晶体结构

(4)面心立方最密堆积—铜型
晶胞类型：面心立方体 晶胞所含原子数：4 空间利用率： 74％ 配位数： 12 实例： Cu、Ag、Au等
金属堆积方式
堆积方 式
简单立 方堆积 体心立 方堆积 六方最 密堆积
晶胞类 空间利 配位 型 用率 数
立方体 体心立方 52％ 6 8 12
实例
Po Na、K、Fe Mg、Zn、Ti Cu、Ag、Au
④ SiO2晶胞中包含有 8 个Si原子 16 个O原子。
思考
12 个十二元环共有， ⑤每个Si原子被———— 6 个十二元环共有， 每个O原子被———— 6 个十二元环共有； 每个Si-O键被———— 1/2 ， 每个十二元环所拥有的Si原子数为———— 2 ； 拥有的O原子数为——— 1 ，拥有的Si-O键数为———
68%
平行六面体 74%
74%
面心立方 面心立方 最密堆积
12
知识梳理·题型构建
题组一
依据晶胞判断晶体类型
1．下列是钠、碘、金刚石、干冰、氯化钠晶体的晶胞示意图 (未按顺序排序)。与冰的晶
BC 体类型相同的是 __________( 请用相应的编号填写 )。
知识梳理·题型构建
题组二
对晶胞结构的考查
晶胞类型： 体心立方体 晶胞所含原子数： 2 空间利用率： 68％ 配位数： 8 实例： 碱金属、Fe等
(3)六方最密堆积——镁型 1200
平行六面体
六方最密堆积——镁型
晶胞类型：平行六面体 晶胞所含原子数：2 空间利用率： 74％ 配位数： 12 实例： Mg、Zn、Ti等
面心立方最密堆积分解图
知识梳理·题型构建
2．在下列物质中：NaCl、NaOH、Na2S、H2O2、Na2S2、(NH4)2S、CO2、 CCl4、C2H2、SiO2、SiC、晶体硅、金刚石。 NaCl、Na2S (1)其中只含有离子键的离子晶体是_______________________________ ； NaOH、(NH4)2S (2)其中既含有离子键又含有极性共价键的离子晶体是_______________ ；
(NH4)2S ； (3)其中既含有离子键，又含有极性共价键和配位键的离子晶体是__________ Na2S2 ； (4)其中既含有离子键又含有非极性共价键的离子晶体是__________
CO2、CCl4、C2H2 (5)其中含有极性共价键的非极性分子是________________________ ； C 2 H2 ； (6)其中含有极性共价键和非极性共价键的非极性分子是________
＋和8个F－
ZnS的晶胞
①阳离子的配位数： 4 ②阴离子的配位数： 4 ③一个ZnS晶胞中含： 4个Zn 2+ 和4个S 2-
金属晶体的4种堆积方式
(1)简单立方堆积
晶胞类型： 简单立方体 晶胞所含原子数：1 空间利用率： 52％ 配位数： 6 实例： 只有金属钋（Po）
(2)体心立方堆积--钾型
冰的结构
晶体
晶体结构
晶体详解 (1)每个Na＋(Cl－)周
离 子 NaCl 晶 体 (型 )
围等距且紧邻的Cl－
(Na＋)有6个。每个 Na＋周围等距且紧 邻的Na＋有12个 (2)每个晶胞中含4个 Na＋和4个Cl－
晶体
晶体结构
晶体详解 (1)每个Cs＋周围等距且
离 子 晶 CsCl (型 )
(4)依据导电性判断： ①离子晶体水溶液及熔化时能导电。 ②原子晶体一般为非导体。
③分子晶体为非导体，而分子晶体中的电解质(主
要是酸和强极性非金属氢化物)溶于水，使分子内
的化学键断裂形成自由离子也能导电。
④金属晶体是电的良导体。
(5)依据硬度和机械性能判断： ①离子晶体硬度较大或略硬而脆。 ②原子晶体硬度大。
离子晶体 较大 较高
难溶于任 难溶于常见 大多易溶于水 何溶剂
一般不具有
等极性溶剂
晶体不导电，水 溶液或熔融态导 电
性
质
导电、 溶于水后能 传热性 电离的
导电
导电性（硅、 锗是半导体）
延展性
无
无
无
大多数盐 离子晶体 强碱 某些金属氧化物 原子晶体 金刚石、晶体硅、SiO2、晶 体B、BN、SiC、Si3N4等
H2 O2 (7)其中含有极性共价键和非极性共价键的极性分子是_____________________ 。 SiO2、SiC (8)其中含有极性共价键的原子晶体是___________________________________ 。
1．晶体类型的判断 (1)依据构成晶体的粒子和粒子间的作用判断： ①离子晶体的构成粒子是阴、阳离子，粒子间的作用是离 子键。 ②原子晶体的构成粒子是原子，粒子间的作用是共价键。 ③分子晶体的构成粒子是分子，粒子间的作用力为分子间 作用力。 ④金属晶体的构成粒子是金属阳离子和自由电子，粒子间
（1）结构特性——晶体有自范性（条件之一是 生长的速率适当） （2）晶体具有各向异性（强度、导热性、光学 性质等） （3）晶体具有固定的熔点
（4）能使X-射线产生衍射（最可靠的方法）
2、晶体形成的途径
(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
二﹑晶胞
的作用是金属键。
(2)依据物质的分类判断：
① 金 属 氧 化 物 ( 如 K2O 、 Na2O2 等 ) 、 强 碱 (NaOH 、
KOH等)和绝大多数的盐类是离子晶体。
②大多数非金属单质 (除金刚石、石墨、晶体硅等)，
气态氢化物、非金属氧化物(除SiO2外)、酸、绝大多数
有机物(除有机盐外)是分子晶体。
(
2．下面有关晶体的叙述中，不正确的是
B
)
A．金刚石网状结构中，由共价键形成的碳原子环中，最小的环上有 6 个碳原子 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 Cl
＋ － ＋ ＋
D．干冰晶体中，每个 CO2 分子周围紧邻 12 个 CO2 分子
金刚石晶胞
①在金刚石晶体中,C采取 sp3 杂化，每个C与 4 个C成 键。 每个碳原子周围紧邻的碳原子有 4 个。 ②在金刚石晶体中，C原子个数与C—C键数之比为 1:2 。
③最小碳环由 6个碳原子组成且这些原子 不在同一平面内。 ④12g金刚石中C—C键数为 2NA 。 ⑤金刚石晶体中所有的C—C键长是否相等？ 是 键角是 109°28′ 。 ⑥金刚石晶胞中包含有 8 个碳原子。
6 ，平均每 胞，它被称为简单立方堆积，在这种晶体中，金属原子的配位数是 ______ 1 个晶胞所占有的原子数目是 __________ 。
(3)有资料表明，只有钋的晶体中的原子具有如图 2 所示的堆积方式。钋位于元素周
Po ，最外电子层的电子排 六 周期第 ________ ⅥA 族，元素符号是 ________ 期表的第 ________ 6s 6p 。 布式是________
③分子晶体硬度小且较脆。
④金属晶体多数硬度大，但也有较低的，且具有延
展性。
2．晶体熔、沸点高低的比较
(1) 不同类型晶体的熔、沸点高低一般规律：原子晶体
＞离子晶体＞分子晶体。
金属晶体的熔、沸点差别很大，如钨、铂等熔、
3． (1)将等径圆球在二维空间里进行排列，可形成密置层和非密置层。在图 1 所示的半
非密置 层，配位数是 ________ 4 密置 径相等的圆球的排列中， A 属于________ ；B 属于________ 6 层，配位数是________ 。
(2)将非密置层一层一层地在三维空间里堆积，得到如图 2 所示的一种金属晶体的晶
常见 部分非金属单质 晶体 分子晶体 部分非金属氧化物
非金属氢化物 酸 绝大多数有机物
金属晶体 金属单质、合金
混合型晶体（过渡型晶体）：石墨等
知识梳理·题型构建 深深度思考 度思考
√ × × ×
特别提醒
(1)原子晶体的熔点不一定比离子晶体高，如石英的熔点为1 710 ℃， MgO的熔点为2 852 ℃。 (2)金属晶体的熔点不一定比分子晶体的熔点高，如Na的熔点为97 ℃， 尿素的熔点为132.7 ℃。
高三化学一轮复习
选修3 第三章 晶体的结构与性质
考纲要求 1.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
2.了解分子晶体与原子晶体、离子晶体、金属晶体的构成粒 子及粒子间作用力的区别 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
一、晶体的特点
能自发地呈现多面 体外形的性质
分子晶体
原子 晶体 原子
金属晶体
离子晶体
分子
金属阳离子、 阴、阳离 自由电子 子
粒子间
的相互 作用力
分子间的 作用力
共价键
金属键
离子键
类型 比较 性 质
硬度 熔、 沸点 溶解性
分子晶体 较小 较低 相似 相溶
一般不导电，
原子晶体 很大 很高
金属晶体 有的很大， 有的很小 有的很高， 有的很低 溶剂 电和热的良 导体 良好
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2、石墨的熔点为什么很高（高于金刚石）？
石墨各层均为平面网状结构，碳原子之间存在很强的 共价键，故熔沸点很高。
3、石墨为什么有导电性？
P轨道中的电子可在整个碳原子平面中运动。
4、石墨属于哪类晶体？为什么？
石墨晶体中既有共价键，又有金属键，还有范德华力， 所以石墨为混合晶体。
晶体
晶体结构
晶体详解
(1)8个CO2分子构
Si O
石墨晶体 石墨晶体的层状结构中，每一个最小的碳 2 ，每个C 环完全拥有碳原子数为___ 1.5。 完全拥有C－C的个数为___ 1、石墨为什么很软（硬度小）？ 2、石墨的熔点为什么很高（高于金刚石）？ 3、石墨为什么有导电性？ 4、石墨属于什么晶体？
石墨
1、石墨为什么很软？
石墨为层状结构，各层之间是范德华力结合，容易 滑动，所以石墨很软。
紧邻的Cl－有8个，每个
Cs＋(Cl－)周围等距且紧
邻的Cs＋(Cl－)有6个 (2)如图为8个晶胞，每 个晶胞中含1个Cs＋、1 个Cl－
体
晶体
晶体结构
晶体详解 (1)每个Ca2＋周围等距且
离 子 晶 CaF2 型
紧邻的F－有8个 (2)每个F－周围等距且紧 邻的Ca2＋有4个
体
(3)每个晶胞中含4个Ca2
③常见的原子晶体单质有金刚石、晶体硅、晶体硼等，
常见的原子晶体化合物有碳化硅、二氧化硅等。 ④金属单质是金属晶体。
(3)依据晶体的熔点判断：
①离子晶体的熔点较高，常在数百至一千摄氏度以上。
②原子晶体熔点高，常在一千摄氏度至几千摄氏度。
③分子晶体熔点低，常在数百摄氏度以下至很低温度。
④金属晶体多数熔点高，但也有相当低的。
分 成立方体且在6个 面心又各占据1个 CO2分子 (2)每个CO2分子周
子 干
晶 冰 体
围等距紧邻的CO2
分子有12个
C60、干冰 、I2、O2
C60的晶体结构
C60的晶胞
每个C60分子周围有12个紧邻的C60分子。 足球烯有几个五边形？六边形？多少条棱？多少 单双建？
冰中１个水分子周围有４个水分子
2 4
四．晶体的基本类型和性质比较
类型 比较
分子晶体
原子晶体
金属晶体
离子晶体
分子间靠 原子之间以 金属阳离子 阳离子和 分子间作 共价键结合 和自由电子 阴离子通 概念 用力结合 而形成的具 以金属键结 过离子键 而形成的 有空间网状 合而形成的 结合而形
晶体
结构的晶体
晶体
成的晶体
类型 比较 构成 结 构 粒子
SiO2晶胞
Si O
①每个Si原子周围结合 4 个O原子；同时， 每个O原子跟 2 个Si原子相结合。实际上， SiO2晶体是由Si原子和O原子按1︰2的比例所 组成的立体网状的晶体。 ②1mol SiO 中含 4mol Si—O键。
2
③最小的环是由 6 个Si原子和 6 个O原子 组成的 12 元环。且这些原子 不在 同一平面内。
1、晶胞：晶体中最小的重复单元
2、特点：习惯上采用的晶胞 都是平行六面体。
无隙并置
整块晶体可以看作
是数量巨大的晶胞
“无隙并置”而成.
3、晶胞中原子数目的计算—均摊法： • 顶角： 1/8 • 棱上 ： 1/4 • 面上： 1/2 • 体心： 1
三、 1．金刚石
思考
①在金刚石晶体中,C采取什么杂 化方式？每个C与多少个C成 键？形成怎样的空间结构？每个 碳原子周围紧邻的碳原子有多少 个？最小碳环由多少个碳原子组 成？它们是否在同一平面内？每个 碳原子被多少个六元环共有？ ②在金刚石晶体中，C原子个数 与C—C键数之比为多少？ ③金刚石晶体中所有的C—C键长是否相等， 键角是多少？ ④ 12克金刚石中C—C键数为多少？