资源简介

(共88张PPT)
专题3　微粒间作用力与物质性质
总结提升　核心素养形成
命题热点5　四种晶体类型的结构分析
一、核心要点梳理
1．常见共价晶体的结构分析
(1)金刚石
2．常见分子晶体的结构分析
(1)干冰
3.常见金属晶体的结构分析
(1)金属晶体的四种堆积模型分析
堆积模型 简单立方堆积 体心立方堆积 六方最密堆积 面心立方最密堆积
晶胞
配位数 6 8 12 12
堆积模型 简单立方堆积 体心立方堆积 六方最密堆积 面心立方最密堆积
原子半径(r)和晶胞边长(a)的关系 2r＝a —
一个晶胞内原子数目 1 2 2 4
原子空间利用率 52% 68% 74% 74%
(2)晶体微粒与Mr、ρ之间的关系
若1个晶胞中含有x个微粒，则1 mol该晶胞中含有x mol 微粒，其质量为xMr g(Mr为微粒的相对分子质量)；若1个该晶胞的质量为ρa3 g(a3为晶胞的体积)，则1 mol晶胞的质量为ρa3NA g，因此有xMr＝ρa3NA。
4．常见离子晶体的结构分析
(1)典型离子晶体模型
晶体模型 NaCl型 CsCl型 ZnS型 CaF2型
晶胞
配位数及影响因素 配位数 6 8 4 F－：4；Ca2+：8
影响
因素 阳离子与阴离子的半径比值越大，配位数越多，另外配位数还与阴、阳离子的电荷比和离子键的纯粹程度有关等
(2)晶格能
①定义：拆开1 mol离子晶体使之形成气态阴离子和气态阳离子时所吸收的能量。晶格能是反映离子晶体稳定性的数据，可以用来衡量离子键的强弱，晶格能越大，离子键越强；
②影响因素：晶格能的大小与阴、阳离子所带电荷数、阴、阳离子间的距离、离子晶体的结构类型有关。离子所带电荷数越多，半径越小，晶格能越大；
③对离子晶体性质的影响：一般而言，晶格能越大，形成的离子晶体越稳定，而且熔点越高，硬度越大。
二、感悟考法考向
1．(2023·山东卷)石墨与F2在450 ℃反应，石墨层间插入F得到层状结构化合物(CF)x，该物质仍具润滑性，其单层局部结构如图所示。下列关于该化合物的说法正确的是 (　　)
A．与石墨相比，(CF)x导电性增强
B．与石墨相比，(CF)x抗氧化性增强
C．(CF)x中C—C的键长比C—F短
D．1 mol (CF)x中含有2x mol共价单键
B
解析：
石墨晶体中每个碳原子上未参与杂化的1个2p轨道上电子在层内离域运动，故石墨晶体能导电，而(CF)x中没有未参与杂化的2p轨道上的电子，故与石墨相比，(CF)x导电性减弱，A错误；(CF)x中C原子的所有价键均参与成键，没有未参与成键的孤电子或不饱和键，故与石墨相比，(CF)x抗氧化性增强，B正确；已知C的原子半径比F的大，故可知(CF)x中C—C键的键长比C—F键长，C错误；由题干结构示意图可知，在(CF)x中C与周围的3个碳原子形成共价键，每个C—C键被2个碳原子共用，和1个F原子形成共价键，即1 mol (CF)x中含有2.5x mol共价单键，D错误。
2．( 2023·湖北卷)镧La和H可以形成一系列晶体材料LaHn，在储氢和超导等领域具有重要应用。LaHn属于立方晶系，晶胞结构和参数如图所示。高压下，LaH2中的每个H结合4个H形成类似CH4的结构，即得到晶体LaHx。下列说法错误的是 (　　)
C
解析：
解析：
3．(2023·全国甲卷，节选)将酞菁 钴钛菁 三氯化铝复合嵌接在碳纳米管上，制得一种高效催化还原二氧化碳的催化剂。回答下列问题：
(1)图1所示的几种碳单质，它们互为___________________________，
其中属于共价晶体的是____________，C60间的作用力是_________。
(2)酞菁和钴酞菁的分子结构如图2所示。
酞菁分子中所有原子共平面，其中p轨道能提供一对电子的N原子是________(填图2酞菁中N原子的标号)。钴酞菁分子中，钴离子的化合价为________，氮原子提供孤对电子与钴离子形成________键。
(3)AlF3的熔点为1 090 ℃，远高于AlCl3的192 ℃，由此可以判断铝氟之间的化学键为_____键。AlF3结构属立方晶系，晶胞如图3所示，F－的配位数为_________。若晶胞参数为a pm，晶体密度ρ＝______g·cm-3(列出计算式，阿伏加德罗常数的值为NA)。
解析：
(1)同一元素形成的不同单质之间互为同素异形体。图1所示的几种碳单质，它们的组成元素均为碳元素，因此，它们互为同素异形体；其中金刚石属于共价晶体，石墨属于混合型晶体，C60属于分子晶体，碳纳米管不属于共价晶体；C60间的作用力是范德华力；
(2)已知酞菁分子中所有原子共平面，则其分子中所有的C原子和所有的N原子均为sp2杂化，且分子中存在大π键，其中标号为①和②的N原子均有一对电子占据了一个sp2杂化轨道，其p轨道只能提供1个电子参与形成大π键，标号为③的N原子的p轨道能提供一对电子参与形成大π键，因此标号为③的N原子形成的N—H键易断裂从而电离出H＋；钴酞菁分子中，失去了2个H＋的酞菁离子与钴离子通过配位键结合成分子，因此，钴离子的化合价为＋2，氮原子提供孤对电子与钴离子形成配位键。
解析：
4．(2020·全国卷Ⅰ，节选)LiFePO4的晶胞结构示意图如(a)所示。其中O围绕Fe和P分别形成正八面体和正四面体，它们通过共顶点、共棱形成空间链结构。每个晶胞中含有LiFePO4的单元数有________个。
电池充电时，LiFePO4脱出部分Li＋，形成Li1－xFePO4，结构示意图如(b)所示，则x＝________，n(Fe2+)∶n(Fe3+)＝______。
解析：
解析：
5．(2019·全国卷Ⅰ，节选)图(a)是MgCu2的拉维斯结构，Mg以金刚石方式堆积，八面体空隙和半数的四面体空隙中，填入以四面体方式排列的Cu。图(b)是沿立方格子对角面取得的截图。可见，Cu原子之间最短距离x＝______pm，Mg原子之间最短距离y＝______pm。设阿伏加德罗常数的值为NA，则MgCu2的密度是______g·cm-3(列出计算表达式)。
解析：
解析：
解析：
7．(2020·山东卷，节选)以晶胞参数为单位长度建立的坐标系可以表示晶胞中各原子的位置，称作原子的分数坐标。四方晶系CdSnAs2的晶胞结构如图所示，晶胞棱边夹角均为90°，晶胞中部分原子的分数坐标如下表所示。
一个晶胞中有_____________个Sn，找出距离Cd(0，0，0)最近的Sn____________(用分数坐标表示)。CdSnAs2晶体中与单个Sn键合的As有______个。
答案：4　(0.5，0，0.25)、(0.5，0.5，0)　4
解析：
8．(2021·广东卷，节选)理论计算预测，由汞(Hg)、锗(Ge)、锑(Sb)形成的一种新物质X为潜在的拓扑绝缘体材料。X的晶体可视为Ge晶体(晶胞如图a所示)中部分Ge原子被Hg和Sb取代后形成。
(1)图b为Ge晶胞中部分Ge原子被Hg和Sb取代后形成的一种单元结构，它不是晶胞单元，理由是_________________________________________。
(2)图c为X的晶胞，X的晶体中与Hg距离最近的Sb的数目为______；该晶胞中粒子个数比Hg∶Ge∶Sb＝______。
(3)设X的最简式的式量为Mr，则X晶体的密度为__________g·cm-3(列出算式)。
解析：
解析：
9．(2021·河北卷，节选)分别用 表示H2PO和K＋，KH2PO4晶体的四方晶胞如图(a)所示，图(b)、图(c)分别显示的是H2PO、K＋在晶胞xz面、yz面上的位置：

(1)若晶胞底边的边长均为a pm、高为c pm，阿伏加德罗常数的值为NA，晶体的密度为____________g·cm-3(写出表达式)。
(2)晶胞在x轴方向的投影图为________(填标号)。
解析：
解析：
10．(2021·湖南卷，节选)下图是Mg、Ge、O三种元素形成的某化合物的晶胞示意图。
(1)已知化合物中Ge和O的原子个数比为1∶4，图中Z表示______(填元素符号)原子，该化合物的化学式为______。
(2)已知该晶胞的晶胞参数分别为a nm、b nm、c nm，α＝β＝γ＝90°，则该晶体的密度ρ＝______g·cm-3(设阿伏加德罗常数的值为NA，用含a、b、c、NA的代数式表示)。
解析：
(2)硫离子的配位数为________。
(3)设NA为阿伏加德罗常数的值，硫化锂的晶体密度为________g·cm-3(列出计算表达式)。
解析：
解析：
2．硅和碳在同一主族。如图为SiO2晶体中Si原子沿z轴方向在xy平面的投影图(即俯视图)，其中O原子略去，Si原子旁标注的数字表示每个Si原子位于z轴的高度，则SiA与SiB之间的距离是______nm。
解析：
3．磷化硼晶胞的示意图如图甲所示，其中实心球表示P原子，空心球表示B原子，晶胞中P原子空间堆积方式为______________；设阿伏加德罗常数的值为NA，晶胞参数为a cm，磷化硼晶体的密度为____________g·cm-3(列出计算式)；若磷化硼晶胞沿着体对角线方向的投影如图乙所示(虚线圆圈表示P原子的投影)，请在图乙中用实心圆点画出B原子的投影位置。
解析：
解析：
4．某储氢合金的结构属六方晶系，晶体结构及俯视图分别如图(a)、(b)所示，该储氢合金的化学式是________(填最简式)。已知该储氢合金晶胞底边长为a＝0.501 7 nm，高为c＝0.397 7 nm，设阿伏加德罗常数的值为NA，该晶体的密度为_______g·cm-3(列出计算式)。
解析：
解析：
5．天然硅酸盐组成复杂，阴离子的基本结构单元是SiO四面体，如图(a)，通过共用顶角氧离子可形成链状、网状等结构，图(b)为一种无限长双链的多硅酸根，其中Si与O的原子数之比为________，化学式为_______。
解析：
解析：
7．某种磁性氮化铁的结构如图所示，N 随机排列在Fe构成的正四面体空隙中。其中铁原子周围最近的铁原子个数为______；六棱柱底边长为a cm，高为c cm，阿伏加德罗常数的值为NA，则该磁性氮化铁的晶体密度为______g·cm-3(列出计算式)。
解析：
解析：
8．一种类石墨的聚合物半导体g C3N4，其单层平面结构如图1，晶胞结构如图2。
(1)根据图2，在图1中用平行四边形画出一个最小重复单元。
(2)已知该晶胞的体积为V cm3，中间层原子均在晶胞内部。设阿伏加德罗常数的值为NA，则g C3N4的密度为________g·cm-3。
解析：
解析：
9．Fe与S形成的一种化合物晶体的晶胞结构如图所示，六棱柱底边边长为a pm，高为c pm，阿伏加德罗常数的值为NA，该Fe、S化合物晶体的密度为__________________g·cm-3(列出计算式)。
解析：
10．某含铜化合物的晶胞如图所示，晶胞上下底面为正方形，侧面与底面垂直。则晶胞中每个Cu原子与________个S原子相连，含铜化合物的化学式为________。设NA为阿伏加德罗常数的值，则该晶胞的密度为________g·cm-3(用含a、b、NA的代数式表示)。
解析：
解析：
11．超氧化钾被称为“化学氧自救剂”，主要用于煤矿井下急救。如图为超氧化钾晶体的一个晶胞(该晶胞为立方晶胞，结构与NaCl晶胞相似)。下列说法正确的是 (　　)
D
解析：
B
解析：
解析：
B
解析：

展开更多......

收起↑