资源简介 主题11 晶体结构与性质第35讲 晶体的结构学习目标 1. 能说出晶体与非晶体的区别;能结合实例描述晶体中微粒排列的周期性规律。2. 知道晶胞的含义;认识简单的晶胞并会计算晶胞中粒子的数目。3. 能借助分子晶体、共价晶体、离子晶体、金属晶体等模型说明晶体中的微粒及微粒间的相互作用。活动方案晶体与非晶体1. 晶体与非晶体的比较。晶体类型 晶体 非晶体结构特征 结构微粒周期性有序排列 结构微粒无序排列性质特征 自范性熔点异同表现二者区别方法 间接方法科学方法2. 获得晶体的途径通常有哪些?晶体的类型与粒子间的相互作用1. 常见晶体类型的比较。晶体类型 离子晶体 共价晶体 分子晶体 金属晶体(1) 构成粒子(2) 粒子间作用力(3) 典型实例2. 晶体类型与构成粒子、粒子间作用力的关系。下面是某同学在本课题后的学习反思,请你指出哪些是不正确的?并予以纠正,或举出反例证明。(1) 离子晶体中一定含有金属阳离子。(2) 含有金属阳离子的晶体一定是离子晶体。(3) 共价晶体可能是单质,也可能是共价化合物。(4) 仅从化学式很难区分共价晶体和分子晶体。(5) 组成金属晶体的元素一定是金属元素。(6) 典型金属与非金属形成的化合物一般形成离子晶体。(7) 稀有气体形成的晶体属于共价晶体。(8) 晶体一般有固定的熔点,而非晶体没有。常见晶体的结构1. 何谓晶胞?晶体中的晶胞是如何排列的?2. 下列是我们熟悉的一些物质的晶体结构。① ② ③ ④ ⑤ ⑥(1) 根据上述①~⑤物质的晶胞结构,完成下表。序号 ① ② ③ ④ ⑤物质的名称配位数晶胞中粒子数粒子数目比 - -(2) ⑥晶体是________,晶体类型为________,1 mol 该晶体中含有氢键的数目为________。3. 常见金属晶体的晶胞结构。典型金属 Po K Mg Cu晶胞模型①原子配位数②晶胞中原子数名卷优选1 [2023北京卷]中国科学家首次成功制得大面积单晶石墨炔,是碳材料科学的一大进步。下列关于金刚石、石墨、石墨炔的说法正确的是( )金刚石 石墨 石墨炔A. 三种物质中均有碳碳原子间的σ键B. 三种物质中的碳原子都是sp3杂化C. 三种物质的晶体类型相同D. 三种物质均能导电2 NbO的立方晶胞如图,晶胞参数为a nm,P的分数坐标为(0,0,0),阿伏加德罗常数的值为NA,下列说法正确的是( )A. Nb的配位数是6B. Nb和O最短距离为a nmC. 晶体密度ρ= g/cm3D. M的分数坐标为(,,)3 [2024重庆卷]储氢材料MgH2的晶胞结构如图所示,MgH2的摩尔质量为M g/mol,设阿伏加德罗常数的值为NA。下列说法正确的是( )A. H-的配位数为2B. 晶胞中含有2个Mg2+C. 晶体密度的计算式为 g/cm3D. Mg2+ (ⅰ)和Mg2+(ⅱ)之间的距离为 nm4 (1) [2024江苏卷]反萃取后,Fe2(SO4)3经转化可得到铁酸铋。铁酸铋晶胞如图甲所示(图中有4个Fe原子位于晶胞体对角线上,O原子未画出),其中原子数目比N(Fe)∶N(Bi)=________。甲 乙(2) [2022江苏卷]FeS2具有良好半导体性能,FeS2的一种晶体与NaCl晶体的结构相似,该FeS2晶体的一个晶胞中S的数目为________;在FeS2晶体中,每个S原子与3个Fe2+紧邻,且Fe—S间距相等,图乙给出了FeS2晶胞中的Fe2+和位于晶胞体心的S(S中的S—S键位于晶胞体对角线上,晶胞中的其他S已省略)。在图乙中用“—”将其中1个S原子与紧邻的Fe2+连接起来。(3) [2024南通如皋适应性考试一]VO2是一种相变材料,其一种晶胞(部分O原子未标出)的结构如图丙所示,在图中合适位置补充其余O原子。丙 丁(4) [2024宿迁调研]CeO2晶胞如图丁所示,其中O原子位于Ce构成的____________(填“正四面体”或“正八面体”)空隙。(5) [2025淮安期初]氧化锌晶体的一种晶胞结构如图戊所示,O2-位于Zn2+构成的____________(填“四面体空隙”“六面体空隙”或“八面体空隙”)中。晶体中部分O原子被N原子替代后可以改善晶体的性能,Zn—N中离子键成分的百分数小于Zn—O,原因是_____________________________________________________________________________________________________________________。戊 己(6) [2024新课标卷]Ni(CO)4 (四羰合镍,沸点43 ℃)可用于制备高纯镍,也是有机化合物羰基化反应的催化剂。①镍的晶胞结构类型与铜的相同,晶胞体积为a3,镍原子半径为________。②Ni(CO)4结构如图己所示,1个Ni(CO)4中含有σ键的数目为________,Ni(CO)4的晶体类型为________。5 [组合](1) [全国甲卷]萤石(CaF2)是自然界中常见的含氟矿物,其晶胞结构如图甲所示,X代表的离子是____________;若该立方晶胞参数为a pm,正负离子的核间距最小为________pm。甲 乙(2) [辽宁卷]某种新型储氢材料的晶胞如图乙所示,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。若其摩尔质量为188 g/mol,则M元素为________(填元素符号);在该化合物中,M离子的价电子排布式为________。(3) [海南卷]图丙为某ZnO晶胞示意图,图丁是若干晶胞无隙并置而成的底面O原子排列局部平面图。 abcd为所取晶胞的下底面,为锐角等于60°的菱形,以此为参考,用给出的字母表示出与所取晶胞相邻的两个晶胞的底面____________、____________。丙 丁6 Ⅰ. 下列各组物质性质的比较,结论正确的是______(填字母)。A. 分子的极性:BCl3B. 物质的硬度:NaIC. 物质的沸点:HFD. CS2在溶剂中的溶解度:CCl4Ⅱ. 锰单质及其化合物应用十分广泛。回答下列问题。(1) Mn位于元素周期表中第4周期________族,基态Mn原子核外未成对电子有________个。(2) MnCl2可与NH3反应生成[Mn(NH3)6]Cl2,新生成的化学键为________键。NH3分子的空间结构为________,其中N原子的杂化轨道类型为________。(3) 已知锰的某种氧化物的晶胞如图所示,其中锰离子的化合价为________,其配位数为________。7 [2023组合](1) [广东卷]由CoCl2可制备AlxCoOy晶体,其立方晶胞如图甲所示。Al与O最小间距大于Co与O最小间距,x、y为整数,则Co在晶胞中的位置为________;晶体中一个Al周围与其最近的O的个数为________。甲 乙(2) [全国乙卷]一种硼镁化合物具有超导性能,晶体结构属于六方晶系,其晶体结构、晶胞沿c轴的投影图如图乙所示,晶胞中含有________个Mg。该物质化学式为________,B—B最近距离为__________。(3) [北京卷] MgS2O3·6H2O的晶胞形状为长方体,边长分别为a nm、b nm、c nm,结构如图丙所示。晶胞中的[Mg(H2O)6]2+个数为________。已知MgS2O3·6H2O的摩尔质量是M g/mol,设阿伏加德罗常数为NA,该晶体的密度为________________g/cm3。(1 nm=10-7 cm)丙 丁(4) [浙江卷]某含氮化合物晶胞如图丁所示,其化学式为________,每个阴离子团的配位数(紧邻的阳离子数)为________。主题11 晶体结构与性质第35讲 晶体的结构【活动方案】活动一:1晶体类型 晶体 非晶体结构特征 结构微粒周期性有序排列 结构微粒无序排列性质特征 自范性 有 无熔点 固定 不固定异同表现 各向异性 各向同性二者区别方法 间接方法 看是否有固定的熔点科学方法 对固体进行X射线衍射实验2 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。活动二:1 (1) 阴、阳离子 原子 分子 金属阳离子、自由电子(2) 离子键 共价键 分子间作用力 金属键 (3) NaCl、CsCl Si、SiO2、金刚石 冰、干冰 K、Mg、Cu2 (1) 不正确,也可能含NH等。 (2) 不正确, 金属晶体中也含有金属阳离子。(7) 不正确, 稀有气体形成的晶体属于分子晶体。 (3)(4)(5)(6)(8) 正确。活动三:1 描述晶体结构的基本单元叫晶胞。常规的晶胞都是平行六面体。晶体中晶胞的排列是“无隙并置”。2 (1) ①干冰 12 4个CO2分子 ②金刚石(或晶体硅) 48个C(或Si)原子 ③氯化钠 6 4个Na+、4个Cl- 1∶1④氯化铯 8 1个Cs+、1个Cl- 1∶1 ⑤二氧化硅 2、48个Si、16个O原子 1∶2 (2) 冰 分子晶体 2NA3 ①6 8 12 12 ②1 2 2 4【名卷优选】1 A 原子间优先形成σ键,三种物质中均存在σ键,A正确;金刚石中所有碳原子均采用sp3杂化,石墨中所有碳原子均采用sp2杂化,石墨炔中苯环上的碳原子采用sp2杂化,碳碳三键上的碳原子采用sp杂化,B错误;金刚石为共价晶体,石墨炔为分子晶体,石墨为混合型晶体,C错误;金刚石中没有自由移动的电子,不能导电,D错误。2 D 由图可知,NbO的立方晶胞中距离Nb原子最近且距离相等的O原子有4个,Nb的配位数是4,A错误;由图可知,Nb和O最短距离为边长的,晶胞参数为a nm,Nb和O最短距离为a nm,B错误;根据均摊法计算可知,Nb的个数=6×=3,O的个数=12×=3,即晶胞中含有3个NbO,晶胞密度ρ=== g/cm3,C错误;P的分数坐标为(0,0,0),M位于正方体的面心,M的分数坐标为(,,),D正确。3 B 由图可知,与H-距离最近且等距离的Mg2+的个数是3,则H-的配位数为3, A错误;Mg2+位于晶胞的顶点和体心上,该晶胞中Mg2+的个数=1+8×=2,B正确;该晶胞体积为(a×10-7×a×10-7×c×10-7) cm3=a2c×10-21 cm3,该晶胞中Mg2+的个数为1+8×=2,H-的个数为2+4×=4,相当于晶胞中含有2个MgH2,晶体密度为= g/cm3,C错误;Mg2+(ⅰ)和Mg2+(ⅱ)之间的距离等于晶胞体对角线长度的一半,为 nm,D错误。4 (1) 2∶1 (2) 4 或(3) (4) 正四面体 (5) 四面体空隙 电负性O>N,电负性差值Zn—O>Zn—N,故Zn—N中离子键百分数小 (6) ①a ②8 分子晶体解析:(1) 由铁酸铋晶胞结构示意图可知,晶胞中体内的体对角线上有4个Fe原子,上、下、左、右四个面上各有2个Fe原子,共8个Fe原子,由均摊法可知,Fe原子的数目=4×1+8×=8;前后两个面上各有4个Bi原子,Bi原子的数目=8×=4,因此,其中原子数目比N(Fe)∶N(Bi)=8∶4=2∶1。(2) 晶胞中,Fe2+位于8个顶点和6个面心,Fe2+个数=8×+6×=4,由化学式FeS2知,S的数目也为4。(3) 因整块晶体是数量巨大的晶胞“无隙并置”而成,故晶胞的上、下两面,左、右两面,前后两面必然分别全等。在所给晶胞结构中V原子数=1+8×=2,故晶胞结构中O原子数应为4,2+4×=4。(4) 从晶胞图可看出,与氧原子相邻且最近的Ce原子有4个,即O原子位于Ce构成的正四面体的体心上。(5) 由晶胞结构图可知,O2-周围有4个Zn2+,即O2-位于Zn2+构成的正四面体空隙中;晶体中部分O原子被N原子替代后可以改善晶体的性能,由于电负性O>N,电负性差值Zn—O>Zn—N,故Zn—N中离子键成分的百分数小。(6) ①铜晶胞示意图为,镍的晶胞结构类型与铜的相同,则镍原子半径为晶胞面对角线长度的,因为晶胞体积为a3,所以晶胞棱长为a,面对角线长度为a,则镍原子半径为a。②单键均为σ键,双键含有1个σ键和1个π键,三键含有1个σ键和2个π键,由Ni(CO)4的结构可知,4个配体CO与中心原子Ni形成的4个配位键均为σ键,而每个配体CO中含有1个σ键2个π键,因此1个Ni(CO)4分子中含有8个σ键。Ni(CO)4的沸点很低,结合其结构可知该物质由分子构成,因此其晶体类型为分子晶体。5 (1) Ca2+ a (2) Fe 3d6 (3) cdhi bcfe6 Ⅰ. AB Ⅱ. (1) ⅦB 5 (2) 配位 三角锥形 sp3 (3) +2 67 (1) 体心 12 (2) 1 MgB2 a (3) 4 ×1021 (4) CaCN2 6解析:(1) x、y为整数,根据图中信息Co、Al都只有一个原子,而氧(白色)原子有3个,Al与O最小间距大于Co与O最小间距,则Al在顶点,因此Co在晶胞中的位置为体心;晶体中一个Al周围与其最近的O原子,以顶点Al分析,面心的氧原子一个横截面有4个,三个横截面共12个,因此晶体中一个Al周围与其最近的O的个数为12。(2) 由硼镁化合物的晶体结构可知Mg位于正六棱柱的顶点和面心,由均摊法可以求出正六棱柱中Mg的数目=12×+2×=3,由晶胞沿c轴的投影图可知本题所给晶体结构包含三个晶胞,则晶胞中Mg的个数为1;晶体结构中B在正六棱柱体内共6个,则该物质的化学式为MgB2;由晶胞沿c轴的投影图可知,B原子在图中两个正三角形的重心,该点到顶点的距离是该点到对边中点距离的2倍,顶点到对边的垂线长度为a,因此B—B最近距离为a××2=a。(3) 由晶胞结构可知,1个晶胞中含有8×+4×+2×+1=4个[Mg(H2O)6]2+,含有4个S2O;该晶体的密度ρ==×1021 g/cm3。(4) 钙的个数为2+4×+4×=3,CN的个数为2+2×+2×=3,则其化学式为CaCN2;根据六方最密堆积图,以上面的面心分析下面有3个,同理上面也应该有3个,本体中分析得到,以这个CN进行分析,其俯视图为,因此距离最近的钙离子个数为6,其配位数为6。(共44张PPT)模块四物质结构与性质主题11 晶体结构与性质第35讲 晶体的结构内容索引学习目标活动方案名卷优选学 习 目 标1. 能说出晶体与非晶体的区别;能结合实例描述晶体中微粒排列的周期性规律。2. 知道晶胞的含义;认识简单的晶胞并会计算晶胞中粒子的数目。3. 能借助分子晶体、共价晶体、离子晶体、金属晶体等模型说明晶体中的微粒及微粒间的相互作用。活 动 方 案1. 晶体与非晶体的比较。活动一 晶体与非晶体晶体类型 晶体 非晶体结构特征 结构微粒周期性有序排列 结构微粒无序排列性质 特征 自范性 熔点 异同表现 二者区 别方法 间接方法 科学方法 有无固定不固定各向异性各向同性看是否有固定的熔点对固体进行X-射线衍射实验2. 获得晶体的途径通常有哪些?【答案】 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。1. 常见晶体类型的比较。活动二 晶体的类型与粒子间的相互作用晶体类型 离子晶体 共价晶体 分子晶体 金属晶体(1) 构成粒子 (2) 粒子间作用力 (3) 典型实例 阴、阳离子原子分子金属阳离子、自由电子离子键共价键分子间作用力金属键NaCl、CsClSi、SiO2、金刚石冰、干冰K、Mg、Cu2. 晶体类型与构成粒子、粒子间作用力的关系。下面是某同学在本课题后的学习反思,请你指出哪些是不正确的?并予以纠正,或举出反例证明。(1) 离子晶体中一定含有金属阳离子。(2) 含有金属阳离子的晶体一定是离子晶体。(3) 共价晶体可能是单质,也可能是共价化合物。(4) 仅从化学式很难区分共价晶体和分子晶体。(5) 组成金属晶体的元素一定是金属元素。(6) 典型金属与非金属形成的化合物一般形成离子晶体。(7) 稀有气体形成的晶体属于共价晶体。(8) 晶体一般有固定的熔点,而非晶体没有。1. 何谓晶胞?晶体中的晶胞是如何排列的?【答案】 描述晶体结构的基本单元叫晶胞。常规的晶胞都是平行六面体。晶体中晶胞的排列是“无隙并置”。活动三 常见晶体的结构2. 下列是我们熟悉的一些物质的晶体结构。(1) 根据上述①~⑤物质的晶胞结构,完成下表。序号 ① ② ③ ④ ⑤物质的名称 配位数 晶胞中 粒子数 粒子数目比 - - 干冰金刚石(或晶体硅)氯化钠氯化铯二氧化硅124682、44个CO2分子8个C(或Si)原子4个Na+、4个Cl- 1个Cs+、1个Cl- 8个Si、 16个O原子1∶11∶11∶2(2) ⑥晶体是_________,晶体类型为____________,1 mol 该晶体中含有氢键的数目为________。冰分子晶体2NA3. 常见金属晶体的晶胞结构。6812121224名 卷 优 选24513761 [2023北京卷]中国科学家首次成功制得大面积单晶石墨炔,是碳材料科学的一大进步。下列关于金刚石、石墨、石墨炔的说法正确的是( )A. 三种物质中均有碳碳原子间的σ键B. 三种物质中的碳原子都是sp3杂化C. 三种物质的晶体类型相同D. 三种物质均能导电A2451376【解析】 原子间优先形成σ键,三种物质中均存在σ键,A正确;金刚石中所有碳原子均采用sp3杂化,石墨中所有碳原子均采用sp2杂化,石墨炔中苯环上的碳原子采用sp2杂化,碳碳三键上的碳原子采用sp杂化,B错误;金刚石为共价晶体,石墨炔为分子晶体,石墨为混合型晶体,C错误;金刚石中没有自由移动的电子,不能导电,D错误。24513762 NbO的立方晶胞如图,晶胞参数为a nm,P的分数坐标为(0,0,0),阿伏加德罗常数的值为NA,下列说法正确的是( )D24513762453763 [2024重庆卷]储氢材料MgH2的晶胞结构如图所示,MgH2的摩尔质量为M g/mol,设阿伏加德罗常数的值为NA。下列说法正确的是( )1B24537612453764 (1) [2024江苏卷]反萃取后,Fe2(SO4)3经转化可得到铁酸铋。铁酸铋晶胞如图甲所示(图中有4个Fe原子位于晶胞体对角线上,O原子未画出),其中原子数目比N(Fe)∶N(Bi)=_______________。12∶124537614245376(3) [2024南通如皋适应性考试一]VO2是一种相变材料,其一种晶胞(部分O原子未标出)的结构如图丙所示,在图中合适位置补充其余O原子。1丙245376(4) [2024宿迁调研]CeO2晶胞如图丁所示,其中O原子位于Ce构成的_____________(填“正四面体”或“正八面体”)空隙。1正四面体245376(5) [2025淮安期初]氧化锌晶体的一种晶胞结构如图戊所示,O2-位于Zn2+构成的___________________(填“四面体空隙”“六面体空隙”或“八面体空隙”)中。晶体中部分O原子被N原子替代后可以改善晶体的性能,Zn—N中离子键成分的百分数小于Zn—O,原因是_____________________________________________________________。1四面体空隙电负性O>N,电负性差值Zn—O>Zn—N,故Zn—N中离子键百分数小245376(6) [2024新课标卷]Ni(CO)4 (四羰合镍,沸点43 ℃)可用于制备高纯镍,也是有机化合物羰基化反应的催化剂。①镍的晶胞结构类型与铜的相同,晶胞体积为a3,镍原子半径为_______。②Ni(CO)4结构如图己所示,1个Ni(CO)4中含有σ键的数目为______,Ni(CO)4的晶体类型为________________。1己8分子晶体2453761245376124537612453765 [组合](1) [全国甲卷]萤石(CaF2)是自然界中常见的含氟矿物,其晶胞结构如图甲所示,X代表的离子是________;若该立方晶胞参数为a pm,正负离子的核间距最小为________pm。1Ca2+2453761(2) [辽宁卷]某种新型储氢材料的晶胞如图乙所示,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。若其摩尔质量为188 g/mol,则M元素为_________(填元素符号);在该化合物中,M离子的价电子排布式为___________。Fe3d62453761(3) [海南卷]图丙为某ZnO晶胞示意图,图丁是若干晶胞无隙并置而成的底面O原子排列局部平面图。 abcd为所取晶胞的下底面,为锐角等于60°的菱形,以此为参考,用给出的字母表示出与所取晶胞相邻的两个晶胞的底面___________、____________。 cdhi bcfe2453766 Ⅰ. 下列各组物质性质的比较,结论正确的是_______(填字母)。A. 分子的极性:BCl3B. 物质的硬度:NaIC. 物质的沸点:HFD. CS2在溶剂中的溶解度:CCl4Ⅱ. 锰单质及其化合物应用十分广泛。回答下列问题。(1) Mn位于元素周期表中第4周期________族,基态Mn原子核外未成对电子有_____个。1ABⅦB5245376(2) MnCl2可与NH3反应生成[Mn(NH3)6]Cl2,新生成的化学键为________键。NH3分子的空间结构为______________,其中N原子的杂化轨道类型为____________。(3) 已知锰的某种氧化物的晶胞如图所示,其中锰离子的化合价为________,其配位数为_______。1配位三角锥形sp3+262453767 [2023组合](1) [广东卷]由CoCl2可制备AlxCoOy晶体,其立方晶胞如图甲所示。Al与O最小间距大于Co与O最小间距,x、y为整数,则Co在晶胞中的位置为__________;晶体中一个Al周围与其最近的O的个数为_________。1体心12245376(2) [全国乙卷]一种硼镁化合物具有超导性能,晶体结构属于六方晶系,其晶体结构、晶胞沿c轴的投影图如图乙所示,晶胞中含有_______个Mg。该物质化学式为_________,B—B最近距离为__________。11MgB2245376(3) [北京卷] MgS2O3·6H2O的晶胞形状为长方体,边长分别为 a nm、b nm、c nm,结构如图丙所示。晶胞中的[Mg(H2O)6]2+个数为______。已知MgS2O3·6H2O的摩尔质量是M g/mol,设阿伏加德罗常数为NA,该晶体的密度为______________g/cm3。(1 nm=10-7 cm)14245376(4) [浙江卷]某含氮化合物晶胞如图丁所示,其化学式为________,每个阴离子团的配位数(紧邻的阳离子数)为_________。16CaCN2245376124537612453761谢谢观看Thank you for watching 展开更多...... 收起↑ 资源列表 2026年高考化学第一轮总复习导学案--第35讲 晶体的结构(含答案).doc 模块4 主题11 第35讲 晶体的结构.pptx