晶體結構與性質復習

Chapter2晶體結構與性質晶體自范性的本質:是晶體中粒子微觀空間里呈現(xiàn)周期性的有序排列的宏觀表象.自范性微觀結構晶體有(能自發(fā)呈現(xiàn)多面體外形)原子在三維空間里呈周期性有序排列非晶體沒有(不能自發(fā)呈現(xiàn)多面體外形)原子排列相對無序一、晶體與非晶體1.晶體與非晶體的區(qū)別2.晶體形成的途徑熔融態(tài)物質凝固.氣態(tài)物質冷卻不經液態(tài)直接凝固(凝華).溶質從溶液中析出.3.晶體的特性有規(guī)則的幾何外形有固定的熔沸點物理性質(強度、導熱性、光學性質等）各向異性二.晶胞1.定義:晶體中重復出現(xiàn)的最基本的結構單元體心立方簡單立方面心立方三種典型立方晶體結構立方晶胞體心：1面心：1/2棱邊：1/4頂點：1/8立方晶體中晶胞對質點的占有率晶胞體內的原子不與其他晶胞分享，完全屬于該晶胞

石墨晶體的層狀結構，層內為平面正六邊形結構（如圖），試回答下列問題：（1）圖中平均每個正六邊形占有C原子數為____個、占有的碳碳鍵數為____個。碳原子數目與碳碳化學鍵數目之比為_______.練習一：2:323三.四種晶體的比較晶體類型離子晶體原子晶體分子晶體金屬晶體晶體粒子陰、陽離子原子分子金屬陽離子、自由電子粒子間作用力離子鍵共價鍵分子間作用力金屬鍵熔沸點硬度較高較硬很高很硬較低一般較軟一般較高，少部分低,一般較硬，少部分軟溶解性難溶解相似相溶導電情況固體不導電，熔化或溶于水后導電不導電（除硅）一般不導電良導體離子晶體原子晶體分子晶體1.金屬氧化物（K2O、Na2O2）

2.強堿（NaOH、KOH、Ba(OH

)23.絕大多數的鹽類金剛石、晶體硅、晶體硼、SiC

、SiO2晶體、BN晶體1.大多數非金屬單質: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.非金屬氧化物:CO2,SO2,NO2（除SiO2外）3.酸:H2SO4,HNO34.大多數有機物:乙醇，蔗糖（除有機鹽）晶體熔沸點高低的判斷⑴不同晶體類型的熔沸點比較

一般：原子晶體>離子晶體>分子晶體（有例外）⑵同種晶體類型物質的熔沸點比較

①離子晶體：陰、陽離子電荷數越大，半徑越小熔沸點越高②原子晶體：原子半徑越小→鍵長越短→鍵能越大熔沸點越高③分子晶體：相對分子質量越大，分子的極性越大熔沸點越高組成和結構相似的分子晶體④金屬晶體：金屬陽離子電荷數越高，半徑越小熔沸點越高1、幾種重要的分子晶體結構干冰（面心立方）每個晶胞中CO2的實際分子數為

。4個白磷正四面體，鍵角為60°8×1/8+6×1/2=4白磷的鍵角為多少？Wg白磷中磷磷單鍵的數目為多少？60°(W/124)×6×NA12每個二氧化碳分子周圍與之距離最近且相等的二氧化碳分子有個。AD=CD=a/2AC=AB=每個CO2分子周圍有多少個與之最近且等距離的CO2分子？距離為多少？（設晶胞邊長為a）a12個冰中１個水分子周圍有４個水分子冰的結構氫鍵具有方向性水中的氫鍵OHHOHHOHHOHHOHH............一個水分子形成

個氫鍵，屬于一個水分子的氫鍵是

個。金剛石和石墨最小的環(huán)為幾元環(huán)？碳碳鍵的鍵角為多少？

Wg石墨中碳原子數為＿碳環(huán)數為＿；；碳碳單鍵數為＿＿；三者之比為＿＿。(W/12)×1/2×NA(W/12)×NA(W/12)×3/2×NA2:1:3每個環(huán)上的碳為三個環(huán)共有，故每個環(huán)占有2個碳每個碳連有三個鍵，每個鍵為兩個碳共有，故每個碳占有3/2個鍵熱點3晶體的空間結構

1.原子晶體(金剛石和二氧化硅)

鍵角為109°28′,每個最小的環(huán)上有6個碳原子SiO2(正四面體)鍵角(O—Si鍵)為109°28′,每個最小的環(huán)上有12個原子,其中,有6個Si和6個O2.分子晶體(干冰)

每個CO2分子周圍等距緊鄰的CO2分子有12個?

3.離子晶體

(1)NaCl型

在晶體中,每個Na+同時吸引6個Cl-,每個Cl-同時吸引6個Na+,配位數為6，每個晶胞4個Na+和4個Cl-

晶體中微粒的排列、個數及密度的計算

在氯化鈉晶體中，每個Na+周圍與之最接近且距離相等的Cl-共有

個；這幾個Cl-在空間構成的幾何構型為

。6正八面體晶體中Na+和Cl-間最小距離為acm，計算NaCl晶體的密度(2)CsCl型

在晶體中,每個Cl-吸引8個Cs+,每個Cs+吸引8個Cl-,配位數為8?

在氯化銫晶體中，每個Cl-(或Cs+)周圍與之最接近且距離相等的Cs+(或Cl-)共有

；這幾個Cs+(或Cl-)在空間構成的幾何構型為

；在每個Cs+周圍距離相等且最近的Cs+共有

；這幾個Cs+(或Cl-)在空間構成的幾何構型為

；CsCl晶體8個立方體6個正八面體12304655在每個Cs+周圍距離相等且最近的Cs+共有

；這幾個Cs

在空間構成的幾何構型

。

6個正八面體主頁2.晶格能1.晶格能:在標準狀況下,氣態(tài)正離子和氣態(tài)負離子形成1mol離子晶體所釋放的能量.2.影響因素:a.離子所帶電荷:離子所帶電荷越多,晶格能越大

b.離子的半徑:離子的半徑越小,晶格能越大

3.晶格能與離子晶體的物理性質:晶格能越大,離子晶體越穩(wěn)定,熔沸點越高、硬度越大.

4.金屬晶體

(1)金屬鍵——電子氣理論

金屬陽離子與自由電子間的強烈的相互作用

金屬晶體的原子堆積模型原子在二維平面上的兩種放置方式－非密置層和密置層非密置層配位數為４密置層配位數為６三維堆積－四種方式二、金屬晶體的原子堆積模型簡單立方堆積鉀型體心立方由非密置層一層一層堆積而成ＡＢＡＣＢＡ鎂型銅型金屬晶體的兩種最密堆積方式二、金屬晶體的原子堆積模型金屬晶體簡單立方堆積（Po）體心立方堆積（K）六方密堆積（鎂型）BCA面心立方（銅型）(2)金屬晶體的幾種典型堆積模型例3如圖表示一些晶體中的某些結構,它們分別是NaCl、CsCl、干冰、金剛石、石墨結構中的某一種的某一部分

(1)其中代表金剛石的是(填編號字母,下同)__________,其中每個碳原子與__________個碳原子最接近且距離相等,金剛石屬于__________晶體

(2)其中代表石墨的是__________,其中每個正六邊形占有碳原子數平均為__________個

D4原子E2(3)其中代表NaCl的是__________,每個Na+周圍與它最接近且距離相等的Na+有__________個

(4)代表CsCl的是__________,它屬于__________晶體,每個Cs+與__________個Cl-緊鄰

(5)代表干冰的是__________,它屬于__________晶體,每個CO2分子與__________個CO2分子緊鄰

(6)上述五種物質熔點由高到低的排列順序為__________

A12C離子8B分子12(2008·四川卷)下列說法中正確的是()

A.離子晶體中每個離子周圍均吸引著6個帶相反電荷的離子

B.金屬導電的原因是在外電場作用下金屬產生自由電子,電子定向運動

C.分子晶體的熔沸點很低,常溫下都呈液態(tài)或氣態(tài)

D.原子晶體中的各相鄰原子都以共價鍵相結合

D

1987年2月，朱經武（PaulChu）教授等發(fā)現(xiàn)釔鋇銅氧化合物在90K溫度下即具有超導性，若該化合物的結構如右圖所示，則該化合物的化學式可能是（）

A.YBa2CuO7-XB.YBa2Cu2O7-X

C.YBa2Cu3O7-XD.YBa2Cu4O7-XCu8×(1/8)+8×(1/4)=31/81/4Ba2Y1C1.（2004上海10）有關晶體的說法正確的是()A.晶體中分子間作用力越大，分子越穩(wěn)定B.原子晶體中共價鍵越強，熔點越高C.冰熔化時水分子中共價鍵發(fā)生斷裂D.氯化鈉熔化時離子鍵未被破壞2.（2005上海12）下列說法錯誤的是（）A、原子晶體中只存在非極性共價鍵B、分子晶體的狀態(tài)變化，只需克服分子間作用力C、金屬晶體通常具有導電、導熱和良好的延展性D、離子晶體在熔化狀態(tài)下能導電BA[課堂練習]3.(93全國化學,4)下列各組物質的晶體中,化學鍵類型相同、晶體類型也相同的是（） (A)SO2和SiO2 (B)CO2和H2O(C)NaCl和HCl(D)CCl4和KCl4.（2006四川理綜）下列物質發(fā)生變化時，所克服的粒子間相互作用屬于同種類型的是（）A液溴和苯分別受熱變?yōu)闅怏wB干冰和氯化銨分別受熱變?yōu)闅怏wC二氧化硅和鐵分別受熱熔化D食鹽和葡萄糖分別溶解在水中AB5.選擇以下物質，填寫下列空白：①干冰②晶體硅③氟化鈣④鈉⑤固態(tài)氮⑥氮化硅（高溫結構陶瓷）⑦碘⑧鐵⑨燒堿（1）熔化時不需要破壞化學鍵的是

；（2）熔化時需要破壞共價鍵的是

；（3）熔點最高的是

，熔點最低的是

；（4）熔融時能導電且發(fā)生化學變化的是

。

①⑤⑦②⑥⑥⑤③⑨6.據報道,科學家將干冰在一定條件下轉變?yōu)橐环N十分堅固的晶體.該晶體熔點高、硬度大，是一種新型的耐磨材料。請回答：（1）干冰發(fā)生的變化屬于

變化。（2）變化過程中克服粒子間的作用力類型是

。（3）該晶體的熔點比SiO2晶體的熔點

。化學分子間作用力、共價鍵高原子序數7.右圖中的曲線表示原子序數小于20的某些元素的原子序數（按遞增順序排序）與其單質沸點的近似關系，其中A點表示的元素是（）A.SiB.AlC.FD.O沸點０AC8.（06江蘇19）(8分)鹵素互化物是指不同鹵素原子之間以共價鍵結合形成的化合物，XX’型鹵素互化物與鹵素單質結構相似、性質相近。試回答下列問題：（1）下圖是部分鹵素單質和XX’型鹵素互化物的沸點與其相對分子質量的關系圖。它們的沸點隨著相對分子質量的增大而升高，其原因是______________。（2）試推測ICl的沸點所處的最小范圍______________。

·····Cl2Br2BrClIBrI2相對分子質量沸點相對分子質量越大，分子間作用力越強

介于Br2的沸點和IBr的沸點之間

1.右下圖是石墨晶體結構的俯視圖，請回答：(1)圖中平均每個六元環(huán)含有_____個碳原子，含有_____個C—C鍵。(2)右圖七個環(huán)的碳原子數為

個，其計算式為：

_______________________________。

練習題231427

（或6+62/3+121/3）例:現(xiàn)有甲、乙、丙三種晶體的晶胞如圖所示：可推知：甲晶體中A與B的個數比是_____________,乙晶體的化學式是______,丙晶體的化學式是____丁晶體的化學式是_________DCAB甲乙丙EFXYZ1∶8×1/8=1∶1C2DEFXY3Z2、根據粒子排列空間推斷化學式丁3、2001年報道的硼和鎂形成的化合物刷新了金屬化合物超導溫度的最高記錄。如圖所示的是該化合物的晶體結構單元：鎂原子間形成正六棱柱，且棱柱的上下底面還各有1個鎂原子，6個硼原子位于棱柱內。則該化合物的化學式可表示為（）A、MgBB、MgB2C、Mg2B

D、Mg14B6B4、2001年報道的硼和鎂形成的納米顆粒，如圖所示的是該納米顆粒：鎂原子間形成正六棱柱，且棱柱的上下底面還各有1個鎂原子，6個硼原子位于棱柱內。則該納米顆?；瘜W式可表示為()A、MgBB、MgB2C、Mg2B

D、Mg14B6D5、最近發(fā)現(xiàn)一種由鈦原子和碳原子構成的氣態(tài)團簇分子，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，它的化學式是______。Ti14C13CTi團簇分子注意晶胞結構與納米顆粒、分子簇的區(qū)別6、氯化鈉晶體中與Na＋等距離且最近的Cl

－有

個，它們構成的是

體。235461正八面體

6

7、(05江蘇).通常人們把拆開1mol某化學鍵所吸收的能量看成該化學鍵的鍵能。鍵能可以衡量化學鍵的強弱，也可用于估算化學反應的反應熱(H)，化學反應的H等于反應中斷裂舊化學鍵的鍵能之和與反應中形成新化學鍵的鍵能之和的差?；瘜W鍵Si－OSi－ClH－HH－ClSi－SiSi－C鍵能/kJ·mol－1460360436431176347請回答下列問題：(1)比較下列兩組物質的熔點高低(填“>”或“<”)SiC_____SiSiCl4_____SiO2

(3)工業(yè)上高純硅可通過下列反應制取：該反應的反應熱=________kJ/molSiCl4(g)+2H2(g)=Si(s)+4HCl(g)高溫(2)右圖立方體中心有“●”表示硅晶體中的一個原子，請在立方體的頂點用“●”表示出與