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1、第3节 晶体结构与性质 -2- 晶体常识与四种晶体的比较 1.晶体 (1)晶体与非晶体。 -3- (2)得到晶体的途径。 熔融态 物质凝固。 气态 物质冷却不经液态直接凝固(凝华)。 溶质从溶液中 析出。 -4- -5- 2.四种晶体的比较 -6-自主巩固 判断正误,正确的画“”,错误的画“”。 (1)凡是有规则外形的固体一定是晶体 ( ) (2)晶体与非晶体的本质区别:是否有自范性 ( ) (3)熔融态物质凝固就得到晶体 ( ) (4)晶体有一定的熔、沸点 ( ) (5)区分晶体和非晶体最可靠的科学方法:是否具有 固定的熔沸点 ( ) -7-自主巩固 判断正误,正确的画“”,错误的画“”。
2、(6)在晶体中只要有阳离子就一定有阴离子 ( ) (7)原子晶体的熔点一定比金属晶体的高 ( ) (8)分子晶体的熔点一定比金属晶体的低 ( ) (9)离子晶体中一定不含有共价键 ( ) (10)分子晶体或原子晶体中一定不含离子键 ( ) -8- 1.晶体类型的5种判断方法 (1)依据构成晶体的微粒和微粒间的作用判断。 离子晶体的构成微粒是阴、阳离子,微粒间的作用是离子键。 原子晶体的构成微粒是原子,微粒间的作用是共价键。 分子晶体的构成微粒是分子,微粒间的作用为分子间作用力。 金属晶体的构成微粒是金属阳离子和自由电子, 微粒间的作用是金属键。 -9- (2)依据物质的分类判断。 金属氧化物(
3、如K2O、Na2O2等)、强碱(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、晶体硅等)、非金属氢 化物、非金属氧化物(除SiO2外)、几乎所有的酸、绝大多数 有机物(除有机盐外)是分子晶体。 常见的单质类原子晶体有金刚石、晶体硅、晶体硼等,常见的 化合类原子晶体有碳化硅、二氧化硅等。 金属单质是金属晶体。 1.晶体类型的5种判断方法 -10- (3)依据晶体的熔点判断。 离子晶体的熔点较高。 原子晶体的熔点很高。 分子晶体的熔点低。 金属晶体多数熔点高,但也有少数熔点相当低。 1.晶体类型的5种判断方法 (4)依据导电性判断。 离子晶体溶于水及熔融状态
4、时能导电。 原子晶体一般为非导体。 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。 金属晶体是电的良导体。 -11- (5)依据硬度和机械性能判断。 离子晶体硬度较大、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,但也有硬度较小的,且具有延展性。 1.晶体类型的5种判断方法 -12- 2.晶体熔、沸点的比较 (1)不同类型晶体熔、沸点的比较。 不同类型晶体的熔、沸点高低的一般规律: 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
5、。 (2)同种晶体类型熔、沸点的比较。 原子晶体:(比较共价键强弱) 原子半径越小键长越短键能越大共价键越强 熔、 沸点越高。如熔点:金刚石碳化硅晶体硅 -13- (2)同种晶体类型熔、沸点的比较。 离子晶体:(比较离子键强弱或晶格能大小) a.一般地说,阴、阳离子所带电荷数越多,离子半径越小, 则离子间的作用力就越大,其离子晶体的熔、沸点就越高,如熔 点:MgONaClCsCl。 b.衡量离子晶体稳定性的物理量是晶格能。晶格能越大,形成的 离子晶体越稳定,熔点越高,硬度越大。 2.晶体熔、沸点的比较 -14- (2)同种晶体类型熔、沸点的比较。 2.晶体熔、沸点的比较 分子晶体:(比较分子间
6、作用力大小) a.分子间作用力越大,物质的熔、沸点越高; 具有氢键的分子晶体熔、沸点反常地高。 如沸点H2OH2TeH2SeH2S。 b.组成和结构相似的分子晶体,相对分子质量越大, 熔、沸点越高,如SnH4GeH4SiH4CH4。 -15- 分子晶体:(比较分子间作用力大小) c.组成和结构不相似的物质(相对分子质量接近),分子的 极性越大,其熔、沸点越高,如CON2,CH3OHCH3CH3。 d.同分异构体,支链越多,熔、沸点越低。 2.晶体熔、沸点的比较 金属晶体: 金属离子半径越小,离子所带电荷数越多,其金属键越强,金属熔、 沸点就越高,如熔、沸点:NaMg”或“”)O。 -38- (
7、5)黄铜合金可以表示为Cu3Zn,为面心立方晶胞 , 晶胞密度为8.5 gcm-3,求晶胞的边长为 (只写计算式,不求结果)。 -39-4.(1)(2016广东“六校联盟”第三次联考)NaH具有NaCl型晶体结 构,已知NaH晶体的晶胞参数a=488 pm,Na+半径为102 pm,H-的半径 为 ,NaH的理论密度是 gcm-3。 (2)(2016河北张家口模拟演练)铁和氨气在640 可发生置换反应,产 物之一的立方晶胞结构如图所示,写出该反应的化学方程式: 。若两个最近的铁原子间的距离为a cm,则该晶体的密度是 gcm-3。 -40- -41- -42- 1.(2015课标全国,37节选
8、)(1)CO能与金属Fe形成Fe(CO)5,该化合物 的熔点为253 K,沸点为376 K,其固体属于 晶体。 (2)碳有多种同素异形体,其中石墨烯与金刚石的晶体结构如图所示: 在石墨烯晶体中,每个碳原子连接 个六元环,每个六元环占有 个碳原子。在金刚石晶体中,碳原子所连接的最小环也为六元环,每 个碳原子连接 个六元环,六元环中最多有 个碳原子在同一平 面。 -43- 2.(2014课标全国,37节选)(1)准晶是一种无平移周期序,但有严格准 周期位置序的独特晶体,可通过 方法区分晶体、准 晶体和非晶体。 (2)Cu2O为半导体材料,在其立方晶胞内部有4个氧原子,其余氧原子位于 面心和顶点,则
9、该晶胞中有 个铜原子。 (3)Al单质为面心立方晶体,其晶胞参数a=0.405 nm,晶胞中铝原子的配 位数为 。列式表示Al单质的密度 gcm-3(不必计算出结 果)。 -44- 3.(2016课标全国乙,37节选)锗(Ge)是典型的半导体元素,在电子、材料 等领域应用广泛。 (1)比较下列锗卤化物的熔点和沸点,分析其变化规律及原因 。 -45- (2)晶胞有两个基本要素: 原子坐标参数,表示晶胞内部各原子的相对位置。右图为Ge单晶的晶 胞,其中原子坐标参数A为(0,0,0); 则D原子的坐标参数为 。 晶胞参数,描述晶胞的大小和形状。已知Ge单晶的晶胞参数 a=565.76 pm,其密度为 gcm-3(列出计算式即可)。 -46- 4.(2016课标全国丙,37节选)砷化镓(GaAs)是优良的半导体材料,可用 于制作微型激光器或太阳能电池的材料等。回答下列问题: (1)GaF3的熔点高于1 000 ,GaCl3的熔点为77.9 ,其原因是 。 (2)GaAs的熔点为1 238 ,密度为 gcm-3,其晶胞结构如图所示。该 晶体的类型为 ,Ga与As以 键键合。Ga和As的 摩尔质量分别为MGa gmol-1和MAs gmol-1,原子半径分别为rGa pm 和rAs pm,阿伏加德罗常数值为NA,则GaAs晶胞中原子的体积占晶胞体 积的百分率为 。
