1、第三章 晶体结构与性质1.能辨识常见物质的晶体类型，能从微观角度分析各种晶体的构成微粒及微粒间的作用力，并解释各类晶体性质的差异。2.熟知各类晶体的结构特点，能利用均摊法对晶胞进行结构分析和计算。核心素养发展目标 考题精选精练深思 触类旁通微型专题克难解疑 精准高效内容索引NEIRONGSUOYIN微型专题WEI XING ZHUAN TI01 晶体类型：单质硫是_晶体；单质硼是_晶体；氯化铝是_晶体；苛性钾是_晶体。一、晶体类型的判断例1(2018上海杨浦区检测)四种物质的一些性质如下表：分子原子分子离子答案解析物质 熔点/沸点/其他性质 单质硫 120.5 271.5 单质硼 2 300
2、2 550 硬度大 氯化铝 190 182.7 177.8 升华 苛性钾 300 1 320 晶体不导电，熔融态导电 方法规律“三看”确定晶体类型(1)看构成微粒或作用力类型 四类晶体的构成微粒和微粒间作用力列表如下：离子晶体 原子晶体 分子晶体 金属晶体 构成微粒 阴、阳离子 原子 分子 金属阳离子、自由电子 微粒间作用力 离子键 共价键 分子间作用力 金属键(2)看物质类别 单质类：a.金属单质和合金属于金属晶体；b.大多数非金属单质(金刚石、石墨、晶体硅、晶体硼等除外)属于分子晶体。化合物类：a.离子化合物一定为离子晶体；b.共价化合物绝大多数为分子晶体，但SiO2、SiC等为原子晶体。
3、(3)看物理性质 四类晶体的物理性质对比如下：晶体类型 金属晶体 离子晶体 分子晶体 原子晶体 熔、沸点 一般较高、但差异大 较高 较低 高 硬度 一般较大，但差异大 较大 较小 大 导电性 固态能导电 固态不导电，熔融态或溶于水时能导电 固态不导电，某些溶于水后能导电 一般不导电，个别为半导体 A.B.C.D.变式1(2018成都高二月考)AB型化合物形成的晶体结构多种多样。下图所示的几种结构所表示的物质最有可能是分子晶体的是 答案解析二、晶体熔、沸点的比较例2 下列各组物质的沸点按由低到高的顺序排列的是 A.NH3、CH4、NaCl、NaB.H2O、H2S、MgSO4、SO2 C.CH4、
4、H2O、NaCl、SiO2D.Li、Na、K、Rb、Cs 解析 C项中SiO2是原子晶体，NaCl是离子晶体，CH4、H2O都是分子晶体，且常温下水为液态，CH4是气态。答案解析方法规律 比较不同晶体熔、沸点的基本思路首先看物质的状态，一般情况下是固体液体气体；二看物质所属类型，一般是原子晶体离子晶体分子晶体(注意：不是绝对的，如氧化铝的熔点大于晶体硅)，结构类型相同时再根据相应规律进行判断。同类晶体熔、沸点比较思路：原子晶体共价键键能键长原子半径；分子晶体分子间作用力相对分子质量；离子晶体离子键强弱离子所带电荷数、离子半径；金属晶体金属键金属阳离子所带电荷、金属阳离子半径。解析 钠、镁、铝的
5、熔点和沸点逐渐升高，硬度逐渐增大，这是因为它们中的金属键逐渐增强，与化学键的强弱有关；金刚石的硬度大于晶体硅的硬度，其熔点也高于晶体硅的熔点，这是因为CC键的键长比SiSi键的键长短，CC键的键能比SiSi键的键能大，也与化学键的强弱有关；KF、KCl、KBr、KI的熔点依次降低，这是因为它们中的离子键的强度逐渐减弱，与化学键的强弱有关。变式2 在解释下列物质的变化规律与物质结构间的因果关系时，与化学键的强弱无关的是 A.钠、镁、铝的熔点和沸点逐渐升高，硬度逐渐增大 B.金刚石的硬度大于晶体硅的硬度，其熔点也高于晶体硅的熔点 C.KF、KCl、KBr、KI的熔点依次降低 D.F2、Cl2、Br
6、2、I2的熔点和沸点逐渐升高 答案解析则它的化学式为_。三、关于晶胞结构的分析与计算例3(1)镧系合金是稀土系储氢合金的典型代表，由荷兰菲利浦实验室首先研制出来。它的最大优点是容易活化。其晶胞结构如图所示：答案解析LaNi5解析 对照晶胞图示、坐标系以及A、B、C点坐标，选A点为参照点，观察D点在晶胞中位置(体对角线 处)，由B、C点坐标可以推知D点坐标。14(2)晶胞有两个基本要素：原子坐标参数，表示晶胞内部各原子的相对位置，下图为 Ge 单晶的晶胞，其中原子坐标参数 A 为(0,0,0)；B 为(12，0，12)；C 为(12，12，0)。则 D 原子的坐标参数为_。(14，14，14)答
7、案解析晶胞参数，描述晶胞的大小和形状，已知Ge单晶的晶胞参数a565.76 pm，其密度为_ gcm3(列出计算式即可)。8736.02565.763107答案解析解析 锗晶胞类似金刚石晶胞,1个晶胞含有8个锗原子，107 gcm3。8736.02565.763(3)GaAs的熔点为1 238，密度为 gcm3，其晶胞结构如图所示。该晶体的类型为_，Ga与As以_键结合。Ga和As的摩尔质量分别为MGa gmol1和MAs gmol1，原子半径分别为rGa pm和rAs pm，阿伏加德罗常数值为NA，则GaAs晶胞中原子的体积占晶胞体积的百分率为_。答案解析原子晶体共价41030NAr3Gar
8、3As3MGaMAs100%归纳总结 1.晶胞计算的类型(1)根据晶胞的结构，计算其组成微粒间的距离。(2)根据晶胞的质量和晶体有关的摩尔质量间的关系，计算微粒个数、微粒间距、等。(3)计算晶体(晶胞)的空间利用率。2.晶胞计算的原理与步骤(1)首先确定晶胞的组成 利用均摊法计算一个晶胞所含微粒的数目。(2)计算晶体的密度或体积 关系式(V表示晶胞体积，表示晶体的密度，NA表示阿伏加德罗常数，N表示一个晶胞实际含有的微粒数，M表示微粒的摩尔质量)。计算模式 NMVNA晶体的密度求一个晶胞的质量一个晶胞中微粒数目摩尔质量阿伏加德罗常数求一个晶胞的体积晶胞边长(或微粒半径)晶胞空间利用率(占有率)
9、的计算表达式 晶胞的空间利用率晶胞所含粒子的体积晶胞的体积100%。变式3(1)Cu的一种氯化物晶胞结构如图所示(黑球表示铜原子，白球表示氯原子)，该氯化物的化学式是_。若该晶体的密度为 gcm3，以NA表示阿伏加德罗常数的值，则该晶胞的边长a_nm。3 3.981023NA答案解析CuCl(2)用晶体的X-射线衍射法对Cu的测定得到以下结果：Cu的晶胞为面心立方最密堆积(如图)，已知该晶体的密度为9.00 gcm3，Cu的原子半径为_cm(阿伏加德罗常数的值为NA，只要求列式表示)。答案解析24 34649.00NA(3)一种铜金合金晶胞如图所示(Au原子位于顶点，Cu原子位于面心)，则该合
10、金中Au原子与Cu原子个数之比为_，若该晶胞的边长为a pm，则合金的密度为_gcm3(只要求列算式，不必计算出数值，阿伏加德罗常数的值为NA)。1976431030a3NA答案解析返回13考题精选KAO TI JING XUAN02 1.(2019南京高二期末)下列各组物质中都属于原子晶体的是 A.干冰、二氧化硅、金刚石 B.氧化钠、金刚石、氯化氢 C.碘、石墨、氯化钠 D.二氧化硅、金刚石、晶体硼 解析 干冰是由二氧化碳分子构成的，不是直接由原子构成的，A项错误；Na2O是由离子构成的，HCl是由分子构成的，B项错误；I2为分子晶体，是由分子构成的，氯化钠是由离子构成的，C项错误；二氧化硅
11、、金刚石、晶体硼均为原子晶体，均直接由原子构成，D项正确。答案解析123456782.(2018金华一中高二月考)下列有关晶体性质的比较正确的是 A.熔点：金刚石晶体硅碳化硅 B.沸点：NH3H2OHF C.硬度：白磷冰二氧化硅 D.熔点：SiI4SiBr4SiCl4 答案解析123456783.(2019厦门高二期中)如图是CaF2晶胞的结构图。下列说法正确的是A.一个CaF2晶胞中含有8个Ca2 B.一个CaF2晶胞中含有8个F C.在CaF2晶胞中Ca2的配位数为4 D.在CaF2晶胞中F的配位数为8 解析 根据晶胞结构可知，一个CaF2晶胞中含有的Ca2和F的个数分别为4个、8个，所以
12、A不正确、B正确；离子晶体中离子的配位数是指一个离子周围最邻近的异电性离子的数目。根据晶胞的结构可判断Ca2的配位数是8，F的配位数是4，即选项C、D都是错误的。答案解析123456784.(2019福州高二期末)下列有关晶体结构的叙述正确的是 答案解析12345678A.SiO2晶体中最小环上的原子个数为6 B.在晶体中只要有阳离子就一定有阴离子 C.12 g石墨烯(如图1)中含有六元环的个数为0.56.021023 D.720 g C60晶体中含有0.56.021023个晶胞(如图2)5.(2018石嘴山三中高二期中)有一种蓝色晶体可表示为：MFey(CN)6，经研究发现，它的结构特征是F
13、e3和Fe2互相占据立方体互不相邻的顶点，而CN位于立方体的棱上。其晶体中阴离子的最小结构单元如图所示。下列说法错误的是 A.该晶体的化学式为MFe2(CN)6 B.该晶体熔融可导电，且属于化学变化 C.该晶体属于离子晶体，M呈2价 D.晶体中与每个Fe3距离最近且等距离的CN有6个 答案解析123456786.(2018大连二十四中校级期中)F2和Xe在一定条件下可生成XeF2、XeF4和XeF6三种氟化氙，它们都是极强的氧化剂(其氧化性依次增强)，都极易与水反应。已知6XeF412H2O=2XeO34Xe24HF3O2，下列推测正确的是 答案解析12345678A.XeF2分子中各原子均达
14、到8电子的稳定结构 B.某种氟化氙晶体的基本结构单元如图所示，可推知其化学式为XeF6 C.XeF4与水反应时，每生成2 mol Xe转移8 mol电子 D.XeF2加入水中，在水的作用下，将生成Xe和F2 7.(2019合肥高二月考)(1)KIO3晶体是一种性能良好的非线性光学材料，具有钙钛矿型的立体结构，边长为a0.446 nm，晶胞中K、I、O分别处于顶角、体心、面心位置，如图所示。K与O间的最短距离为_ nm，与K紧邻的O个数为_。答案解析123456780.31512在KIO3晶胞结构的另一种表示中，I处于各顶角位置，则K处于_位置，O处于_位置。体心棱心22解析 由题意知在MgO中
15、，阴离子作面心立方最密堆积，氧离子沿晶胞的面对角线方向接触，所以a2r(O2)，r(O2)0.148 nm；MnO的晶胞参数比MgO更大，说明阴离子之间不再接触，阴、阳离子沿坐标轴方向接触，故2r(Mn2)r(O2)a，r(Mn2)0.076 nm。(2)MgO具有NaCl型结构(如图)，其中阴离子采用面心立方最密堆积方式，X-射线衍射实验测得MgO的晶胞参数为a0.420 nm，则r(O2)为_nm。MnO也属于NaCl型结构，晶胞参数为a0.448 nm，则r(Mn2)为_nm。答案解析123456780.1480.0768.(2019郑州高二期末)氮元素可形成丰富多彩的物质。(1)光化学
16、烟雾易在PM2.5的催化作用下形成，其中含有NOx、O3、CH2=CHCHO、HCOOH等二次污染物。下列说法正确的是_(填字母)。A.不能用排空气法收集NO B.O3的沸点高于O2的沸点 C.CH2=CHCHO分子中碳原子采取sp2和sp3杂化 D.HCOOH在水中的溶解度大，与氢键有关 答案解析12345678ABD(2)在配合物中，微粒NH3、NH2OH中不能作为配体的是_。NH4答案解析12345678NH4解析 NH3、NH2OH中N均含有孤电子对，均可作为配体，而中N没有孤电子对，不能作为配体。NH4(3)图a为六方氮化硼晶体的结构示意图，该晶体中存在的作用力有_。解析 层内N原子与B原子之间形成共价键，层间作用力为范德华力。答案解析12345678共价键、范德华力解析 1 个晶胞中所含 N 原子个数为 4，B 原子个数为 8186124，则 1 个晶胞的质量为425NAg，晶体的密度为 425NA g(d cm)3 100d3NA gcm3。返回(4)六方氮化硼在高温高压下可转化为立方氮化硼，立方氮化硼的晶胞结构如图b所示，晶胞边长为d cm，该晶胞中含有_个氮原子、_个硼原子，立方氮化硼晶体的密度为_ gcm3(设阿伏加德罗常数的值为NA)。100d3NA答案解析4412345678本课结束
