高中化学晶体结构与性质

高三化学专题复习专题四原子结构与性质

第三课时晶体结构与性质

【考纲定位】

1.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。

2.了解晶格能的概念，了解晶格能对离子晶体性质的影响。

3.了解分子晶体结构与性质的关系。

4.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。

5.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。

6.了解晶胞的概念，能根据晶胞确定晶体的组成并进行相关的计算。

【课前自测】

正误判断，正确的画“√”，错误的画“×”。

(1)离子晶体中每个离子周围均吸引着6 个带相反电荷的离子。（）

(2)分子晶体的熔沸点很低，常温下都呈液态或气态。（）

(3)原子晶体中的各相邻原子都以共价键相结合（）

(4)金属导电的原因是在外电场作用下金属产生自由电子，电子定向运动

（）

(5)金属晶体和离子晶体中分别存在金属键和离子键等强烈的相互作用，

很难断裂，因而都具有延展性(

(6)氮化碳属于原子晶体，其化学式为C3N4( )

(7)在CaF2 晶体)中，每个晶胞平均占有4个Ca2＋( )

(8)在金刚石晶体中，碳原子与碳碳键个数的比为1∶2( )

(9)金属晶体的熔点不一定比分子晶体的高( )

(10)同族元素的氧化物不可能形成不同类型的晶体( )

【考点突破】考点一晶体和晶胞

物质晶体非晶体

结构特征

性质特征

自范性熔点异同表现

区别方法熔点法X-射线

2.晶胞

(1)晶胞：是描述晶体结构的基本单元。

(2)晶体与晶胞的关系：整个晶体可以看作由数量巨大的晶胞“_________”而成，晶胞是晶体结构中的基本重复单元，晶胞的结构可以反映晶体的结构。

(3)晶胞中粒子数目的计算——均摊法：如某个粒子为n 个晶胞所共有，则该粒子有______属于这个晶胞。3．晶格能

(1)定义：气态离子形成1 mol 离子晶体释放的能量，通常取正值，单位：____________。

(2)影响因素：

①离子所带电荷数：离子所带电荷数越多，晶格能越________。

②离子的半径：离子的半径越_______，晶格能越大。

③与离子晶体性质的关系：晶格能越大，形成的离子晶体越______，且熔点越______，硬度越______。【考点集训】[例1](2016 年河北邢台模拟)磁光存储的研究是Williams 等在1957 年使Mn 和Bi 形成的晶体薄膜磁化并用光读取之后开始的。如图是Mn 和Bi 形成的某种晶体的结构示意图(白球均在六棱柱内)，则该晶体物质的化学式可表示为（）

A.Mn2Bi

B.MnBi

C.MnBi3

D.Mn4Bi3

【方法技巧】晶胞组成的计算规律

(1)平面六面体形晶胞。

(2)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。

【考点集训】[例2](2015 年新课标卷Ⅱ节选)O 和Na 能够形成化合物F，其晶胞结构如图所示，晶胞参数a＝0.566 nm，F 的化学式为________；晶胞中O 原子的配位数为________；列式计算晶体F 的密度(g·cm－3)______________。【方法技巧】晶体微粒与M(摩尔质量，g·mol－1)、ρ(晶体密度，g·cm－3)之间的关系。

若 1 个晶胞中含有x 个微粒，则1 mol 晶胞中含有x mol微粒，其质量为xM g；又1 个晶胞的质量为ρa3g(a3为晶胞的体积，单位为cm3)，则1 mol晶胞的质量为ρa3NA g，因此有

xM＝ρa3NA 。

【考点突破】考点二晶体类型的结构和性质

晶体类型分子晶体原子晶体金属晶体离子晶体

构成粒子

粒子间的相互作用力

硬度

熔、沸点

溶解性

导电导热性

物质类别及实例

2.晶体熔、沸点的比较。

(1)不同类型晶体熔、沸点的比较。

①不同类型晶体的熔、沸点高低的一般规律：__________>____________>_____________。

②金属晶体的熔、沸点差别很大，如钨、铂等熔、沸点很高，汞、铯等熔、沸点很低。

(2)同种类型晶体熔、沸点的比较。

①原子晶体：( 比较共价键) 原子半径越_____→键长越_____→键能越_____→共价键越_____→熔、沸点越_____。如熔点：金刚石______碳化硅______晶体硅。

②离子晶体：(比较离子键强弱或晶格能大小)一般地说，阴、阳离子的电荷数越______，离子半径越______，则离子间的作用力就越______，其离子晶体的熔、沸点就越______，如熔点：MgO______MgCl2______NaCl______CsCl；衡量离子晶体稳定性的物理量是晶格能。晶格能越______，形成的离子晶体越______，熔点越______，硬度越______。

③分子晶体：(比较分子间作用力)分子间作用力越______，物质的熔、沸点越______；具有氢键的分子晶体熔、沸点反常地______ 。组成和结构相似的分子晶体，相对分子质量越______ ，熔、沸点越______，；组成和结构不相似的物质(相对分子质量接近)，分子的极性越大，其熔、沸点越高；同分异构体，支链越多，熔、沸点越低。

④金属晶体：金属离子半径越小，离子电荷数越多，其金属键越强，金属熔、沸点就越高，如熔、沸点：Na