1、晶体结构与性质1.( 2019成都模拟)几组物质的熔点()数据如表所示:A组熔点/B组熔点/C组熔点/D组熔点/金刚石3 350Li:181HF:-83NaCl硅晶体:1 410Na:98HCl:-115KCl硼晶体:2 300K:64HBr:-89RbCl二氧化硅:1 732Rb:39HI:-511MgO:2 800据此回答下列问题:(1)由表格中数据可知,A组中物质的熔点普遍偏高,A组物质属于_晶体,其熔化时克服的粒子间作用力是_;二氧化硅的熔点高于硅晶体,原因是_。 (2)B组晶体中存在的作用力是_,其共同的物理性质是_(填序号)。有金属光泽导电导热具有延展性(3)C组中HF的熔点反常是
2、由于_。 (4)D组晶体可能具有的性质是_(填序号)。 硬度小水溶液能导电固体能导电熔融状态能导电(5)D组晶体中NaCl、KCl、RbCl的熔点由高到低的顺序为_,MgO晶体的熔点高于其他三者,其原因是_。【解析】(1)A组物质熔点很高,属于原子晶体,晶体熔化时克服原子间的共价键;硅原子半径大于氧原子,二氧化硅中SiO键的键长小于晶体硅中SiSi键的键长,故二氧化硅晶体的熔点高于硅晶体。(2)B组是金属晶体,晶体中存在的作用力是金属键,金属通性有:有金属光泽、能导电、导热,具有延展性等。(3)C组是分子晶体,但是HF分子间能形成氢键,其熔化时需要消耗的能量更多,使其熔点更高。(4)D组晶体为
3、离子晶体,微粒间作用力是离子键,溶于水或可以电离生成离子,故水溶液或熔融状态时能导电。(5)晶格能与离子所带电荷数和离子半径有关,所带电荷数越多,半径越小,晶格能越大,晶体熔点越高。答案:(1)原子共价键SiO键的键长小于SiSi键的键长,SiO2的键能大(2)金属键(3)HF分子间能形成氢键,其熔化时需要消耗的能量更多(只要答出HF分子间能形成氢键即可)(4)(5)NaClKClRbClMgO为离子晶体,离子所带电荷数越多,半径越小,晶格能越大,熔点越高2. (1)(2016全国卷节选)砷化镓(GaAs)是优良的半导体材料,可用于制作微型激光器或太阳能电池的材料等。回答下列问题:GaF3的熔
4、点高于1 000 ,GaCl3的熔点为77.9 ,其原因是_。GaAs的熔点为1 238 ,密度为 gcm-3,其晶胞结构如图所示。该晶体的类型为_,Ga与As以_键键合。(2)(2015全国卷节选)CO能与金属Fe形成Fe(CO)5,该化合物的熔点为253 K,沸点为376 K,其固体属于_晶体。(3)(2014全国卷节选)准晶体是一种无平移周期序,但有严格准周期位置序的独特晶体,可通过_方法区分晶体、准晶体和非晶体。(4)(2014重庆高考节选)MgO的熔点比BaO的_(填“高”或“低”)。【解析】(1)二者熔点的差异是因为GaF3为离子晶体,GaCl3为分子晶体。GaAs的熔点很高,则其
5、晶体为原子晶体,Ga和As以共价键键合。(2)Fe(CO)5的熔点为253 K,较低,沸点也不高,所以其固体属于分子晶体。(3)通过X-射线衍射方法区分晶体、准晶体和非晶体。(4)Mg2+的半径小于Ba2+的半径,MgO的晶格能大于BaO,MgO的熔点比BaO的高。答案:(1)GaF3为离子晶体,GaCl3为分子晶体原子晶体共价(2)分子(3)X-射线衍射(4)高【加固训练】1.(2015全国卷节选)碳有多种同素异形体,其中石墨烯与金刚石的晶体结构如图所示:(1)在石墨烯晶体中,每个碳原子连接_个六元环,每个六元环占有_个碳原子。(2)在金刚石晶体中,碳原子所连接的最小环也为六元环,每个碳原子
6、连接_个六元环,六元环中最多有_个碳原子在同一平面。【解析】(1)由石墨烯晶体结构图可知,每个碳原子连接3个六元环,每个六元环占有的碳原子数为6=2。(2)观察金刚石晶体的空间构型,以1个碳原子为标准计算,1个碳原子和4个碳原子相连,则它必然在4个六元环上,这4个碳原子中每个碳原子又和另外3个碳原子相连,必然又在另外3个六元环上,34=12,所以每个碳原子连接12个六元环;六元环中最多有4个碳原子在同一平面。答案:(1)32(2)1242.(2019郑州模拟)(1)如图甲所示为二维平面晶体示意图,化学式表示为AX3的是_。(2)图乙为一个金属铜的晶胞,请完成以下各题:该晶胞“实际”拥有的铜原子
7、数是_个;该晶胞称为_(填序号);A.六方晶胞B.体心立方晶胞C.面心立方晶胞此晶胞立方体的边长为a cm,Cu的相对原子质量为64,金属铜的密度为 gcm-3,则阿伏加德罗常数为_(用a、表示)。(3)X射线金相学中记载关于铜与金可形成两种有序的金属互化物,其结构如图所示。下列有关说法正确的是_。A.图、中物质的化学式相同B.图中物质的化学式为CuAu3C.图中与每个铜原子紧邻的铜原子有3个D.设图中晶胞的边长为a cm,则图中合金的密度为 gcm-3【解析】(1)由题图甲中直接相邻的原子数可以求得a、b中两类原子数之比分别为12、13,求出化学式分别为AX2、AX3,故答案为b。(2)用“均摊法”计算晶胞中含铜原子的个数:8+6=4;该晶胞为面心立方晶胞;64=a3,NA=。(3)题图中,铜原子数为8+2=2,金原子数为4=2,故化学式为CuAu。题图中,铜原子数为8=1,金原子数为6=3,故化学式为CuAu3。题图中,铜原子位于立方体的顶点,故紧邻的铜原子有6个。题图中,铜原子、金原子各为2个,晶胞的体积为a3 cm3,密度=(64+197)a3= gcm-3。答案:(1)b(2)4C(3)B