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________22．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 ℃ NaCl：801 ℃硅晶体：1 410 ℃ Na：98 ℃ HCl：－114 ℃ KCl：776 ℃硼晶体：2 300 ℃ K： 64 ℃ HBr：－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)①有金属光泽 ②导电性 ③导热性 ④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) 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Ag＋ 反应A 811 较大 易溶 水溶液或熔融导电 白色沉淀B 3 500 很大 不溶 不导电 不反应C －114.2 很小 易溶 液态不导电 白色沉淀(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 K2O、Na 2O2 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3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，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>CsCl4．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：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>HCl2)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：NaNa>K>Rb>Cs4)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>I2B．SiCl 4PH3D．C(CH 3)4>CH3CH2CH2CH2CH35．NaF、NaI 和 MgO 均为离子晶体，有关数据如下表：物质 ①NaF ②NaI ③ MgO离子电荷数 1 1 2键长 (10－10 m) 2.31 3.18 2.10试判断，这三种化合物熔点由高到低的顺序是( )A．①>②> ③ B．③>①> ②C．③>②>① D．②> ①>③6．下列各组物质中，按熔点由低到高的顺序排列正确的是( )①O 2、I 2、Hg ②CO、KCl、SiO 2 ③Na 、K、Rb ④Na、Mg、AlA．①③ B．①④ C．②③ D．②④47．参考下表中物质的熔点，回答有关问题：物质 NaF NaCl NaBr NaI NaCl KCl RbCl CsCl熔点/℃ 995 801 755 651 801 776 715 646物质 SiF4 SiCl4 SiBr4 SiI4 SiCl4 GeCl4 SnCl4 PbCl4熔点/℃ －90.4 －70.4 5.2 120 －70.4 －49.5 －36.2 －15(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SiO 2(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 O2．分子晶体(干冰)每个 CO2 分子周围等距紧邻的 CO2 分子有 12 个53．离子晶体(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 83)晶格能①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。
②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③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作用2)金属晶体的几种典型堆积模型堆积模型 采纳这种堆积 的典型代表 空间利 用率 配位数 晶胞简单立方 Po 52% 6钾型(体心立方) Na、K、Fe 68% 86镁型(六方最密) Mg、 Zn、Ti 74% 12铜型(面心立方) Cu、Ag、Au 74% 12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 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____________710．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)，阳离子位于中间，阴离子位于 8 个顶点，该化合物中阳、阴离子的个数比是__________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，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__________，C—C 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 个图形(晶胞) 所共有，则该粒子有 属于一个图1n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①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 18②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 14③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 12④处于体内的粒子，则完全属于该晶胞，对晶胞的贡献为 12)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 1/32．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) ；@nts。