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1、化学化学第第3 3讲晶体结构与性质讲晶体结构与性质【考纲要求】【考纲要求】1.1.了解原子晶体的特征了解原子晶体的特征, ,能描述金刚石、二氧化硅等原能描述金刚石、二氧化硅等原子晶体的结构与性质的关系。子晶体的结构与性质的关系。2.2.了解分子晶体结构与性质的关系。了解分子晶体结构与性质的关系。3.3.了解晶体的类型了解晶体的类型, ,了解不同类型晶体中结构微粒、微粒间作用力的区了解不同类型晶体中结构微粒、微粒间作用力的区别。别。4.4.理解金属键的含义理解金属键的含义, ,能用金属键理论解释金属的一些物理性质。能用金属键理论解释金属的一些物理性质。了解金属晶体常见的堆积方式。了解金属晶体常见
2、的堆积方式。5.5.理解离子键的形成理解离子键的形成, ,能根据离子化能根据离子化合物的结构特征解释其物理性质。合物的结构特征解释其物理性质。6.6.了解晶胞的概念了解晶胞的概念, ,能根据晶胞确能根据晶胞确定晶体的组成并进行相关的计算。定晶体的组成并进行相关的计算。7.7.了解晶格能的概念了解晶格能的概念, ,了解晶格能了解晶格能对离子晶体性质的影响。对离子晶体性质的影响。化学化学知识整合知识整合 核心主干核心主干 系统全面系统全面1.1.晶体与非晶体晶体与非晶体(1)(1)晶体与非晶体的比较晶体与非晶体的比较考点一晶体与晶胞考点一晶体与晶胞比比较晶体晶体非晶体非晶体结构特征构特征结构粒子构
3、粒子 排列排列结构粒子构粒子 排列排列性性质特征特征自范性自范性有有无无熔点熔点固定固定不固定不固定异同表异同表现 . . . .实例例冰、冰、NaClNaCl、FeFe玻璃、石蜡玻璃、石蜡两者区两者区别方法方法间接方法接方法: :测定其是否有固定的定其是否有固定的 . .科学方法科学方法: :对固体进行对固体进行 实验实验 周期性有序周期性有序无序无序各向异性各向异性各向同性各向同性X-X-射线衍射射线衍射熔点熔点化学化学(2)(2)获得晶体的三条途径获得晶体的三条途径熔融态物质凝固熔融态物质凝固。气态物质冷却不经液态直接气态物质冷却不经液态直接 。溶质从溶液中析出溶质从溶液中析出。2.2.
4、晶胞晶胞(1)(1)概念概念: :描述晶体结构的描述晶体结构的 。(2)(2)晶体中晶胞的排列晶体中晶胞的排列“无隙并置无隙并置”。“无隙无隙”: :相邻晶胞之间没有相邻晶胞之间没有 。“并置并置”: :所有晶胞都是所有晶胞都是 排列的排列的, , 相同相同。(3)(3)形状形状: :一般而言晶胞都是平行六面体。一般而言晶胞都是平行六面体。(4)(4)晶胞中粒子数目的计算晶胞中粒子数目的计算均摊法均摊法。如图如图: :当晶胞为六棱柱时当晶胞为六棱柱时, ,其顶点上的粒子被其顶点上的粒子被6 6个晶胞共用个晶胞共用, ,每个粒子属于该每个粒子属于该晶胞的部分为晶胞的部分为 , ,而不是而不是 。
5、凝固凝固( (凝华凝华) )基本单元基本单元任何间隙任何间隙平行平行取向取向化学化学【多维思考多维思考】1.1.判断下列说法是否正确判断下列说法是否正确, ,正确的画正确的画“”“”, ,错误的画错误的画“”。(1)(1)固态的固态的SiOSiO2 2一定是晶体。一定是晶体。( () )(2)(2)晶体和非晶体的本质区别是晶体中粒子在微观空间里呈现周期性的有晶体和非晶体的本质区别是晶体中粒子在微观空间里呈现周期性的有序排列。序排列。( () )(3)(3)缺角的缺角的NaClNaCl晶体在饱和晶体在饱和NaClNaCl溶液中会慢慢变为完美的立方体块。溶液中会慢慢变为完美的立方体块。( () )
6、(4)(4)晶胞是晶体中的最小的晶胞是晶体中的最小的“平行六面体平行六面体”。( () )(5)(5)区分晶体和非晶体最可靠的方法是测定有无固定熔点。区分晶体和非晶体最可靠的方法是测定有无固定熔点。 ( () )提示提示: :(1)(1)(2)(2)(3)(3)(4)(4)(5)(5)2.2.如图是甲、乙、丙三种晶体的晶胞如图是甲、乙、丙三种晶体的晶胞, ,则甲晶体中则甲晶体中x x与与y y的个数比是的个数比是, ,乙中乙中a a与与b b的个数比是的个数比是, ,丙中一个晶胞中有丙中一个晶胞中有个个c c离子和离子和个个d d离子。离子。提示提示: :212111114 44 4化学化学典
7、例示范典例示范 审题答题审题答题 规范训练规范训练化学化学化学化学化学化学有关晶体有关晶体( (胞胞) )密度计算的思维模型密度计算的思维模型思维建模思维建模化学化学题组演练题组演练 精挑细选精挑细选 练透练全练透练全题组一题组一 晶胞中粒子个数的计算晶胞中粒子个数的计算1.1.(2016(2016宁夏银川校级期中宁夏银川校级期中) )某物质的晶体中某物质的晶体中, ,含含A A、B B、C C三种元素三种元素, ,其其排列方式如图所示排列方式如图所示( (其中前后两面心上的其中前后两面心上的B B原子未画出原子未画出) )。晶体中的。晶体中的A A、B B、C C的原子个数比依次为的原子个数
8、比依次为( ( ) )A.131A.131 B.231 B.231 C.221C.221 D.133 D.133A A 化学化学2.2.导学号导学号 16972281 16972281 磁光存储的研究是磁光存储的研究是WilliamsWilliams等在等在19571957年使年使MnMn和和BiBi形成的晶体薄膜磁化并用光读取之后开始的。如图是形成的晶体薄膜磁化并用光读取之后开始的。如图是MnMn和和BiBi形成的某形成的某种晶体的结构示意图种晶体的结构示意图( (白球均在六棱柱内白球均在六棱柱内),),则该晶体物质的化学式可表则该晶体物质的化学式可表示为示为( ( ) )A.MnA.Mn2
9、 2BiBi B.MnBiB.MnBi C.MnBiC.MnBi3 3 D.MnD.Mn4 4BiBi3 3B B化学化学3.3.(2016(2016云南德宏自治州校级期末云南德宏自治州校级期末) )一种由钛一种由钛(Ti)(Ti)原子和碳原子构成的原子和碳原子构成的气态团簇分子气态团簇分子, ,分子模型如图所示分子模型如图所示, ,其中白球表示钛原子其中白球表示钛原子, ,黑球表示碳原黑球表示碳原子子, ,则它的化学式为则它的化学式为( ( ) )A.TiCA.TiC B.Ti B.Ti1313C C1414C.TiC.Ti4 4C C7 7 D.TiD.Ti1414C C1313解析解析:
10、 :根据题意知根据题意知, ,该结构就是其分子结构该结构就是其分子结构, ,分子中含有的原子就是其化分子中含有的原子就是其化学式中含有的原子学式中含有的原子, ,直接数出其中的直接数出其中的TiTi原子和原子和C C原子个数即可原子个数即可, ,其分子式其分子式为为TiTi1414C C1313。D D化学化学题组二题组二 晶胞相关参数的计算晶胞相关参数的计算4.4.导学号导学号 1697228216972282NaClNaCl晶体结构如图所示晶体结构如图所示, ,现测知现测知NaClNaCl晶体中晶体中NaNa+ +与与ClCl- -平均距离为平均距离为a cm,a cm,该晶体密度为该晶体
11、密度为 g gcmcm-3-3, ,则阿伏加德罗常数可表示为则阿伏加德罗常数可表示为( ( ) )C C 化学化学5.(1)5.(1)(2016(2016全国全国卷卷) )某镍白铜合金的立方晶胞结构如图所示。某镍白铜合金的立方晶胞结构如图所示。晶胞中铜原子与镍原子的数量比为晶胞中铜原子与镍原子的数量比为 。若合金的密度为若合金的密度为d gd gcmcm-3-3, ,晶胞参数晶胞参数a=a=nmnm。化学化学(2)(2)(2016(2016全国全国卷卷) )GaAsGaAs的熔点为的熔点为1 238 ,1 238 ,密度为密度为 g gcmcm-3-3, ,其晶胞结构如图其晶胞结构如图所示。该
12、晶体的类型为所示。该晶体的类型为 , ,GaGa与与AsAs以以 键键合。键键合。GaGa和和AsAs的摩尔质量分别的摩尔质量分别为为M MGaGa g gmolmol-1-1和和, ,原子半径分别为原子半径分别为 r rGaGa pm pm 和和r rAsAs pm, pm,阿伏加德罗常数值为阿伏加德罗常数值为N NA A, ,则则GaAsGaAs晶胞中原子的体积占晶胞体积的百分率为晶胞中原子的体积占晶胞体积的百分率为 。化学化学(3)(3)(2015(2015全国全国卷卷) )O O和和NaNa能够形成化合物能够形成化合物F,F,其晶胞结构如图所示其晶胞结构如图所示, ,晶胞晶胞参数参数a
13、=0.566 nm,Fa=0.566 nm,F的化学式为的化学式为; ;晶胞中晶胞中O O原子的配位数为原子的配位数为; ;列列式计算晶体式计算晶体F F的密度的密度(g(gcmcm-3-3) ) 。化学化学知识整合知识整合 核心主干核心主干 系统全面系统全面1.1.金属键、金属晶体金属键、金属晶体(1)(1)金属键金属键: :金属阳离子与自由电子之间的作用。金属阳离子与自由电子之间的作用。(2)(2)本质本质电子气理论电子气理论该理论认为金属原子脱落下来的该理论认为金属原子脱落下来的 形成遍布整块晶体的形成遍布整块晶体的“ ”, ,被所有原子共用被所有原子共用, ,从而把所有的金属原子维系在
14、一起从而把所有的金属原子维系在一起。考点二四类晶体的组成与性质考点二四类晶体的组成与性质(3)(3)金属晶体的物理性质及解释金属晶体的物理性质及解释价电子价电子电子气电子气相对滑动相对滑动排列方法排列方法金属键金属键电子气电子气定向移动定向移动能量的交换能量的交换化学化学2.2.离子晶体的晶格能离子晶体的晶格能(1)(1)定义定义: :气态离子形成气态离子形成1 1摩尔离子晶体释放的能量摩尔离子晶体释放的能量, ,通常取正值通常取正值, ,单位为单位为 。(2)(2)影响因素影响因素离子所带电荷数离子所带电荷数: :离子所带电荷数越多离子所带电荷数越多, ,晶格能越晶格能越 。离子的半径离子的
15、半径: :离子的半径越离子的半径越 , ,晶格能越大晶格能越大。(3)(3)与离子晶体性质的关系与离子晶体性质的关系晶格能越大晶格能越大, ,形成的离子晶体越形成的离子晶体越 , ,且熔点越高且熔点越高, ,硬度越硬度越 。kJkJmolmol-1-1大大小小稳定稳定大大化学化学3.3.四种晶体类型的比较四种晶体类型的比较晶体晶体类型型比比较项目目 分子晶体分子晶体原子晶体原子晶体金属晶体金属晶体离子晶体离子晶体构成粒子构成粒子 . . . .金属阳离子、金属阳离子、自由自由电子子 . .粒子粒子间的的相相互作用力互作用力 . .( (某些含某些含氢键) ) . . . . . .硬度硬度较小
16、小很大很大有的很大有的很大, ,有的有的很小很小较大大熔、沸点熔、沸点较低低很高很高有的很高有的很高, ,有的有的很低很低较高高溶解性溶解性相似相溶相似相溶难溶于任何溶于任何溶溶剂常常见溶溶剂难溶溶大多易溶于水大多易溶于水等极性溶等极性溶剂分子分子原子原子阴、阳离子阴、阳离子范德华力范德华力共价键共价键金属键金属键离子键离子键化学化学导电、传热性性一般不一般不导电, ,溶溶于水后有的于水后有的导电一般不具一般不具有有导电性性电和和热的良的良导体体晶体不晶体不导电, ,水溶液或熔水溶液或熔融融态导电物物质类别及及举例例大多数非金属大多数非金属单质、气、气态氢化物、酸、非化物、酸、非金属氧化物金属
17、氧化物(SiO(SiO2 2除外除外) )、绝大多数有机物大多数有机物( (有机有机盐除外除外) )部分非金属部分非金属单质( (如金如金刚石、石、硅、晶体硼硅、晶体硼),),部分非金属化部分非金属化合物合物( (如如SiCSiC、SiOSiO2 2) )金属金属单质与与合金合金( (如如NaNa、AlAl、FeFe、青青铜) )金属氧化物金属氧化物( (如如NaNa2 2O)O)、强强碱碱( (如如KOH)KOH)、绝大部分大部分盐( (如如NaClNaCl) )化学化学【多维思考多维思考】1.1.判断下列说法是否正确判断下列说法是否正确, ,正确的画正确的画“”“”, ,错误的画错误的画“
18、”。(1)(1)金属晶体导电的原因是在电场作用下电子气定向移动。金属晶体导电的原因是在电场作用下电子气定向移动。( () )(2)(2)由金属元素和非金属元素组成的晶体一定是离子晶体。由金属元素和非金属元素组成的晶体一定是离子晶体。( () )(3)(3)原子晶体的熔点一定比金属晶体的高。原子晶体的熔点一定比金属晶体的高。( () )(4)(4)在分子晶体中一定有范德华力和化学键。在分子晶体中一定有范德华力和化学键。( () )(5)(5)在石墨晶体中有共价键、金属键和范德华力。在石墨晶体中有共价键、金属键和范德华力。( () )(6)(6)金属晶体的熔点一定比分子晶体的熔点高。金属晶体的熔点
19、一定比分子晶体的熔点高。( () )提示提示: :(1)(1)(2)(2)(3)(3)(4)(4)(5)(5)(6)(6)2.CO2.CO2 2和和SiOSiO2 2在物理性质上有较大差异在物理性质上有较大差异, ,而在化学性质上却有较多相似而在化学性质上却有较多相似, ,你你知道原因吗知道原因吗? ?提示提示: :物理性质有较大差异是因为晶体类型不同物理性质有较大差异是因为晶体类型不同,SiO,SiO2 2是原子晶体是原子晶体,CO,CO2 2( (固固态态) )是分子晶体是分子晶体; ;化学性质相似是因为化学性质相似是因为SiOSiO2 2和和COCO2 2均是酸性氧化物。均是酸性氧化物。
20、化学化学题组演练题组演练 精挑细选精挑细选 练透练全练透练全题组一题组一 晶体类型的判断晶体类型的判断1.1.根据下列几种物质的熔点和沸点数据根据下列几种物质的熔点和沸点数据, ,判断下列有关说法中判断下列有关说法中, ,错误的是错误的是( ( ) )D DNaClNaClMgClMgCl2 2AlClAlCl3 3SiClSiCl4 4单质B B熔点熔点/810810710710190(5190(5101 101 kPakPa) )-68-682 3002 300沸点沸点/ 1 4651 465 1 4181 418182.7182.757572 5002 500A.SiClA.SiCl4
21、4是分子晶体是分子晶体B.B.单质单质B B是原子晶体是原子晶体C.AlClC.AlCl3 3加热能升华加热能升华D.MgClD.MgCl2 2所含离子键的强度比所含离子键的强度比NaClNaCl大大化学化学2.NF2.NF3 3可由可由NHNH3 3和和F F2 2在在CuCu催化剂存在下反应直接得到催化剂存在下反应直接得到:4NH:4NH3 3+3F+3F2 2 NFNF3 3+ +3NH3NH4 4F F。上述化学方程式中的。上述化学方程式中的5 5种物质所属的晶体类型有种物质所属的晶体类型有 ( (填序填序号号) )。a.a.离子晶体离子晶体b.b.分子晶体分子晶体c.c.原子晶体原子
22、晶体d.d.金属晶体金属晶体答案答案: :abdabd化学化学“五依据五依据”突破晶体类型判断突破晶体类型判断(1)(1)依据构成晶体的微粒和微粒间的作用判断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、阳离子离子晶体的构成微粒是阴、阳离子, ,微粒间的作用是离子键。微粒间的作用是离子键。原子晶体的构成微粒是原子原子晶体的构成微粒是原子, ,微粒间的作用是共价键。微粒间的作用是共价键。分子晶体的构成微粒是分子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微粒间的作用为分子间作用力( (范德华范德华力或氢键力或氢键) )。金属晶体的构成微粒是金属阳离子和自由电子金属晶体的
23、构成微粒是金属阳离子和自由电子, ,微粒间的作用是金属微粒间的作用是金属键。键。(2)(2)依据物质的类别判断依据物质的类别判断金属氧化物金属氧化物( (如如K K2 2O O、NaNa2 2O O2 2等等) )、强碱、强碱( (如如NaOHNaOH、KOHKOH等等) )和绝大多数的和绝大多数的盐类是离子晶体。盐类是离子晶体。大多数非金属单质大多数非金属单质( (金刚石、石墨、晶体硅、晶体硼除外金刚石、石墨、晶体硅、晶体硼除外) )、气态氢、气态氢化物、非金属氧化物化物、非金属氧化物(SiO(SiO2 2除外除外) )、酸、绝大多数有机物、酸、绝大多数有机物( (有机盐除外有机盐除外) )
24、是分子晶体。是分子晶体。练后归纳练后归纳化学化学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单质有金刚石、晶体硅、晶体硼等; ;常见的原子晶体化合物常见的原子晶体化合物有碳化硅、二氧化硅等。有碳化硅、二氧化硅等。金属单质金属单质( (常温汞除外常温汞除外) )与合金是金属晶体。与合金是金属晶体。(3)(3)依据晶体的熔点判断依据晶体的熔点判断离子晶体的熔点较高离子晶体的熔点较高, ,常在数百至常在数百至1 0001 000余度。余度。原子晶体熔点高原子晶体熔点高, ,常在常在1 0001 000度至几千度。度至几千度。分子晶体熔点低分子晶体熔点低, ,常在数百度以下至很低温度。常
25、在数百度以下至很低温度。金属晶体多数熔点高金属晶体多数熔点高, ,但也有相当低的。但也有相当低的。(4)(4)依据导电性判断依据导电性判断离子晶体水溶液及熔化时能导电。离子晶体水溶液及熔化时能导电。原子晶体一般为非导体。原子晶体一般为非导体。分子晶体为非导体分子晶体为非导体, ,而分子晶体中的电解质而分子晶体中的电解质( (主要指酸和非金属氢化物主要指酸和非金属氢化物) )溶于溶于水水, ,使分子内的化学键断裂形成自由离子也能导电。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。金属晶体是电的良导体。(5)(5)依据硬度和机械性能判断依据硬度和机械性能判断离子晶体硬度较大或硬而
26、脆。离子晶体硬度较大或硬而脆。原子晶体硬度大。原子晶体硬度大。分子晶体硬度小且较脆。分子晶体硬度小且较脆。金属晶体多数硬度大金属晶体多数硬度大, ,但也有较低的但也有较低的, ,且具有延展性。且具有延展性。化学化学题组二题组二 晶体结构的分析与熔点的比较晶体结构的分析与熔点的比较3.3.下列物质的熔点高低顺序正确的是下列物质的熔点高低顺序正确的是( ( ) )A.A.金刚石金刚石 晶体硅晶体硅 二氧化硅二氧化硅 碳化硅碳化硅B.LiNaKRbB.LiNaKRbC.MgOHC.MgOH2 2ONON2 2OO2 2D.D.金刚石金刚石 生铁生铁 纯铁纯铁 钠钠B B 解析解析: :原子晶体中共价
27、键的键长越短原子晶体中共价键的键长越短, ,键能越大键能越大, ,熔沸点越高熔沸点越高, ,则熔点为则熔点为金刚石金刚石 二氧化硅二氧化硅 碳化硅碳化硅 晶体硅晶体硅,A,A错误错误; ;离子晶体的熔点大于分子晶离子晶体的熔点大于分子晶体体, ,水分子间含有氢键水分子间含有氢键, ,熔点比氮气、氧气的高熔点比氮气、氧气的高, ,则熔点为则熔点为MgOMgOHH2 2OOOO2 2NN2 2,C,C错误错误; ;熔点一般为原子晶体熔点一般为原子晶体 金属晶体金属晶体, ,合金的熔点比纯合金的熔点比纯金属的低金属的低, ,则熔点为金刚石则熔点为金刚石 纯铁纯铁 生铁生铁 钠钠,D,D错误。错误。化
28、学化学4.4.下表为钠的卤化物和硅的卤化物的熔点下表为钠的卤化物和硅的卤化物的熔点: :NaXNaXNaFNaFNaClNaClNaBrNaBrNaINaI熔点熔点/995995801801775775651651SiXSiX4 4SiFSiF4 4SiClSiCl4 4SiBrSiBr4 4SiISiI4 4熔点熔点/-90.2-90.2-70.4-70.45.25.2120.5120.5回答下列问题回答下列问题: :(1)(1)钠的卤化物的熔点比相应的硅的卤化物的熔点高很多钠的卤化物的熔点比相应的硅的卤化物的熔点高很多, ,其原因是其原因是 。解析解析: :(1)(1)一般离子晶体的熔点比
29、分子晶体的熔点高。一般离子晶体的熔点比分子晶体的熔点高。答案答案: :(1)(1)钠的卤化物是离子晶体钠的卤化物是离子晶体, ,硅的卤化物是分子晶体硅的卤化物是分子晶体化学化学(2)NaF(2)NaF的熔点比的熔点比NaBrNaBr的熔点高的原因是的熔点高的原因是 。SiFSiF4 4的熔点比的熔点比SiBrSiBr4 4的熔点低的原因是的熔点低的原因是 。(3)NaF(3)NaF和和NaBrNaBr的晶格能的高低顺序为的晶格能的高低顺序为 ,硬度大小为硬度大小为 。解析解析: : (2)NaF (2)NaF 和和NaBrNaBr属于离子晶体属于离子晶体, ,离子晶体中离子的半径越小离子晶体中
30、离子的半径越小, ,离子离子键强度越大键强度越大, ,熔点越高熔点越高;SiF;SiF4 4和和SiBrSiBr4 4属于分子晶体属于分子晶体, ,分子晶体的相对分分子晶体的相对分子质量越大子质量越大, ,熔点越高。熔点越高。(3)(3)离子晶体中离子晶体中, ,离子半径越小离子半径越小, ,离子键强度越离子键强度越大大, ,晶格能越大晶格能越大, ,硬度越大硬度越大,F,F- -半径小于半径小于BrBr- -, ,晶格能晶格能NaFNaF NaBrNaBr, ,硬度硬度NaFNaF NaBrNaBr。答案答案: : (2)F (2)F- -半径比半径比BrBr- -小小, ,NaFNaF离子
31、键键能比离子键键能比NaBrNaBr大大SiFSiF4 4的相对分子的相对分子质量比质量比SiBrSiBr4 4小小,SiF,SiF4 4的分子间作用力比的分子间作用力比SiBrSiBr4 4小小(3)NaF(3)NaFNaBrNaBrNaFNaF NaBrNaBr化学化学“两角度两角度”比较晶体熔、沸点的高低比较晶体熔、沸点的高低(1)(1)不同类型晶体熔、沸点的比较不同类型晶体熔、沸点的比较不同类型晶体的熔、沸点高低一般规律不同类型晶体的熔、沸点高低一般规律: :原子晶体原子晶体 离子晶体离子晶体 分子晶分子晶体。体。金属晶体的熔、沸点差别很大金属晶体的熔、沸点差别很大, ,如钨、铂等熔、
32、沸点很高如钨、铂等熔、沸点很高, ,汞、铯等汞、铯等熔、沸点很低。熔、沸点很低。(2)(2)同种类型晶体熔、沸点的比较同种类型晶体熔、沸点的比较原子晶体原子晶体原子半径越小原子半径越小键长越短键长越短键能越大键能越大熔、沸点越高熔、沸点越高如熔点如熔点: :金刚石金刚石 碳化硅碳化硅 硅。硅。练后归纳练后归纳化学化学离子晶体离子晶体a.a.一般地说一般地说, ,阴、阳离子的电荷数越多阴、阳离子的电荷数越多, ,离子半径越小离子半径越小, ,则离子间的作用则离子间的作用力越强力越强, ,晶格能越大晶格能越大, ,其晶体的熔、沸点越高其晶体的熔、沸点越高, ,如熔点如熔点: :MgOMgOMgCl
33、MgCl2 2,NaCl,NaClCsClCsCl。b.b.衡量离子晶体稳定性的物理量是晶格能。晶格能越大衡量离子晶体稳定性的物理量是晶格能。晶格能越大, ,形成的离子晶形成的离子晶体越稳定体越稳定, ,熔点越高熔点越高, ,硬度越大。硬度越大。分子晶体分子晶体a.a.分子间作用力越大分子间作用力越大, ,物质的熔、沸点越高物质的熔、沸点越高; ;具有氢键的分子晶体熔、具有氢键的分子晶体熔、沸点反常高。如沸点反常高。如H H2 2OHOH2 2TeHTeH2 2SeHSeH2 2S S。b.b.组成和结构相似的分子晶体组成和结构相似的分子晶体, ,相对分子质量越大相对分子质量越大, ,熔、沸点
34、越高熔、沸点越高, ,如如SnHSnH4 4GeHGeH4 4SiHSiH4 4CHCH4 4。c.c.组成和结构不相似的分子晶体组成和结构不相似的分子晶体( (相对分子质量接近相对分子质量接近),),其分子的极性越其分子的极性越大大, ,熔、沸点越高熔、沸点越高, ,如如CHCH3 3OHCHOHCH3 3CHCH3 3。d.d.同分异构体同分异构体, ,支链越多支链越多, ,熔、沸点越低。熔、沸点越低。如如CHCH3 3CHCH2 2CHCH2 2CHCH2 2CHCH3 3 。化学化学金属晶体金属晶体金属离子半径越小金属离子半径越小, ,离子电荷数越多离子电荷数越多, ,其金属键越强其金
35、属键越强, ,金属晶体的熔、沸金属晶体的熔、沸点越高点越高, ,如熔、沸点如熔、沸点:NaMgAl:NaMgAl。化学化学知识整合知识整合 核心主干核心主干 系统全面系统全面1.1.常见原子晶体、分子晶体、离子晶体的模型常见原子晶体、分子晶体、离子晶体的模型考点三典型的晶体模型考点三典型的晶体模型4 4 10910928 28 6 6 12 12 化学化学4 4 12 12 12 12 12 12 化学化学12 12 4 4 4 4 8 8 8 8 化学化学2.2.常见金属晶体的原子堆积模型常见金属晶体的原子堆积模型结构型式构型式常常见金属金属配位数配位数晶胞晶胞面心立方最密堆面心立方最密堆积
36、CuCu、AgAg、AuAu1212体心立方堆体心立方堆积NaNa、K K、FeFe8 8六方最密堆六方最密堆积MgMg、ZnZn、TiTi12123.3.石墨晶体石墨晶体石墨晶体是混合型晶体石墨晶体是混合型晶体, ,呈层状结构。同层内碳原子以呈层状结构。同层内碳原子以 形成正形成正六边形平面网状结构六边形平面网状结构, ,平均每个正六边形拥有的碳原子个数是平均每个正六边形拥有的碳原子个数是 ,C,C原原子采取的杂化方式是子采取的杂化方式是 。层与层之间以。层与层之间以 结合。所以石墨结合。所以石墨晶体熔、沸点很高晶体熔、沸点很高, ,但硬度不大但硬度不大, ,有滑腻感有滑腻感, ,能导电。能
37、导电。共价键共价键2 2spsp2 2范德华力范德华力化学化学【多维思考多维思考】1.1.判断下列说法是否正确判断下列说法是否正确, ,正确的画正确的画“”“”, ,错误的画错误的画“”。(1)(1)金属钠形成的晶体中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每个钠原子周围与其距离最近的钠原子有8 8个。个。( () )(2)(2)在在NaClNaCl晶体中晶体中, ,每个每个NaNa+ +周围与其距离最近的周围与其距离最近的NaNa+ +有有1212个。个。( () )(3)NaCl(3)NaCl表示一个氯化钠分子是由一个钠离子和一个氯离子构成的。表示一个氯化钠分子是由一个
38、钠离子和一个氯离子构成的。( () )(4)(4)金属镁形成的晶体中金属镁形成的晶体中, ,每个镁原子周围与其距离最近的原子有每个镁原子周围与其距离最近的原子有6 6个。个。( () )(5)(5)在在NaClNaCl晶体中晶体中, ,将一个将一个NaNa+ +周围最近的周围最近的ClCl- -连起来连起来, ,是一个正八面体。是一个正八面体。( () )提示提示: :(1)(1)(2)(2)(3)(3)(4)(4)(5)(5)2.2.在晶体模型中在晶体模型中, ,金刚石中的金刚石中的“棍棍”和干冰中的和干冰中的“棍棍”表示的意义一样吗表示的意义一样吗? ?分子晶体中有化学键吗分子晶体中有化学
39、键吗? ?提示提示: :不一样不一样, ,金刚石中表示的是金刚石中表示的是CCCC共价键共价键, ,而干冰中的而干冰中的“棍棍”表示分子表示分子间作用力间作用力; ;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COCO2 2中含中含 键键),),少数则不存少数则不存在化学键在化学键( (如稀有气体形成的晶体如稀有气体形成的晶体) )。化学化学题组演练题组演练 精挑细选精挑细选 练透练全练透练全题组一题组一 对晶胞结构的考查对晶胞结构的考查1.1.(2016(2016辽宁瓦房店期末辽宁瓦房店期末) )下列关于晶体的叙述中下列关于晶体的叙述中, ,不正确的是不正确的是( ( ) )A
40、.A.金刚石网状结构中金刚石网状结构中, ,由共价键形成的碳原子环其中最小环有由共价键形成的碳原子环其中最小环有6 6个碳原子个碳原子B.B.在氯化钠的晶体中在氯化钠的晶体中, ,每个每个NaNa+ +或或ClCl- -的周围都紧邻的周围都紧邻6 6个个ClCl- -或或NaNa+ +C.C.在氯化铯晶体中在氯化铯晶体中, ,每个每个CsCs+ +周围都紧邻周围都紧邻8 8个个ClCl- -, ,每个每个ClCl- -周围也紧邻周围也紧邻8 8个个CsCs+ +D.D.在干冰的晶体中在干冰的晶体中, ,每个每个COCO2 2分子周围都紧邻分子周围都紧邻4 4个个COCO2 2分子分子D D 化
41、学化学2.2.(2015(2015全国全国卷卷,37,37节选节选) )(1)CO(1)CO能与金属能与金属FeFe形成形成 Fe(CO)Fe(CO)5 5, ,该化合物该化合物的熔点为的熔点为253 K,253 K,沸点为沸点为376 K,376 K,其固体属于其固体属于 晶体。晶体。解析解析: :(1)Fe(CO)(1)Fe(CO)5 5的熔点为的熔点为253 K,253 K,较低较低, ,沸点也不高沸点也不高, ,所以其固体属于分所以其固体属于分子晶体。子晶体。答案答案: :(1)(1)分子分子化学化学(2)(2)碳有多种同素异形体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
42、所示其中石墨烯与金刚石的晶体结构如图所示: : 石墨烯晶体金刚石晶体石墨烯晶体金刚石晶体在石墨烯晶体中在石墨烯晶体中, ,每个每个C C原子连接原子连接个六元环个六元环, ,每个六元环占有每个六元环占有个个C C原子。原子。解析解析: : (2) (2)由题中石墨烯晶体结构图示可得由题中石墨烯晶体结构图示可得, ,在石墨烯晶体中在石墨烯晶体中, ,每个原每个原子连接子连接3 3个六元环个六元环, ,每个六元环由每个六元环由6 6个个C C原子构成原子构成, ,每个六元环占有的每个六元环占有的C C原原子数为子数为6 =2;6 =2;答案答案: : (2)3 (2)32 2化学化学在金刚石晶体中
43、在金刚石晶体中,C,C原子所连接的最小环也为六元环原子所连接的最小环也为六元环, ,每个每个C C原子连接原子连接个六元环个六元环, ,六元环中最多有六元环中最多有个个C C原子在同一平面。原子在同一平面。解析解析: :观察金刚石晶体的空间构型观察金刚石晶体的空间构型, ,以以1 1个个C C原子为标准计算原子为标准计算,1,1个个C C原原子和子和 4 4个个 C C原子相连原子相连, ,则它必然在则它必然在4 4个六元环上个六元环上, ,这这4 4个个C C原子中每个原子中每个C C原原子又和另外子又和另外3 3个个C C原子相连原子相连, ,必然又在另外必然又在另外3 3个六元环上个六元
44、环上,34=12,34=12,所以所以每个每个C C原子连接原子连接1212个六元环个六元环, ,而每一个碳原子与其他而每一个碳原子与其他4 4个个C C原子形成正四原子形成正四面体面体, ,由此可得在金刚石晶体的六元环中最多有由此可得在金刚石晶体的六元环中最多有4 4个个C C原子共面。原子共面。答案答案: : 12124 4化学化学题组二题组二 金属晶胞的考查金属晶胞的考查3.3.(2016(2016河北唐山校级期末河北唐山校级期末) )有四种不同堆积方式的金属晶体的晶胞如有四种不同堆积方式的金属晶体的晶胞如图所示图所示, ,有关说法正确的是有关说法正确的是( ( ) )A.A.为简单立方
45、堆积为简单立方堆积,为六方最密堆积为六方最密堆积,为体心立方堆积为体心立方堆积,为面心为面心立方最密堆积立方最密堆积B.B.每个晶胞含有的原子数分别为每个晶胞含有的原子数分别为1 1个个,2,2个个,2,2个个,4,4个个C.C.晶胞中原子的配位数分别为晶胞中原子的配位数分别为6,8,8,126,8,8,12D.D.空间利用率的大小关系为空间利用率的大小关系为B B化学化学化学化学4.4.导学号导学号 16972283 16972283 铁有如下铁有如下、三种晶体结构三种晶体结构, ,三种晶体在不三种晶体在不同温度下能发生转化。下列说法不正确的是同温度下能发生转化。下列说法不正确的是( ( )
46、 )A.A.、三种晶体互为同分异形体三种晶体互为同分异形体B.B.- -FeFe晶体中与每个铁原子等距离且最近的铁原子有晶体中与每个铁原子等距离且最近的铁原子有6 6个个C.C.将铁加热到将铁加热到1 500 1 500 分别急速冷却和缓慢冷却分别急速冷却和缓慢冷却, ,得到的晶体类型不同得到的晶体类型不同, ,化学性质相同化学性质相同D.D.- -FeFe晶体为面心立方最密堆积晶体为面心立方最密堆积A A解析解析: :FeFe的的、三种晶体结构不同三种晶体结构不同, ,属于同素异形体属于同素异形体, ,不是同分不是同分异构体异构体, ,故故A A不正确不正确;- -FeFe晶体中与每个铁原子
47、距离相等且最近的铁原晶体中与每个铁原子距离相等且最近的铁原子是相邻顶点上铁原子子是相邻顶点上铁原子, ,与每个铁原子等距离且最近的铁原子同层有与每个铁原子等距离且最近的铁原子同层有4 4个个, ,上、下层各上、下层各1 1个个, ,故共有故共有6 6个个, ,故故B B正确正确; ;急速冷却和缓慢冷却急速冷却和缓慢冷却, ,得到的得到的晶体类型不同晶体类型不同, ,结构不同结构不同, ,物理性质不同物理性质不同, ,但化学性质相同但化学性质相同, ,故故C C正确正确;- -FeFe晶体中晶体中FeFe原子处于顶点与面心原子处于顶点与面心, ,属于面心立方最密堆积属于面心立方最密堆积, ,故故D D正正确。确。化学化学点击进入点击进入 课时集训课时集训点击进入点击进入 章末综合章末综合检测检测
