1、 1知道分子晶体与原子晶体、离子晶体、金属晶体的结构粒子，粒子间作用力的区别。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了解晶格能的应用，知道晶格能的大小可以衡量离子晶体中离子键的强弱。4知道金属键的涵义，能用金属键理论解释金属的一些物理性质。5能列举金属晶体的基本堆积模型。1以NaCl、CsCl、金刚石、二氧化硅、二氧化碳、冰、石墨为代表物质，复习各类晶体的结构特点。2要用比较的方法，将各类晶体的组成粒子、粒子间的相互作用、性质、粒子的空间分布特点等列表比较。3借助数学工具，进行晶胞中粒子数目、摩尔质量、阿伏加德罗常数等的计算。一、晶体的常识 1晶体与非晶体
2、的区别晶体非晶体微粒结构内部微粒(原子、离子或分子)在三维空间里呈内部原子或分子的排列自范性有(能自发呈现多面体外形)周期性重复排列不规则无晶体非晶体各向异性有(晶体在不同的方向上表现出不同的物理性质)对称性有无熔点不固定无固定 2.晶胞(1)定义：在晶体微观空间里取出一个，这个描述晶体的基本单元叫做晶胞。(2)结构：一般来说，晶胞都是，晶胞只是晶体微观空间里的一个基本单元，在它的上下左右前后无隙并置地排列着无数个晶胞，而且所有晶胞的形状及其内部的、及是完全相同的。最小的重复单元结构平行六面体微粒种类数目微粒所处的空间位置 二、分子晶体和原子晶体 1分子晶体(1)结构特点 晶体中只含。分子间作
3、用力为，也可能有。分子密堆积：一个分子周围通常有 个紧邻的水分子。分子范德华力氢键4(2)典型的分子晶体 冰 水分子之间的主要作用力是，也存在，每个水分子周围只有个紧邻的水分子。干冰 CO2分子之间存在，每个CO2分子周围有个紧邻的CO2分子。范德华力氢键4范德华力12 2原子晶体(1)结构特点 晶体中只含原子。原子间以结合。结构。(2)典型的原子晶体金刚石 碳原子以杂化轨道形成共价键，碳碳键之间夹角为。每个碳原子与相邻的个碳原子结合。共价键空间网状sp3109.54 三、金属晶体和离子晶体 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的“电子气”，被所共用
4、，从而把维系在一起。金属晶体是由、通过形成的一种“巨分子”。金属键的强度。价电子整块晶体所有原子所有原子金属阳离子价电子金属键较大(2)金属晶体的构成、通性及其解释金属晶体结构微粒作用力名称导电性导热性延展性金属阳离子和自由电子 金属键自由电子在电场中作 形成电流电子气中的自由电子在 的作用下与金属原子 而导热当金属受到外力作用时，金属晶体中的各原子层就会 ，但不会改变其 ，而弥漫在金属原子间的电子气可以起到类似轴承中滚珠之间 的作用定向移动外界能量相互碰撞发生相对滑动原来的排列方式润滑剂 四、金属晶体的原子堆积模型 1二维空间模型(1)非密置层，配位数为。(2)密置层，配位数为。2三维空间模
5、型(1)简单立方堆积 相邻非密置层原子的原子核在同一直线上，配位数为。只有采取这种堆积方式。466Po(钋)(2)钾型 将非密置层上层金属原子填入下层的金属原子形成的，每层都照此堆积。如、等是这种堆积方式，配位数为。(3)镁型和铜型 密置层的原子按型堆积方式堆积。若按的方式堆积为型，按的方式堆积为型。这两种堆积方式都是金属晶体的，配位数均为12，空间利用率均为。NaK凹穴中Fe8最密ABAB镁ABCABC铜最密堆积74%五、离子晶体 1概念(1)离子键：间通过(指和的平衡)形成的化学键。(2)离子晶体：由和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：。(2)电荷因素：即正负离子
6、。(3)键性因素：离子键的。阴、阳离子静电作用异性电荷间的吸引力电子与电子、原子核与原子核间的排斥力阴离子阳离子离子键正负离子的半径比电荷比极化程度 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。这些性质都是因为离子晶体中存在着。若要破坏这种作用需要。熔沸硬度离子键一定的能量 六、晶格能 1定义形成1摩离子晶体的能量，单位，通常取。2大小及其他量的关系(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，离子所带的电荷数越，则晶格能越大。(3)晶格能越大，阴、阳离子间的离子键就越，形成的离子晶体就越，而且熔点越，硬度越。气态离子所释放kJmol1或Jmol1kJm
7、ol1稳定性小多强稳定高大 考点一 晶体类型和晶体类型的判断 例1(2008全国)下列化合物，按其晶体的熔点由高到低排列正确的是()ASiO2 CsCl CBr4 CF4 BSiO2 CsCl CF4 CBr4 CCsCl SiO2 CBr4 CF4 DCF4 CBr4 CsCl SiO2 解析本题考查了晶体的类型和熔沸点的问题：四种物质中只有SiO2为原子晶体，熔沸点最高；而CsCl为离子晶体，熔沸点比SiO2的低；CF4和CBr4均为分子晶体，而分子晶体熔沸点高低与相对分子质量有关，相对分子质量越大熔沸点越高。答案A 1四种典型晶体比较 类型比较 离子晶体金属晶体分子晶体原子晶体概念离子间
8、通过离子键结合而形成的晶体通过金属阳离子与自由电子之间的较强作用形成的晶体分子间以分子间作用力相结合而形成的晶体相邻原子间以共价键相结合而形成空间网状结构的晶体 类型比较 离子晶体金属晶体 分子晶体原子晶体构成晶体微粒阴、阳离子金属阳离子、自由电子分子原子微粒之间的作用力离子键金属阳离子与自由电子间的静电作用分子间作用力共价键 类型比较 离子晶体金属晶体分子晶体原子晶体物理性质熔、沸点较高有的高(如钨)、有的低(如汞)低很高硬度硬而脆有的高(如Cr)、有的低(如Na)低很高导电性熔融或在水溶液中导电良不良绝缘体(半导体)类型比较 离子晶体金属晶体分子晶体原子晶体物理性质延展性差良差差溶解性易溶
9、于极性溶剂，难溶于有机溶剂一般不溶于溶剂，钠等可与水、醇类、酸类反应极性分子易溶于极性溶剂；非极性分子易溶于非极性溶剂不溶于任何溶剂 类型比较 离子晶体金属晶体分子晶体原子晶体典型实例大部分碱(如NaOH)、盐(如NaCl)、金属氧化物(如Na2O)金属(如钠、铝、铁等)大多数非金属单质(如P4、硫等)、非金属氧化物(如干冰)、酸(如硫酸)、所有非金属氢化物(如甲烷、硫化氢等)金刚石、晶体硅、二氧化硅等 2.判断晶体类型的方法(1)依据组成晶体的微粒和微粒间的作用判断。离子晶体的微粒是阴、阳离子，微粒间的作用是离子键；原子晶体的微粒是原子，微粒间的作用是共价键；分子晶体的微粒是分子，微粒间的作
10、用为分子间作用力；金属晶体的微粒是金属阳离子和自由电子，微粒间的作用是金属键。(2)依据物质的分类判断。金属氧化物(如K2O、Na2O2等)、强碱(如NaOH、KOH等)和绝大多数的盐类是离子晶体；大多数非金属单质(除金刚石、石墨、晶体硅、晶体硼外)、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；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；金属单质(除汞外)与合金是金属晶体。(3)依据晶体的熔点判断。离子晶体的熔点较高，常在数百至1000；原子晶体熔点高，常在1000至几千摄氏度；分子晶体熔点低，常在数百摄氏度
11、以下至很低温度；金属晶体多数熔点高，但也有相当低的。(4)依据导电性判断。离子晶体水溶液及熔化时能导电；原子晶体一般为非导体；分子晶体为非导体，而分子晶体中的电解质(主要是酸和强非金属氢化物)溶于水，使分子内的化学键断裂形成自由离子也能导电；金属晶体是电的良导体。(5)依据硬度和机械性能判断。离子晶体硬度较大或较硬、脆；原子晶体硬度大；分子晶体硬度小且较脆；金属晶体多数硬度大，但也有较低的，且具有延展性。3晶体熔、沸点高低的比较规律(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、沸点很高，而汞、镓、铯等熔、沸点很低。(2)原子晶体
12、 由共价键形成的原子晶体中，原子半径越小的键长越短，键能越大，晶体的熔、沸点越高，如熔点：金刚石碳化硅硅。(3)离子晶体 一般地说，阴阳离子的电荷数越多，离子半径越小，则离子键越强，熔、沸点越高，如熔点：MgOMgCl2NaClCsCl。(4)分子晶体 分子间作用力越大，物质的熔、沸点越高；分子间具有氢键的分子晶体，熔、沸点反常的高，如H2OH2TeH2SeH2S。组成和结构相似的分子晶体，相对分子质量越大，熔、沸点越高，如SnH4GeH4SiH4CH4.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，如CON2，CH3OHCH3CH3。对于互为同分异构体的分子晶体
13、，支链越多，熔、沸点越低，如CH3CH2CH2CH2CH3(5)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：NaMg B CD 解析离子晶体中阴、阳离子的核间距越小，离子的电荷越高，其晶格能越大，熔点就越高。答案B物质NaFNaIMgO离子所带电荷数112核间距(1010m)2.313.182.10 3下图是金属晶体的A1型密堆积形成的立方面心的晶胞示意图，在密堆积中处于同一密置层上的原子组合是()A4 5 6 10 11 12 B2 3 4 5 6 7 C1 4 5 6 8 D1 2 14 8 11 5 解析要熟悉金属晶体的四种堆积方式：包括：简
14、单立方型(只有Po)、体心立方型(钾型)、六方紧密堆积(镁型)、面心立方堆积(铜型)，根据题给晶胞可看出A1属于面心立方型。面心立方最密堆积(A1)：将第一密置层记作A，第二层记作B，B层的球对准A层中顶点向上(或向下)的三角形空隙位置；第三层记作C，C层的球对准B层的空隙，同时应对准A层中顶点向下(或向上)的三角形空隙(即C层球不对准A层球)。以后各层分别重复A、B、C等，这种排列方式三层为一周期，记作ABCABC，如下图。由于在这种排列中可以划出面心立方晶胞，故称这种堆积方式为面心立方最密堆积。故题中对应的六个B是2,3,4,5,6,7。当然也可以是8,9,10,11,12,13，或者是4
15、,5,6,9,13,14，或者是1,5,7,8,9,10等 答案B 42004年报道：硼和镁形成的化合物刷新了金属化合物超导温度的最高记录，该化合物的晶体结构单元是正六方棱柱：镁原子位于棱柱的各个顶点，而且上下底面各有一个镁原子；6个硼原子位于棱柱内，则该化合物的化学式可表示为()AMgB BMgB2 CMg2B DMg3B2 解析顶点上的镁原子被六个六棱柱所共有，底面上的镁原子被两个六棱柱所共用，所以每个晶胞中所含的镁原子数为：，故在晶体中镁、硼原子个数比为12，其化学式为MgB2。答案B 5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
16、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 解析选项A，分子晶体中不是每个分子内都有共价键，如稀有气体形成的分子晶体，故不正确；选项B，原子晶体中的相邻原子间可以存在极性共价键，如二氧化硅晶体中的SiO键是极性共价键，故不正确；选项C，离子晶体中可能含有共价键，如氢氧化钠等；选项D，金属晶体的熔点有的很低，如汞，故不正确。答案C 6(2009广东，27)铜单质及其化合物在很多领域有重要的用途，如金属铜用来制造电线电缆，五水硫酸铜可用作杀菌剂。(1)Cu位于元素周期表第B族。Cu2的核外电子排布式为_。(2)如图是铜的某种氧化物的晶胞结构示意图，可确定该晶胞中阴离子的个数为_。
17、(3)胆矾CuSO45H2O可写成Cu(H2O)4SO4H2O，其结构示意图如下：下列说法正确的是_(填字母)。A在上述结构示意图中，所有氧原子都采用sp3杂化 B在上述结构示意图中，存在配位键、共价键和离子键 C胆矾是分子晶体，分子间存在氢键 D胆矾中的水在不同温度下会分步失去(4)往硫酸铜溶液中加入过量氨水，可生成Cu(NH3)42配离子。已知NF3与NH3的空间构型是三角锥形，但NF3不易与Cu2形成配离子，其原因是_。(5)Cu2O的熔点比Cu2S的_(填“高”或“低”)，请解释原因_。解析考查考生对常见元素核外电子排布，电负性概念，常见杂化轨道类型以及离子晶体的晶胞结构、化学键、物质
18、性质、配合物成键情况的了解；考查考生观察、读图、信息迁移及其表达能力。答案(1)1s22s22p63s23p63d9或Ar3d9(2)4(3)BD(4)F的电负性比N大，NF成键电子对向F偏移，导致NF3中N原子核对其孤对电子的吸引能力增强，难以形成配位键，故NF3不易与Cu2形成配离子(5)高 Cu2O与Cu2S相比，阳离子相同，阴离子所带电荷也相同，但O2的半径比S2小，所以Cu2O的晶格能更大、熔点更高。7(2009海南，194)已知A、B、C、D和E都是元素周期表中前36号的元素，它们的原子序数依次增大。A与其他4种元素既不在同一周期又不在同一主族。B和C属同一主族，D和E属同一周期，
19、又知E是周期表中118列中的第7列元素。D的原子序数比E小5，D跟B可形成离子化合物其晶胞结构如右图。请回答：(1)A元素的名称是_；(2)B的元素符号是_，C的元素符号是_，B与A形成的化合物比C与A形成的化合物沸点高，其原因是_。(3)E属元素周期表中第_周期，第_族的元素，其元素名称是_，它的2价离子的电子排布式为_。(4)从图中可以看出，D跟B形成的离子化合物的化学式为_；该离子化合物晶体的密度为agcm3，则晶胞的体积是_(只要求列出算式)。解析从D、E是周期表中118列中E排第7列可判断E是第4周期B族，所以D也在第4周期；图中离子化合物DB12，则D为Ca，且B的序数在前面，B为
20、F，C为Cl；A与其他4种元素既不在同一周期又不在同一主族，所以A为H。(2)考查氢键；(3)锰在周期表中的位置，2价时已经失去个电子，所以排布式为Ar3d5；答案(1)氢(2)F Cl 氟化氢分子间存在氢键，氯化氢分子间没有氢键(3)四 B 锰 1s22s22p63s23p63d5 8(2009江苏，21A)生物质能是一种洁净、可再生能源。生物质气(主要成分为CO、CO2、H2等)与H2混合，催化合成甲醇是生物质能利用的方法之一。(1)上述反应的催化剂含有Cu、Zn、Al等元素。写出基态Zn原子的核外电子排布式_。(2)根据等电子原理，写出CO分子的结构式_。(3)甲醇催化氧化可得到甲醛，甲
21、醛与新制Cu(OH)2的碱性溶液反应生成Cu2O沉淀。甲醇的沸点比甲醛的高，其主要原因是_；甲醛分子中碳原子轨道的杂化类型为_。甲醛分子的空间构型是_；1 mol甲醛分子中键的数目为_。在1个Cu2O晶胞中(结构如图所示)，所包含的Cu的原子数目为_。解析本题考查物质结构与性质。(3)甲醇分子中有强极性基团OH，分子间能形成氢键，使熔沸点升高；甲醛分子中C原子sp2杂化，形成平面三角形分子，分子中有3个键，一个键。(4)题中所给的晶胞结构中，4个Cu原子在晶胞内部全部为该晶胞所有。答案(1)1s22s22p63s23p63d104s2 或Ar3d104s2(3)甲醇分子之间形成氢键 sp2杂化 平面三角形 3NA 4
