第三章 晶體結(jié)構(gòu)與性質(zhì)

三、分子的性質(zhì)1、分子的極性2.分子間作用力及對(duì)分子性質(zhì)的影響（1）范德華力大小比較;對(duì)分子性質(zhì)的影響（2）氫鍵分類(lèi)；對(duì)物質(zhì)性質(zhì)的影響（熔沸點(diǎn)，溶解性，密度，相對(duì)式量）3.溶解性4.手性5.無(wú)機(jī)含氧酸的酸性1.下列判斷正確且可以用范德華力來(lái)解釋的是A。沸點(diǎn)HBr>HClB.沸點(diǎn)C2H5Br<C2H5OHC.穩(wěn)定性HF>HClD.-OH上氫原子的活潑性H-OH>C2H5-O-HA3.CuCl2溶液與乙二胺(H2N-CH2-CH2-NH2)可形成配離子：請(qǐng)回答下列問(wèn)題：

①H、N、O三種元素的電負(fù)性由大到小的順序是

。②SO2分子的空間構(gòu)型為

。與SnCl4互為等電子體的一種離子的化學(xué)式為

③乙二胺分子中氮原子軌道的雜化類(lèi)型為

。乙二胺和三甲胺[N(CH3)3]均屬于胺，但乙二胺比三甲胺的沸點(diǎn)高的多，原因是

。④⑶中所形成的配離子中含有的化學(xué)鍵類(lèi)型有

a．配位鍵

b．極性鍵

c．離子鍵

d．非極性鍵⑤CuCl的晶胞結(jié)構(gòu)如右圖所示，其中Cl原子的配位數(shù)為

。

4.四種元素X、Y、Z、W位于元素周期表的前四周期，已知它們的核電荷數(shù)依次增加，且核電荷數(shù)之和為51；Y原子的L層p軌道中有2個(gè)電子；Z與Y原子的價(jià)層電子數(shù)相同；W原子的L層電子數(shù)與最外層電子數(shù)之比為4︰1，其d軌道中的電子數(shù)與最外層電子數(shù)之比為5︰1。

（1）Y、Z可分別與X形成只含一個(gè)中心原子的共價(jià)化合物a、b，它們的分子式？雜化軌道分別是

、

a分子的立體結(jié)構(gòu)是（2）Y的最高價(jià)氧化物和Z的最高價(jià)氧化物的晶體類(lèi)型

（3)X的氧化物與Y的最高價(jià)氧化物中分子極性較小的是（4)Y與Z比較電負(fù)性較大的是（5）W的元素符號(hào)？其+2價(jià)離子的核外電子排布式是5.X、Y、Z、Q、E五種元素中，X原子核外的M層中只有兩對(duì)成對(duì)電子，Y原子核外的L層電子數(shù)是K層的兩倍，Z是地殼內(nèi)含量（質(zhì)量分?jǐn)?shù)）最高的元素，Q的核電荷數(shù)是X與Z的核電荷數(shù)之和，E在元素周期表的各元素中電負(fù)性最大。請(qǐng)回答下列問(wèn)題：(1)X、Y的元素符號(hào)依次為

、

；(2)XZ2與YZ2分子的立體結(jié)構(gòu)分別是

和

相同條件下兩者在水中的溶解度較大的是

（寫(xiě)分子式），理由是

；(3)Q的元素符號(hào)是

，它屬于第

周期，它的核外電子排布式為

，在形成化合物時(shí)它的最高化合價(jià)為

；(4)用氫鍵表示式寫(xiě)出E的氫化物溶液中存在的所有氫鍵

第三章

晶體結(jié)構(gòu)與性質(zhì)物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)原子結(jié)構(gòu)與性質(zhì)分子結(jié)構(gòu)與性質(zhì)晶體結(jié)構(gòu)與性質(zhì)原子結(jié)構(gòu)原子結(jié)構(gòu)與元素性質(zhì)共價(jià)鍵分子的立體結(jié)構(gòu)分子的性質(zhì)晶體常識(shí)分子晶體與原子晶體金屬晶體離子晶體一晶體常識(shí)1.晶體的重要特征與基本性質(zhì)（1)晶體的自范性的宏觀表現(xiàn)（2)具有各向異性（3）有固定熔點(diǎn)（4）X-射線衍射實(shí)驗(yàn)鑒別晶體與非晶體最可靠方法

2.晶胞描述晶體結(jié)構(gòu)的基本單元，是晶體中最小的結(jié)構(gòu)重復(fù)單元，數(shù)量巨大的晶胞無(wú)隙并置得到整塊晶體。具有平移性。124376851221341體心：1面心：1/2頂點(diǎn)：1/8棱邊：1/4探究:下圖依次是金屬鈉(Na)、金屬鋅(Zn)、碘(12)、金剛石(C)晶胞的示意圖，數(shù)一數(shù)，它們分別平均含幾個(gè)原子?鈉、鋅晶胞都是：8×1/8+1=2；碘：（8×1/8+6×1/2）×2=8；金剛石：8×1/8+6×1/2+4=8?！魣D示為高溫超導(dǎo)領(lǐng)域的一種化合物——鈣鈦礦晶體結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)是具有代表性的最小重復(fù)單元。1）在該物質(zhì)的晶體中，每個(gè)鈦離子周?chē)c它最接近且距離相等的鈦離子共有___個(gè)。2）該晶體結(jié)構(gòu)單元中，氧、鈦、鈣離子的個(gè)數(shù)比是

。

63∶1∶1解：O：12×1/4＝3Ti:8×1/8＝1Ca：1TiOCa題目：最近科學(xué)家發(fā)現(xiàn)一種由鈦原子和碳原子構(gòu)成的氣態(tài)團(tuán)簇分子，如右圖所示。頂角和面心的原子是鈦原子，棱的中心和體心的原子是碳原子，則它的分子式是()A．TiCB．Ti4C4，

C．Ti14C13D．Ti13C14C例:2001年報(bào)道的硼和鎂形成的化合物刷新了金屬化合物超導(dǎo)溫度的最高記錄。如圖所示的是該化合物的晶體結(jié)構(gòu)單元：鎂原子間形成正六棱柱，且棱柱的上下底面還各有1個(gè)鎂原子，6個(gè)硼原子位于棱柱內(nèi)。則該化合物的化學(xué)式可表示為A、MgBB、MgB2C、Mg2B

D、Mg3B2典例分析C小結(jié)：1、四種晶體的比較晶體類(lèi)型離子晶體原子晶體分子晶體金屬晶體晶體粒子陰、陽(yáng)離子原子分子金屬陽(yáng)離子、自由電子粒子間作用力離子鍵共價(jià)鍵分子間作用力（氫鍵）金屬鍵熔沸點(diǎn)硬度較高較硬很高很硬較低一般較軟差別較大溶解性導(dǎo)電情況固體不導(dǎo)電，熔化或溶于水導(dǎo)電不導(dǎo)電（除硅）固態(tài)和融化時(shí)不導(dǎo)電，部分溶于水導(dǎo)電良導(dǎo)體機(jī)械加工型不良不良不良良決定熔沸點(diǎn)高低的因素晶格能大小共價(jià)鍵的鍵能和鍵長(zhǎng)分子間作用力金屬鍵的強(qiáng)弱化學(xué)式的意義物質(zhì)類(lèi)別下列六種晶體①CO2、②NaCl、③Na、④Si、⑤CS2、⑥金剛石，它們的熔點(diǎn)從低到高的順序?yàn)棰伲饥荩饥郏饥冢饥埽饥迿C(jī)械加工型不良不良不良良決定熔沸點(diǎn)高低的因素晶格能大小共價(jià)鍵的鍵能和鍵長(zhǎng)分子間作用力金屬鍵的強(qiáng)弱化學(xué)式的意義物質(zhì)類(lèi)別離子晶體原子晶體分子晶體1.活潑金屬氧化物（K2O、Na2O2）

2.強(qiáng)堿（NaOH、KOH、Ba(OH)23.絕大多數(shù)的鹽類(lèi)1.部分非金屬單質(zhì)：金剛石、晶體硅、晶體硼2.部分非金屬化合物：SiC

SiO2、BN晶體等1.大多數(shù)非金屬單質(zhì):

X2,O2,H2,S8,P4,C60（除金剛石、石墨、晶體硅、晶體硼外）2.氣態(tài)氫化物:H2O,NH3,CH4,HX3.部分非金屬氧化物:CO2,SO2,NO2（除SiO2外）3.酸:H2SO4,HNO34.大多數(shù)有機(jī)物:乙醇，蔗糖（有機(jī)鹽除外）典型的晶體類(lèi)別2.判斷晶體類(lèi)型的依據(jù)（1）依據(jù)定義：構(gòu)成晶體的粒子和粒子間作用力（2）依據(jù)物理特性：①熔點(diǎn)②導(dǎo)電性③硬度和機(jī)械性能（3)依據(jù)物質(zhì)的類(lèi)別Fe(CO)5常溫下呈液態(tài)，熔點(diǎn)為—20.5℃，沸點(diǎn)為103℃，易溶于非極性溶劑。據(jù)此可以判斷Fe(CO)5晶體類(lèi)型為

。同組物質(zhì)中化學(xué)鍵類(lèi)型相同、晶體類(lèi)型也相同的是：()A、I2ArN2SiB、金剛石O2F2C、Ba(OH)2K2OCaCl2D、HCHOCO2C2H5OHD3.三鍵一力與晶體類(lèi)型（1）離子晶體一定有?可能含有哪些作用力？（2）分子晶體?(3)原子晶體？（4）金屬晶體以下說(shuō)法正確的是A.B.NaHSO4、Na2O2晶體中陰陽(yáng)離子個(gè)數(shù)比均為1:2C.NaCl晶體中每個(gè)Na+與其周?chē)嚯x最近且等距的Na+之間的距離等于晶體中最小立方體的邊長(zhǎng)D.晶體熔點(diǎn)金剛石＞食鹽＞冰＞干冰E.水分子內(nèi)存在氫鍵所以沸點(diǎn)高于H2SF熔融狀態(tài)下能夠?qū)щ姷幕衔镏幸欢ê须x子鍵熔融態(tài)導(dǎo)電的

一定是離子晶體,固態(tài)導(dǎo)電的一定是金屬晶體

晶體晶體結(jié)構(gòu)晶體詳解分子晶體干冰(1)8個(gè)CO2分子構(gòu)成立方體且在6個(gè)面心又各占據(jù)1個(gè)CO2分子(2)每個(gè)CO2分子周?chē)染嗑o鄰的CO2分子有12個(gè)4.幾種典型的晶體模型冰中１個(gè)水分子周?chē)校磦€(gè)水分子冰的結(jié)構(gòu)氫鍵具有方向性0.5金剛石晶胞SiO2晶體結(jié)構(gòu)最小的環(huán)分別為幾元環(huán)？1molSiO2擁有幾mol共價(jià)鍵？每個(gè)Cs+周?chē)c它最近的且距離相等的Cs+有

個(gè)6晶體晶體結(jié)構(gòu)晶體詳解金屬晶體簡(jiǎn)單立方典型代表Po，空間利用率52%，配位數(shù)為6鉀型典型代表Na、K、Fe，空間利用率68%，配位數(shù)為8鎂型典型代表Mg、Zn、Ti，空間利用率74%，配位數(shù)為12銅型典型代表Cu、Ag、Au，空間利用率74%，配位數(shù)為12元素C的某種單質(zhì)具有平面層狀結(jié)構(gòu)，同一層中的原子構(gòu)成許許多多的正六邊形，此單質(zhì)與熔融的K單質(zhì)相互作用，形成某種青銅色的物質(zhì)（其中的元素K用“●”表示），原子分布如圖所示，該物質(zhì)的化學(xué)式為

。）根據(jù)結(jié)構(gòu)示意圖可知，晶胞中K原子的個(gè)數(shù)是3×1/6＝0.5個(gè)，而碳原子的個(gè)數(shù)是4個(gè)，所以該化合物的化學(xué)式是KC8ZnS在熒光體、光導(dǎo)體材料、涂料、顏料等行業(yè)中應(yīng)用廣泛。立方ZnS晶體結(jié)構(gòu)如下圖所示，其晶胞邊長(zhǎng)為540.0

pm，密度為_(kāi)________g·cm-3（列式并計(jì)算），a位置S2-離子與b位置Zn2+離子之間的距離為_(kāi)____pm（列式表示）。六方氮化硼在高溫高壓下，可以轉(zhuǎn)化為立方氮化硼，其結(jié)構(gòu)與金剛石相似，硬度與金剛石相當(dāng)，晶胞邊長(zhǎng)為361.5pm，立方氮化硼晶胞中含有個(gè)氮原子、個(gè)硼原子，立方氮化硼的密度是g?pm-3（只要求列算式，不必計(jì)算出數(shù)值，阿伏伽德羅常數(shù)為NA）．周期表前四周期的元素a、b、c、d、e，原子序數(shù)依次增大。a的核外電子總數(shù)與其周期數(shù)相同，b的價(jià)電子層中未成對(duì)電子有3個(gè)，c的最外層電子數(shù)為其內(nèi)層電子數(shù)的3倍，d與c同族；e的最外層只有1個(gè)電子，但次外層有18個(gè)電子?；卮鹣铝袉?wèn)題；(1)b、c、d中第一電離能最大的是________(填元素符號(hào))，e的價(jià)層電子軌道示意圖為_(kāi)_______。(2)a和其他元素形成的二元共價(jià)化合物中，分子呈三角錐形，該分子的中心原子的雜化方式為_(kāi)_____；分子中既含有極性共價(jià)鍵、又含有非極性共價(jià)鍵的化合物是________(填化學(xué)式，寫(xiě)出兩種)。(3)這些元素形成的含氧酸中，分子的中心原子的價(jià)層電子對(duì)數(shù)為3的酸是________；酸根呈三角錐結(jié)構(gòu)的酸是________。(填化學(xué)式)(4)e和c形成的一種離子化合物的晶體結(jié)構(gòu)如圖(a)，則e離子的電荷為_(kāi)_______。(5)這5種元素形成的一種1∶1型離子化合物中，陰離子呈四面體結(jié)構(gòu)；陽(yáng)離子呈軸向狹長(zhǎng)的八面體結(jié)構(gòu)[如圖(b)所示]。

該化合物中，陰離子為_(kāi)_______，陽(yáng)離子中存在的化學(xué)鍵類(lèi)型有________；該化合物加熱時(shí)首先失去的組分是________，判斷理由是______________________________________________。(a)

(b)金屬原子的半徑r與正方體的邊長(zhǎng)a的關(guān)系：a=4r2aaaaa在石墨晶體中，層與層之間是以

結(jié)合，同一層內(nèi)C原子與C原子以

結(jié)合成平面網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，C原子的雜化方式為：

；C原子數(shù)與C-C鍵數(shù)之比為

。共價(jià)鍵范德華力SP21:1.5或2:3石墨，混合型晶體熔點(diǎn)高質(zhì)軟固態(tài)導(dǎo)電原子晶體分子晶體金屬晶體1.下列圖像是從NaCl或CsCl晶體結(jié)構(gòu)圖中分割出來(lái)的部分結(jié)構(gòu)圖，試判斷屬于NaCl晶體結(jié)構(gòu)的圖像是（

）

A.圖⑴和圖⑶

B.圖⑵和圖⑶

C.只有圖⑴

D.圖⑴和圖⑷

D3.鉛、鋇、氧形成的某化合物的晶胞結(jié)構(gòu)是：Pb4+處于立方晶胞頂點(diǎn)，Ba2+處于晶胞中心，O2-處于晶胞棱邊中心，該化合物化學(xué)式為

。每個(gè)Ba2+與

O2-配位4.X、Y、Z、M、W為五種短周期元素。X、Y、Z是原子序數(shù)依次遞增的同周期元素，且最外層電子數(shù)之和為15，X與Z可形成XZ2分子；Y與M形成的氣態(tài)化合物在標(biāo)準(zhǔn)狀況下的密度為0.76g/L；W的質(zhì)子數(shù)是X、Y、Z、M四種元素質(zhì)子數(shù)之和的1/2。下列說(shuō)法正確的是A．原子半徑：W＞Z＞Y＞X＞M

B．XZ2、X2M2、W2Z2均為直線型的共價(jià)化合物C．由X元素形成的單質(zhì)不一定是原子晶體D．由X、Y、Z、M四種元素形成的化合物一定既有離子鍵，又有共價(jià)鍵

C5．已知人工合成的氮化碳晶體具有比金剛石更大的硬度，原子間所成鍵均是極性鍵且都是單鍵，所有原子均滿足8電子穩(wěn)定結(jié)構(gòu)。下列關(guān)于該晶體的說(shuō)法正確的是()A．該晶體是分子晶體B．該晶體中C—N鍵長(zhǎng)比金剛石中C—C要長(zhǎng)C．該晶體中每個(gè)C原子連接4個(gè)N原子，而每個(gè)N原子連接3個(gè)C原子D．晶體的化學(xué)式為C4N3C6.科學(xué)家通過(guò)X射線探明MgO、CaO的晶體結(jié)構(gòu)與NaCl的晶體結(jié)構(gòu)相似①比較晶體熔點(diǎn)的高低MgO

CaO（填“高于”或“低于”），②Mg2+的配位原子所構(gòu)成的立體幾何構(gòu)型③MgCO3晶格能大于CaCO3,為何MgCO3更易分解④Ni的堆積與MgO中氧原子堆積相同，Ni可以吸附H2，氫以單個(gè)原子形式填入四面體空隙，則Ni最大量吸收H2后，n(Ni):n(H)=()）（②若在FeO晶體中陰陽(yáng)離子間最近距離為acm，晶體密度為dg/cm3。則阿伏伽德羅常數(shù)NA表達(dá)式為

mol-1。

7.由C、H、O、S中任兩種元素構(gòu)成甲、乙、丙三種分子，所含原子的數(shù)目依次為3、4、8，都含有18個(gè)電子。甲和乙的主要物理性質(zhì)比較如下：①1mol乙分子含有

個(gè)鍵；②丙分子的中心原子采取

雜化軌道；③甲和乙的相對(duì)分子質(zhì)量基本相同，造成上述物理性質(zhì)差異的主要原因是

熔點(diǎn)／K沸點(diǎn)／K標(biāo)準(zhǔn)狀況時(shí)在水中的溶解度甲1872022.6乙272.26425.25以任意比互溶

（3）①3NA（1分）②sp3（1分）③H2O2分子間存在氫鍵，因此熔沸點(diǎn)更高；H2O2與水分子可形成氫鍵，可以與水任意比互溶（2分）CsCl的配位數(shù)為：

；每個(gè)晶胞中有

Cs+，

個(gè)Cl-；在每個(gè)Cs+周?chē)c它最近的且距離相等的Cs+有

個(gè)NaCl的配位數(shù)為：

；每個(gè)晶胞中有

Na+，

個(gè)Cl-；在每個(gè)Na+周?chē)c它最近的且距離相等的Na+有

個(gè)Cl-有每個(gè)Na+周?chē)c它最近的且距離相等的Cl-有

個(gè)6812446116金剛石晶胞SiO2晶體結(jié)構(gòu)最小的環(huán)分別為幾元環(huán)？1mol金剛石、SiO2、碳化硅分別擁有幾mol共價(jià)鍵？常見(jiàn)的原子晶體有哪些？2，4，4612金剛石，晶體硅，SiO2，SiCBN,BP,等在石墨晶體中，層與層之間是以

結(jié)合，同一層內(nèi)C原子與C原子以

結(jié)合成平面網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，C原子的雜化方式為：

；C原子數(shù)與C-C鍵數(shù)之比為

。共價(jià)鍵范德華力SP21:1.5或2:3石墨，混合型晶體熔點(diǎn)高質(zhì)軟固態(tài)導(dǎo)電原子晶體分子晶體金屬晶體1.下列圖像是從NaCl或CsCl晶體結(jié)構(gòu)圖中分割出來(lái)的部分結(jié)構(gòu)圖，試判斷屬于NaCl晶體結(jié)構(gòu)的圖像是（

）

A.圖⑴和圖⑶

B.圖⑵和圖⑶

C.只有圖⑴

D.圖⑴和圖⑷

D（5）科學(xué)發(fā)現(xiàn)，C和Ni、Mg元素的原子形成的晶體也具有超導(dǎo)性，其晶胞的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)如右圖，則該化合物的化學(xué)式為

；C、Ni、Mg三種元素中，電負(fù)性最大的是

。（6）碳的氫化物甲烷在自然界中廣泛存在，其中可燃冰是有待人類(lèi)開(kāi)發(fā)的新能源。可燃冰是一種籠狀結(jié)構(gòu)，CH4分子存在于H2O分子形成的籠子中（如右圖所示）。兩種分子中，共價(jià)鍵的鍵能

；CH4分子與H2O分子的分子量相差不大，但兩種物質(zhì)的熔沸點(diǎn)相差很大，其主要原因是

。MgCNi3

CH-O鍵＞C-H鍵

H2O分子之間形成氫鍵

3.下列圖像是從NaCl或CsCl晶體結(jié)構(gòu)圖中分割出來(lái)的部分結(jié)構(gòu)圖，試判斷屬于NaCl晶體結(jié)構(gòu)的圖像是（

）

A.圖⑴和圖⑶

B.圖⑵和圖⑶

C.只有圖⑴

D.圖⑴和圖⑷

D

6.若已知NaCl的摩爾質(zhì)量為Mg/mol晶胞的邊長(zhǎng)為acm，設(shè)阿伏加德常數(shù)為NA，則NaCl晶體的密度為:g/cm3————。晶胞法：小立方體法：

M(a)3?NA12124Ma3?NAaa/27.CsCl晶體中2個(gè)最近的Cs+的核間距為acm

，CsCl式量為M，NA為阿伏伽德羅常數(shù)則CsCl的密度為1、下列說(shuō)法一定正確的是

（

）

A．其水溶液導(dǎo)電的一定是離子晶體

B．熔融態(tài)導(dǎo)電的

一定是離子