资源简介 (共78张PPT)第4讲 晶体结构与性质【复习目标】 1.知道晶体的类型，认识不同类型晶体中微粒结构、微粒间作用力的区别。2.知道分子晶体、离子晶体结构与性质的关系。3.了解共价晶体的特征，能描述金刚石、二氧化硅等共价晶体的结构与性质的关系。4.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。5.认识简单的晶胞，能根据晶胞确定晶体的组成并进行相关的计算。知识梳理01提升训练02目录CONTENTS课时作业04真题演练03知识梳理周期性有序相对无序有无固定有各向异性各向同性X射线衍射熔融态物质凝固溶质从溶液中析出基本单元间隙4X射线衍射仪衍射峰数目位置××错因非晶体也可能具有规则的几何外形，如玻璃。冰中除存在范德华力外还存在氢键。×对固体进行X射线衍射实验是区分晶体与非晶体最可靠的方法。√×错因晶体在固态时不具有自范性。立方晶胞中，顶点上的原子被8个晶胞共用。×4六24212Si412426664488金属键8价电子所有原子相对滑动不变定向移动范德华力3sp2垂直重叠平行导电分子原子阴、阳离子范德华力共价键金属键离子键较小很大很大很小较大较低很高很高很低较高××错因AlCl3晶体由金属元素和非金属元素组成，但其为分子晶体。金属晶体由自由电子与金属阳离子构成，则在晶体中有阳离子，不一定有阴离子。××错因共价晶体的熔点可能比金属晶体的低，如钨的熔点比硅的熔点高。金属晶体的熔点不一定比分子晶体的高，如金属汞在常温下为液体，硫为固体。√提升训练答案答案(1)同一物质可以是晶体，也可以是非晶体，如晶体SiO2和非晶体SiO2。(2)晶体、非晶体与几何外形无关。有着规则几何外形或者美观、对称外形的固体，不一定是晶体，例如：玻璃。晶体不一定都有规则的几何外形，如玛瑙。粉末状固体也可能是晶体，例如：K2Cr2O7粉末、KNO3粉末。(3)具有固定组成的物质也不一定是晶体，如某些无定形体也有固定的组成。题组二 分析与推测晶胞的组成3.如图为甲、乙、丙三种晶体的晶胞：试写出：(1)甲晶体化学式(X为阳离子)为________。(2)乙晶体中A、B、C三种微粒的个数比是___________。(3)丙晶体中每个D周围结合E的个数是________。(4)乙晶体中每个A周围结合B的个数是________。答案X2Y1∶3∶1812解析答案解析立方体晶胞中微粒周围其他微粒个数的判断①A周围有4个B，B周围有12个A②A周围有2个C，C周围有6个A③B周围有6个D，D周围有2个B④B周围有8个C，C周围有8个B⑤C周围有12个D，D周围有4个C⑥A周围有4个D，D周围有4个A答案2.(1)金属镍粉在CO气流中轻微加热，生成无色易挥发性液体Ni(CO)4，呈正四面体结构。试推测Ni(CO)4的晶体类型是________，Ni(CO)4易溶于________(填标号)。A.水 B.四氯化碳C.苯 D.硫酸镍溶液(2) 实验测得铝元素与氯元素形成化合物的实际组成为Al2Cl6，其球棍模型如图所示。已知Al2Cl6在加热时易升华，Al2Cl6属于________晶体(填晶体类型)。Na[Al(OH)4]属于________晶体(填晶体类型)，存在的化学键有________________________________。(3)磷化硼(BP)是一种有价值的耐磨硬涂层材料，它是在高温(>750 ℃)氢气氛围下通过三溴化硼和三溴化磷反应制得的，可知BP为________晶体。答案分子晶体BC分子离子离子键、极性共价键、配位键共价晶体类型的判断方法(1)依据物质的类别判断①活泼金属氧化物(如K2O、Na2O2等)、强碱(NaOH、KOH等)和绝大多数的盐是离子晶体。②由非金属元素组成的物质(铵盐、金刚石、石墨、晶体硅、SiO2、碳化硅、晶体硼等除外)是分子晶体。③金属单质或合金是金属晶体。(2)依据晶体的熔点判断①离子晶体的熔点多数较高。②共价晶体熔点很高。③分子晶体熔点低。常温下为气态或液态的物质，其晶体应属于分子晶体(Hg除外)。④金属晶体多数熔点高，但也有少数熔点较低(如汞、铯)。(3)依据导电性判断①熔融状态时能导电的化合物为离子晶体。②共价晶体一般为非导体。③分子晶体为非导体。④金属晶体是电的良导体。(4)依据硬度和机械性能判断①离子晶体硬度较大、硬而脆。②共价晶体硬度大。③分子晶体硬度小且较脆。④金属晶体多数硬度大，但也有较低的(如钠、钾等)，且具有延展性。题组二 分析与判断晶体熔、沸点的高低3.下列排序不正确的是( )A.熔点由高到低：Na>Mg>AlB.硬度由大到小：金刚石>碳化硅>晶体硅C.晶体熔点由低到高：COD.熔点由高到低：NaF>NaCl>NaBr>NaI答案解析 金属离子的电荷数越多，半径越小，金属键越强，其熔点越高，则熔点由高到低的顺序为Al>Mg>Na，A错误；键长越短，共价键越强，硬度越大，键长C—C碳化硅>晶体硅，B正确；一般情况下，晶体熔点的高低顺序为分子晶体<离子晶体<共价晶体，故熔点CO(分子晶体)NaCl>NaBr>NaI，D正确。解析4.(1)氯化铝的熔点为190 ℃，而氟化铝的熔点为1290 ℃，导致这种差异的原因为_________________________________________。(2)CuO的熔点比CuS的高，原因是_______________________________________________________。(3)硅烷(SinH2n＋2)的沸点与其相对分子质量的变化关系如图所示，呈现这种变化关系的原因是____________________________________________________________________________。答案AlCl3是分子晶体，而AlF3是离子晶体氧离子半径小于硫离子半径，所以CuO的离子键强，熔点较高同是分子晶体，硅烷的相对分子质量越大，分子间范德华力越强(或其他合理答案)晶体熔、沸点高低的比较方法(1)不同类型的晶体①不同类型晶体的熔、沸点高低一般规律：共价晶体＞离子晶体＞分子晶体。②金属晶体的熔、沸点差别很大，如钨、铂等熔、沸点很高，汞、铯等熔、沸点很低。②离子晶体一般地说，离子所带的电荷数越多(主要因素)，离子半径越小，熔点越高，如熔点：Al2O3>NaCl>CsCl。③分子晶体a.组成和结构相似的分子晶体，相对分子质量越大，熔点越高，如熔点：SnH4>GeH4>SiH4>CH4。具有氢键的分子晶体熔点反常地高。如熔点：H2O>H2Te>H2Se>H2S。b.组成和结构不相似的物质(相对分子质量接近)，分子的极性越大，其熔点越高，如熔点：CO>N2。c.对于有机物的同分异构体，支链越多，熔点越低。如熔点：> > 。④金属晶体金属离子半径越小，离子所带的电荷数越多，其金属键越强，金属熔点越高，如熔点：Na真题演练答案解析 Al和Ga均为第ⅢA族元素，N属于第ⅤA族元素，AlN、GaN为结构相似的共价晶体，由于Al原子的半径小于Ga的，N—Al的键长小于N—Ga的，则N—Al的键能较大，键能越大则其对应的共价晶体的熔点越高，故GaN的熔点低于AlN，A错误。答案解析3.(2022·湖北高考) 某立方卤化物可用于制作光电材料，其晶胞结构如图所示。下列说法错误的是( )A.Ca2＋的配位数为6B.与F－距离最近的是K＋C.该物质的化学式为KCaF3D.若F－换为Cl－，则晶胞棱长将改变答案解析4.(1) (2023·全国甲卷节选)如图所示的几种碳单质，它们互为__________，其中属于原子晶体的是________，C60间的作用力是____________。(2)(2023·浙江1月选考节选)Si与P形成的某化合物晶体的晶胞如图。该晶体类型是___________，该化合物的化学式为_______。答案同素异形体金刚石范德华力共价晶体SiP2解析答案HCON(CH3)2分子间只有一般的分子间作用力，HCONH2分子间存在氢键，破坏一般的分子间作用力更容易，所以沸点低答案CF4和SiF4都是分子晶体，结构相似，分子间作用力相差较小，所以熔点相差较小；BF3通过分子间作用力形成分子晶体，AlF3通过离子键形成离子晶体，破坏离子键需要能量较多，所以熔点相差较大答案解析 图2代表的铁单质中，以底面中心的铁原子为例，上层、同层、下层各有4个紧邻的铁原子，故一个铁原子周围最多有12个紧邻的铁原子，故B错误。解析答案解析课时作业[建议用时：40分钟]一、选择题(每小题只有1个选项符合题意)1.下列有关晶体的特征及结构的叙述中不正确的是( )A.晶体一般都有各向异性B.晶体有固定的熔点C.固态物质不一定是晶体D.粉末状的固体肯定不是晶体答案答案2.下列各组晶体物质中，化学键类型相同，晶体类型也相同的是( )A.SiO2与SO3B.C3N4(硬度大，熔点高)与SiCC.CO2与AlD.晶体氖与晶体氮3.关于晶体的叙述中，正确的是( )A.共价晶体中，共价键的键能越大，熔、沸点越高B.分子晶体中，分子间的作用力越大，该分子越稳定C.分子晶体中，共价键的键能越大，熔、沸点越高D.某晶体溶于水后，可电离出自由移动的离子，该晶体一定是离子晶体答案4. (2023·北京市朝阳区高三期末质量检测)NaCl的晶胞结构如图所示。下列说法不正确的是( )A.NaCl属于离子晶体B.每个晶胞中平均含有4个Na＋和4个Cl－C.每个Na＋周围有6个紧邻的Cl－和6个紧邻的Na＋D.Na＋和Cl－间存在较强的离子键，因此NaCl具有较高的熔点答案解析 每个Na＋周围有6个紧邻的Cl－和12个紧邻的Na＋，C错误。解析5.(2023·山东济宁高三期末检测)已知C3N4晶体的硬度比金刚石大，原子间均以单键结合，下列关于C3N4晶体的说法错误的是( )A.晶体中所有原子均采取sp3杂化B.晶体中所有化学键均为极性键C.晶体中C—N键的键长大于金刚石中C—C键的键长D.第二周期中，第一电离能介于C和N之间的元素只有1种答案解析 因N的原子半径比C的原子半径小，则C—N键的键长比金刚石中C—C键的键长要短，故C错误。解析6.下列有关说法不正确的是( )A.水合铜离子的模型如图1所示，1个水合铜离子中有4个配位键B.CaF2晶体的晶胞如图2所示，每个CaF2晶胞平均占有4个Ca2＋C.H原子的电子云图如图3所示，H原子核外大多数电子在原子核附近运动D.金属铜的晶胞结构如图4所示，每个Cu原子的配位数均为12答案7. 云南镍白铜(铜镍合金)闻名中外，曾主要用于造币，也可用于制造仿银饰品。镍白铜合金的立方晶胞结构如图所示。下列说法错误的是( )A.晶胞中铜原子与镍原子的个数比为3∶1B.镍白铜是含有金属键的化合物C.Ni原子核外有2个未成对电子D.镍白铜具有较大的硬度答案解析 合金是两种或两种以上的金属或者金属与非金属熔合而成的混合物，不是化合物，B错误。解析8.某些物质的熔点数据如下表，据此做出的下列判断中错误的是( )A.表中BCl3和CO2均是分子晶体B.同族元素的氧化物可形成不同类型的晶体C.只要由金属元素和非金属元素形成的晶体就一定是离子晶体D.不同族元素的氧化物可形成相同类型的晶体答案Na2O NaCl AlF3 AlCl3920 ℃ 801 ℃ 1291 ℃ 190 ℃BCl3 SO2 CO2 SiO2－107 ℃ －72.7 ℃ －57 ℃ 1723 ℃9.(2023·河北唐山市高三一模) 锂电池负极材料为Li嵌入两层石墨层中，形成如图所示的晶胞结构。下列说法中正确的是( )A.该负极材料的摩尔质量为79B.碳原子的杂化方式为sp3杂化C.Li的配位数为8D.晶胞中Li与C原子个数比为1∶6答案10. F、K和Ni三种元素组成的一种化合物的晶胞如图所示。下列说法错误的是( )A.Ni位于元素周期表d区B.该物质的化学式为K2NiF4C.Ni的配位数为6D.该晶体属于分子晶体答案解析11.(2023·广东省佛山市顺德区高三模拟)钙是构成人体骨骼和牙齿的主要元素之一，下列说法不正确的是( )A.工业上通过电解法制备CaB.CaCO3可用于海水提镁，其阴离子空间结构为平面三角形C.钙钛矿晶体中钛离子周围与它最近且距离相等的钛离子个数为8D.钙钛矿晶胞中氧、钙、钛的粒子个数比为3∶1∶1答案解析 钙钛矿晶体中钛离子处于顶角位置，周围与它最近且距离相等的钛离子个数为6，C错误。解析12.(2023·浙南名校联盟高三联考)下列关于超分子和配合物的叙述不正确的是( )A.细胞和细胞器的双分子膜具有自组装性质B.利用超分子的分子识别特征，可以分离C60和C70C.配位化合物中配位键强度都很大，因而配合物都很稳定D.配离子[Fe(CN)5(NO)]2－的中心离子为Fe3＋，配位数为6，配位原子为C和N答案13.(2023·锦州市普通高中高三质量检测)钛铁合金有储氢功能，吸收氢气后形成的晶胞如图1所示(H未全部标出)，晶胞中每个氢原子位于4个钛原子和2个铁原子形成的八面体的中心。下列说法错误的是( )A.钛铁合金属于金属晶体，主要作用力为金属键B.未吸收氢气时，钛铁合金的晶胞示意图为图2C.钛铁合金中每个Ti周围距离最近且等距的Fe有8个D.图1中形成的金属氢化物的化学式为TiFeH2答案二、非选择题14.氯化钠是一种典型且极具魅力的晶体，我们通过学习氯化钠可以更好地了解其他类似物质的结构。已知氯化钠的晶胞如图1所示。(1)下列关于氯化钠的说法正确的是________。A.基态Na＋的电子有5种空间运动状态B.钠是第一电离能最大的碱金属元素C.氯原子的价电子排布式可写成[Ne]3s23p5D.每个氯离子周围与它最近且等距的氯离子有12个答案AD答案(2)已知NaCl的密度为ρ g·cm－3，NaCl的摩尔质量为M g·mol－1，阿伏加德罗常数的值为NA，则在NaCl晶体里Na＋和Cl－的最短距离为________________pm。(3)温度升高时，NaCl晶体出现缺陷，如图2所示，当图中方格内填入Na＋时，恰好构成氯化钠晶胞的1/8。NaCl晶体出现缺陷时，其导电性大大增强，原因是________________________________________________________________。该晶体在通电时，钠离子可在电场的作用下迁移到缺陷处，形成电流(4)NiO、FeO的晶体类型与氯化钠相同，Ni2＋和Fe2＋的离子半径分别为69 pm和78 pm，则熔点：NiO________FeO(填“>”“<”或“＝”)。(5)钡在氧气中燃烧时得到一种钡的氧化物BaO2晶体，其阴、阳离子的排布与氯化钠相同，其中存在的化学键的类型为____________________________。答案>离子键、非极性共价键解析答案12答案答案 如图答案CoAl2O4八面体空隙解析解析解析第4讲 晶体结构与性质【复习目标】 1.知道晶体的类型，认识不同类型晶体中微粒结构、微粒间作用力的区别。2.知道分子晶体、离子晶体结构与性质的关系。3.了解共价晶体的特征，能描述金刚石、二氧化硅等共价晶体的结构与性质的关系。4.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。5.认识简单的晶胞，能根据晶胞确定晶体的组成并进行相关的计算。INCLUDEPICTURE "\\\\李梅\\李梅\\课件\\405化学（一轮书（创新版\\知识梳理教.TIF" \* MERGEFORMAT一、晶体与晶胞1.晶体与非晶体晶体 非晶体结构特征 组成微粒周期性有序排列 组成微粒相对无序排列性质特征 自范性 有 无熔点 固定 不固定异同表现 各向异性 各向同性区别二者的科学方法 对固体进行X射线衍射实验实例 冰、NaCl、Fe 玻璃、石蜡2.获得晶体的三条途径(1)熔融态物质凝固。(2)气态物质冷却不经液态直接凝固(凝华)。(3)溶质从溶液中析出。3.晶胞(1)概念描述晶体结构的基本单元。(2)晶体中晶胞的排列——无隙并置①无隙：相邻晶胞之间没有任何间隙。②并置：所有晶胞平行排列、取向相同。③形状：一般而言晶胞都是平行六面体。(3)实例——铜晶胞INCLUDEPICTURE "\\\\李梅\\李梅\\课件\\405化学（一轮书（创新版\\405HXPZ101教.TIF" \* MERGEFORMAT顶点：8×＝1 面心：6×＝3INCLUDEPICTURE "\\\\李梅\\李梅\\课件\\405化学（一轮书（创新版\\405HXPZ102教.TIF" \* MERGEFORMAT因此，金属铜的一个晶胞的原子数为4。4.晶体结构的测定(1)测定晶体结构最常用的仪器是X射线衍射仪。(2)晶体结构的测定原理在晶体的X射线衍射实验中，当单一波长的X射线通过晶体时，X射线和晶体中的电子相互作用，会在记录仪上产生分立的斑点或者明锐的衍射峰。(3)经过计算可以从衍射图形获得晶胞的形状和大小，分子或原子在微观空间有序排列呈现的对称类型、原子在晶胞里的数目和位置等，以及结合晶体化学组成的信息推出原子之间的相互关系等晶体结构的有关信息。INCLUDEPICTURE "\\\\李梅\\李梅\\课件\\405化学（一轮书（创新版\\易错辨析教.TIF" \* MERGEFORMAT判断正误。正确的打“√”，错误的打“×”并指明错因。(1)具有规则几何外形的固体一定是晶体。(×)错因：非晶体也可能具有规则的几何外形，如玻璃。(2)冰和碘晶体中相互作用力完全相同。(×)错因：冰中除存在范德华力外还存在氢键。(3)区分晶体和非晶体最可靠的方法是看固体是否具有固定的熔点。(×)错因：对固体进行X射线衍射实验是区分晶体与非晶体最可靠的方法。(4)固体SiO2不一定是晶体。(√)错因：________________________________________________________________________(5)缺角的NaCl晶体久置会慢慢变为完美的立方体块。(×)错因：晶体在固态时不具有自范性。(6)立方晶胞中，顶点上的原子被4个晶胞共用。(×)错因：立方晶胞中，顶点上的原子被8个晶胞共用。二、晶体的组成结构与性质1.几种常见的晶体模型(1)共价晶体①金刚石晶体中，每个C与另外4个C形成共价键，C—C键之间的夹角是109°28′，最小的环是六元环。含有1 mol C的金刚石中，形成的共价键有2 mol。②SiO2晶体中，每个Si原子与4个O原子成键，每个O原子与2个硅原子成键，最小的环是12元环，在“硅氧”四面体中，处于中心的是Si原子，1 mol SiO2中含有4 mol Si—O键。(2)分子晶体①干冰晶体中，每个CO2分子周围等距且紧邻的CO2分子有12个。②冰的结构模型中，每个水分子与相邻的4个水分子以氢键相连接，含1 mol H2O的冰中，最多可形成2 mol “氢键”。(3)离子晶体①NaCl型：在晶体中，每个Na＋同时吸引6个Cl－，每个Cl－同时吸引6个Na＋，配位数为6。每个晶胞含4个Na＋和4个Cl－。②CsCl型：在晶体中，每个Cl－吸引8个Cs＋，每个Cs＋吸引8个Cl－，配位数为8。(4)金属晶体①含义：金属原子通过金属键形成的晶体，金属单质形成的晶体就是金属晶体。②金属键的形成：晶体中金属原子脱落下来的价电子形成遍布整块晶体的“电子气”，被所有原子共用，从而将所有的原子维系在一起，形成“巨分子”。③金属键的实质是金属阳离子与电子气间的静电作用。④金属晶体的物理性质及解释2.过渡晶体与混合型晶体(1)过渡晶体纯粹的典型晶体是不多的，大多数晶体是四类典型晶体之间的过渡晶体。偏向离子晶体的过渡晶体在许多性质上与纯粹的离子晶体接近，因而通常当作离子晶体来处理，偏向共价晶体的过渡晶体则当作共价晶体来处理。(2)混合型晶体像石墨这样的晶体是一种混合型晶体。石墨晶体是层状结构，层与层之间靠范德华力维系。石墨的二维结构中，每个碳原子的配位数是3，呈sp2杂化，有一个未参与杂化的2p电子，它的原子轨道垂直于碳原子平面。由于所有的p轨道相互平行而且相互重叠，使p轨道中的电子可在整个碳原子平面中运动，因此石墨有类似金属晶体的导电性。3.四种典型晶体的比较 类型比较 分子晶体 共价晶体 金属晶体 离子晶体构成粒子 分子 原子 金属阳离子、自由电子 阴、阳离子粒子间的相互作用力 范德华力(某些含氢键) 共价键 金属键 离子键硬度 较小 很大 有的很大，有的很小 较大熔、沸点 较低 很高 有的很高，有的很低 较高导电、传热性 一般不导电，溶于水后有的导电 一般不具有导电性，个别为半导体 电和热的良导体 晶体不导电，水溶液或熔融态导电INCLUDEPICTURE "\\\\李梅\\李梅\\课件\\405化学（一轮书（创新版\\易错辨析教.TIF" \* MERGEFORMAT判断正误。正确的打“√”，错误的打“×”并指明错因。(1)由金属元素和非金属元素组成的晶体一定是离子晶体。(×)错因：AlCl3晶体由金属元素和非金属元素组成，但其为分子晶体。(2)在晶体中只要有阳离子就一定有阴离子。(×)错因：金属晶体由自由电子与金属阳离子构成，则在晶体中有阳离子，不一定有阴离子。(3)共价晶体的熔点一定比金属晶体的高。(×)错因：共价晶体的熔点可能比金属晶体的低，如钨的熔点比硅的熔点高。(4)分子晶体的熔点一定比金属晶体的低。(×)错因：金属晶体的熔点不一定比分子晶体的高，如金属汞在常温下为液体，硫为固体。(5)离子晶体不一定都含有金属元素。(√)错因：________________________________________________________________________INCLUDEPICTURE "\\\\李梅\\李梅\\课件\\405化学（一轮书（创新版\\提升训练教.TIF" \* MERGEFORMAT考点1 晶体与晶胞题组一 认知与识别晶体和非晶体1.下列关于晶体的叙述正确的是( )A.晶体中只要有阳离子就一定有阴离子B.区分晶体和非晶体最可靠的方法是对固体进行X射线衍射实验C.分子晶体中共价键键能越大熔点和沸点越高D.金属晶体发生形变时，内部金属离子与“自由电子”的相互作用消失答案 B2.如图是a、b两种不同物质的熔化曲线，下列说法中正确的是( )①a是晶体 ②a是非晶体 ③b是晶体 ④b是非晶体A.①④ B.②④C.①③ D.②③答案 AINCLUDEPICTURE "\\\\李梅\\李梅\\课件\\405化学（一轮书（创新版\\名师点拨教.TIF" \* MERGEFORMAT (1)同一物质可以是晶体，也可以是非晶体，如晶体SiO2和非晶体SiO2。(2)晶体、非晶体与几何外形无关。有着规则几何外形或者美观、对称外形的固体，不一定是晶体，例如：玻璃。晶体不一定都有规则的几何外形，如玛瑙。粉末状固体也可能是晶体，例如：K2Cr2O7粉末、KNO3粉末。(3)具有固定组成的物质也不一定是晶体，如某些无定形体也有固定的组成。题组二 分析与推测晶胞的组成3.如图为甲、乙、丙三种晶体的晶胞：试写出：(1)甲晶体化学式(X为阳离子)为________。(2)乙晶体中A、B、C三种微粒的个数比是________。(3)丙晶体中每个D周围结合E的个数是________。(4)乙晶体中每个A周围结合B的个数是________。答案 (1)X2Y (2)1∶3∶1 (3)8 (4)12解析 (3)丙中每个D周围的E的个数与每个E周围D的个数相同，每个E周围有8个D，所以每个D周围结合8个E。(4)乙晶体中每个A周围结合B的个数是3×8×＝12。4.某晶体的晶胞结构如图所示，X()位于立方体的顶点，Y()位于立方体的体心。设该晶体的摩尔质量为M g·mol－1，晶体的密度为ρ g·cm－3，阿伏加德罗常数的值为NA，则晶体中两个距离最近的X之间的距离为________cm。答案 解析 由题意知，该晶胞中含有个XY2(或Y2X)，设晶胞的边长为a cm，则有ρa3NA＝M，a＝，则晶体中两个距离最近的X之间的距离为 cm。INCLUDEPICTURE "\\\\李梅\\李梅\\课件\\405化学（一轮书（创新版\\规律方法教.TIF" \* MERGEFORMAT 立方体晶胞中微粒周围其他微粒个数的判断①A周围有4个B，B周围有12个A②A周围有2个C，C周围有6个A③B周围有6个D，D周围有2个B④B周围有8个C，C周围有8个B⑤C周围有12个D，D周围有4个C⑥A周围有4个D，D周围有4个A考点2 晶体的组成结构与性质题组一 认知与识别晶体的类型1.下列各组物质的晶体中，化学键类型相同、晶体类型、物质发生状态变化所克服的粒子间的相互作用也相同的是( )A.SO3和HCl B.KCl和MgC.NaCl和H2O D.CCl4和SiO2答案 A2.(1)金属镍粉在CO气流中轻微加热，生成无色易挥发性液体Ni(CO)4，呈正四面体结构。试推测Ni(CO)4的晶体类型是________，Ni(CO)4易溶于________(填标号)。A.水 B.四氯化碳C.苯 D.硫酸镍溶液(2)实验测得铝元素与氯元素形成化合物的实际组成为Al2Cl6，其球棍模型如图所示。已知Al2Cl6在加热时易升华，Al2Cl6属于________晶体(填晶体类型)。Na[Al(OH)4]属于________晶体(填晶体类型)，存在的化学键有______________________。(3)磷化硼(BP)是一种有价值的耐磨硬涂层材料，它是在高温(>750 ℃)氢气氛围下通过三溴化硼和三溴化磷反应制得的，可知BP为________晶体。答案 (1)分子晶体 BC (2)分子 离子 离子键、极性共价键、配位键(3)共价INCLUDEPICTURE "\\\\李梅\\李梅\\课件\\405化学（一轮书（创新版\\方法技巧教.TIF" \* MERGEFORMAT 晶体类型的判断方法(1)依据物质的类别判断①活泼金属氧化物(如K2O、Na2O2等)、强碱(NaOH、KOH等)和绝大多数的盐是离子晶体。②由非金属元素组成的物质(铵盐、金刚石、石墨、晶体硅、SiO2、碳化硅、晶体硼等除外)是分子晶体。③金属单质或合金是金属晶体。(2)依据晶体的熔点判断①离子晶体的熔点多数较高。②共价晶体熔点很高。③分子晶体熔点低。常温下为气态或液态的物质，其晶体应属于分子晶体(Hg除外)。④金属晶体多数熔点高，但也有少数熔点较低(如汞、铯)。(3)依据导电性判断①熔融状态时能导电的化合物为离子晶体。②共价晶体一般为非导体。③分子晶体为非导体。④金属晶体是电的良导体。(4)依据硬度和机械性能判断①离子晶体硬度较大、硬而脆。②共价晶体硬度大。③分子晶体硬度小且较脆。④金属晶体多数硬度大，但也有较低的(如钠、钾等)，且具有延展性。题组二 分析与判断晶体熔、沸点的高低3.下列排序不正确的是( )A.熔点由高到低：Na>Mg>AlB.硬度由大到小：金刚石>碳化硅>晶体硅C.晶体熔点由低到高：COD.熔点由高到低：NaF>NaCl>NaBr>NaI答案 A解析 金属离子的电荷数越多，半径越小，金属键越强，其熔点越高，则熔点由高到低的顺序为Al>Mg>Na，A错误；键长越短，共价键越强，硬度越大，键长C—C碳化硅>晶体硅，B正确；一般情况下，晶体熔点的高低顺序为分子晶体<离子晶体<共价晶体，故熔点CO(分子晶体)NaCl>NaBr>NaI，D正确。4.(1)氯化铝的熔点为190 ℃，而氟化铝的熔点为1290 ℃，导致这种差异的原因为__________________________。(2)CuO的熔点比CuS的高，原因是______________________________________________。(3)硅烷(SinH2n＋2)的沸点与其相对分子质量的变化关系如图所示，呈现这种变化关系的原因是__________________________________________________________。答案 (1)AlCl3是分子晶体，而AlF3是离子晶体(2)氧离子半径小于硫离子半径，所以CuO的离子键强，熔点较高(3)同是分子晶体，硅烷的相对分子质量越大，分子间范德华力越强(或其他合理答案)晶体熔、沸点高低的比较方法(1)不同类型的晶体①不同类型晶体的熔、沸点高低一般规律：共价晶体＞离子晶体＞分子晶体。②金属晶体的熔、沸点差别很大，如钨、铂等熔、沸点很高，汞、铯等熔、沸点很低。→→→如熔点：金刚石>碳化硅>硅。②离子晶体一般地说，离子所带的电荷数越多(主要因素)，离子半径越小，熔点越高，如熔点：Al2O3>NaCl>CsCl。③分子晶体a.组成和结构相似的分子晶体，相对分子质量越大，熔点越高，如熔点：SnH4>GeH4>SiH4>CH4。具有氢键的分子晶体熔点反常地高。如熔点：H2O>H2Te>H2Se>H2S。b.组成和结构不相似的物质(相对分子质量接近)，分子的极性越大，其熔点越高，如熔点：CO>N2。c.对于有机物的同分异构体，支链越多，熔点越低。如熔点： > > 。④金属晶体金属离子半径越小，离子所带的电荷数越多，其金属键越强，金属熔点越高，如熔点：NaINCLUDEPICTURE "\\\\李梅\\李梅\\课件\\405化学（一轮书（创新版\\真题演练教.TIF" \* MERGEFORMAT1.(2022·湖北高考)C60在高温高压下可转变为具有一定导电性、高硬度的非晶态碳玻璃。下列关于该碳玻璃的说法错误的是( )A.具有自范性B.与C60互为同素异形体C.含有sp3杂化的碳原子D.化学性质与金刚石有差异答案 A解析 自范性是晶体性质，碳玻璃为非晶态，所以没有自范性，A错误。2.(2022·山东高考)AlN、GaN属于第三代半导体材料，二者成键结构与金刚石相似，晶体中只存在N—Al键、N—Ga键。下列说法错误的是( )A.GaN的熔点高于AlNB.晶体中所有化学键均为极性键C.晶体中所有原子均采取sp3杂化D.晶体中所有原子的配位数均相同答案 A解析 Al和Ga均为第ⅢA族元素，N属于第ⅤA族元素，AlN、GaN为结构相似的共价晶体，由于Al原子的半径小于Ga的，N—Al的键长小于N—Ga的，则N—Al的键能较大，键能越大则其对应的共价晶体的熔点越高，故GaN的熔点低于AlN，A错误。3.(2022·湖北高考)某立方卤化物可用于制作光电材料，其晶胞结构如图所示。下列说法错误的是( )A.Ca2＋的配位数为6B.与F－距离最近的是K＋C.该物质的化学式为KCaF3D.若F－换为Cl－，则晶胞棱长将改变答案 B解析 F－与K＋的最近距离为棱长的，F－与Ca2＋的最近距离为棱长的，所以与F－距离最近的是Ca2＋，B错误。4.(1)(2023·全国甲卷节选)如图所示的几种碳单质，它们互为________，其中属于原子晶体的是________，C60间的作用力是____________。(2)(2023·浙江1月选考节选)Si与P形成的某化合物晶体的晶胞如图。该晶体类型是________，该化合物的化学式为______________。答案 (1)同素异形体 金刚石 范德华力(2)共价晶体 SiP2解析 (2)该晶体为空间网状结构，晶体类型为共价晶体，Si位于晶胞的顶点和面心，个数为8×＋6×＝4，P位于晶胞的体内，个数为8，Si、P个数比为4∶8＝1∶2，则该化合物的化学式为SiP2。5.(2022·浙江1月选考)(1)两种有机物的相关数据如下表：物质 HCON(CH3)2 HCONH2相对分子质量 73 45沸点/℃ 153 220HCON(CH3)2的相对分子质量比HCONH2的大，但其沸点反而比HCONH2的低，主要原因是________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(2)四种晶体的熔点数据如下表：物质 CF4 SiF4 BF3 AlF3熔点/℃ －183 －90 －127 >1000CF4和SiF4熔点相差较小，BF3和AlF3熔点相差较大，原因是________________________________________________________________________________________________________________________________________________。答案 (1)HCON(CH3)2分子间只有一般的分子间作用力，HCONH2分子间存在氢键，破坏一般的分子间作用力更容易，所以沸点低(2)CF4和SiF4都是分子晶体，结构相似，分子间作用力相差较小，所以熔点相差较小；BF3通过分子间作用力形成分子晶体，AlF3通过离子键形成离子晶体，破坏离子键需要能量较多，所以熔点相差较大INCLUDEPICTURE "\\\\李梅\\李梅\\课件\\405化学（一轮书（创新版\\高考预测教.TIF" \* MERGEFORMAT1.因生产金属铁的工艺和温度等因素不同，产生的铁单质的晶体结构也不同。两种铁晶胞(均为立方体，边长分别为a nm和1.22a nm)的结构示意图如下。下列说法不正确的是( )A.用X射线衍射可测定铁晶体的结构B.图2代表的铁单质中，一个铁原子周围最多有4个紧邻的铁原子C.图1与图2代表的铁单质中，原子之间以金属键相互结合D.图1与图2代表的铁单质的密度不同答案 B解析 图2代表的铁单质中，以底面中心的铁原子为例，上层、同层、下层各有4个紧邻的铁原子，故一个铁原子周围最多有12个紧邻的铁原子，故B错误。2.某种新型储氢材料的晶胞如图，八面体中心为M金属离子，顶点均为NH3配体；四面体中心为硼原子，顶点均为氢原子，其摩尔质量为188 g·mol－1，下列说法正确的是( )A.金属离子M与硼原子的配位数之比为2∶1B.金属离子的价层电子排布式为3d5C.化学式为[Fe(NH3)6](BH4)2D.该化合物中存在金属键、离子键、极性键和配位键答案 C解析 八面体位于晶胞的顶点和面心，个数为8×＋6×＝4，四面体位于晶胞的内部，个数为8，晶胞中八面体和四面体个数比为1∶2，则该晶体的化学式可表示为[M(NH3)6](BH4)2，该化合物的摩尔质量为188 g·mol－1，则Mr(M)＋17×6＋15×2＝188，解得Mr(M)＝56，即M为Fe元素，其化学式为[Fe(NH3)6](BH4)2。金属离子M与6个NH3形成八面体，则金属离子M的配位数为6，硼原子与4个氢原子形成四面体，则硼原子的配位数为4，因此金属离子M与硼原子的配位数之比为3∶2，A错误；根据分析可知金属离子M为Fe2＋，其价层电子排布式为3d6，B错误；该化合物中没有金属键，D错误。课时作业[建议用时：40分钟]一、选择题(每小题只有1个选项符合题意)1.下列有关晶体的特征及结构的叙述中不正确的是( )A.晶体一般都有各向异性B.晶体有固定的熔点C.固态物质不一定是晶体D.粉末状的固体肯定不是晶体答案 D2.下列各组晶体物质中，化学键类型相同，晶体类型也相同的是( )A.SiO2与SO3B.C3N4(硬度大，熔点高)与SiCC.CO2与AlD.晶体氖与晶体氮答案 B3.关于晶体的叙述中，正确的是( )A.共价晶体中，共价键的键能越大，熔、沸点越高B.分子晶体中，分子间的作用力越大，该分子越稳定C.分子晶体中，共价键的键能越大，熔、沸点越高D.某晶体溶于水后，可电离出自由移动的离子，该晶体一定是离子晶体答案 A4.(2023·北京市朝阳区高三期末质量检测)NaCl的晶胞结构如图所示。下列说法不正确的是( )A.NaCl属于离子晶体B.每个晶胞中平均含有4个Na＋和4个Cl－C.每个Na＋周围有6个紧邻的Cl－和6个紧邻的Na＋D.Na＋和Cl－间存在较强的离子键，因此NaCl具有较高的熔点答案 C解析 每个Na＋周围有6个紧邻的Cl－和12个紧邻的Na＋，C错误。5.(2023·山东济宁高三期末检测)已知C3N4晶体的硬度比金刚石大，原子间均以单键结合，下列关于C3N4晶体的说法错误的是( )A.晶体中所有原子均采取sp3杂化B.晶体中所有化学键均为极性键C.晶体中C—N键的键长大于金刚石中C—C键的键长D.第二周期中，第一电离能介于C和N之间的元素只有1种答案 C解析 因N的原子半径比C的原子半径小，则C—N键的键长比金刚石中C—C键的键长要短，故C错误。6.下列有关说法不正确的是( )A.水合铜离子的模型如图1所示，1个水合铜离子中有4个配位键B.CaF2晶体的晶胞如图2所示，每个CaF2晶胞平均占有4个Ca2＋C.H原子的电子云图如图3所示，H原子核外大多数电子在原子核附近运动D.金属铜的晶胞结构如图4所示，每个Cu原子的配位数均为12答案 C7.云南镍白铜(铜镍合金)闻名中外，曾主要用于造币，也可用于制造仿银饰品。镍白铜合金的立方晶胞结构如图所示。下列说法错误的是( )A.晶胞中铜原子与镍原子的个数比为3∶1B.镍白铜是含有金属键的化合物C.Ni原子核外有2个未成对电子D.镍白铜具有较大的硬度答案 B解析 合金是两种或两种以上的金属或者金属与非金属熔合而成的混合物，不是化合物，B错误。8.某些物质的熔点数据如下表，据此做出的下列判断中错误的是( )Na2O NaCl AlF3 AlCl3920 ℃ 801 ℃ 1291 ℃ 190 ℃BCl3 SO2 CO2 SiO2－107 ℃ －72.7 ℃ －57 ℃ 1723 ℃A.表中BCl3和CO2均是分子晶体B.同族元素的氧化物可形成不同类型的晶体C.只要由金属元素和非金属元素形成的晶体就一定是离子晶体D.不同族元素的氧化物可形成相同类型的晶体答案 C9.(2023·河北唐山市高三一模)锂电池负极材料为Li嵌入两层石墨层中，形成如图所示的晶胞结构。下列说法中正确的是( )A.该负极材料的摩尔质量为79B.碳原子的杂化方式为sp3杂化C.Li的配位数为8D.晶胞中Li与C原子个数比为1∶6答案 D10.F、K和Ni三种元素组成的一种化合物的晶胞如图所示。下列说法错误的是( )A.Ni位于元素周期表d区B.该物质的化学式为K2NiF4C.Ni的配位数为6D.该晶体属于分子晶体答案 D解析 Ni是28号元素，位于元素周期表d区，A正确；晶胞中K的个数为8×＋2＝4，F的个数为16×＋4×＋2＝8，Ni的个数为8×＋1＝2，所以该物质的化学式为K2NiF4，B正确；由图像可知，每个Ni周围距离最近的F有6个，故Ni的配位数为6，C正确；该晶体由阳离子和阴离子构成，属于离子晶体，D错误。11.(2023·广东省佛山市顺德区高三模拟)钙是构成人体骨骼和牙齿的主要元素之一，下列说法不正确的是( )A.工业上通过电解法制备CaB.CaCO3可用于海水提镁，其阴离子空间结构为平面三角形C.钙钛矿晶体中钛离子周围与它最近且距离相等的钛离子个数为8D.钙钛矿晶胞中氧、钙、钛的粒子个数比为3∶1∶1答案 C解析 钙钛矿晶体中钛离子处于顶角位置，周围与它最近且距离相等的钛离子个数为6，C错误。12.(2023·浙南名校联盟高三联考)下列关于超分子和配合物的叙述不正确的是( )A.细胞和细胞器的双分子膜具有自组装性质B.利用超分子的分子识别特征，可以分离C60和C70C.配位化合物中配位键强度都很大，因而配合物都很稳定D.配离子[Fe(CN)5(NO)]2－的中心离子为Fe3＋，配位数为6，配位原子为C和N答案 C13.(2023·锦州市普通高中高三质量检测)钛铁合金有储氢功能，吸收氢气后形成的晶胞如图1所示(H未全部标出)，晶胞中每个氢原子位于4个钛原子和2个铁原子形成的八面体的中心。下列说法错误的是( )A.钛铁合金属于金属晶体，主要作用力为金属键B.未吸收氢气时，钛铁合金的晶胞示意图为图2C.钛铁合金中每个Ti周围距离最近且等距的Fe有8个D.图1中形成的金属氢化物的化学式为TiFeH2答案 D二、非选择题14.氯化钠是一种典型且极具魅力的晶体，我们通过学习氯化钠可以更好地了解其他类似物质的结构。已知氯化钠的晶胞如图1所示。(1)下列关于氯化钠的说法正确的是________。A.基态Na＋的电子有5种空间运动状态B.钠是第一电离能最大的碱金属元素C.氯原子的价电子排布式可写成[Ne]3s23p5D.每个氯离子周围与它最近且等距的氯离子有12个(2)已知NaCl的密度为ρ g·cm－3，NaCl的摩尔质量为M g·mol－1，阿伏加德罗常数的值为NA，则在NaCl晶体里Na＋和Cl－的最短距离为________pm。(3)温度升高时，NaCl晶体出现缺陷，如图2所示，当图中方格内填入Na＋时，恰好构成氯化钠晶胞的1/8。NaCl晶体出现缺陷时，其导电性大大增强，原因是______________________________________________________。(4)NiO、FeO的晶体类型与氯化钠相同，Ni2＋和Fe2＋的离子半径分别为69 pm和78 pm，则熔点：NiO________FeO(填“>”“<”或“＝”)。(5)钡在氧气中燃烧时得到一种钡的氧化物BaO2晶体，其阴、阳离子的排布与氯化钠相同，其中存在的化学键的类型为______________________________________________________。答案 (1)AD (2) ×1010(3)该晶体在通电时，钠离子可在电场的作用下迁移到缺陷处，形成电流(4)> (5)离子键、非极性共价键解析 (2)由晶胞结构可知钠离子位于顶点和面心，个数为8×＋6×＝4，氯离子位于体心和棱心，个数为1＋12×＝4，则晶胞的质量为 g，NaCl的密度为ρ g/cm3，则晶胞的体积为 cm3，晶胞的边长为 cm，则在NaCl晶体里Na＋和Cl－的最短距离为边长的一半，即 cm＝ ×1010 pm。INCLUDEPICTURE "\\\\李梅\\李梅\\课件\\405化学（一轮书（创新版\\素养提升题.TIF" \* MERGEFORMAT15.(1)有一种氮化钛晶体的晶胞与NaCl晶胞相似，如图1所示，该晶胞中N、Ti之间的最近距离为a pm，则该氮化钛的密度为________ g·cm－3(NA为阿伏加德罗常数的值，只列计算式)。该晶体中与N原子距离相等且最近的N原子有________个。(2)某六方硫钒化合物晶体的晶胞如图2所示(“”表示V，“”表示S)，该晶胞的化学式为VS。图3为该晶胞的俯视图。①请在图2中用标出V原子的位置。②已知晶胞的密度为d g·cm－3，计算晶胞参数h＝____________(列出计算式即可)。(3)钴蓝晶体结构如图4，该立方晶胞由如图5所示的4个Ⅰ型和4个Ⅱ型小立方体构成，其化学式为________，晶体中Al3＋占据O2－形成的________________(填“四面体空隙”或“八面体空隙”)。NA为阿伏加德罗常数的值，钴蓝晶体的密度为________________g·cm－3(列计算式)。答案 (1) 12 (2)①如图② (3)CoAl2O4 八面体空隙 解析 (1)根据均摊法，可知该晶胞中N原子个数为6×＋8×＝4，Ti原子个数为1＋12×＝4，所以晶胞的质量m＝ g，晶胞参数为N、Ti之间最短距离的2倍，为2a pm，则晶胞的体积V＝(2a×10－10)3 cm3，所以晶体的密度ρ＝ g·cm－3。以晶胞顶点N原子为研究对象，与之距离相等且最近的N原子处于面心位置，每个顶点为8个晶胞共用，每个面为2个晶胞共用，故与之距离相等且最近的N原子数目为＝12。(2)①该晶胞的化学式为VS，结合该晶胞的俯视图和晶胞结构可知，一个晶胞中含有2个V原子、2个S原子，因此V原子的位置是晶胞中8个顶点各一个，4条棱上各一个。②因为一个该晶胞中有2个VS，所以晶胞质量为2×(32＋51)× g，根据图3得到晶胞底面积为a×a nm2，所以晶胞的体积为a×ah nm3＝a2h×10－21 cm3，根据ρ＝可得，d＝，所以h＝。(3)根据钴蓝晶体晶胞结构分析，一个晶胞中含有的Co、Al、O个数分别为4×＝8、4×4＝16、8×4＝32，所以化学式为CoAl2O4；根据结构观察，与Al3＋距离最近且相等的O2－有6个，故晶体中Al3＋占据O2－形成的八面体空隙；该晶胞的体积为(2a×10－7)3 cm3，该晶胞的质量为 g，所以密度为 g·cm－3。1 展开更多...... 收起↑ 资源列表 第4讲 晶体结构与性质.doc 第4讲 晶体结构与性质.ppt
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