高三化學一輪復習課件：晶體結(jié)構(gòu)與性質(zhì)

晶體結(jié)構(gòu)與性質(zhì)第39講第十二章

物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)(選考)考綱要求KAOGANGYAOQIU1.理解離子鍵的形成，能根據(jù)離子化合物的結(jié)構(gòu)特征解釋其物理性質(zhì)。2.了解晶體的類型，了解不同類型晶體中結(jié)構(gòu)微粒、微粒間作用力的區(qū)別。3.了解晶格能的概念，了解晶格能對離子晶體性質(zhì)的影響。4.了解分子晶體結(jié)構(gòu)與性質(zhì)的關(guān)系。5.了解原子晶體的特征，能描述金剛石、二氧化硅等原子晶體的結(jié)構(gòu)與性質(zhì)的關(guān)系。6.理解金屬鍵的含義，能用金屬鍵理論解釋金屬的一些物理性質(zhì)。了解金屬晶體常見的堆積方式。7.了解晶胞的概念，能根據(jù)晶胞確定晶體的組成并進行相關(guān)的計算。內(nèi)容索引NEIRONGSUOYIN考點一晶體概念及結(jié)構(gòu)模型考點二四種晶體的性質(zhì)與判斷課時作業(yè)探究高考明確考向01考點一晶體概念及結(jié)構(gòu)模型1.晶體與非晶體(1)晶體與非晶體的比較知識梳理ZHISHISHULI

晶體非晶體結(jié)構(gòu)特征結(jié)構(gòu)微粒

排列結(jié)構(gòu)微粒

排列性質(zhì)特征自范性________熔點______________異同表現(xiàn)____________________二者區(qū)別方法間接方法看是否有固定的_____科學方法對固體進行

實驗周期性有序無序有固定各向異性無不固定各向同性熔點X-射線衍射(2)得到晶體的途徑①

物質(zhì)凝固。②

物質(zhì)冷卻不經(jīng)液態(tài)直接凝固(凝華)。③溶質(zhì)從溶液中

。(3)晶胞①概念：描述晶體結(jié)構(gòu)的

。②晶體中晶胞的排列——無隙并置無隙：相鄰晶胞之間沒有

。并置：所有晶胞

排列、

相同。熔融態(tài)氣態(tài)析出基本單元任何間隙平行取向2.晶胞組成的計算——均攤法(1)原則晶胞任意位置上的一個原子如果是被n個晶胞所共有，那么，每個晶胞對這個原子分得的份額就是

。(2)方法①長方體(包括立方體)晶胞中不同位置的粒子數(shù)的計算。3.常見晶體結(jié)構(gòu)模型(1)原子晶體(金剛石和二氧化硅)①金剛石晶體中，每個C與另外__個C形成共價鍵，C—C鍵之間的夾角是109°28′，最小的環(huán)是__元環(huán)。含有1molC的金剛石中，形成的共價鍵有__mol。②SiO2晶體中，每個Si原子與__個O原子成鍵，每個O原子與__個硅原子成鍵，最小的環(huán)是_____元環(huán)，在“硅氧”四面體中，處于中心的是___原子，1molSiO2中含有___molSi—O鍵。4六42十二Si42(2)分子晶體①干冰晶體中，每個CO2分子周圍等距且緊鄰的CO2分子有

個。②冰的結(jié)構(gòu)模型中，每個水分子與相鄰的

個水分子以氫鍵相連接，含1molH2O的冰中，最多可形成___mol“氫鍵”。1242(3)離子晶體①NaCl型：在晶體中，每個Na＋同時吸引

個Cl－，每個Cl－同時吸引

個Na＋，配位數(shù)為

。每個晶胞含

個Na＋和

個Cl－。②CsCl型：在晶體中，每個Cl－吸引

個Cs＋，每個Cs＋吸引

個Cl－，配位數(shù)為

。66644888(4)石墨晶體石墨層狀晶體中，層與層之間的作用是

，平均每個正六邊形擁有的碳原子個數(shù)是

，C原子采取的雜化方式是

。分子間作用力2sp2(5)常見金屬晶體的原子堆積模型堆積模型常見金屬配位數(shù)晶胞面心立方最密堆積Cu、Ag、Au12體心立方堆積Na、K、Fe8六方最密堆積Mg、Zn、Ti12(1)冰和碘晶體中相互作用力相同(

)(2)晶體內(nèi)部的微粒按一定規(guī)律周期性排列(

)(3)凡有規(guī)則外形的固體一定是晶體(

)(4)固體SiO2一定是晶體(

)(5)缺角的NaCl晶體在飽和NaCl溶液中會慢慢變?yōu)橥昝赖牧⒎襟w塊(

)(6)晶胞是晶體中最小的“平行六面體”(

)(7)區(qū)分晶體和非晶體最可靠的方法是對固體進行X-射線衍射實驗(

)×√√×××辨析易錯易混·正誤判斷√1.如圖為甲、乙、丙三種晶體的晶胞：試寫出：(1)甲晶體化學式(X為陽離子)為________。(2)乙晶體中A、B、C三種微粒的個數(shù)比是_________。(3)丙晶體中每個D周圍結(jié)合E的個數(shù)是______。(4)乙晶體中每個A周圍結(jié)合B的個數(shù)為______。X2Y8121∶3∶1提升思維能力·深度思考2.右圖是由Q、R、G三種元素組成的一種高溫超導體的晶胞結(jié)構(gòu)，其中R為＋2價，G為－2價，則Q的化合價為______。＋3R、G、Q的個數(shù)之比為1∶4∶2，則其化學式為RQ2G4。由于R為＋2價，G為－2價，所以Q為＋3價。3.(常見晶體結(jié)構(gòu)模型)填空。(1)在金剛石晶體中最小碳環(huán)含有_____個C原子；每個C原子被_____個最小碳環(huán)共用。(2)在干冰中粒子間作用力有__________________。(3)含1molH2O的冰中形成氫鍵的數(shù)目為______。(4)在NaCl晶體中，每個Na＋周圍有_____個距離最近且相等的Na＋，每個Na＋周圍有____個距離最近且相等的Cl－，其立體構(gòu)型為____________。(5)在CaF2晶體中，每個Ca2＋周圍距離最近且等距離的F－有_____個；每個F－周圍距離最近且等距離的Ca2＋有_____個。612共價鍵、范德華力2NA126正八面體形84題組一晶胞粒子數(shù)與晶體化學式判斷1.已知干冰晶胞結(jié)構(gòu)屬于面心立方最密堆積，晶胞中最近的相鄰兩個CO2分子間距為apm，阿伏加德羅常數(shù)為NA，下列說法正確的是A.晶胞中一個CO2分子的配位數(shù)是8B.晶胞的密度表達式是C.一個晶胞中平均含6個CO2分子D.CO2分子的空間構(gòu)型是直線形，中心C原子的雜化類型是sp3雜化解題探究JIETITANJIU√解析

晶胞中一個CO2分子的配位數(shù)＝3×8÷2＝12，故A錯誤；二氧化碳分子是直線形分子，C原子價層電子對個數(shù)是2，根據(jù)價層電子對互斥理論判斷C原子雜化類型為sp，故D錯誤。2.石英晶體的平面示意圖如圖，它實際上是立體的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)(可以看作是晶體硅中的每個Si—Si鍵中插入一個O)，其中硅、氧原子數(shù)比是m∶n，有關(guān)敘述正確的是A.m∶n＝2∶1B.6g該晶體中含有0.1NA個分子C.原硅酸根()的結(jié)構(gòu)為

，則二

聚硅酸根離子

中的x＝7D.石英晶體中由硅、氧原子構(gòu)成的最小的環(huán)上含有的Si、O原子個數(shù)和為8√解析每個Si原子占有O原子個數(shù)＝4×＝2；該晶體是原子晶體，不存在分子；原硅酸(H4SiO4)的結(jié)構(gòu)可表示為

，兩個原硅酸分子可發(fā)生分子間脫水生成二聚原硅酸：

，二聚原硅酸電離出6個H＋后，形成帶6個負電荷的二聚原硅酸根離子；在SiO2晶體中，由Si、O構(gòu)成的最小單元環(huán)中共有12個原子。3.(1)硼化鎂晶體在39K時呈超導性。在硼化鎂晶體中，鎂原子和硼原子是分層排布的，如圖是該晶體微觀結(jié)構(gòu)的透視圖，圖中的硼原子和鎂原子投影在同一平面上。則硼化鎂的化學式為________。MgB2解析

每個Mg周圍有6個B，而每個B周圍有3個Mg，所以其化學式為MgB2。(2)在硼酸鹽中，陰離子有鏈狀、環(huán)狀等多種結(jié)構(gòu)形式。下圖是一種鏈狀結(jié)構(gòu)的多硼酸根，則多硼酸根離子符號為______。解析

從圖可看出，每個

單元中，都有一個B和一個O完全屬于這個單元，剩余的2個O分別被兩個結(jié)構(gòu)單元共用，所以B∶O＝1∶(1＋2/2)＝1∶2，化學式為

。題組二晶體密度及粒子間距的計算4.Cu與F形成的化合物的晶胞結(jié)構(gòu)如下圖所示，若晶體密度為ag·cm－3，則Cu與F最近距離為__________________pm。(NA表示阿伏加德羅常數(shù)的值，列出計算表達式，不用化簡；圖中

為Cu，

為F)5.用晶體的X-射線衍射法對Cu的測定得到以下結(jié)果：Cu的晶胞為面心立方最密堆積(如下圖)，已知該晶體的密度為9.00g·cm－3，晶胞中該原子的配位數(shù)為______；Cu的原子半徑為______________________________________cm(阿伏加德羅常數(shù)為NA，要求列式計算)。12解析

設(shè)晶胞的邊長為acm，則a3·ρ·NA＝4×646.按要求回答下列問題：(1)Fe單質(zhì)的晶體在不同溫度下有兩種堆積方式，分別如圖1、圖2所示。面心立方晶胞和體心立方晶胞的邊長分別為a、b，則鐵單質(zhì)的面心立方晶胞和體心立方晶胞的密度之比為________，鐵原子的配位數(shù)之比為________。2b3∶a33∶2(2)Mg為六方最密堆積，其晶胞結(jié)構(gòu)如圖3所示，若在晶胞中建立如圖4所示的坐標系，以A為坐標原點，把晶胞的底邊邊長視作單位長度1，則C點的坐標：____________。(3)鐵鎂合金是目前已發(fā)現(xiàn)的儲氫密度最高的儲氫材料之一，其晶胞結(jié)構(gòu)如圖5所示，則鐵鎂合金的化學式為________。若該晶胞的邊長為dnm，則該合金的密度為____________g·cm－3(列出計算式即可，用NA表示阿伏加德羅常數(shù)的值)。Mg2Fe02考點二四種晶體的性質(zhì)與判斷1.四種晶體類型比較知識梳理ZHISHISHULI

類型比較分子晶體原子晶體金屬晶體離子晶體構(gòu)成粒子__________________________________________粒子間的相互作用力__________________________________硬度較小_____有的很大，有的很小較大熔、沸點較低_____有的很高，有的很低較高分子原子分子間作用力共價鍵金屬陽離子和自由電子陰、陽離子金屬鍵離子鍵很大很高溶解性相似相溶難溶于任何溶劑常見溶劑難溶大多易溶于水等極性溶劑導電、傳熱性一般不導電，溶于水后有的導電一般不具有導電性電和熱的

導體晶體

電，水溶液或熔融態(tài)

電不導導良2.離子晶體的晶格能(1)定義氣態(tài)離子形成1mol離子晶體釋放的能量，通常取正值，單位：

。(2)影響因素①離子所帶電荷數(shù)：離子所帶電荷數(shù)越多，晶格能越

。②離子的半徑：離子的半徑越

，晶格能越大。(3)與離子晶體性質(zhì)的關(guān)系晶格能越大，形成的離子晶體越

，且熔點越高，硬度越

。大kJ·mol－1小穩(wěn)定大(1)在晶體中只要有陰離子就一定有陽離子(

)(2)在晶體中只要有陽離子就一定有陰離子(

)(3)原子晶體的熔點一定比金屬晶體的高(

)(4)分子晶體的熔點一定比金屬晶體的低(

)(5)離子晶體一定都含有金屬元素(

)(6)金屬元素和非金屬元素組成的晶體不一定是離子晶體(

)(7)原子晶體的熔點一定比離子晶體的高(

)√××××√辨析易錯易混·正誤判斷×提升思維能力·深度思考1.在下列物質(zhì)中：NaCl、NaOH、Na2S、H2O2、Na2S2、(NH4)2S、CO2、CCl4、C2H2、SiO2、SiC、晶體硅、金剛石、晶體氬。(1)其中只含有離子鍵的離子晶體是_____________。(2)其中既含有離子鍵又含有極性共價鍵的離子晶體是________________。(3)其中既含有離子鍵又含有極性共價鍵和配位鍵的離子晶體是_________。(4)其中既含有離子鍵又含有非極性共價鍵的離子晶體是_______。(5)其中含有極性共價鍵的非極性分子是__________________。(6)其中含有極性共價鍵和非極性共價鍵的非極性分子是______。NaCl、Na2SNaOH、(NH4)2S(NH4)2SNa2S2CO2、CCl4、C2H2C2H2(7)其中含有極性共價鍵和非極性共價鍵的極性分子是_______。(8)其中含有極性共價鍵的原子晶體是__________。(9)不含共價鍵的分子晶體是_______，只含非極性共價鍵的原子晶體是_______________。金剛石H2O2SiO2、SiC晶體氬晶體硅、2.比較下列晶格能大?。?1)NaCl_____KCl；(2)CaF2_____MgO；(3)Na2S_____Na2O；(4)CaO_____KCl。＞＜＜＞題組一晶體類型判斷1.(1)CO能與金屬Fe形成Fe(CO)5，該化合物熔點為253K，沸點為376K，其固體屬于______晶體。(2)[2015·全國卷Ⅱ，37(2)節(jié)選]O和Na的氫化物所屬的晶體類型分別為_________和__________。(3)NF3可由NH3和F2在Cu催化劑存在下反應直接得到：4NH3＋3F2NF3＋3NH4F上述化學方程式中的5種物質(zhì)所屬的晶體類型有______(填序號)。a.離子晶體 b.分子晶體

c.原子晶體 d.金屬晶體解題探究JIETITANJIUabd分子分子晶體離子晶體解析

同周期元素的第一電離能隨原子序數(shù)的遞增呈增大趨勢，但s、p、d等軌道處于全空、半充滿、全充滿的穩(wěn)定狀態(tài)時，則出現(xiàn)反?，F(xiàn)象。Si、S元素基態(tài)原子的價電子排布式分別為3s23p2、3s23p4，其中3p軌道均處于不穩(wěn)定狀態(tài)，因此Si的第一電離能小于S。O2－與Na＋的核外電子排布相同，其電子排布式均為1s22s22p6，離子核外電子排布相同時，原子序數(shù)越大，離子半徑越小，因此O2－的離子半徑大于Na＋。NaCl為離子晶體，Si為原子晶體，因此Si的熔點高于NaCl。一般來說，元素的非金屬性越強，該元素的最高價氧化物對應水化物的酸性越強，Cl元素的非金屬性強于S元素，則HClO4的酸性強于H2SO4。2.(1)用“>”或“<”填空：第一電離能離子半徑熔點酸性Si____SO2－____Na＋NaCl____SiH2SO4____HClO4<

>

<<(2)MgCl2在工業(yè)上應用廣泛，可由MgO制備。①MgO的熔點比BaO的熔點______(填“高”或“低”)。②SiO2的晶體類型為__________。解析

Mg、Ba同主族，Mg2＋的半徑小于Ba2＋，MgO的晶格能比BaO大，故MgO的熔點比BaO高。解析

SiO2為空間立體網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，其熔、沸點很高，屬于原子晶體。高原子晶體(3)對于鈉的鹵化物(NaX)和硅的鹵化物(SiX4)，下列敘述正確的是______。A.SiX4難水解

B.SiX4是共價化合物C.NaX易水解

D.NaX的熔點一般高于SiX4解析

A項，硅的鹵化物(SiX4)的水解比較強烈，如SiCl4＋3H2O===H2SiO3↓＋4HCl、SiF4＋3H2O===H2SiO3↓＋4HF，錯誤；B項，硅的鹵化物(SiX4)全部由非金屬元素構(gòu)成，屬于共價化合物，正確；C項，鈉的鹵化物(NaX)屬于強酸強堿鹽，不發(fā)生水解，錯誤；D項，鈉的鹵化物(NaX)是由離子鍵構(gòu)成的，屬于離子晶體，SiX4屬于分子晶體，所以NaX的熔點一般高于SiX4，正確。BD3.(2018·新疆喀什模擬)現(xiàn)有幾組物質(zhì)的熔點(℃)數(shù)據(jù)：據(jù)此回答下列問題：(1)A組屬于______晶體，其熔化時克服的微粒間的作用力是________。A組B組C組D組金剛石：3550℃Li：181℃HF：－83℃NaCl：801℃硅晶體：1410℃Na：98℃HCl：－115℃KCl：776℃硼晶體：2300℃K：64℃HBr：－89℃RbCl：718℃二氧化硅：1723℃Rb：39℃HI：－51℃CsCl：645℃原子共價鍵解析

A組熔點很高，為原子晶體，是由原子通過共價鍵形成的。(2)B組晶體共同的物理性質(zhì)是__________(填序號)。①有金屬光澤

②導電性

③導熱性

④延展性(3)C組中HF熔點反常是由于________________________________________________________________________________。(4)D組晶體可能具有的性質(zhì)是_______(填序號)。①硬度?、谒芤耗軐щ姠酃腆w能導電④熔融狀態(tài)能導電①②③④HF分子間能形成氫鍵，其熔化時需要消耗的能量更多(只要答出HF分子間能形成氫鍵即可)解析

B組為金屬晶體，具有①②③④四條共性。解析

HF中含有分子間氫鍵，故其熔點反常。解析

D組屬于離子晶體，具有②④兩條性質(zhì)。②④(5)D組晶體的熔點由高到低的順序為NaCl>KCl>RbCl>CsCl，其原因為______________________________________________________________________________________________________________________。D組晶體都為離子晶體，r(Na＋)＜r(K＋)＜r(Rb＋)＜r(Cs＋)，在離子所帶電荷數(shù)相同的情況下，半徑越小，晶格能越大，熔點就越高解析

D組屬于離子晶體，其熔點與晶格能有關(guān)。題組二晶體性質(zhì)及應用4.下列性質(zhì)適合于分子晶體的是A.熔點為1070℃，易溶于水，水溶液導電B.熔點為3500℃，不導電，質(zhì)硬，難溶于水和有機溶劑C.能溶于CS2，熔點為112.8℃，沸點為444.6℃D.熔點為97.82℃，質(zhì)軟，導電，密度為0.97g·cm－3√解析

A、B選項中的熔點高，不是分子晶體的性質(zhì)，D選項是金屬鈉的性質(zhì)，鈉不是分子晶體。5.(2018·河南六市第一次聯(lián)考)ⅣA族元素及其化合物在材料等方面有重要用途?；卮鹣铝袉栴}：(1)碳的一種單質(zhì)的結(jié)構(gòu)如圖(a)所示。該單質(zhì)的晶體類型為___________，依據(jù)電子云的重疊方式，原子間存在的共價鍵類型有_________，碳原子的雜化軌道類型為______。混合型晶體σ鍵、π鍵sp2解析

石墨烯單層原子間以共價鍵相結(jié)合，強度很高，A正確；石墨烯層與層之間有自由移動的電子，是電的良導體，而石墨烷中沒有自由移動的電子，為絕緣體，B正確；石墨烯只含一種碳元素，為碳的單質(zhì)，C錯誤；石墨烯與H2間的反應屬于加成反應，D項正確。(2)石墨烯是從石墨材料中剝離出來的、由單質(zhì)碳原子組成的二維晶體。將氫氣加入石墨烯中可制得一種新材料石墨烷。下列判斷錯誤的是______(填字母)。A.石墨烯是一種強度很高的材料B.石墨烯是電的良導體而石墨烷則為絕緣體C.石墨烯與石墨烷均為高分子化合物D.石墨烯與H2制得石墨烷的反應屬于加成反應C(3)CH4、SiH4、GeH4的熔、沸點依次______(填“增大”或“減小”)，其原因是_____________________________________________________________________________________。(4)SiO2比CO2熔點高的原因是________________________________。增大

三種物質(zhì)均為分子晶體，結(jié)構(gòu)與組成相似，相對分子質(zhì)量越大，范德華力越大，熔、沸點越高SiO2為原子晶體而CO2為分子晶體解析

四鹵化硅為分子晶體，F(xiàn)、Cl、Br、I的相對分子質(zhì)量逐漸增大，沸點與相對分子質(zhì)量有關(guān)，相對分子質(zhì)量越大，沸點越高。(5)四鹵化硅SiX4的沸點和二鹵化鉛PbX2的熔點如圖(b)所示。①SiX4的沸點依F、Cl、Br、I次序升高的原因是__________________________________________________。

均為分子晶體，范德華力隨相對分子質(zhì)量增大而增大解析

PbX2的熔點先降低后升高，其中PbF2為離子晶體，PbBr2、PbI2為分子晶體，可知依F、Cl、Br、I次序，PbX2中的化學鍵的離子性減弱、共價性增強。②結(jié)合SiX4的沸點和PbX2的熔點的變化規(guī)律，可推斷：依F、Cl、Br、I次序，PbX2中的化學鍵的離子性_______、共價性_______(填“增強”“不變”或“減弱”)。減弱增強(6)水楊酸第一級電離形成離子

，相同溫度下，水楊酸的Ka2___

(填“>”“＝”或“<”)苯酚()的Ka，其原因是______________________________________________。<

中形成分子內(nèi)氫鍵，使其更難電離出H＋(7)碳的另一種單質(zhì)C60可以與鉀形成低溫超導化合物，晶體結(jié)構(gòu)如圖(c)所示，K位于立方體的棱上和立方體的內(nèi)部，此化合物的化學式為_______；其晶胞參數(shù)為1.4nm，阿伏加德羅常數(shù)用NA表示，則晶體的密度為_______________g·cm－3。(只需列出式子)K3C6003探究高考明確考向1.晶體類型的判斷(1)[2015·全國卷Ⅰ，37(4)]CO能與金屬Fe形成Fe(CO)5，該化合物的熔點為253K，沸點為376K，其固體屬于______晶體。(2)[2015·全國卷Ⅱ，37(2)改編]氧和鈉的氫化物所屬的晶體類型分別為____________和___________。1234分子分子晶體

離子晶體2.晶體微粒間作用力(1)[2018·全國卷Ⅲ，35(3)節(jié)選]ZnF2具有較高的熔點(872℃)，其化學鍵類型是________。(2)[2017·全國卷Ⅲ，35(4)節(jié)選]Mn(NO3)2中的化學鍵除了σ鍵外，還存在__________________。(3)[2016·全國卷Ⅰ，37(5)改編]Ge單晶具有金剛石型結(jié)構(gòu)，其微粒之間存在的作用力是________。(4)[2016·全國卷Ⅱ，37(3)節(jié)選]單質(zhì)銅及鎳都是由______鍵形成的晶體。1234離子鍵共價鍵金屬3.晶體熔、沸點高低的比較(1)[2017·全國卷Ⅰ，35(2)節(jié)選]K和Cr屬于同一周期，且核外最外層電子構(gòu)型相同，但金屬K的熔點、沸點等都比金屬Cr低，原因是_____________________________________________。(2)[2017·全國卷Ⅲ，35(3)改編]在CO2低壓合成甲醇反應(CO2＋3H2===CH3OH＋H2O)所涉及的4種物質(zhì)中，沸點從高到低的順序為____________________，原因是________________________________________________________________________________________________________。1234K的原子半徑較大且價電子數(shù)較少，金屬鍵較弱H2O>CH3OH>CO2>H2H2O與CH3OH均為極性分子，水中氫鍵比甲醇中多；CO2與H2均為非極性分子，CO2相對分子質(zhì)量較大，范德華力較大(3)[2016·全國卷Ⅲ，37(4)]GaF3的熔點高于1000℃，GaCl3的熔點為77.9℃，其原因是_________________________________。(4)[2015·全國卷Ⅱ，37(2)改編]單質(zhì)氧有兩種同素異形體，其中沸點高的是____(填分子式)，原因是_____________________________________________。O3相對分子質(zhì)量較大且是極性分子，范德華力較大1234GaF3為離子晶體，GaCl3為分子晶體O34.晶胞中微粒數(shù)的計算(1)[2018·全國卷Ⅲ，35(5)]金屬Zn晶體中的原子堆積方式如圖所示，這種堆積方式稱為____________________。六棱柱底邊邊長為acm，高為ccm，阿伏加德羅常數(shù)的值為NA，Zn的密度為_________________g·cm－3(列出計算式)。1234六方最密堆積(A3型)1234解析

根據(jù)晶胞結(jié)構(gòu)可知，K與O間的最短距離為面對角線的一半，即≈0.315nm。K、O構(gòu)成面心立方，配位數(shù)為12(同層4個，上、下層各4個)。(3)[2017·全國卷Ⅰ，35(4)(5)]KIO3晶體是一種性能良好的非線性光學材料，具有鈣鈦礦型的立體結(jié)構(gòu)，邊長為a＝0.446nm，晶胞中K、I、O分別處于頂角、體心、面心位置，如圖所示。K與O間的最短距離為_________________nm，與K緊鄰的O個數(shù)為_______。在KIO3晶胞結(jié)構(gòu)的另一種表示中，I處于各頂角位置，則K處于_______位置，O處于________位置。12體心棱心1234解析

由題意知在MgO中，陰離子作面心立方堆積，氧離子沿晶胞的面對角線方向接觸，所以

＝2r(O2－)，r(O2－)≈0.148nm；MnO的晶胞參數(shù)比MgO更大，說明陰離子之間不再接觸，陰、陽離子沿坐標軸方向接觸，故2[r(Mn2＋)＋r(O2－)]＝a'，r(Mn2＋)＝0.076nm。(4)[2017·全國卷Ⅲ，35]MgO具有NaCl型結(jié)構(gòu)(如圖)，其中陰離子采用面心立方最密堆積方式，X射線衍射實驗測得MgO的晶胞參數(shù)為a＝0.420nm，則r(O2－)為________nm。MnO也屬于NaCl型結(jié)構(gòu)，晶胞參數(shù)為a′＝0.448nm，則r(Mn2＋)為_______nm。0.1480.076123404課時作業(yè)1.(1)SiC的晶體結(jié)構(gòu)與晶體硅的相似，其中C原子的雜化方式為_____，微粒間存在的作用力是________。SiC晶體和晶體Si的熔、沸點高低順序是________。(2)氧化物MO的電子總數(shù)與SiC的相等，則M為______(填元素符號)。MO是優(yōu)良的耐高溫材料，其晶體結(jié)構(gòu)與NaCl晶體相似。MO的熔點比CaO的高，其原因是__________________________________。12345678sp3共價鍵解析

晶體硅中一個硅原子周圍與4個硅原子相連，呈正四面體結(jié)構(gòu)，所以C原子雜化方式是sp3。因為Si—C的鍵長小于Si—Si，所以熔、沸點碳化硅＞晶體硅。SiC＞SiMgMg2＋半徑比Ca2＋小，MgO晶格能大解析

SiC電子總數(shù)是20個，則該氧化物為MgO；晶格能與所構(gòu)成離子所帶電荷成正比，與離子半徑成反比，MgO與CaO的離子電荷數(shù)相同，Mg2＋半徑比Ca2＋小，MgO晶格能大，熔點高。(3)C、Si為同一主族的元素，CO2和SiO2的化學式相似，但結(jié)構(gòu)和性質(zhì)有很大的不同。CO2中C與O原子間形成σ鍵和π鍵，SiO2中Si與O原子間不形成上述π鍵。從原子半徑大小的角度分析，為何C、O原子間能形成上述π鍵，而Si、O原子間不能形成上述π鍵：_________________________________________________________________________________________，SiO2屬于_______晶體，CO2屬于______晶體，所以熔點CO2_____(填“＜”“＝”或“＞”)SiO2。Si的原子半徑較大，Si、O原子間距離較大，p-p軌道肩并肩重疊程度較小，不能形成上述穩(wěn)定的π鍵12345678原子分子＜(4)金剛石、晶體硅、二氧化硅、MgO、CO2、Mg六種晶體的構(gòu)成微粒分別是________________________________________________________，熔化時克服的微粒間的作用力分別是__________________________________________________。12345678解析

金剛石、晶體硅、二氧化硅均為原子晶體，構(gòu)成微粒均為原子，熔化時破壞共價鍵；Mg為金屬晶體，由金屬陽離子和自由電子構(gòu)成，熔化時克服金屬鍵；CO2為分子晶體，由分子構(gòu)成，分子間以分子間作用力結(jié)合；MgO為離子晶體，由Mg2＋和O2－構(gòu)成，熔化時破壞離子鍵。

共價鍵、共價鍵、共價鍵、離子鍵、分子間作用力、金屬鍵原子、原子、原子、陰陽離子、分子、金屬陽離子與自由電子2.(2018·合肥一中質(zhì)檢)(1)鈉、鉀、鉻、鉬、鎢等金屬晶體的晶胞屬于體心立方，則該晶胞中屬于1個體心立方晶胞的金屬原子數(shù)目是_____。氯化銫晶體的晶胞如圖1，則Cs＋位于該晶胞的_______，而Cl－位于該晶胞的______，Cs＋的配位數(shù)是______。1234567828體心頂點解析

體心立方晶胞中，1個原子位于體心，8個原子位于立方體的頂點，故1個晶胞中金屬原子數(shù)為8×＋1＝2；氯化銫晶胞中，Cs＋位于體心，Cl－位于頂點，Cs＋的配位數(shù)為8。(2)銅的氫化物的晶體結(jié)構(gòu)如圖2所示，寫出此氫化物在氯氣中燃燒的化學方程式：______________________________。12345678(3)圖3為F－與Mg2＋、K＋形成的某種離子晶體的晶胞，其中“○”表示的離子是_____(填離子符號)。12345678F－解析

由晶胞結(jié)構(gòu)可知，黑球有1個，灰球有1個，白球有3個，由電荷守恒可知n(Mg2＋)∶n(K＋)∶n(F－)＝1∶1∶3，故白球為F－。(4)實驗證明：KCl、MgO、CaO、TiN這4種晶體的結(jié)構(gòu)與NaCl晶體結(jié)構(gòu)相似(如圖4所示)，已知3種離子晶體的晶格能數(shù)據(jù)如下表：則這4種離子晶體(不包括NaCl)熔點從高到低的順序是_____________________。其中MgO晶體中一個Mg2＋周圍和它最鄰近且等距離的Mg2＋有_____個。12345678TiN>MgO>CaO>KCl離子晶體NaClKClCaO晶格能/kJ·mol－1786715340112解析

從3種離子晶體的晶格能數(shù)據(jù)可知，離子所帶電荷越大、離子半徑越小，離子晶體的晶格能越大，離子所帶電荷數(shù)：Ti3＋>Mg2＋，離子半徑：Mg2＋＜Ca2＋，所以熔點：TiN>MgO>CaO>KCl；MgO晶體中一個Mg2＋周圍和它最鄰近且等距離的Mg2＋有12個。123456783.尿素是含氮量極高的氮肥，在適當條件下NH3與CO2作用可轉(zhuǎn)化為尿素：2NH3＋CO2―→CO(NH2)2＋H2O。(1)寫出基態(tài)氮原子的價電子排布圖______________，上述元素中，電負性最大的是________，C、N、O屬于同一周期，其中________________兩種元素第一電離能之差最大。12345678氧(或O)氮與碳(或N與C)解析

非金屬性越強，電負性越大，故電負性最大的元素是氧元素，C、N、O三種元素的第一電離能大小順序為N>O>C，故氮、碳元素的第一電離能之差最大。(2)上述反應中，碳原子的雜化軌道類型變化為______________________，NH3、CO2、H2O三種分子中共價鍵的鍵角由大到小的順序為________________，CO2分子中存在極性鍵但它是非極性分子的原因是______________________________________________________________________________。12345678由sp雜化轉(zhuǎn)化為sp2雜化CO2>NH3>H2O解析

CO2中碳原子為sp雜化，尿素中碳為sp2雜化。NH3、CO2、H2O三種分子中，CO2屬于直線形分子，鍵角為180°，另外兩種分子的中心原子均為sp3雜化，但水分子中有2個孤電子對，故鍵角小于NH3中的鍵角。CO2分子是直線形分子，其正負電荷中心重合，故為非極性分子。CO2分子是直線形分子，其正負電荷中心重合(或偶極矩為0或化學鍵極性的向量和為0)(3)已知尿素的熔點為132.7℃，則其晶體類型為__________，研究表明，尿素晶體存在分子間氫鍵，請表示出尿素晶體中的兩類氫鍵___________________。12345678分子晶體N—H…N、N—H…O解析

由尿素的熔點知其是分子晶體。尿素分子中的兩個氮原子、一個氧原子上均有孤電子對且尿素分子中有4個氫原子，所以氫鍵類型為N—H…N、N—H…O。(4)碳元素能形成多種同素異形體，其中金剛石的晶胞結(jié)構(gòu)如圖所示。則一個晶胞的質(zhì)量是______，該晶胞的空間利用率為______(用含π的式子表示)。12345678123456784.(2018·安徽六校教育研究會高三二次聯(lián)考)碳及其化合物在研究和生產(chǎn)中有許多重要用途。請回答下列問題：(1)基態(tài)碳原子核外電子有___種空間運動狀態(tài)，其價電子排布圖為______________。123456786解析

碳原子核外有6個電子，原子核外沒有運動狀態(tài)相同的電子，因此有6種運動狀態(tài)不同的電子，碳原子價電子排布式為2s22p2，根據(jù)泡利不相容原理與洪特規(guī)則，價電子排布圖為

。(2)光氣的分子式為COCl2，又稱碳酰氯，是一種重要的含碳化合物，判斷其分子立體構(gòu)型為___________，其碳原子雜化軌道類型為_____雜化。12345678sp2解析

光氣的分子式為COCl2，其分子中C原子形成3個σ鍵，沒有孤對電子，空間結(jié)構(gòu)為平面三角形，雜化軌道數(shù)目為3，C原子采取sp2雜化。平面三角形(3)碳酸鹽在一定溫度下會發(fā)生分解，實驗證明碳酸鹽的陽離子不同，分解溫度不同，如下表所示：試解釋為什么隨著陽離子半徑的增大，碳酸鹽的分解溫度逐步升高？________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。12345678碳酸鹽MgCO3CaCO3SrCO3BaCO3熱分解溫度/℃40290011721360陽離子半徑/pm6699112135碳酸鹽分解過程實際是晶體中的陽離子結(jié)合碳酸根離子中的氧離子，使碳酸根離子分解為二氧化碳的過程，陽離子所帶電荷數(shù)相同時，陽離子半徑越小，金屬氧化物的晶格能越大，對應的碳酸鹽就越容易分解解析

碳酸鹽分解過程實際是晶體中的陽離子結(jié)合碳酸根離子中的氧離子，使碳酸根離子分解為二氧化碳的過程，陽離子所帶電荷數(shù)相同時，陽離子半徑越小，金屬氧化物的晶格能越大，對應的碳酸鹽就越容易分解，因此隨著陽離子半徑的增大，碳酸鹽的分解溫度逐步升高。12345678(4)碳的一種同素異形體——C60，又名足球烯，是一種高度對稱的球碳分子。立方烷(分子式為C8H8，結(jié)構(gòu)是立方體：

)是比C60約早20年合成出的一種對稱型烴類分子，而現(xiàn)如今已合成出一種立方烷與C60的復合型分子晶體，該晶體的晶胞結(jié)構(gòu)如圖所示，立方烷分子填充在原C60晶體的分子間八面體空隙中。則該復合型分子晶體的組合用二者的分子式可表示為_________。12345678C8H8·C6012345678(5)碳的另一種同素異形體——石墨，其晶體結(jié)構(gòu)如圖所示，則石墨晶胞含碳原子個數(shù)為_____個。已知石墨的密度為ρg·cm－3，C—C鍵鍵長為rcm，阿伏加德羅常數(shù)的值為NA，則石墨晶體的層間距為_______cm(用含ρ、NA、r的式子表示)。12345678412345678(6)金剛石和石墨的物理性質(zhì)差異很大，其中熔點較高的是_______，試從結(jié)構(gòu)分析：____________________________________________________________________________________；硬度大的是________，試從結(jié)構(gòu)分析：____________________________________________________________。12345678石墨

石墨為混合型晶體，金剛石為原子晶體，二者熔點均取決于碳碳共價鍵，前者鍵長短，則熔點高金剛石取決于分子間作用力，而金剛石硬度取決于碳碳共價鍵石墨硬度解析

石墨為混合型晶體，金剛石為原子晶體，二者熔點均取決于碳碳共價鍵，前者鍵長短，則熔點高。石墨硬度取決于分子間作用力，而金剛石硬度取決于碳碳共價鍵，所以硬度大的是金剛石。5.(2018·福建漳州第二次調(diào)研測試)硫、鈷及其化合物用途非常廣泛?；卮鹣铝袉栴}：(1)基態(tài)Co原子價電子排布圖為_______________________，第四電離能I4(Co)<I4(Fe)，其原因是___________________________________________________________；Co與Ca同周期且最外層電子數(shù)相同，單質(zhì)鈷的熔、沸點均比鈣大，其原因是________________________________________________________。12345678鐵失去的是較穩(wěn)定的3d5上的一個電子，鈷失去的是3d6上的一個電子鈷的原子半徑比鈣小，價電子數(shù)比鈣多，鈷中金屬鍵比鈣中強解析

基態(tài)Co原子價電子排布式為3d74s2，價電子排布圖為

。(2)單質(zhì)硫與熟石灰加熱產(chǎn)物之一為CaS3，

的立體構(gòu)型是_______，中心原子雜化方式是______，與其互為等電子體的分子是__________(舉1例)。12345678V形sp3OF2或Cl2O(3)K和Na位于同主族，K2S的熔點為840℃，Na2S的熔點為950℃，前者熔點較低的原因是________________________________________。(4)S與O、Se、Te位于同一主族，它們的氫化物的沸點如下圖所示，沸點按圖像所示變化的原因是________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。K＋的半徑比Na＋大，K2S的晶格能比Na2S小H2O分子間存在較強的氫鍵，其他三種分子間不含氫鍵，所以H2O沸點最高；H2S、H2Se及H2Te的結(jié)構(gòu)相似，隨著相對分子質(zhì)量的增大，范德華力增強，所以沸點逐漸升高12345678(5)鈷的一種化合物晶胞結(jié)構(gòu)如下圖所示。①已知A點的原子坐標參數(shù)為(0,0,0)，B點為(____，

，0)，則C點的原子坐標參數(shù)為__________。12345678解析

已知A點的原子坐標參數(shù)為(0,0,0)，B是面心，B點為

，C是體心，則C點的原子坐標參數(shù)為

。②已知晶胞參數(shù)a＝0.5485nm，則該晶體的密度為__________________________g·cm－3(列出計算表達式即可)。12345678123456786.(2018·河南調(diào)研聯(lián)考)硼、砷、銻的化合物用途非常廣泛?；卮鹣铝袉栴}：(1)基態(tài)砷原子的價電子排布圖為______________，其未成對電子所在原子軌道的輪廓圖形為_________________。12345678啞鈴形(或紡錘形)解析

As為第四周期ⅤA族元素，根據(jù)構(gòu)造原理可知As核外價電子排布式為4s24p3，價電子排布圖為

；其未成對電子在4p軌道，軌道輪廓圖形為啞鈴形。(2)B4C的熔點為2350℃、沸點為3500℃，說明它屬于_______晶體，AsF3的沸點(60.4℃)比SbF3的沸點(376℃)低，其原因是________________________________________________________。12345678原子解析

B4C由兩種非金屬元素組成，不可能為離子晶體，又因為其熔、沸點很高，所以應屬于原子晶體；AsF3和SbF3的沸點都比較低，都是由分子構(gòu)成的，并且結(jié)構(gòu)相似，但AsF3的相對分子質(zhì)量比SbF3的小，所以AsF3的沸點比SbF3沸點低。AsF3與SbF3是結(jié)構(gòu)相似的分子，AsF3的相對分子質(zhì)量比SbF3小(3)已知反應：(CH3)3C—F＋SbF5―→(CH3)3CSbF6，該反應可生成(CH3)3C＋，該碳正離子中碳原子的雜化方式有________。sp2和sp3解析

(CH3)3C＋中，甲基上的C原子形成4個單鍵，屬于sp3雜化，中心C原子形成3個單鍵，無孤對電子，屬于sp2雜化。(4)與BF3互為等電子體的分子和離子分別為__________________________(各舉1例)；已知分子中的大π鍵可用符號

表示，其中m代表參與形成大π鍵的原子數(shù)，n代表參與形成大π鍵的電子數(shù)(如苯分子中的大π鍵可表示為)，則BF3中的大π鍵應表示為_____。12345678(5)砷化硼的晶胞結(jié)構(gòu)如圖所示。與砷原子緊鄰的硼原子有_____個，與每個硼原子緊鄰的硼原子有______個，若其晶胞參數(shù)為bpm，則該晶體的密度為_______________g·cm－3(列出表達式，設(shè)NA為阿伏加德羅常數(shù)的值)。12345678412123456787.(2019·東營質(zhì)檢)石墨、石墨烯及金剛石是碳的同素異形體。(1)以Ni—Cr—Fe為催化劑，一定條件下可將石墨轉(zhuǎn)化為金剛石?；鶓B(tài)Fe原子未成對電子數(shù)為_____。設(shè)石墨晶體中碳碳鍵的鍵長為am，金剛石晶體中碳碳鍵的鍵長為bm，則a______(填“>”“<”或“＝”)b，原因是____________________________________________________