《导学案晶体的结构与性质》含详解

晶体的结构与性质

[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.了解分子晶体、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。

知识点一晶体与非晶体

(1)________________________。

(2)____________________________________。

(3)__________________________。

3．晶胞

(1)概念

描述晶体结构的__________。

(2)晶体中晶胞的排列——无隙并置

①无隙：相邻晶胞之间没有__________。

②并置：所有晶胞________排列、________相同。

知识点二分子晶体与原子晶体

1．分子晶体的结构特点

(1)晶体中只含__________。

(2)分子间作用力为______________，也可能有_______________________________。

(3)分子密堆积：一个分子周围通常有____个紧邻的分子。

2．原子晶体的结构特点

(1)晶体中只含原子。

(2)原子间以____________结合。

问题思考

1．具有规则几何外形的固体一定是晶体吗？晶胞是否一定为“平行六面体”？

知识点三金属晶体

1．金属键

(1)“电子气理论”要点

该理论把金属键描述为金属原子脱落下来的__________形成遍布整块晶体的“电子气”，被__________所共用，从而把所有的金属原子维系在一起。

(2)金属晶体是由__________、__________通过________形成的一种“巨分子”。金属键的强度__________。

2

1．离子晶体

(1)概念

①离子键：__________间通过________________(指相互排斥和相互吸引的平衡)形成的化学键。

②离子晶体：由阳离子和阴离子通过________结合而成的晶体。

(2)决定离子晶体结构的因素

①几何因素：即______________________________________________________。

②电荷因素，即阴、阳离子电荷不同，配位数必然不同。

③键性因素：离子键的纯粹程度。

(3)一般物理性质

一般地说，离子晶体具有较高的____点和____点，较大的________、难于压缩。这些性质都是因为离子晶体中存在着较强的离子键。若要破坏这种作用需要较多的能量。

2．晶格能

(1)定义：气态离子形成1摩尔离子晶体________的能量，单位kJ·mol－1，通常取正值。

(2)大小及与其他量的关系

①晶格能是最能反映离子晶体________的数据。②在离子晶体中，离子半径越小，离子所带电荷数越大，则晶格能越大。③晶格能越大，阴、阳离子间的离子键就越强，形成的离子晶体就越稳定，而且熔点高，硬度大。

知识点五几种常见的晶体模型

(1)原子晶体(金刚石和二氧化硅)

①金刚石晶体中，每个C与另外____个C形成共价键，C—C键之间的夹角是______，最小的环是____元环。含有1molC的金刚石中，形成的共价键有____mol。

②SiO2晶体中，每个Si原子与____个O成键，每个O原子与____个硅原子成键，最小的环是______元环，在“硅氧”四面体中，处于中心的是____原子。

(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____个。

②冰的结构模型中，每个水分子与相邻的____个水分子以氢键相连接，1mol冰中，有____mol“氢键”。

(3)离子晶体

①NaCl型：在晶体中，每个Na＋同时吸引____个Cl－，每个Cl－同时吸引____个Na＋，配位数为____。每个晶胞含____个Na＋和____个Cl－。

②CsCl型：在晶体中，每个Cl－吸引____个Cs＋，每个Cs＋吸引____个Cl－，配位数为____。

(4)石墨晶体

石墨层状晶体中，层与层之间的作用是____________________，平均每个正六边形拥有的碳原子个数是____，C原子采取的杂化方式是______。

问题思考

2．在晶体模型中，金刚石中的“铁棍”和干冰中的“铁棍”表示的意义一样吗？分子晶体中有化学键吗？

一、晶体基本类型和性质的比较

典例导悟

1(2013·徐州质检)下列叙述正确的是() A．分子晶体中的每个分子内一定含有共价键

B．原子晶体中的相邻原子间只存在非极性共价键

C．离子晶体中可能含有共价键

D．金属晶体的熔点和沸点都很高

二、晶体的有关计算

1．确定晶体组成的方法——均摊法

均摊法：指每个晶胞平均拥有的粒子数目。如：某个粒子为n个晶胞所共有，则该粒子有1/n属于一个晶胞。

(1)长方体形(正方体)晶胞中不同位置的粒子对晶胞的贡献

①处于顶点的粒子，同时为____个晶胞共有，每个粒子对晶胞的贡献为____。②处于棱上的粒子，同时为____个晶胞共有，每个粒子对晶胞的贡献为____。③处于面上的粒子，同时为____个晶胞共有，每个粒子对晶胞的贡献为____。④处于体心的粒子，则完全属于该晶胞，对晶胞的贡献为____。

(2)非长方体形(正方体)晶胞中粒子对晶胞的贡献视具体情况而定。如石墨晶胞每一层内6个碳原子排成六边形，其顶点的1个碳原子对六边形的贡献为1/3。

典例导悟