：金刚石、晶体硅、二氧化硅、MgO、CO2、Mg六种晶体的构成微粒分别是____________________________________，熔化时克服的微粒间的作用力分别是_____________________________。原子、原子、原子、阴阳离子、分子、金属阳离子与自由电子

共价键、共价键、共价键、离子键、分子间作用力、金属键考向3晶体的性质及类型的判断1．下列关于晶体的说法中，不正确的是①不同晶体中的晶胞的大小和形状均相同；②含有金属阳离子的晶体一定是离子晶体；③共价键可决定分子晶体的熔、沸点；④分子晶体中一定不存在离子键，而离子晶体中可能存在共价键；⑤晶胞是晶体结构的基本单元，晶体内部的微粒按一定规律作周期性重复排列；⑥干冰晶体中，一个CO2分子周围有12个CO2分子紧邻；CsCl和NaCl晶体中阴。阳离子的配位数都为6A．①②③⑥ B．②③④⑥ C．④⑤⑥ D．①②③A2.正误判断·

辨析易错易混(1)在晶体中只要有阴离子就一定有阳离子(

)(2)在晶体中只要有阳离子就一定有阴离子(

)(3)共价晶体的熔点一定比金属晶体的高(

)(4)分子晶体的熔点一定比金属晶体的低(

)(5)离子晶体一定都含有金属元素(

)(6)金属元素和非金属元素组成的晶体不一定是离子晶体(

)(7)共价晶体的熔点一定比离子晶体的高(

)××√√×××深度思考·

提升思维能力3.在下列物质中：NaCl、NaOH、Na2S、H2O2、Na2S2、(NH4)2S、CO2、CCl4、C2H2、SiO2、SiC、晶体硅、金刚石，晶体氩。(1)其中只含有离子键的离子晶体是____________。(2)其中既含有离子键又含有极性共价键的离子晶体是______________。(3)其中既含有离子键又含有极性共价键和配位键的离子晶体是_________。(4)其中既含有离子键又含有非极性共价键的离子晶体是_______。NaCl、Na2SNaOH、(NH4)2S(NH4)2SNa2S23.在下列物质中：NaCl、NaOH、Na2S、H2O2、Na2S2、(NH4)2S、CO2、CCl4、C2H2、SiO2、SiC、晶体硅、金刚石，晶体氩。(5)其中含有极性共价键的非极性分子是__________________。(6)其中含有极性共价键和非极性共价键的非极性分子是________。(7)其中含有极性共价键和非极性共价键的极性分子是_________。(8)其中含有极性共价键的原子晶体是___________。(9)不含共价键的分子晶体是________，只含非极性键的原子晶体是_______________。CO2、CCl4、C2H2C2H2H2O2SiO2、SiC晶体氩晶体硅、金刚石上述化学方程式中的5种物质所属的晶体类型有_____(填序号)。a.离子晶体

b.分子晶体c.共价晶体

d.金属晶体晶体类型与性质综合判断1.(1)CO能与金属Fe形成Fe(CO)5，该化合物熔点为253K，沸点为376K，其固体属于______晶体。(2)O和Na的氢化物所属的晶体类型分别为__________和__________。(3)NF3可由NH3和F2在Cu催化剂存在下反应直接得到：4NH3＋3F2分子分子晶体离子晶体abd2.(1)用“>”或“<”填空：＞＜＜＜第一电离能离子半径熔点酸性Si____SO2－____Na＋NaCl____SiH2SO4____HClO4(2)MgCl2在工业上应用广泛，可由MgO制备。①MgO的熔点比BaO的熔点____(填“高”或“低”)。高(3)对于钠的卤化物(NaX)和硅的卤化物(SiX4)，下列叙述正确的是____。A.SiX4难水解

B.SiX4是共价化合物C.NaX易水解

D.NaX的熔点一般高于SiX4BDA组B组C组D组金刚石：3550℃Li：181℃HF：－83℃NaCl：801℃硅晶体：1410℃Na：98℃HCl：－115℃KCl：776℃硼晶体：2300℃K：64℃HBr：－89℃RbCl：718℃二氧化硅：1723℃Rb：39℃HI：－51℃CsCl：645℃3.现有几组物质的熔点(℃)数据：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________。共价(2)B组晶体共同的物理性质是________(填序号)。①有金属光泽②导电性③导热性④延展性①②③④共价键 HF分子间能形成氢键，其熔化时需要消耗的能量更多(只要答出HF分子间能形成氢键即可)(3)C组中HF熔点反常是由于____________________________________________________________________。(5)D组晶体的熔点由高到低的顺序为NaCl>KCl>RbCl>CsCl，其原因为_____________________________________________________________________________________________________________________。(4)D组晶体可能具有的性质是______(填序号)。①硬度小②水溶液能导电③固体能导电④熔融状态能导电②④D组晶体都为离子晶体，r(Na＋)＜r(K＋)＜r(Rb＋)＜r(Cs＋)，在离子所带电荷数相同的情况下，半径越小，晶格能越大，熔点就越高4.下列数据是对应物质的熔点(℃)：据此做出的下列判断中错误的是

A.铝的化合物的晶体中有的是离子晶体B.表中只有BCl3和干冰是分子晶体C.同族元素的氧化物可形成不同类型的晶体D.不同族元素的氧化物可形成相同类型的晶体√BCl3Al2O3Na2ONaClAlF3AlCl3干冰SiO2－10720739208011291190－5717235.下列物质的熔、沸点高低顺序中，正确的是

A.金刚石＞晶体硅＞二氧化硅＞碳化硅B.

＞C.MgO＞H2O＞O2＞Br2D.金刚石＞生铁＞纯铁＞钠√结构决定性质简答题突破6.碳和硅的有关化学键键能如下，简要分析和解释下列有关事实：(1)硅与碳同族，也有系列氢化物，但硅烷在种类和数量上都远不如烷烃多，原因是_____________________________________________________________________________________________。

硅烷中Si—Si键和Si—H键的键能小于烷烃分子中C—C键和C—H键的键能，稳定性差，易断裂，导致长链硅烷难以形成，所以硅烷在种类和数量上都远不如烷烃多化学键C—CC—HC—OSi—SiSi—HSi—O键能/kJ·mol－1356413336226318452(2)SiH4的稳定性小于CH4，更易生成氧化物，原因是___________________________________________________________。C—H键的键能大于C—O键，C—H键比C—O键稳定。而Si—H键的键能却小于Si—O键，所以Si—H键不稳定而倾向于形成稳定性更强的Si—O键7.(1)冰的熔点远高于干冰，除因为H2O是极性分子、CO2是非极性分子外，还有一个重要的原因是____________________。(2)NaF的熔点_____(填“＞”“＝”或“＜”)的熔点，其原因是____________________________________________________________________________________________________。H2O分子间形成氢键＞两者均为离子化合物，且阴、阳离子的电荷数均为1，但后者的离子半径较大，离子键较弱，因此其熔点较低(3)CO熔点___(填“＞”或“＜”)N2的熔点，原因是_________。(4)CH4、SiH4、GeH4的熔、沸点依次______(填“增大”或“减小”)，其原因是______________________________________________________。(5)SiO2比CO2熔点高的原因是________________________________。＞CO为极性分子而N2为非极性分子，CO分子间作用力较大增大

三种物质均为分子晶体，结构与组成相似，相对分子质量越

大，范德华力越大，熔、沸点越高SiO2为原子晶体而CO2为分子晶体一、晶体类型的五种判断方法1.依据构成晶体的微粒和微粒间作用力判断（1）离子晶体的构成微粒是阴、阳离子,微粒间作用力是离子键。（2）共价晶体的构成微粒是原子,微粒间作用力是共价键。（3）分子晶体的构成微粒是分子,微粒间作用力为分子间作用力或氢键。（4）金属晶体的构成微粒是金属阳离子和自由电子,微粒间作用力是金属键。

3.依据晶体的熔点判断（1）离子晶体的熔点较高。（2）共价晶体的熔点很高。（3）分子晶体的熔点低。（4）金属晶体多数熔点高,但也有少数熔点很低。4.依据导电性判断（1）离子晶体溶于水及熔融状态时能导电。（2）共价晶体一般为非导体。（3）分子晶体为非导体,而分子晶体中的电解质（主要是酸和强极性非金属氢化物）溶于水,使分子内的化学键断裂形成自由移动的离子,也能导电。（4）金属晶体是电的良导体。5.依据硬度和机械性能判断（1）离子晶体硬度较大，硬而脆。（2）共价晶体硬度大。

二、晶体熔、沸点高低的比较1.不同类型晶体熔、沸点的比较（1）不同类型晶体的熔、沸点高低的一般规律：共价晶体＞离子晶体＞分子晶体。（2）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.同种类型晶体熔、沸点的比较（1）共价晶体如熔点：金刚石＞碳化硅＞硅。

1）.共价晶体(金刚石和二氧化硅)(2)SiO2晶体中，每个Si原子与

个O原子成键，每个O原子与

个硅原子成键，最小的环是

元环，在“硅氧”四面体中，处于中心的是

原子，1molSiO2中含有

molSi—O键。(1)金刚石晶体中，每个C与另外

个C形成共价键，C—C键之间的夹角是109°28′，最小的环是

元环。含有1molC的金刚石中，形成的共价键有

mol。4六242十二Si46.常见晶体结构2）.分子晶体(1)干冰晶体中，每个CO2分子周围等距且紧邻的CO2分子有

个。(2)冰的结构模型中，每个水分子与相邻的

个水分子以氢键相连接，含1molH2O的冰中，最多可形成

mol“氢键”。1242(1)NaCl型：在晶体中，每个Na＋同时吸引__个Cl－，每个Cl－同时吸引__个Na＋，配位数为__。每个晶胞含__个Na＋和__个Cl－(2)CsCl型：在晶体中，每个Cl－吸引__个Cs＋，每个Cs＋吸引__个Cl－，配位数为__。(3)CaF2型：在晶体中，F－的配位数为__，Ca2＋的配位数为__，晶胞中含__个Ca2＋，含__个F－。晶胞中F－在体对角线的

处。3）.离子晶体4）．金属晶体金属键

①“电子气理论”是把金属键描述为金属原子脱落下来的_______形成遍布整块晶体的“电子气”，被所有原子所共用，从而把所有金属原子维系在一起。 ②金属键的实质是金属阳离子与电子气间的静电作用。5）．石墨晶体——混合型晶体(1)石墨层状晶体中，层与层之间的作用是________。(2)平均每个正六边形拥有的碳原子个数是__原子采取的杂化方式是___。(3)在每层内存在____键和____键。(4)C—C的键长比金刚石的C—C的键长短，熔点比金刚石的__。(5)能导电。晶体中每个C形成3个共价键，C的另一价电子在电场作用下可移动，形成电流。深度思考·

提升思维能力1.判断下列物质的晶胞结构，将对应序号填在线上。(1)干冰晶体

；

(2)氯化钠晶体

；(3)金刚石

；

(4)钠

；(5)冰晶体

；

(6)铜晶体

。②①③④⑤⑥2.下列是几种常见的晶胞结构，填写晶胞中含有的粒子数。NaCl(含____个Na＋，_____个Cl－)干冰(含____个CO2)CaF2(含____个Ca2＋，____个F－)金刚石(含____个C)体心立方(含____个原子)面心立方(含____个原子)4

444

88243.(常见晶体结构模型)填空。(1)在金刚石晶体中最小碳环含有____个C原子；每个C原子被____个最小碳环共用。(2)在干冰中粒子间作用力有_________________。(3)含1molH2O的冰中形成氢键的数目为_____。(4)在NaCl晶体中，每个Na＋周围___个距离最近且相等的Na＋，每个Na＋周围有___个距离最近且相等的Cl－，其立体构型为____________。(5)在CaF2晶体中，每个Ca2＋周围距离最近且等距离的F－有___个；每个F－周围距离最近且等距离的Ca2＋有___个。6

12共价键、范德华力2NA126正八面体形841.KIO3晶体是一种性能良好的非线性光学材料，具有钙钛矿型的立体结构，边长为a＝0.446nm，晶胞中K、I、O分别处于顶角、体心、面心位置，如图所示。K与O间的最短距离为_________________nm，与K紧邻的O个数为____。12(2)在KIO3晶胞结构的另一种表示中，I处于各顶角位置，则K处于________位置，O处于________位置。体心棱心考向1晶胞的结构2.下图为碘晶体晶胞结构。下列有关说法中正确的是

A.碘分子的排列有2种不同的取向，2种取向不同的碘分

子以4配位数交替配位形成层结构B.用均摊法可知平均每个晶胞中有4个碘原子C.碘晶体为无限延伸的空间结构，是原子晶体D.碘晶体中的碘原子间存在非极性键和范德华力√3.图3为F－与Mg2＋、K＋形成的某种离子晶体的晶胞，其中“○”表示的离子是____(填离子