《高考化学总复习12物质结构与性质选学42晶体结构与性质2新人教版》由会员分享，可在线阅读，更多相关《高考化学总复习12物质结构与性质选学42晶体结构与性质2新人教版（32页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、12 物物质结质结构与性构与性质质(选选学学) 第42讲 晶体结构与性质 考点二 常见晶体模型与晶胞计算 李仕才 知 识 梳 理 1典型晶体模型典型晶体模型 2.晶胞中微粒数目的计算方法晶胞中微粒数目的计算方法 3有关晶胞各物理量的关系有关晶胞各物理量的关系 对于立方晶胞，可简化成下面的公式进行各物理量的计算：对于立方晶胞，可简化成下面的公式进行各物理量的计算：a NAnM，a表表3示晶胞的棱长，示晶胞的棱长， 表示密度，表示密度，NA表示阿伏加德罗常数，表示阿伏加德罗常数， n表示表示 1 mol晶胞中所含晶体的物晶胞中所含晶体的物质的量，质的量，M 表示相对分子质量，表示相对分子质量， a
2、 NA表示表示 1 mol晶胞的质量。晶胞的质量。 特别提醒：特别提醒：(1)具有规则几何外形的固体不一定是晶体，如玻璃。具有规则几何外形的固体不一定是晶体，如玻璃。 (2)晶胞是从晶体中晶胞是从晶体中 “截取截取”出来具有代表性的最小部分，而不一定是最小的出来具有代表性的最小部分，而不一定是最小的“平行平行六面体六面体”。 (3)在计算晶胞中微粒个数的过程中，不要形成思维定势，任何形状的晶胞均可使用在计算晶胞中微粒个数的过程中，不要形成思维定势，任何形状的晶胞均可使用均摊法。均摊法。不同形状的晶胞，不同形状的晶胞，应先分析任意位置上的一个粒子被几个晶胞所共用，应先分析任意位置上的一个粒子被几
3、个晶胞所共用， 如六棱柱如六棱柱晶胞中，顶点、侧棱、底面上的棱、面心依次被晶胞中，顶点、侧棱、底面上的棱、面心依次被6、3、4、2 个晶胞所共有。个晶胞所共有。 3 答案答案 112 12 12 12 12 4 4 8 6 6 12 8 12 基 础 自 测 1正误判断，正确的打正误判断，正确的打“”，错误的打，错误的打“”“”。 (1)在金属钠形成的晶体中，每个钠原子周围与其距离最近的钠原子有在金属钠形成的晶体中，每个钠原子周围与其距离最近的钠原子有 8个个( ) (2)在在 NaCl晶体中，每个晶体中，每个 Na 周围与其距离最近的周围与其距离最近的 Na 有有 12个个( ) (3)在在
4、 CsCl晶体中，每个晶体中，每个 Cs 周围与其距离最近的周围与其距离最近的 Cl 有有 8 个个( ) (4)金属镁形成的晶体中，每个镁原子周围与其最近的镁原子有金属镁形成的晶体中，每个镁原子周围与其最近的镁原子有 6个个( ) 答案：答案：(1) (2) (3) (4) 2下下列列排列排列 方方式中式中 ：A.ABCABCABC BABABABABAB CABBAABBA DABCCBAABCCBA，属于镁型堆积方式的是，属于镁型堆积方式的是_ ；属于铜型堆积方式的是；属于铜型堆积方式的是_ 。 答案：答案：B A 3在晶体模型中，金刚石中的在晶体模型中，金刚石中的“棍棍”和干冰中的和干
5、冰中的“棍棍”表示的意义一样吗？分子晶表示的意义一样吗？分子晶体中有化学键吗？体中有化学键吗？ 答案：答案：不一样，不一样，金刚石中表示的是金刚石中表示的是 CC 共价键，共价键，而干冰中的而干冰中的“棍棍”表示分子间作用表示分子间作用力；力；分子晶体中多数含有化学键分子晶体中多数含有化学键 (如如 CO2中的中的 C=O 键键)，少数则无少数则无(如稀有气体形成的晶如稀有气体形成的晶体体)。 考向探究 好题冲关 考向考向 1 常见晶胞类型和结构特点常见晶胞类型和结构特点 【例【例 1】 (2018年江苏南京质检年江苏南京质检)下列是钠、钋、金刚石、干冰、氯化钠晶体的晶胞下列是钠、钋、金刚石、
6、干冰、氯化钠晶体的晶胞图图(未按顺序排序未按顺序排序)。 (1)辨别晶胞辨别晶胞(请用相应的编号请用相应的编号) 钠晶胞是钠晶胞是_ ； 钋晶胞是钋晶胞是_ ； 金刚石晶胞是金刚石晶胞是_ ； 干冰晶胞是干冰晶胞是_ ； 氯化钠晶胞是氯化钠晶胞是_ 。 (2)钋晶胞的堆积方式是钋晶胞的堆积方式是 _ ，钠晶胞的堆积方式是，钠晶胞的堆积方式是_ 。 (3)与冰的晶体类型相同的是与冰的晶体类型相同的是 _( 填编号填编号)。 (4)在冰晶体中，在冰晶体中，每个水分子与相邻的每个水分子与相邻的 4 个水分子形成氢键个水分子形成氢键 (如图所示如图所示)，已知冰的升华已知冰的升华11热是热是 51 k
7、J mol ，除氢键外，水分子间还存在范德华力，除氢键外，水分子间还存在范德华力 (11 kJ mol)，则冰晶体中氢键的，则冰晶体中氢键的“键能键能”是是 _kJ mol 。 1 【解析】【解析】 根据晶胞类型可知根据晶胞类型可知 A 为为 NaCl 的晶胞，的晶胞，B 为干冰的晶胞，为干冰的晶胞， C 为钋的晶胞，为钋的晶胞，D 为金刚石的晶胞，为金刚石的晶胞， E 为钠的晶胞。为钠的晶胞。 (2)钋晶胞的堆积方式是简单立方堆积，钠晶胞的堆钋晶胞的堆积方式是简单立方堆积，钠晶胞的堆积方式是体心立方堆积。积方式是体心立方堆积。 (3)与冰的晶体类型相同的是与冰的晶体类型相同的是 B。(4)冰
8、晶体中每摩尔水形成冰晶体中每摩尔水形成 2 mol51 kJ11 kJ氢键，冰升华吸热氢键，冰升华吸热 51 kJ，需破坏范德华力及氢键，故氢键的，需破坏范德华力及氢键，故氢键的 “键能键能”是是2 mol20 kJ mol 。 1【答案】【答案】 (1)E C D B A (2)简单立方堆积简单立方堆积 体心立方堆积体心立方堆积 (3)B (4)20 好题冲关好题冲关 1(2018年河北唐山月考年河北唐山月考)下面有关晶体的叙述中，不正确的是下面有关晶体的叙述中，不正确的是 ( ) A金刚石网状结构中，由共价键形成的碳原子环中，最小的环上有金刚石网状结构中，由共价键形成的碳原子环中，最小的环
9、上有 6个碳原子个碳原子 B氯化钠晶体中，每个氯化钠晶体中，每个 Na 周围距离相等且最近的周围距离相等且最近的 Na 共有共有 6个个 C氯化铯晶体中，每个氯化铯晶体中，每个 Cs 周围紧邻周围紧邻 8个个 Cl D干冰晶体中，每个干冰晶体中，每个 CO2分子周围紧邻分子周围紧邻 12 个个 CO2分子分子 解析：解析：氯化钠晶体中，每个氯化钠晶体中，每个 Na 周围距离相等且最近的周围距离相等且最近的 Na 共共 12 个，距离相等且最个，距离相等且最近的近的 Cl 共共 6个。个。 答案：答案：B 2下面是下面是 C60、金刚石和二氧化碳的结构模型。、金刚石和二氧化碳的结构模型。 请回答
10、下列问题：请回答下列问题： (1)从晶体类型来看，从晶体类型来看， C60属于属于_ 晶体。晶体。 (2)二氧化硅结构跟金刚石结构相似，即二氧化硅的结构相当于在硅晶体结构中每个二氧化硅结构跟金刚石结构相似，即二氧化硅的结构相当于在硅晶体结构中每个硅与硅的化学键之间插入一个硅与硅的化学键之间插入一个O 原子。观察图乙中金刚石的结构，分析二氧化硅的空间原子。观察图乙中金刚石的结构，分析二氧化硅的空间网状结构中，网状结构中， Si、O 原子形成的最小环上原子形成的最小环上 O 原子的数目是原子的数目是 _ ，晶体硅中硅原子，晶体硅中硅原子与共价键的个数比为与共价键的个数比为 _ 。 (3)图丙是二氧
11、化碳的晶胞模型，图中显示出的二氧化碳分子数为图丙是二氧化碳的晶胞模型，图中显示出的二氧化碳分子数为14个。实际上一个个。实际上一个二氧化碳晶胞中含有二氧化碳晶胞中含有 _ 个二氧化碳分子，二氧化碳分子中个二氧化碳分子，二氧化碳分子中 键与键与 键的个数比键的个数比为为_ 。 解析：解析：(1) C60有固定的组成，有固定的组成，不属于空间网状结构，不属于空间网状结构，熔沸点远低于金刚石等原子晶体，熔沸点远低于金刚石等原子晶体，为分子晶体。为分子晶体。 (2)金刚石中最小的环为六元环，金刚石中最小的环为六元环， 二氧化硅结构跟金刚石结构相似，二氧化硅结构跟金刚石结构相似， Si、O 原子形成的原
12、子形成的最小环上应有最小环上应有 6个个 Si原子，每个硅与硅的化学键之间插入一个原子，每个硅与硅的化学键之间插入一个O 原子，则原子，则 Si、O 原子形原子形成的最小环上成的最小环上 O 原子的数目是原子的数目是 6；在晶体中，每个；在晶体中，每个 Si原子形成原子形成 4 个共价键，每一个共价个共价键，每一个共价1键中键中 Si的贡献率为的贡献率为 ，则平均，则平均 1 个个 Si 原子形成原子形成 2 个共价键，所以晶体硅中硅原子与共价个共价键，所以晶体硅中硅原子与共价2键的个数比为键的个数比为 12。 (3)干冰晶胞中，二氧化碳分子分布于晶胞的顶点和面心位置，则晶胞中含有二氧化干冰晶
13、胞中，二氧化碳分子分布于晶胞的顶点和面心位置，则晶胞中含有二氧化11碳分子数为碳分子数为 8 6 4，每个每个 CO2分子中含有分子中含有 2 个个 键和键和 2个个 键，键，键与键与 键的个键的个82数比为数比为 11。 答案：答案：(1)分子分子 (2)6 12 (3)4 11 考向考向 2 常见晶胞结构的相关计算常见晶胞结构的相关计算 【例【例 2】 用晶体的用晶体的 X射线衍射法对射线衍射法对 Cu 的测定得到以下结果：的测定得到以下结果：Cu 的晶胞为面心立的晶胞为面心立方最密堆积方最密堆积 (如下图如下图 )，已知该晶体的密度为，已知该晶体的密度为9.00 gcm3，晶胞中该原子的
14、配位数为，晶胞中该原子的配位数为_ ；Cu 的原子半径为的原子半径为 _cm( 阿伏加德罗常数为阿伏加德罗常数为 NA，要求列式计算，要求列式计算 )。 【解析】【解析】 Cu 的晶胞为面心立方最密堆积，以顶点的晶胞为面心立方最密堆积，以顶点Cu 原子研究，与之最近的原子研究，与之最近的Cu原子位于面心上，每原子位于面心上，每 1个顶点个顶点 Cu 原子为原子为 2个面共用，所以个面共用，所以 Cu 的配位数为的配位数为 12，根据晶胞，根据晶胞11的结构图可知，晶胞中含有铜原子个数为的结构图可知，晶胞中含有铜原子个数为8 6 4， 82设晶胞的边长为设晶胞的边长为 a cm， 34643则则
15、 a NA464，a ， NA面对角线为面对角线为2a， 1面对角线的面对角线的 为为 Cu原子半径原子半径 42r 434648231.27 10 cm。 9.006.02 103 2【答案】【答案】 12 44648231.2710 9.006.0210 好题冲关好题冲关 3立方立方 ZnS 晶体结构如图所示，其晶胞边长为晶体结构如图所示，其晶胞边长为 540.0 pm，密度为，密度为 _gcm3(列式并计算列式并计算 )， a位置位置 S 离子与离子与 b位置位置 Zn离子之间的距离为离子之间的距离为 _pm( 列式表示列式表示)。 22 6532解析：解析：用均摊法算出每个晶胞中含用均
16、摊法算出每个晶胞中含 4 个个 Zn和和 4 个个 S ，其质量为，其质量为 423 g，6.0210226532423 g6.02101033其体积是其体积是(540.010cm)，所以其密度为，所以其密度为cm 。若把该晶胞均。若把该晶胞均1034.1 g? ?540.0 10cm ? ?分为分为 8 个小立方，则个小立方，则 b(Zn)处于小立方体的正中心，它与顶角处于小立方体的正中心，它与顶角a(S )的距离为晶胞对角的距离为晶胞对角线的线的 1/4，即，即(540.0 pm 3)/4135 3 pm 224? ?6532? ?g mol1236.02 10 mol L答案：答案：10
17、34.1 135 3 ? ?540.0 10 cm ? ?1 4(2015年高考年高考课标全国卷课标全国卷 )O 和和 Na 能够形成化合物能够形成化合物 F，其晶胞结构如图所示，其晶胞结构如图所示，晶胞参数晶胞参数 a0.566 nm ， F 的化学式为的化学式为 _ ； 晶胞中晶胞中 O 原子的配位数为原子的配位数为 _ ；列式计算晶体列式计算晶体 F 的密度的密度(gcm)_。 3 解析：解析：O半径大于半径大于 Na 半径，半径，由由 F 的晶胞结构可知，的晶胞结构可知，大球代表大球代表 O，小球代表小球代表 Na ，222每个晶胞中含有每个晶胞中含有 O个数为个数为 81/861/2
18、4，含有，含有 Na 个数为个数为 8，故，故 O、Na 离子个离子个数之比为数之比为 4812，从而推知，从而推知 F 的化学式为的化学式为 Na2O。由晶胞结构可知，每个。由晶胞结构可知，每个 O 原子周原子周围有围有 8 个个 Na 原子，原子，故故 O 原子的配位数为原子的配位数为 8，晶胞参数晶胞参数 a0.566 nm 0.566 10 cm，则则晶晶 胞胞 的的 体体 积积 为为 (0.566101727 cm) ， 从从 而而 可可 知知 晶晶 体体3F的的 密密 度度 为为462 g mol3cm 。 712.27 g323? ?0.566 10 cm? ? 6.0210 mol 答案：答案：Na2O 8 462 g mol3cm 。 712.27 g323? ?0.56610 cm? ? 6.0210 mol1
