高中化学 晶体结构与性质

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高中化学第3章晶体结构与性质第2节分子晶体与共价晶体第2课时共价晶体新人教版选择性必修2

高中化学第3章晶体结构与性质第2节分子晶体与共价晶体第2课时共价晶体新人教版选择性必修2
(2)低温石英 低温石英的结构中,顶角相连的____硅__氧__四__面__体______形成螺旋上升 的长链,这一结构决定了它具有___手__性____。
正|误|判|断 1.金刚石晶体中最小碳环是六元环,且6个碳原子在同一平面内。 ( ×) 2.金刚石晶体中每个碳原子被12个碳原子环所共有,每个C—C被 6个六元环共用。( √ ) 3.1 mol金刚石晶体中含有4 mol碳碳键。( × ) 4.1 mol二氧化硅晶体中含有4 mol硅氧键。( √ )
3.碳有多种同分异构体,其中石墨烯与金刚石的晶体结构如图所 示,下列说法不正确的是( B )
A.在石墨烯晶体中,wk.baidu.com个正六元 环拥有的共价键和碳原子数之比为3 2
B.石墨烯中含碳碳双键 C.金刚石晶体中,碳原子采用sp3杂化 D.金刚石晶体中最小的碳环上有6个碳原子
解析:在石墨烯晶体中,最小的环为六元环,每个碳原子连接 3 个 C—C 化学键,每个六元环占有的碳原子数为 6×13=2 个,个数比为 3
3.二氧化硅晶体中硅原子与和硅原子直接相连的氧原子构成的空 间结构是什么?
提示:二氧化硅晶体中Si原子与其周围相连的4个氧原子形成正四面 体结构。
4.二氧化硅晶体中Si原子与Si—O键数目之比是多少?60 g SiO2晶 体中含Si—O键的数目是多少?
提示:SiO2晶体中Si原子与Si—O键数目之比为1 4;60 g SiO2晶体 中含Si—O键的数目为4NA。

高考化学复习:晶体结构与性质

高考化学复习:晶体结构与性质

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应用2.如图所示为Ge单晶的晶胞,其中原子坐标参数A为(0,0,0), B 为12,0,21 ,C 为12,21,0 。 则D原子的坐标参数为_14_,__41_,__14_。
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解析: Ge单晶的晶胞中,原子的堆积方式为面心立方最密堆积。由
B、C两原子的坐标参数可知,B、C两原子分别处于立方体中xz、xy方向上
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重点强化专栏
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(一)原子坐标参数 1.概念:原子分数坐标参数表示晶胞内部各原子的相对位置。 2.原子坐标的确定方法 (1)依据已知原子的坐标确定坐标系取向。 (2)一般以坐标轴所在正方体的棱长为1个单位。 (3)从原子所在位置分别向x、y、z轴作垂线,所得坐标轴上的截距即为该原 子的坐标。
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①干冰晶体中,每个CO2分子周围等距且紧邻的CO2分子有_1_2__个。 ②冰晶体中,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
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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)混合型晶体
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核心突破

人教版高中化学选择性必修第2册 第三章 晶体结构与性质本章总结3

人教版高中化学选择性必修第2册 第三章 晶体结构与性质本章总结3




配合物一定含配位键 有配位键不一定是配合物
构 与性 质晶体配位键和配合物配 配合 合物 物的 的形 构成 成硫 银 铁酸 氨 离铜 溶 子溶 液 的液 的 检中 形 验加 成氨水
超分子定 特应义 征用:分构子建·知识识网别络 、自总组结·装专题提升
典练·素养提升
对话·命题专家
化学 选择性必修第2册 配人教版
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第三章 晶体结构与性质
注意:(1)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)。
(2)石墨属于混合型晶体,但因层内原子之间碳碳共价键的键长为 1.42×10-10 m,比金刚石中碳碳共价键的键长(键长为1.54×10-10 m) 短,所以熔、沸点高于金刚石。
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第三章 晶体结构与性质
晶 体 结 构 与 性 质晶 体晶 体 的 分 类金离属子晶晶体体12345123良定 构微 物实定 构 微好义 成粒 理例义 成 粒的: 晶间 性:: 晶 间延金 体的 质固通 体 的展属 的相 :态过 的 相性原 微互 熔金离 微 互、子 粒作 点属子 粒 作导通 :用 相单键 : 用电过 金力 差质结 阴 :性金 属: 较、合 离 离、属 阳金 大合而 子 子导键 离属 ,金形 和 键热结 子键 硬成 阳性合 和度的 离而 自相晶 子形 由差体成 电较的 子大晶,体有

晶体结构与性质 晶体结构与性质知识点

晶体结构与性质 晶体结构与性质知识点

晶体结构与性质晶体结构与性质知识点

第34讲晶体结构与性质(一)

(考纲要求)

1、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。

2、了解原子晶体的特征,能描述金刚石、二氧化硅等原子晶体的结构与性质的关系。

3、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。

4、了解化学键和分子间作用力的区别。

5、了解氢键的存在对物质性质的影响,能列举含有氢键的物质。

6、了解分子晶体与原子晶体、离子晶体、金属晶体的结构微粒、微粒间作用力的区别。

7、了解简单配合物的成键情况。

(课前预习区)

一、认识晶体

1、晶体的定义:微观粒子在空间按一定规律做周期性重复排列构成的固体物质

2、晶体的特性:

(1)有规则的几何外形(自范性:在适宜的条件下,晶体能够自发的呈现封闭的、

规则的多面

体外形。)(2)有确定的熔点

(3)各向异性:在不同的方向上表现不同的性质(4)具有特定的对称性

3、晶体是由晶胞堆积得到的,故晶胞就能反映整个晶体的组成。利用晶胞可以求化

学式——均

摊法。

均摊法是指每个晶胞平均拥有的粒子数目。若某个粒子为N 个晶胞所共有,则该粒子有1/N

属于此晶胞。以正方体晶胞为例,晶胞中不同位置的粒子对晶胞的贡献为:

顶点原子_______属于此晶胞棱上原子_______属于此晶胞

面上原子_______属于此晶胞体内原子完全属于此晶胞

若晶胞为六棱柱,则顶点原子有________属于此晶胞,棱上有________属于此晶胞。

练习、硼镁化合物刷新了金属化合物超导温度的最高记录。该化合

物晶体结构中的重复结构单元如图所示。十二个镁原子间形成正六

高中化学晶体

高中化学晶体

高中化学晶体

晶体是指由有序排列的分子、离子或原子构成的固体物质。它们具

有独特的结构和性质,在化学和物理领域中具有重要的应用。本文将

深入探讨晶体的定义、结构、性质以及相关应用。

一、晶体的定义

晶体是由原子、离子或分子通过空间上的有序排列而构成的固体物质。晶体的结构是高度有序的,具有明确的周期性和对称性。这种有

序结构使得晶体具有独特的物理和化学性质。

二、晶体的结构

晶体的结构通常可以分为离子晶体、共价晶体和分子晶体三种类型。

1. 离子晶体

离子晶体由正负离子通过离子键结合而成。它们的结构可以通过离

子的大小和电荷来解释。在离子晶体中,正负离子按照一定比例排列,形成一个稳定的晶格结构。典型的离子晶体包括氯化钠和氯化镁。

2. 共价晶体

共价晶体由共价键结合的原子构成。共价键的强度使得原子在空间

上排列成特定的结构。在共价晶体中,原子之间共享电子以达到稳定

状态。一些典型的共价晶体包括金刚石和硅。

3. 分子晶体

分子晶体由分子通过分子间力而结合形成。分子晶体的结构是由分子的形状、大小和相互作用力决定的。在分子晶体中,分子间力通常包括氢键、范德华力等。常见的分子晶体有蔗糖和冰。

三、晶体的性质

晶体具有许多独特的物理和化学性质,下面我们将介绍几个重要的性质。

1. 色彩和透明性

晶体的特殊结构使得它们对于光的传播和吸收表现出不同的性质。某些晶体可以对光进行选择性的吸收和反射,呈现出不同的颜色。此外,晶体的透明性也与其结构有关,一些晶体能够准确地传递和放大光线。

2. 热导性

晶体的结构对于热的传导也起到重要的影响。某些晶体由于其特殊的结构和键的类型,在热传导方面表现出良好的性能。这使得它们在热导体和绝缘体方面都有广泛的应用。

晶体结构与性质知识总结

晶体结构与性质知识总结

晶体结构与性质知识总结

晶体是由原子、离子或分子组成的固体,它们按照一定的规则排列而形成的,在空间上具有周期性的结构。晶体的结构与性质密切相关,下面对晶体的结构和性质进行总结。

一、晶体的结构:

1.晶体的基本单位:晶体的基本单位是晶胞,它是晶格的最小重复单位。晶胞可以是点状(原子)、离子状(离子)或分子状(分子)。

2.晶格:晶格是一种理想的周期性无限延伸的结构,它由晶胞重复堆积而成。晶格可以通过指标来描述,如立方晶系的简单立方晶格用(100)、(010)和(001)来表示。

3.晶系:晶体按照对称性的不同可以分为立方系、四方系、正交系、单斜系、菱面系、三斜系和六角系等七个晶系。

4.点阵:点阵是晶胞中原子、离子或分子的空间排列方式。常用的点阵有简单立方点阵、体心立方点阵和面心立方点阵。

5.晶体的常见缺陷:晶体中常见的缺陷有点缺陷、线缺陷和面缺陷。点缺陷包括空位、间隙原子和杂质原子等;线缺陷包括晶体的位错和附加平面等;面缺陷包括晶体的晶界、孪晶和堆垛疏松等。

二、晶体的性质:

1.晶体的光学性质:晶体对光有吸收、透射和反射等作用,这取决于晶格结构和晶胞的对称性。晶体在光学显微镜下观察时,有明亮的晶体颗粒。

2.晶体的热学性质:晶体的热学性质主要包括热容、热传导和热膨胀等。晶体的热传导性能与晶胞的结构和相互作用有关,不同晶体的热传导性能差异很大。

3.晶体的电学性质:晶体的导电能力与晶体的结构和化学成分密切相关。一些晶体可以具有金属导电性,例如铜、银和金等;而其他晶体可以具有半导体或绝缘体导电性。

4.晶体的力学性质:晶体的力学性质涉及到晶体的刚性、弹性和塑性等。晶体在受力作用下可能发生形变,这取决于晶格的结构和原子、离子或分子之间的相互作用力。

高中化学选修3人教版:第三章晶体结构与性质-归纳与整理

高中化学选修3人教版:第三章晶体结构与性质-归纳与整理
《晶体结构与性质 -归纳与整理》
一、晶体与非晶体
1.晶体与非晶体的区别
自范性
微观结构
晶体 有(能自发呈现多面体外 原子在三维空间里
形)
呈周期性有序排列
非晶体 没有(不能自发呈现多面 原子排列相对无序 体外形)
(1)晶体自范性的本质:是晶体中粒子微观空间里 呈现周期性的有序排列的宏观表象.
• (2)晶体自范性的条件之一:生长速率适当.
b、代表晶体 CO2
干冰的晶体结构图(一)
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干冰的晶体结构图(二)
可见:每个二氧化碳分子周围有 12 个二氧化碳分子
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Si o
共价键
109º28´ 共价键
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石墨的晶体结构图
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不同晶体类型熔沸点高低的判断:
来自百度文库
离子晶体:离子半径越小,所带电荷越多,离子键越牢固,
熔沸点越高。
NaCl与MgCl2
立方晶体中晶胞对质点的占有率
晶胞体内的原子不与其他晶胞分享,完全属于该 晶胞
体心: 1
立方晶胞
面心: 1/2 棱边: 1/4
顶点: 1/8
练习一:
石墨晶体的层状结构, 层内为平面正六边形结构 (如图),试回答下列问题: (1)图中平均每个正六边 形占有C原子数为____个、 占有的碳碳键数为2____个。 碳原子数目与碳碳化3学键数 目之比为_______.

高中化学【晶体结构与性质】

高中化学【晶体结构与性质】

3.有关晶体的结构如图所示,下列说法中不正确的是( )
A.在 NaCl 晶体(图甲)中,距 Na+最近的 Cl-形成正四面体 B.该气态团簇分子(图乙)的分子式为 EF 或 FE C.在 CO2 晶体(图丙)中,一个 CO2 分子周围有 12 个 CO2 分
子紧邻 D.在碘晶体(图丁)中,存在非极性共价键和范德华力
(如 NaCl)
[名师点拨] ①共价晶体一定含有共价键,而分子晶体可能不 含共价键。 ②含阴离子的晶体中一定含有阳离子,但含阳离子的晶体中不 一定含阴离子,如金属晶体。
3.典型晶体模型 (1)共价晶体(金刚石和二氧化硅)
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,每个硅原子与__4_个 O 成键,每个氧原子与_2__ 个硅原子成键,最小的环是__十__二__元环,在“硅氧”四面气体 中,处于中心的是__硅__原子,1 mol SiO2 中含有__4__mol Si—O 键。
2.晶胞 (1)概念:晶胞是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。
[名师点拨] ①具有规则几何外形的固体不一定是晶体, 如玻璃。 ②晶体与非晶体的本质区别:是否有自范性。 ③晶胞是从晶体中“截取”出来具有代表性的“平行六面 体”,但不一定是最小的“平行六面体”。

高中化学人教版晶体结构与性质知识点总结

高中化学人教版晶体结构与性质知识点总结

晶体结构与性质

一、晶体常识

1.晶体与非晶体

(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。

4.与晶体有关的计算

晶体结构的计算常常涉及如下数据:晶体密度、N A、M、晶体体积、微粒间距离、微粒半径、夹角等,密度的表达式往往是列等式的依据。解答这类题时,一要掌握晶体“均摊法”的原理,二要有扎实的立体几何知识,三要熟悉常见晶体的结构特征,并能融会贯通,举一反三。

(1)“均摊法”原理

晶胞中任意位置上的一个原子如果被n个晶胞所共有,则每个晶胞对这个原子分得的份额就是1

n

非平行六面体形晶胞中粒子数目的计算同样可用“均摊法”,其关键仍然是确定一个粒子为几个晶胞所共有。例如,石墨晶胞每一层内碳原子排成六边形,其顶点(1个碳原子)对六边形的贡献

为1

3

,那么一个六边形实际有6×

1

3

=2个碳原子。又如,在六棱柱晶胞(如右图所示的

MgB2晶胞)中,顶点上的原子为6个晶胞(同层3个,上层或下层3个)共有,面上的原子

为2个晶胞共有,因此镁原子个数为12×1

6

+2×

1

2

=3,硼原子个数为6。

(2)晶体微粒与M、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xM g(M为微粒的相对“分子”质量);又1个晶胞的质量为ρa3g(a3为晶胞的体积),则1 mol晶胞的质量为ρa3N A g,因此有xM=ρa3N A。

晶体结构与性质

晶体结构与性质

晶体
非晶体
结构微粒周期性 结构微粒无序排 结构特征 有序排列 列 自范性 有 无 性质 熔点 较固定 不固定 特征 异同表现 各向异性 各向同性 看是否有固定的熔点 二者 间接方法 区别 对固体进行X -射线衍射实验 方法 科学方法
(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).
于是每两层形成一个周
B A
期,即 AB AB 堆积方式
--形成六方紧密堆积。
六方密堆积—Mg型(Zn、Ti)
①空间利用率高,每两层形成一个周期; ②每个晶胞有2个原子,配位数12.
第二种是将第三层球对准第一层的
2,4,6 位,不同于 AB 两层的位
置,这是 C 层。
1 6 2 3 6 5 4 1 2 3
分子晶体
1.大多数非金属单质: X2,O2,H2, S8,P4, C60 (除金刚石、石墨、晶 体硅、晶体硼外) 2.气态氢化物: H2O,NH3,CH4,HX 3.非金属氧化物: CO2, SO2, NO2 (除SiO2外) 3.酸:H2SO4,HNO3 4.大多数有机物:乙醇,蔗糖(除 有机盐)
ρ=m/V=n· M/V=58.5 × 4/(NA· a3) (3)若NaCl晶体的密度为 ρg/cm3,则 NaCl晶
体中Na+与Na十之间的最短距离是多少?
[例3]金晶体的最小重复单元(也称晶胞)是面心立方 ,即在立方体的8个顶点上各有一个金原子,各个面的 面心上各有一个金原子(如图),每个金原子被相邻 的晶胞共用。金原子的直径为d,用NA表示阿伏加德罗 常数,M表示金的摩尔质量。 (1)金晶体中每个晶胞中含有 (3)一个晶胞的体积是多少?

高三化学晶体结构与性质

高三化学晶体结构与性质

3.下面有关离子晶体的叙 述中,不正确的是 AB ( ) A.1mol氯化钠中有NA个 NaCl分子 B.氯化钠晶体中,每个 Na+周围距离相等的Na+共 有6个 C.氯化铯晶体中,每个 CS+周围紧邻8个ClD.平均每个NaCl晶胞中 有4个Na+、4个Cl-
5.20世纪80年代中期,科学家发现并证明碳还以新的单 质形态C60存在。后来人们又相继得到了C70、C76、C84、 C90、C94等另外一些球碳分子。90年代初,科学家又发现 了管状碳分子和洋葱状碳分子。(如图1-5):下列说法错 误的是
F-
Ca2+
4. 求离Na+最近的Na+个数 求离Cl-最近的Cl-个数
方法一:找点法(x、y、z) 方法二:排除重复计算法
5. 求离CO2最近的CO2个数
方法一:找点法(x、y、z)
方法二:排除重复计算法
6. 冰中,求离H2O最近的H2O个数
氢键具有方 向性
冰 的 结 构
课堂检测
1.下列化学式能真实表示物质分子组成的 是 (D ) A.NaOH B.SiO2 C.CsCl D.SO3 2.下列的晶体中,化学键种类相同,晶体 类型也相同的是 ( B) A.SO2与SiO2 B.CO2与H2O C.NaCl与HCl D.CCl4与KCl
离子晶体中没有分子式,只有化学 式。化学式是微粒的配位数之比。 NaCl 晶体是个大分子,晶体中无单独 的 NaCl 分子存在。 NaCl 是化学式,因而 58.5 可以认为 是式量,不是分子量 。

高中化学选修三_晶体结构与性质

高中化学选修三_晶体结构与性质

晶体结构与性质

一、晶体的常识

1.晶体与非晶体

晶体与非晶体的本质差异

自性微观结构

晶体有(能自发呈现多面体外形)原子在三维空间里呈周期性有序排列

非晶体无(不能自发呈现多面体外形)原子排列相对无序

晶体呈现自性的条件:晶体生长的速率适当

得到晶体的途径:熔融态物质凝固;凝华;溶质从溶液中析出

特性:①自性;②各向异性(强度、导热性、光学性质等)

③固定的熔点;④能使X-射线产生衍射(区分晶体和非晶体最可靠的科学方法)

2.晶胞--描述晶体结构的基本单元.即晶体中无限重复的部分

一个晶胞平均占有的原子数=×晶胞顶角上的原子数+×晶胞棱上的原子+×晶胞面上的粒子数+1×晶胞体心的原子数

思考:下图依次是金属钠(Na)、金属锌(Zn)、碘(I2)、金刚石(C)晶胞的示意图.它们分别平均含几个原子?

eg:1.晶体具有各向异性。如蓝晶(Al2O3·SiO2)在不同方向上的硬度不同;又如石墨与层垂直方向上的电导率和与层平行方向上的电导率之比为1:1000。晶体的各向异性主要表现在()

①硬度②导热性③导电性④光学性质

A.①③

B.②④

C.①②③

D.①②③④

2.下列关于晶体与非晶体的说确的是()

A.晶体一定比非晶体的熔点高

B.晶体一定是无色透明的固体

C.非晶体无自性而且排列无序

D.固体SiO2一定是晶体

3.下图是CO2分子晶体的晶胞结构示意图.其中有多少个原子?

二、分子晶体与原子晶体

1.分子晶体--分子间以分子间作用力(德华力、氢键)相结合的晶体

注意:a.构成分子晶体的粒子是分子

b.分子晶体中.分子的原子间以共价键结合.相邻分子间以分子间作用力结合

高中化学第三章晶体结构与性质第一节晶体的常识课件新人教版选修3

高中化学第三章晶体结构与性质第一节晶体的常识课件新人教版选修3

12345
5.某晶体的晶胞结构如下图所示。X(●)位于立方体顶点,Y(○)位于立 方体中心。试分析: (1)晶体中每一个Y同时吸引着______个X,每个X 同 时 吸 引 着 ________ 个 Y , 该 晶 体 的 化 学 式 是 __________。
12345
(2)晶体中在每个X周围与它最接近且距离相等的X共有__1_2___个。 解析 晶体中每个X周围与它最接近的X之间的距离应为如图所示立方 体的面对角线。位置关系分为在此X的上层、下层和同一层,每层均有 4个,共有12个。
12345
3.已知某晶体晶胞如图所示,则该晶体的化学式为( C )
A.XYZ C.XY4Z
B.X2Y4Z D.X4Y2Z
12345
4.下图中是两种不同的物质的熔化曲线,下列说法中正确的是( B )
①a是晶体 ②b是晶体 ③a是非晶体 ④b是非晶体
A.①②
B.①④
C.②③
D.③④
解析 晶体具有固定的熔点,非晶体没有固定的熔点。
学习目标定位 1.认识晶体和非晶体的本质差异,知道晶体的特征和性质。 2.了解获得晶体的途径。 3.知道晶胞的概念,学会晶胞中微粒数的计算方法(均摊法),能根据 晶胞的结构确定晶体的化学式。
内容索引
一 晶体与非晶体
二 晶胞
当堂检测
一 晶体与非晶体

高中化学第三章晶体结构与性质第一节物质的聚集状态与晶体的常识第2课时晶胞晶体结构的测定新人教版选择性

高中化学第三章晶体结构与性质第一节物质的聚集状态与晶体的常识第2课时晶胞晶体结构的测定新人教版选择性

示。Pb4+处于立方晶胞顶角,Ba2+处于晶胞中心,
O2-处于晶胞面心,则该化合物的化学式为( )
A.BaPbO3 C.BaPbO
B.BaPb2O3 D.BaPbO4
答案:A
解析:1个晶胞中有1个Ba2+,Pb4+的个数为8×1=1,O2-的个数为6×1=3,
8
2
故化学式为BaPbO3。
3.科学家把C60和K掺杂在一起制造出的物质 具有超导性能,其晶胞结构如图所示。该物 质中K和C60的个数之比为( )
A.1∶1 B.2∶1 C.3∶1 D.4∶1
答案:A 解析:根据均摊法可知,该晶胞中K的个数为2×6×12=6,C60的个数为1+8×18 =2,所以该物质中K和C60的个数之比为6∶2=3∶1。
4.晶胞是晶体结构中可重复出现的最小的结构单元, C60晶胞结构如图所示,下列说法正确的是( )
A.C60摩尔质量是720 B.C60与苯互为同素异形体 C.在C60晶胞中有14个C60分子 D.每个C60分子周围与它距离最近等距离的C60分 子有12个
轨道上有4个电子。X与Y所形成化合物晶体的晶胞如图所示。
(1)在1个晶胞中,X离子的数目为____4____。 (2)该化合物的化学式为___Z_n_S___。
核心素养
提升点一 晶胞结构的理解与晶体结构的测定 例1 下列说法中不正确的是( ) A.晶体的X射线衍射实验中,单一波长的X射线通过晶体,记录仪 上产生分立的斑点或明锐的衍射峰 B.分析X射线衍射图可获得晶胞形状和大小、原子在晶胞里的数目 和位置等信息 C.根据原子坐标可以计算原子间的距离 D.通过晶体X射线衍射图不能获得键长、键角等有关化学键的信息

晶体的结构与性质

晶体的结构与性质

高二化学——晶体结构与性质

一.晶体常识

1.晶体与非晶体比较

(1)概念:晶体:由原子、分子、离子等微粒在三维空间按一定的规律呈周期性有序排列而形成的固体。

非晶体:内部粒子在三维空间排列呈相对无序状态而形成的固体。

(2)晶体和非晶体在性质上的差异

相关解释

(1)自范性:晶体能自发的实现多面体外形的性质。

①实现自范性的条件:晶体生长的速率适当。

②晶体的自范性是晶体中粒子在微观空间里呈现周期性的有序排列的宏观表现。

(2)做x射线衍射实验、出现峰值,而非晶体没有。这是二者最可靠的区别手段。

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:晶胞是描述晶体结构的基本单元。

(2)晶胞特点:①晶胞一般都是平行六面体。②整块晶体由晶胞“无隙并置”而成③同种晶体晶胞中原子种类完全相同

晶体结构的堆积方式:

原理:组成晶体的原子、离子或分子在无其他因素(如共价键的方向性)影响时,在空间的排列大都服从紧密堆积原理。这是因为分别借助没有方向性的金属键、离子键和分子间作用力形成的金属晶体、离子晶体和分子晶体的结构中,都趋向于使原子或分子吸引尽可能多的原子或分子分布与周围,并以密堆积的方式降低体系的能量,使晶体变得比较稳定。类型:①等径圆球密堆积:同种分子或原子,大小相同。适用于分子晶体、金属晶体。

②非等径圆球密堆积:阴、阳离子,大小不同。适用于离子晶体。

③原子晶体不遵循密堆积。

5.晶胞中微粒数的计算方法——均摊法。如某个粒子为n个晶胞所共有,则该粒子有1/n属于这个晶胞。

高中化学晶体结构与性质晶体的常识

高中化学晶体结构与性质晶体的常识

第三章晶体结构与性质第一节晶体的常识知识归纳

一、晶体与非晶体

1.晶体与非晶体的本质差异:

2.获得晶体的三条途径

(1)______物质凝固;

(2)______物质冷却不经液态直接凝固(______);

(3)______从溶液中析出。

3.晶体的特点

(1)自范性

①定义:在适宜的条件下,晶体能够自发地呈现规则的______,这称为晶体的______。非晶体物质没有这个特性。

②形成条件:晶体______适当。

③本质原因:晶体中粒子在______里呈现______的______排列。

(2)晶体在不同的方向上表现出不同的物理特质即______。

(3)晶体的______较固定。

(4)区分晶体和非晶体的最可靠的科学方法是对固体进行______实验。

二、晶胞

1.概念

晶胞是晶体中最小的______。

2.结构

晶胞一般都是______,晶体是由无数晶胞“______”而成。

(1)无隙:相邻晶胞之间无任何______。

(2)并置:所有晶胞都是______排列的,取向______。

(3)所有晶胞的______及内部的原子______及几何排列是完全相同的。

【答案】一、1.有周期性没有相对无序

2.(1)熔融态(2)气态凝华(3)溶质

3.(1)多面体外形性质自范性生长的速率三维空间周期性有序

(2)各向异性(3)熔点(4)X-射线衍射

二、1.结构重复单元

2.平行六面体无隙并置(1)间隙(2)平行相同(3)形状种类

知识重点

与晶体有关的计算

晶体结构的计算常常涉及如下数据:晶体密度、N A、M、晶体体积、微粒间距离、微粒半径、夹角等,密度的表达式往往是列等式的依据。解答这类题时,一要掌握晶体“均摊法”的原理,二要有扎实的立体几何知识,三要熟悉常见晶体的结构特征,并能融会贯通,举一反三。

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①离子晶体: 阴、阳离子电荷数越大,半径越小 熔沸点越高
②原子晶体:
原子半径越小→键长越短→键能越大 熔沸点越高
③分子晶体: 组成和结构相似的分子晶体
相对分子质量越大,分子的极性越大 熔沸点越高 ④金属晶体:
金属阳离子电荷数越高,半径越小 熔沸点越高
三、金属晶体的四种堆积模型对比
堆积模型 典型代表 空间利用率 配位数
1.离子晶体中离子的配位数的决定因素
(1)几何因素----正负离子的半径比(r+/r- )
r+/r- 0.225-0.414 0.414-0.732 0.732-1.00
Leabharlann Baidu
配位数



(2)电荷因素----正负离子的电荷比
CaF2 晶体中正离子配位数8,负离子配位数为4
TiO2晶体中正离子的配位数为6,负离子的配位数为多 少?
立方晶体中晶胞对质点的占有率
晶胞体内的原子不与其他晶胞分享,完全属于该 晶胞
体心: 1
立方晶胞
面心: 1/2 棱边: 1/4
顶点: 1/8
练习一:
石墨晶体的层状结构, 层内为平面正六边形结构 (如图),试回答下列问题: (1)图中平均每个正六边 形占有C原子数为____个、 占有的碳碳键数为2____个。 碳原子数目与碳碳化3学键数 目之比为_______.
2:3
三.四种晶体的比较
晶体类型 离子晶体 晶体粒子 阴、阳离子
粒子间作 离子键 用力
熔沸点 较高
硬度
较硬
溶解性
原子晶体 分子晶体 金属晶体
原子 共价键
分子
金属阳离子、自 由电子
分子间作用 金属键 力
很高 很硬
较低 一般较软
一般较高,少部 分低 ,一般较硬, 少部分软
难溶解 相似相溶
导电情况 固体不导电, 不导电 一般不导电 良导体 熔化或溶于水 (除硅) 后导电
离子晶体
1.金属氧化 物(K2O、 Na2O2) 2.强碱 (NaOH、 KOH、 Ba(OH )2 3.绝大多数 的盐类
原子晶体
1.金刚石、 石墨、晶体 硅、晶体硼
2. SiC 、 SiO2晶体、 BN晶体
分子晶体
1.大多数非金属单质: X2,O2,H2, S8,P4, C60 (除金 刚石、石墨、晶体硅、晶体 硼外)
2.晶体形成的途径
• 熔融态物质凝固. • 气态物质冷却不经液态直接凝固(凝华). • 溶质从溶液中析出.
3.晶体的特性
• 有规则的几何外形 • 有固定的熔沸点 • 物理性质(强度、导热性、光学性质等)各
向异性
二.晶胞
• 1.定义:晶体中重复出现的最基本的结构单元
三种典型立方晶体结构
简单立方 体心立方 面心立方
晶胞
简单立方
Po
52%
6
钾型( bcp )
K
68%
8
镁型(hcp)
Mg
74%
12
铜型(ccp)
Cu
74%
12
四.离子晶体
NaCl和CsCl的晶胞
CsCl晶体
在氯化铯晶体中,每个Cl-(或Cs+)周围与之最接近 且距离相等的Cs+(或Cl-)共有 8个 ;这几个Cs+(或 Cl-)在空间构成的几何构型为 立方体 ;在每个Cs+ 周围距离相等且最近的Cs+共有 6 个 ;这几个 Cs+(或Cl-)在空间构成的几何构型为 正八面体;
度越大.
晶体中微粒的排列、个数及密度的计算
在氯化钠晶体中, 每个Na+周围与 之最接近且距离 相等的Cl-共有 6 个;这几个Cl-在 空间构成的几何 构型 为 正八面体 。
每个CO2分子周围有多 少个与之最近且等距离
的CO2分子?距离为多 少?(设晶胞边长为a)
12个
a
AD=CD=a/2
AC=AB
=
2a 2
白磷的键角为多少?Wg白磷中磷磷单键的数 目为多少?
60°
(W/124) ×6 ×NA
晶体中Na+和Cl-间最 小距离为a cm, 计 算NaCl晶体的密度
4 58.5g mol1 N A mol1
(2acm)3
29.25 a3 NA
g
cm3
晶体结构与性质
一、晶体与非晶体
1.晶体与非晶体的区别
自范性
微观结构
晶体 有(能自发呈现多面体外 原子在三维空间里
形)
呈周期性有序排列
非晶体 没有(不能自发呈现多面 原子排列相对无序 体外形)
(1)晶体自范性的本质:是晶体中粒子微观空间里 呈现周期性的有序排列的宏观表象.
• (2)晶体自范性的条件之一:生长速率适当.
2.气态氢化物:
H2O,NH3,CH4,HX 3.非金属氧化物: CO2, SO2, NO2(除SiO2外) 3.酸:H2SO4,HNO3 4.大多数有机物:乙醇,蔗糖 (除有机盐)
晶体熔沸点高低的判断
⑴不同晶体类型的熔沸点比较
一般:原子晶体>离子晶体>分子晶体(有例外)
⑵同种晶体类型物质的熔沸点比较
(3)键性因素----离子键的纯粹程度
2.晶格能
• 1.晶格能:在标准状况下,气态正离子和气态负 离子形成1mol离子晶体所释放的能量.
• 2.影响晶格能的因素: • (1)与正负离子电荷成正比 • (2)与核间距成反比(与半径成反比) • 3.晶格能与离子晶体的物理性质: • 晶格能越大,离子晶体越稳定,熔沸点越高、硬
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