第第3535讲晶体结构与性质讲晶体结构与性质【考纲要求】【考纲要求】 1. 1.了解原子晶体的特征了解原子晶体的特征, ,能描述金刚石、二氧化硅等原子晶体能描述金刚石、二氧化硅等原子晶体的结构与性质的关系。的结构与性质的关系。2.2.了解分子晶体结构与性质的关系。了解分子晶体结构与性质的关系。3.3.了解晶体的类型了解晶体的类型, ,了解不同类型晶体中结构微粒、微粒间作用力的区别。了解不同类型晶体中结构微粒、微粒间作用力的区别。4.4.理解金属键的含义理解金属键的含义, ,能用金属键理论解释金属的一些物理性质。了解金属晶体常见的堆积方式。能用金属键理论解释金属的一些物理性质。了解金属晶体常见的堆积方式。5.5.理解离子键的形成理解离子键的形成, ,能根据离子化合物的结构特征解释其物理性质。能根据离子化合物的结构特征解释其物理性质。6.6.了解晶了解晶胞的概念胞的概念, ,能根据晶胞确定晶体的组成并进行相关的计算。能根据晶胞确定晶体的组成并进行相关的计算。7.7.了解晶格能的概了解晶格能的概念念, ,了解晶格能对离子晶体性质的影响。了解晶格能对离子晶体性质的影响。考点突破考点突破真题体验真题体验考点突破考点突破 梳理、讲解、训练梳理、讲解、训练 一站式突破一站式突破知识梳理知识梳理考点一晶体与晶胞考点一晶体与晶胞1.1.晶体与非晶体晶体与非晶体(1)(1)晶体与非晶体的比较晶体与非晶体的比较周期性有序周期性有序比较比较晶体晶体非晶体非晶体结构特征结构特征结构粒子结构粒子 排列排列结构粒子结构粒子 排列排列性质性质特征特征自范性自范性有有没有没有熔点熔点固定固定不固定不固定异同表现异同表现_ _无序无序各向异性各向异性各向同性各向同性实例实例冰、冰、NaClNaCl、FeFe玻璃、石蜡玻璃、石蜡两者区别方法两者区别方法间接方法间接方法: :测定其是否有固定的测定其是否有固定的_ 科学方法科学方法: :对固体进行对固体进行 实验实验熔点熔点X-X-射线衍射射线衍射(2)(2)获得晶体的三条途径获得晶体的三条途径熔融态物质凝固。熔融态物质凝固。气态物质冷却不经液态直接气态物质冷却不经液态直接 。溶质从溶液中析出。溶质从溶液中析出。凝固凝固( (凝华凝华) )2.2.晶胞晶胞(1)(1)概念概念: :描述晶体结构的描述晶体结构的 。基本单元基本单元(2)(2)晶体中晶胞的排列晶体中晶胞的排列“无隙并置无隙并置”。“无隙无隙”相邻晶胞之间没有相邻晶胞之间没有 。“并置并置”所有晶胞都是所有晶胞都是 排列的排列的, , 相同相同 任何间隙任何间隙平行平行取向取向(3)(3)形状形状: :一般而言晶胞都是平行六面体。一般而言晶胞都是平行六面体。(4)(4)晶胞中粒子数目的计算晶胞中粒子数目的计算均摊法。均摊法。如图如图: :非长方体非长方体: :如三棱柱如三棱柱1 1微微点点拨拨(1)(1)具有规则几何外形的固体不一定是晶体具有规则几何外形的固体不一定是晶体, ,如玻璃。如玻璃。(2)(2)晶体与非晶体的本质区别晶体与非晶体的本质区别: :是否有自范性。是否有自范性。(3)(3)晶胞是从晶体中晶胞是从晶体中“截取截取”出来具有代表性的出来具有代表性的“平行六面体平行六面体”, ,但不一定是但不一定是最小的最小的“平行六面体平行六面体”。(4)(4)区分晶体和非晶体最科学的方法是对固体进行区分晶体和非晶体最科学的方法是对固体进行X-X-射线衍射实验。射线衍射实验。(5)(5)长方体长方体( (包括立方体包括立方体) )晶胞中不同位置的粒子数的计算。晶胞中不同位置的粒子数的计算。【思维诊断思维诊断】提示提示: :(1)(1)(2)(2)(3)(3)(4)(4)判断下列说法是否正确判断下列说法是否正确, ,正确的打正确的打“”, ,错误的打错误的打“”。(1)(1)晶体内部的微粒按一定规律周期性地排列。晶体内部的微粒按一定规律周期性地排列。( () )(2)(2)晶体的熔点一定比非晶体的熔点高。晶体的熔点一定比非晶体的熔点高。( () )(3)(3)冰和固体碘晶体中相互作用力相同。冰和固体碘晶体中相互作用力相同。( () )(4)(4)缺角的缺角的NaClNaCl晶体在饱和晶体在饱和NaClNaCl溶液中会慢慢变为完美的立方体块。溶液中会慢慢变为完美的立方体块。( () )(5)(5)晶体和非晶体的本质区别是晶体中粒子在微观空间里呈现周期性的有序排晶体和非晶体的本质区别是晶体中粒子在微观空间里呈现周期性的有序排列。列。( () )(6)(6)晶胞是晶体中的最小的晶胞是晶体中的最小的“平行六面体平行六面体”。( () )(7)(7)立方晶胞中立方晶胞中, ,顶点上的原子被顶点上的原子被4 4个晶胞共用。个晶胞共用。( () )(8)(8)区分晶体和非晶体最可靠的方法是测定其有无固定熔、沸点。区分晶体和非晶体最可靠的方法是测定其有无固定熔、沸点。( () )提示提示: :(5)(5)(6)(6)(7)(7)(8)(8)考点演练考点演练考向一晶胞中粒子个数的计算考向一晶胞中粒子个数的计算B B1.1. (2018 (2018江西赣州模拟江西赣州模拟) )某离子晶体的晶体结构中最小重复单元如图所示。某离子晶体的晶体结构中最小重复单元如图所示。A A为阴离子为阴离子, ,在正方体内在正方体内,B,B为阳离子为阳离子, ,分别在顶点和面心分别在顶点和面心, ,则该晶体的化学式为则该晶体的化学式为( ( ) )A.BA.B2 2A A B.BA B.BA2 2C.BC.B7 7A A4 4 D.B D.B4 4A A7 72.(1)Ti2.(1)Ti的氧化物和的氧化物和CaOCaO相互作用形成钛酸盐相互作用形成钛酸盐, ,其晶胞结构如图所示。该晶胞中其晶胞结构如图所示。该晶胞中CaCa2+2+的配位数是的配位数是, ,该晶胞的化学式为该晶胞的化学式为。答案答案: :(1)12(1)12CaTiOCaTiO3 32.(2)M2.(2)M原子的外围电子排布式为原子的外围电子排布式为3s3s2 23p3p5 5, ,与铜形成化合物的晶胞如图所示与铜形成化合物的晶胞如图所示( (灰点代灰点代表铜原子表铜原子),),该晶体的化学式为该晶体的化学式为 。答案答案: :(2)CuCl(2)CuCl考向二考查晶体密度和微粒间距离的计算考向二考查晶体密度和微粒间距离的计算3. 3. 用用晶晶体体的的X X射射线线衍衍射射法法对对CuCu的的测测定定得得到到以以下下结结果果:Cu:Cu的的晶晶胞胞为为面面心心立立方方最最密密堆堆积积( (如如图图),),已已知知该该晶晶体体的的密密度度为为9.00 9.00 g gcmcm-3-3, ,晶晶胞胞中中该该原原子子的的配配位位数数为为 ;Cu;Cu的的原原子子半半径径为为cm(cm(阿阿伏伏加加德德罗罗常常数数的的值值为为N NA A, ,要要求求列列式式计算计算) )。4.(1)4.(1)铜铜是是第第四四周周期期最最重重要要的的过过渡渡元元素素之之一一, ,已已知知CuHCuH晶晶体体结结构构单单元元如如图图所所示示。该该化化合合物物的的密密度度为为 g g cmcm-3-3, ,阿阿伏伏加加德德罗罗常常数数的的值值为为N NA A, ,则则该该晶晶胞胞中中CuCu原原子子与与H H原原子子之之间间的的最最短短距距离离为为 cm(cm(用用含含和和N NA A的的式式子子表示表示) )。 4 4. .( (2 2) )C Cu uF Fe eS S2 2的的晶晶胞胞如如图图所所示示, ,晶晶胞胞参参数数a a= =0 0. .5 52 24 4 n nm m, ,b b= =0 0. .5 52 24 4 n nm m, ,c c= =1.032 nm;CuFeS1.032 nm;CuFeS2 2的晶胞中每个的晶胞中每个CuCu原子与原子与个个S S原子相连原子相连, ,列式计算晶体列式计算晶体密度密度= 。4.(3)NaH4.(3)NaH具有具有NaClNaCl型晶体结构型晶体结构, ,已知已知NaHNaH晶体的晶胞参数晶体的晶胞参数a=488 pm,Naa=488 pm,Na+ +半径为半径为102 pm,H102 pm,H- -的半径为的半径为,NaH,NaH的理论密度是的理论密度是 g gcmcm-3-3。答案答案: :(3)142 pm(3)142 pm1.371.37练后反思练后反思晶体结构的相关计算晶体结构的相关计算1.1.晶胞计算公式晶胞计算公式( (立方晶胞立方晶胞) )a a3 3NNA A=nM(a:=nM(a:棱长棱长,:,:密度密度,N,NA A: :阿伏加德罗常数的数值阿伏加德罗常数的数值,n:1 mol,n:1 mol晶胞所含晶胞所含基本粒子或特定组合的物质的量基本粒子或特定组合的物质的量,M:,M:组成的摩尔质量组成的摩尔质量) )。考点二四类晶体的组成与性质考点二四类晶体的组成与性质知识梳理知识梳理1.1.金属键、金属晶体金属键、金属晶体(1)(1)金属键金属键: :金属阳离子与自由电子之间的作用。金属阳离子与自由电子之间的作用。(2)(2)本质本质电子气理论电子气理论该理论认为金属原子脱落下来的价电子形成遍布整块晶体的该理论认为金属原子脱落下来的价电子形成遍布整块晶体的“电子气电子气”, ,被被所有原子共用所有原子共用, ,从而把所有的金属原子维系在一起。从而把所有的金属原子维系在一起。(3)(3)金属晶体的物理性质及解释金属晶体的物理性质及解释2.2.离子晶体的晶格能离子晶体的晶格能( (1 1) )定定 义义: :气气态态离离子子形形成成1 1摩摩离离子子晶晶体体释释放放的的能能量量, ,通通常常取取正正值值, ,单单位位为为kJkJmol-1mol-1。(2)(2)影响因素影响因素离子所带电荷数离子所带电荷数: :离子所带电荷数越多离子所带电荷数越多, ,晶格能越晶格能越 。离子的半径离子的半径: :离子的半径越离子的半径越 , ,晶格能越大。晶格能越大。(3)(3)与离子晶体性质的关系与离子晶体性质的关系晶格能越大晶格能越大, ,形成的离子晶体越形成的离子晶体越 , ,且熔点越高且熔点越高, ,硬度越硬度越 。大大小小稳定稳定大大3.3.四种晶体类型的比较四种晶体类型的比较分子分子 晶体类型晶体类型比较项目比较项目 分子晶体分子晶体原子原子晶体晶体金属金属晶体晶体离子离子晶体晶体构成粒子构成粒子 _金属阳离子、金属阳离子、自由电子自由电子_粒子间的相粒子间的相互作用力互作用力 ( (某些含某些含氢键氢键) )_原子原子阴、阳离子阴、阳离子范德华力范德华力共价键共价键金属键金属键离子键离子键硬度硬度较小较小很大很大有的很大有的很大, ,有的有的很小很小较大较大熔、沸点熔、沸点较低较低很高很高有的很高有的很高, ,有有的很低的很低较高较高溶解性溶解性相似相溶相似相溶难溶于难溶于任何任何溶剂溶剂常见溶剂难溶常见溶剂难溶大多易溶于水大多易溶于水等极性溶剂等极性溶剂导电、传热性导电、传热性一般不导电一般不导电, ,溶溶于水后有的导于水后有的导电电一般不具一般不具有导电性有导电性电和热的电和热的良导体良导体晶体不导电晶体不导电, ,水水溶液或熔融态溶液或熔融态导电导电微点拨微点拨(1)(1)原子晶体一定含有共价键原子晶体一定含有共价键, ,而分子晶体可能不含共价键。而分子晶体可能不含共价键。(2)(2)含含阴阴离离子子的的晶晶体体中中一一定定含含有有阳阳离离子子, ,但但含含阳阳离离子子的的晶晶体体中中不不一一定定含含阴离子阴离子, ,如金属晶体。如金属晶体。(3)(3)原原子子晶晶体体的的熔熔点点不不一一定定比比离离子子晶晶体体高高, ,如如石石英英的的熔熔点点为为 1 1 710 710 ,MgO,MgO的熔点为的熔点为2 852 2 852 。(4)(4)金金属属晶晶体体的的熔熔点点不不一一定定比比分分子子晶晶体体的的熔熔点点高高, ,如如NaNa的的熔熔点点为为97 97 ,尿素的熔点为尿素的熔点为132.7 132.7 。4.4.典型晶体模型典型晶体模型4 4晶体晶体晶体结构晶体结构晶体详解晶体详解原原子子晶晶体体金刚石金刚石(1)(1)每个碳与相邻每个碳与相邻 个碳以共个碳以共价键结合价键结合, ,形成正四面体结构形成正四面体结构(2)(2)键角均为键角均为_(3)(3)最小碳环由最小碳环由 个个C C组成且组成且六个原子不在同一平面内六个原子不在同一平面内(4)(4)每个每个C C参与参与4 4条条C CC C键的形成键的形成,C,C原子数与原子数与C CC C键数之比为键数之比为_10910928286 612124 4原子晶体原子晶体SiOSiO2 212121212分分子子晶晶体体干冰干冰(1)8(1)8个个COCO2 2分子构成立方体且在分子构成立方体且在6 6个面心又各个面心又各占据占据1 1个个COCO2 2分子分子(2)(2)每个每个COCO2 2分子周围等距紧邻的分子周围等距紧邻的COCO2 2分子有分子有 个个离离子子晶晶体体NaClNaCl( (型型) )(1)(1)每个每个NaNa+ +(Cl(Cl- -) )周围等距且紧邻的周围等距且紧邻的ClCl- -(Na(Na+ +) )有有6 6个。每个个。每个NaNa+ +周围等距且紧邻的周围等距且紧邻的NaNa+ +有有 个个(2)(2)每个晶胞中含每个晶胞中含 个个NaNa+ +和和 个个ClCl- -CsClCsCl( (型型) )(1)(1)每个每个CsCs+ +周围等距且紧邻的周围等距且紧邻的ClCl- -有有_ 个个, ,每个每个CsCs+ +(Cl(Cl- -) )周围等距且紧邻的周围等距且紧邻的CsCs+ +(Cl(Cl- -) )有有8 8个个( (2 2) )如如 图图 为为8 8个个 晶晶 胞胞, ,每每 个个 晶晶 胞胞 中中 含含1 1个个CsCs+ +、1 1个个ClCl- -121212124 44 48 86 6金金属属晶晶体体简单立简单立方堆积方堆积典型代表典型代表Po,Po,配位数为配位数为 , ,空空间利用率间利用率52%52%面心立面心立方最密方最密堆积堆积又称为又称为A A1 1型或铜型型或铜型, ,典型代表典型代表CuCu、AgAg、Au,Au,配位数为配位数为 , ,空间空间利用率利用率74%74%体心立体心立方堆积方堆积又称为又称为A A2 2型或钾型型或钾型, ,典型代表典型代表NaNa、K K、Fe,Fe,配位数为配位数为 , ,空间空间利用率利用率68%68%六方最六方最密堆积密堆积又称为又称为A A3 3型或镁型型或镁型, ,典型代表典型代表MgMg、ZnZn、Ti,Ti,配位数为配位数为 , ,空间空间利用率利用率74%74%12128 81212范德华力范德华力混混合合晶晶体体石墨石墨(1)(1)石墨层状晶体中石墨层状晶体中, ,层与层之间的作用层与层之间的作用是是_ (2)(2)平均每个正六边形拥有的碳原子个平均每个正六边形拥有的碳原子个数是数是 ,C,C原子采取的杂化方式是原子采取的杂化方式是 _(3)(3)每层中存在每层中存在键和键和键键(4)C(4)CC C的键长比金刚石的的键长比金刚石的C CC C键长短键长短, ,熔点比金刚石的高熔点比金刚石的高(5)(5)硬度不大、有滑腻感、能导电硬度不大、有滑腻感、能导电2 2spsp2 2【思维诊断思维诊断】 判断下列说法是否正确判断下列说法是否正确, ,正确的打正确的打“”, ,错误的打错误的打“”。(1)(1)由金属元素和非金属元素组成的晶体一定是离子晶体。由金属元素和非金属元素组成的晶体一定是离子晶体。( () )(2)(2)晶体中只要有阳离子就一定有阴离子。晶体中只要有阳离子就一定有阴离子。( () )(3)(3)由原子形成的晶体一定是原子晶体。由原子形成的晶体一定是原子晶体。( () )(4)(4)金属镁形成的晶体中金属镁形成的晶体中, ,每个镁原子周围与其距离最近的原子有每个镁原子周围与其距离最近的原子有6 6个。个。( () )提示提示: :(1)(1)(2)(2)(3)(3)(4)(4)(5)(5)在在NaClNaCl晶体中晶体中, ,每个每个NaNa+ +周围与其距离最近的周围与其距离最近的NaNa+ +有有1212个。个。( () )(6)(6)分子晶体的熔点一定比金属晶体的低。分子晶体的熔点一定比金属晶体的低。( () )(7)(7)在晶体中只要有阴离子就一定有阳离子。在晶体中只要有阴离子就一定有阳离子。( () )(8)(8)碳有三种同素异形体碳有三种同素异形体: :金刚石、石墨和金刚石、石墨和C C6060, ,其熔点由高到低的顺序为其熔点由高到低的顺序为:C:C6060 金金刚石刚石 石墨。石墨。( () )提示提示: :(5)(5)(6)(6)(7)(7)(8)(8)考点演练考点演练考向一晶体类型的判断考向一晶体类型的判断A A1.1.下表给出几种氯化物的熔点和沸点下表给出几种氯化物的熔点和沸点: :NaClNaClMgClMgCl2 2AlClAlCl3 3SiClSiCl4 4熔点熔点/801801714714190190-70-70沸点沸点/1 4131 4131 4121 41218018057.5757.57有关表中所列四种氯化物的性质有关表中所列四种氯化物的性质, ,有以下叙述有以下叙述:氯化铝在加热时能升华氯化铝在加热时能升华,四四氯化硅在晶态时属于分子晶体氯化硅在晶态时属于分子晶体,氯化钠晶体中微粒之间以范德华力结合氯化钠晶体中微粒之间以范德华力结合,氯氯化铝晶体是典型的离子晶体。其中与表中数据一致的是化铝晶体是典型的离子晶体。其中与表中数据一致的是( ( ) )A.A.B.B.C.C.D.D.解解析析: :氯氯化化铝铝的的熔熔、沸沸点点都都很很低低, ,其其晶晶体体应应该该是是分分子子晶晶体体, ,并并且且沸沸点点比比熔熔点点还还低低, ,加加热热时时容容易易升升华华; ;四四氯氯化化硅硅是是共共价价化化合合物物, ,并并且且熔熔、沸沸点点很很低低, ,应应该该属属于分子晶体于分子晶体; ;氯化钠是离子晶体。氯化钠是离子晶体。2 2.(2018.(2018新疆喀什模拟新疆喀什模拟) )现有几组物质的熔点现有几组物质的熔点()()数据数据: :A A组组B B组组C C组组D D组组金刚石金刚石:3 550 :3 550 Li:181 Li:181 HF:-83 HF:-83 NaCl:801 NaCl:801 硅晶体硅晶体:1 410 :1 410 Na:98 Na:98 HCl:-115 HCl:-115 KCl:776 KCl:776 硼晶体硼晶体:2 300 :2 300 K:64 K:64 HBr:-89 HBr:-89 RbCl:718 RbCl:718 二氧化硅二氧化硅:1 723 :1 723 Rb:39 Rb:39 HI:-51 HI:-51 CsCl:645 CsCl:645 答案答案: :(1)(1)原子共价键原子共价键(2) (2) 据此回答下列问题据此回答下列问题: :(1)A(1)A组属于组属于晶体晶体, ,其熔化时克服的微粒间的作用力是其熔化时克服的微粒间的作用力是。(2)B(2)B组晶体共同的物理性质是组晶体共同的物理性质是 ( (填序号填序号) )。有金属光泽有金属光泽导电性导电性导热性导热性延展性延展性解析解析: :(1)A(1)A组熔点很高组熔点很高, ,为原子晶体为原子晶体, ,是由原子通过共价键形成的。是由原子通过共价键形成的。(2)B(2)B组为组为金属晶体金属晶体, ,具有具有四条共性。四条共性。(3)C(3)C组中组中HFHF熔点反常是由于熔点反常是由于 。(4)D(4)D组晶体可能具有的性质是组晶体可能具有的性质是( (填序号填序号) )。硬度小硬度小水溶液能导电水溶液能导电固体能导电固体能导电熔融状态能导电熔融状态能导电(5)D(5)D组晶体的熔点由高到低的顺序为组晶体的熔点由高到低的顺序为NaClKClRbClCsCl,NaClKClRbClCsCl,其原因为其原因为_ 。答案答案: : (3)HF(3)HF分子间能形成氢键分子间能形成氢键, ,其熔化时需要消耗的能量更多其熔化时需要消耗的能量更多( (只要答出只要答出HFHF分子间能形成氢键即可分子间能形成氢键即可) )(4)(4)(5)D(5)D组晶体都为离子体组晶体都为离子体,r(Na,r(Na+ +)r(K)r(K+ +)r(Rbr(Rb+ +)r(Cs)MgAl:NaMgAlB.B.硬度由大到小硬度由大到小: :金刚石金刚石 碳化硅碳化硅 晶体硅晶体硅C.C.晶体熔点由低到高晶体熔点由低到高:CO:CO、KClKCl、SiOSiO2 2D.D.晶格能由大到小晶格能由大到小:NaFNaClNaBrNaI:NaFNaClNaBrNaIA A解解析析: :A A项项, ,金金属属离离子子的的电电荷荷越越多多、半半径径越越小小 , ,其其熔熔点点越越高高 , ,则则熔熔点点由由高高到到低低为为A A l l M M g g N N a a, , 不不 正正 确确 ; ;B B项项, ,键键长长越越短短 , ,共共价价键键越越强强 , ,硬硬度度越越大大 , ,键键 长长 C CC C C C S Si i 碳碳化化硅硅 晶晶体体硅硅 , ,正正 确确 ; ; C C 项项, ,一一般般情情况况下下 , ,分分子子晶晶体体的的熔熔点点小小于于离离子子晶晶体体的的熔熔点点 , ,离离子子晶晶体体的的熔熔点点小小于于原原子子晶晶体体的的熔熔点点: : C CO O ( (分分子子晶晶体体 ) ) K K C C l l ( (离离子子晶晶体体 ) ) NaClNaBrNaI,:NaFNaClNaBrNaI,正确。正确。4.4.下列说法正确的是下列说法正确的是( ( ) )A.A.钛和钾都采取图钛和钾都采取图1 1的堆积方式的堆积方式B.B.图图2 2为金属原子在二维空间里的非密置层放置为金属原子在二维空间里的非密置层放置, ,此方式在三维空间里堆积此方式在三维空间里堆积, ,仅仅得简单立方堆积得简单立方堆积C.C.图图3 3是干冰晶体的晶胞是干冰晶体的晶胞, ,晶胞棱长为晶胞棱长为a cm,a cm,则在每个则在每个COCO2 2周围最近且等距离的周围最近且等距离的COCO2 2有有8 8个个D.D.图图4 4是一种金属晶体的晶胞是一种金属晶体的晶胞, ,它是金属原子在三维空间以密置层采取它是金属原子在三维空间以密置层采取ABCABCABCABC堆积的结果堆积的结果D D解解析析: :图图1 1表表示示的的堆堆积积方方式式为为六六方方最最密密堆堆积积, ,钾钾采采用用体体心心立立方方堆堆积积,A,A错错误误; ;图图2 2在在二二维维空空间间里里的的非非密密置置层层放放置置, ,在在三三维维空空间间也也能能堆堆积积形形成成体体心心立立方方堆堆积积,B,B错错误误; ;干干冰冰晶晶体体的的晶晶胞胞属属于于面面心心立立方方晶晶胞胞, ,配配位位数数为为12,12,即即每每个个COCO2 2周周围围距距离离相相等等的的COCO2 2分分子子有有1212个个,C,C错错误误; ;该该晶晶胞胞类类型型为为面面心心立立方方最最密密堆堆积积, ,金金属属原原子子在在三维空间里密置层采取三维空间里密置层采取ABCABCABCABC堆积堆积,D,D正确。正确。考向三晶体结构的综合考查考向三晶体结构的综合考查5.5.下图为几种晶体或晶胞的示意图下图为几种晶体或晶胞的示意图: :请回答下列问题请回答下列问题: :(1)(1)上述晶体中上述晶体中, ,粒子之间以共价键结合形成的晶体是粒子之间以共价键结合形成的晶体是。答案答案: :(1)(1)金刚石晶体金刚石晶体(2)(2)冰、金刚石、冰、金刚石、MgOMgO、CaClCaCl2 2、干冰、干冰5 5种晶体的熔点由高到低的顺序为种晶体的熔点由高到低的顺序为 。(3)NaCl(3)NaCl晶胞与晶胞与MgOMgO晶胞相同晶胞相同,NaCl,NaCl晶体的晶格能晶体的晶格能 ( (填填“大于大于”或或“小小于于”)MgO)MgO晶体晶体, ,原因是原因是 。解析解析: :(2)(2)离子晶体的熔点与离子半径及离子所带电荷数有关离子晶体的熔点与离子半径及离子所带电荷数有关, ,离子半径越小离子半径越小, ,离子所带电荷数越大离子所带电荷数越大, ,则离子晶体熔点越高。金刚石是原子晶体则离子晶体熔点越高。金刚石是原子晶体, ,熔点最高熔点最高, ,冰、干冰均为分子晶体冰、干冰均为分子晶体, ,冰中存在氢键冰中存在氢键, ,冰的熔点高于干冰。冰的熔点高于干冰。答案答案: :(2)(2)金刚石金刚石MgOCaClMgOCaCl2 2 冰冰 干冰干冰(3)(3)小于小于MgOMgO晶体中离子的电荷数大于晶体中离子的电荷数大于NaClNaCl晶体中离子电荷数晶体中离子电荷数; ;且且r(Mgr(Mg2+2+)r(Nar(Na+ +) )、r(Or(O2-2-)r(Cl) 离子晶体离子晶体 分子晶体。分子晶体。金属晶体的熔、沸点差别很大金属晶体的熔、沸点差别很大, ,如钨、铂等熔、沸点很高如钨、铂等熔、沸点很高, ,汞、铯等熔、沸汞、铯等熔、沸点很低。点很低。(2)(2)同种类型晶体熔、沸点的比较同种类型晶体熔、沸点的比较原子晶体原子晶体原子半径越小原子半径越小 键长越短键长越短 键能越大键能越大 熔、沸点越高熔、沸点越高如熔点如熔点: :金刚石金刚石 碳化硅碳化硅 硅。硅。离子晶体离子晶体a.a.一般地说一般地说, ,阴、阳离子的电荷数越多阴、阳离子的电荷数越多, ,离子半径越小离子半径越小, ,则离子间的作用力越则离子间的作用力越强强, ,晶格能越大晶格能越大, ,其晶体的熔、沸点越高其晶体的熔、沸点越高, ,如熔点如熔点:MgOMgCl:MgOMgCl2 2,NaClCsCl,NaClCsCl。b.b.衡量离子晶体稳定性的物理量是晶格能。晶格能越大衡量离子晶体稳定性的物理量是晶格能。晶格能越大, ,形成的离子晶体越形成的离子晶体越稳定稳定, ,熔点越高熔点越高, ,硬度越大。硬度越大。分子晶体分子晶体a.a.分子间作用力越大分子间作用力越大, ,物质的熔、沸点越高物质的熔、沸点越高; ;具有氢键的分子晶体熔、沸点反具有氢键的分子晶体熔、沸点反常高。如常高。如H H2 2OHOH2 2TeHTeH2 2SeHSeH2 2S S。b.b.组成和结构相似的分子晶体组成和结构相似的分子晶体, ,相对分子质量越大相对分子质量越大, ,熔、沸点越高熔、沸点越高, ,如如SnHSnH4 4 GeHGeH4 4SiHSiH4 4CHCH4 4。c.c.组成和结构不相似的分子晶体组成和结构不相似的分子晶体( (相对分子质量接近相对分子质量接近),),其分子的极性越大其分子的极性越大, ,熔、熔、沸点越高沸点越高, ,如如CHCH3 3OHCHOHCH3 3CHCH3 3。金属晶体金属晶体金属离子半径越小金属离子半径越小, ,离子电荷数越多离子电荷数越多, ,其金属键越强其金属键越强, ,金属晶体的熔、沸点越金属晶体的熔、沸点越高高, ,如熔、沸点如熔、沸点:NaMgAl:NaMgAl。真题体验真题体验 考题、考向、考法考题、考向、考法 感悟中升华感悟中升华1.1.(2018(2018全国全国卷卷,35,35节选节选) )(1)Li(1)Li2 2O O是离子晶体是离子晶体, ,其晶格能可通过图其晶格能可通过图(a)(a)的的BornBorn- -HaberHaber循环计算得到。循环计算得到。答案答案: :(1)520(1)5204984982 9082 908(2)Li(2)Li2 2O O具有反萤石结构具有反萤石结构, ,晶胞如图晶胞如图(b)(b)所示。已知晶胞参数为所示。已知晶胞参数为0.466 5 nm,0.466 5 nm,阿伏阿伏加德罗常数的值为加德罗常数的值为N NA A, ,则则LiLi2 2O O的密度为的密度为g gcmcm-3-3( (列出计算式列出计算式) )。2.2. (2018(2018全全国国卷卷,35,35节节选选) )FeSFeS2 2晶晶体体的的晶晶胞胞如如图图所所示示。晶晶胞胞边边长长为为a a nmnm、FeSFeS2 2相对式量为相对式量为M,M,阿伏加德罗常数的值为阿伏加德罗常数的值为N NA A, ,其晶体密度的计算表达式为其晶体密度的计算表达式为_g gcmcm-3-3; ;晶晶胞胞中中FeFe2+2+位位于于 所所形形成成的的正正八八面面体体的的体体心心, ,该该正八面体的边长为正八面体的边长为nmnm。3.3. (2018 (2018全国全国卷卷,35,35节选节选) )金属金属ZnZn晶体中的原子堆积方式如图所示晶体中的原子堆积方式如图所示, ,这种堆这种堆积方式称为积方式称为。六棱柱底边边长为。六棱柱底边边长为a cm,a cm,高为高为 c cm, c cm,阿伏加德阿伏加德罗常数的值为罗常数的值为N NA A,Zn,Zn的密度为的密度为g gcmcm-3-3( (列出计算式列出计算式) )。4.4.(2017(2017全国全国卷卷,35,35节选节选) ) (1)KIO (1)KIO3 3晶体是一种性能良好的非线性光学材料晶体是一种性能良好的非线性光学材料, ,具有钙钛矿型的立方结构具有钙钛矿型的立方结构, ,边长为边长为a=0.446 nm,a=0.446 nm,晶胞中晶胞中K K、I I、O O分别处于顶角、体分别处于顶角、体心、面心位置心、面心位置, ,如图所示。如图所示。K K与与O O间的最短距离为间的最短距离为nm,nm,与与K K紧邻的紧邻的O O个数为个数为。答案答案: :(1)0.315(1)0.3151212解析解析: :(2)(2)若若I I处于各顶角位置处于各顶角位置, ,则则K K处于体心位置处于体心位置,O,O处于棱心位置。处于棱心位置。答案答案: :(2)(2)体心棱心体心棱心(2)(2)在在KIOKIO3 3晶胞结构的另一种表示中晶胞结构的另一种表示中,I,I处于各顶角位置处于各顶角位置, ,则则K K处于处于 位位置置,O,O处于处于位置。位置。5.5.(2017(2017全国全国卷卷,35,35节选节选) ) MgO MgO具有具有NaClNaCl型结构型结构( (如图如图),),其中阴离子采用面心其中阴离子采用面心立体最密堆积方式立体最密堆积方式,X,X射线衍射实验测得射线衍射实验测得MgOMgO的晶胞参数为的晶胞参数为a=0.420 nm,a=0.420 nm,则则r(Or(O2-2-) )为为 nmnm。MnOMnO也属于也属于NaClNaCl型结构型结构, ,晶胞参数为晶胞参数为a=0.448 nm,a=0.448 nm,则则r(Mnr(Mn2+2+) )为为nmnm。答案答案: :0.1480.1480.0760.0766.6.(2016(2016全国全国卷卷,37,37节选节选) ) 某镍白铜合金的立方晶胞结构如图所示。某镍白铜合金的立方晶胞结构如图所示。(1)(1)晶胞中铜原子与镍原子的数量比为晶胞中铜原子与镍原子的数量比为。答案答案: :(1)31(1)31(2)(2)若合金的密度为若合金的密度为d gd gcmcm-3-3, ,晶胞参数晶胞参数a=a=nmnm。点击进入点击进入课时集训课时集训点击进入点击进入阶段过关检测阶段过关检测