晶體晶胞結(jié)構(gòu)

1、物質(zhì)結(jié)構(gòu)要點(diǎn)1、 核外電子排布式外圍核外電子排布式 價(jià)電子排布式價(jià)電子定義： 1、對(duì)于主族元素，最外層電子2 、第四周期，包括 3d 與 4S 電子電子排布圖熟練記憶 Sc Fe Cr Cu2、S能級(jí)只有一個(gè)原子軌道向空間伸展方向只有 1 種球形P能級(jí)有三個(gè)原子軌道向空間伸展方向有 3 種紡錘形d 能級(jí)有五個(gè)原子軌道向空間伸展方向有 5 種一個(gè)電子在空間就有一種運(yùn)動(dòng)狀態(tài)例 1 ：N電子云在空間的伸展方向有4種N原子有 5 個(gè)原子軌道電子在空間的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)有 7 種未成對(duì)電子有 3 個(gè)結(jié)合核外電子排布式分例2、基態(tài)Si原子中，電子占據(jù)的最高能層符號(hào)為M該能層具有的原子軌道數(shù)為9電子數(shù)為4。3、區(qū)的

2、劃分按構(gòu)造原理最后填入電子的能級(jí)符號(hào)如Cu最后填入3d與4s故為ds區(qū)為d區(qū)Ti最后填入能級(jí)為3d 故4、第一電離能：同周期從左到右電離能逐漸增大趨勢(shì)(23反常情況：S與P半滿或全滿較穩(wěn)疋，比后面一個(gè)兀素電離能較大 )例3、比較C N O F第一電離能的大小 -F N O C例4、某元素的全部電離能(電子伏特)如下:I iI 2I 3I 4I 5I 6I 7I 8回答下列各問(wèn)：(1) I 6到丨7間，為什么有一個(gè)很大的差值這能說(shuō)明什么問(wèn)題 (2) I 4和I 5間，電離能為什么有一個(gè)較大的差值 (3) 此元素原子的電子層有 層。最外層電子構(gòu)型為 5、電負(fù)性：同周期從左到右電負(fù)性逐漸增大(無(wú)反常

3、)6、對(duì)角線規(guī)則：某些主族元素與右下方的主族元素的性質(zhì)有些相似，被稱為“對(duì)角線規(guī)則”如：鋰和鎂在空氣中燃燒的產(chǎn)物，鈹和鋁的氫氧化物的酸堿性以及硼和硅的 含氧酸酸性的強(qiáng)弱7、共價(jià)鍵：按原子軌道重疊形式分為:單鍵1 個(gè)c鍵雙鍵-1個(gè)c鍵和1個(gè)n鍵c鍵和n鍵（具有方向性和飽和性）三鍵1 個(gè)c鍵和2個(gè)n鍵LiBeBA1Si8、等電子體：原子總數(shù)相等， 價(jià)電子總數(shù)相等-具有相似的化學(xué)鍵特征例5、N CO CN- C22-互為等電子體CO CS2 N 2O SCN- CNO- NJ 互為等電子體 從元素上下左右去找等電子體，左右找時(shí)及時(shí)加減電荷，保證價(jià)電子相等。9、應(yīng)用VSEPR!論判斷下表中分子或離子的

4、構(gòu)型?；瘜W(xué)式c鍵電子對(duì)數(shù)中心原子含有孤對(duì)電子對(duì)數(shù)VSEPR模型分子立體構(gòu)型雜化類型ABnSO對(duì)于給出結(jié)構(gòu)的分子或離子，根據(jù)中心原子成四個(gè)價(jià)鍵（8個(gè)電子），直接判斷.（B原子六個(gè)電子）HhnnCh例6、N原子的雜化類型HPQ2-P的雜化類型CH3CHO C原子的雜化類型 Ni（CQ）4 中心原子的雜化10、配合物配位鍵也是共價(jià)鍵，屬于 c鍵。例7、中心原子或離子配體配位原子或離子配位數(shù)Fe(CQ)5Fe(SCN)3Zn(CN) 4-Al F6-規(guī)律：一般是電負(fù)性較大的原子吸引電子能力較強(qiáng)，電子對(duì)不易給出，不作為配位原子11、分子間作用力：一般分子間作用力一范德華力氫鍵例&晶體中存在的作用力12、

5、氫鍵 存在：一個(gè)分子的X-H中的H原子與另外的X原子相結(jié)合而成（X表示N、O F） 表示方法：A H-B例9、寫出氨水中氫鍵的種類N H-NN H-OO H-O O H-N共 4 種 H20分子中氫鍵的數(shù)目-1個(gè)水分子形成4個(gè)氫鍵-1mol H 2O分子含氫鍵2NAHF分子中氫鍵的數(shù)目-1個(gè)HF分子形成2個(gè)氫鍵-ImolHF分子含氫鍵NA 氫鍵對(duì)某些現(xiàn)象的解釋i 解釋分子熔沸點(diǎn)的大小II .解釋物質(zhì)溶解性的大小III .解釋冰融化為水密度減小，體積增大：氫鍵的存在使處于中心的水分子與其他水分子呈四面體，空間利用率較低，溶化后空隙減小iv 解釋鄰羥基苯甲醛與對(duì)羥基苯甲醛沸點(diǎn)的高低v 解釋接近水的

6、沸點(diǎn)的水蒸氣的 Mr測(cè)定值比用化學(xué)式計(jì)算的值大一些：13、 比較物質(zhì)熔沸點(diǎn)的大小先考慮晶體類型。原子晶體離子晶體 分子晶體對(duì)于屬于同種晶型，再具體分析 離子晶體：（含有離子鍵-金屬和NH的出現(xiàn)），晶格能（電荷，半徑） 原子晶體：從共價(jià)鍵的鍵長(zhǎng)分析 分子晶體：優(yōu)先考慮氫鍵的存在，存在氫鍵的分子相對(duì)熔沸點(diǎn)高對(duì)于不存在氫鍵的分子晶體，再?gòu)?Mr來(lái)比較例 10、比較 Si、SiC、NacL、KcL、HO HS HCL沸點(diǎn)高低14、無(wú)機(jī)含氧酸 屬于幾元酸，看結(jié)構(gòu)中所含一OH的數(shù)目，或者看與NaOH生成鹽的種類 同一元素的含氧酸，該元素的化合價(jià)越高（顯正價(jià)）則正電性高，貝冷氧酸酸性強(qiáng)（該元素的化合價(jià)高與含

7、氧酸的氧化性無(wú)直接聯(lián)系）對(duì)于跟多含氧酸，中心元素不同，一 OH的數(shù)目也不同,多，含氧酸酸性越強(qiáng)+ -NaCl型（一個(gè)晶胞中四個(gè)Na，四個(gè)Cl ）CsCl 型正負(fù)離子配位數(shù)均為8與銫離子等距離且最近的銫離子有 6個(gè)、氯離子有8個(gè)（HO）mRO非羥基氧原子數(shù)目越CaF2 型? CaF2晶體屬立方面心點(diǎn)陣，F(xiàn)作 簡(jiǎn)單立方堆積，數(shù)目比F_少 一半，所以填了一半的立方體空 隙，每一個(gè)Ca +由八個(gè)F_配 位，而每個(gè)有4個(gè)配位ZnS型TiO2 （金紅石型）AB2型晶體中，最常見(jiàn)的重要結(jié)構(gòu)是四 方金紅石（TiO2）結(jié)構(gòu)。在此結(jié)構(gòu)中 Ti4+處在略有變形的氧八面體中，即 氧離子作假六方堆積，Ti 填在它的 準(zhǔn)

8、八面體空隙中、分子晶體的一般宏觀性質(zhì) 較低的熔沸點(diǎn) 較小的硬度 固態(tài)或熔融狀態(tài)下都不導(dǎo)電構(gòu)成分子晶體的粒子是分子，粒子間的相互作用是分子間作用力或氫鍵、.晶體分子結(jié)構(gòu)特征（1）只有范德華力，無(wú)分子間氫鍵-分子密堆積（每個(gè)分子周圍有12個(gè)緊鄰的分子,如：Go、干冰、12、Q）晶胞結(jié)構(gòu)都屬于面心立方（2）有分子間氫鍵不具有分子密堆積特征（如： HF、冰、NH ）（與CO分子距離最近的CO分子共有12個(gè)） 原子晶體晶體中每個(gè)C 原子和4個(gè)C 原子形成4個(gè) 共價(jià)鍵,成為 正四面體結(jié) 構(gòu)，C原子與 碳碳鍵個(gè)數(shù)比 為1: 2，最小 環(huán)由6個(gè)C原金剛石晶胞子組成，每個(gè)C原子被12個(gè)最小環(huán)所共用；平均每個(gè)最小

9、環(huán)含有1/2個(gè)C原子。每個(gè)C 原子被4個(gè)碳碳鍵所共用；每個(gè)碳碳鍵含有 2個(gè)C原子，平均每個(gè)碳碳鍵含有1/2個(gè)C原 子。故平均每個(gè)最小環(huán)含有1個(gè)碳碳鍵金剛石是立體網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，每個(gè)碳原子形成 4個(gè)共價(jià)鍵，任意抽出2個(gè)共價(jià)鍵，每?jī)?個(gè)單鍵歸兩個(gè)六元環(huán)所有，而不是只歸一個(gè)六元環(huán)所有（如圖所示，紅色的兩個(gè)碳碳單 鍵，可以構(gòu)成藍(lán)色和紫紅色的兩個(gè)六元環(huán)）。每個(gè)碳原子連出4個(gè)共價(jià)鍵，任意抽出2個(gè)共價(jià)鍵能決定兩個(gè)6元環(huán)，4個(gè)共價(jià)鍵總共能抽出6組。所以6組碳碳鍵實(shí)際上可以構(gòu)成 12個(gè)六元環(huán)，所以一個(gè)碳?xì)w十二個(gè)六元環(huán)共用 6 X 1/12 = 1/2 晶體中的最小環(huán)為十二元環(huán)，其中有 6個(gè)Si原子和6個(gè)0原子，含有1

10、2個(gè)Si-0鍵；每 個(gè)Si原子被12個(gè)十二元環(huán)共有，每個(gè) 0原子被6個(gè)十二元環(huán)共有，每個(gè)Si-0鍵被6個(gè) 十二元環(huán)共有；2015年全國(guó)理綜能力測(cè)試卷中第 37題是物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì) 選考題，其中有一個(gè)小題的內(nèi) 容是：“在金剛石晶體中，C原子所連接的最小環(huán)也為六元環(huán)，每個(gè) C原子連接（） 個(gè)六元環(huán)，六元環(huán)中最多有（）個(gè)C原子在同一平面?！睆牟煌^察和分析角度的觀察金剛石的晶體結(jié)構(gòu)模型，可以對(duì)上述問(wèn)題的第 1 問(wèn)做 如下兩種盤判斷：（1）晶體中每個(gè)C原子和它周圍的4個(gè)C原子以共價(jià)鍵相連，金剛石晶體結(jié)構(gòu)的觀 察分析形成空間正四面體結(jié)構(gòu)，晶體中每個(gè)碳原子都和其他碳原子構(gòu)成空間正六邊形的碳環(huán)。由于每個(gè)C原子

11、和它周圍的4個(gè)C原子連接，因此它必然同處于 4個(gè)六元環(huán)上，而與 之相連的4個(gè)C原子的每一個(gè)又和另外3個(gè)C原子相連。因而，它必然又在另外 3個(gè)碳原 子所在的環(huán)上。所以這個(gè)碳原子連接 3X 4=12個(gè)六元環(huán)。（2）晶體中每個(gè)碳原子以四個(gè)碳碳單鍵分別其他碳原子連接，這個(gè)碳原子上的每?jī)?個(gè)碳碳單鍵可以分屬于兩個(gè)六元環(huán)（右圖中用紅色描出的環(huán)）。每個(gè)碳原子的四個(gè)碳碳單鍵，每?jī)蓚€(gè)鍵組合成環(huán)，依據(jù)組合排列規(guī)律，可以知道有C42種（即6種）組合，因此，每個(gè)碳原子可以處于2X C42=12個(gè)六元環(huán)。金屬晶體面心立方：在立方體頂點(diǎn)的微粒為 8個(gè)晶胞共有，在面心的為2個(gè)晶胞共有。微粒數(shù)為：8X1/8 + 6 X 1/

12、2 = 4晶體密度=m晶胞/v晶胞m晶胞二摩爾質(zhì)量除以阿伏伽德羅常數(shù)乘以晶胞中所含的原子或離子數(shù)體心立方晶胞 四點(diǎn)間的夾角均為60C60的形狀類似于足球，1個(gè)頂點(diǎn)引出3條邊（其中1個(gè)是雙鍵，另2個(gè)是單鍵），1條 邊被兩個(gè)頂點(diǎn)共用，因此1個(gè)C60有60個(gè)頂點(diǎn)和90個(gè)邊。假設(shè)1mol C60有x mol碳碳雙鍵（C=C ，y mol碳碳單鍵（C-C）從每個(gè)頂點(diǎn)來(lái)看，y=2x從邊的數(shù)量來(lái)看，x+y=90解得 x=30,y=60因此1mol C60有60mol碳碳單鍵（C-C） ,30mol碳碳雙鍵（C=Q設(shè)正六邊形x個(gè)正五邊形y個(gè)歐拉公式 頂點(diǎn)+面一棱=2由歐拉公式 60+ （x+y） -（6x+5

13、y）/2=2每個(gè)正五邊形有5個(gè)鍵每個(gè)正六邊形有6個(gè)鍵6x/2+5y/2=60 X 3-2 （有一個(gè)雙鍵）解得 x=20,y=12習(xí)題1、最近科學(xué)家發(fā)現(xiàn)一種由鈦原子和碳原子構(gòu)成的氣態(tài)分子，如右圖所示。頂角和面心的原于是鈦原子，棱的中心和體心的原子是碳原子，則它的分子式是 （）A . TiC B . Ti4C4,C . Ti 心 D . Ti 心2、硼砂是含結(jié)晶水的四硼酸鈉，其陰離子 X（含B O H三種元素）的球棍模型如右下 圖所示： 在 Q中，硼原子軌道的雜化類型有 ;配位鍵存在于 原子之間（填原子的數(shù)字標(biāo)號(hào)）；m= （填數(shù)字）。 硼砂晶體由Nh、心和H0構(gòu)成，它們之間存在的作用力有 。A.離

14、子鍵B. 共價(jià)鍵 C. 金屬鍵D.范德華力 E. 氫鍵（4）1,3,5，6代表氧原子，2,4代表B原子，2號(hào)B形成3個(gè)鍵，則B原子為SP2雜化,4號(hào)B形成4個(gè)鍵，則B原子為SP3雜化；B 一般是形成3個(gè)鍵，4號(hào)B形成4個(gè)鍵，其 中 1 個(gè)鍵很可能就是配位鍵，配位鍵存在 4 號(hào)與 5 號(hào)之間。觀察模型，可知X是(HBQ):依據(jù)化合價(jià)H為+1, B為+3, O為一2,可得m=2, 這問(wèn)有一定難度，思維能力，空間能力要求比較高。鈉離子與X1一形成離子鍵，結(jié)晶水分子間存在氫鍵和范德華力題目是問(wèn)鈉離子、X一、水分子之間的作用力，而不是硼砂晶體中的作用力，可能會(huì)多選B。3、下列關(guān)于金屬及金屬鍵的說(shuō)法正確的

15、是 _。a. 金屬鍵具有方向性與飽和性b. 金屬鍵是金屬陽(yáng)離子與自由電子間的相互作用c. 金屬導(dǎo)電是因?yàn)樵谕饧与妶?chǎng)作用下產(chǎn)生自由電子d. 金屬具有光澤是因?yàn)榻饘訇?yáng)離子吸收并放出可見(jiàn)光(1) 金屬鍵沒(méi)有方向性和飽和性， a 錯(cuò)；金屬鍵是金屬陽(yáng)離子和自由電子間的相互作用， b 對(duì)；金屬導(dǎo)電是因?yàn)樵谕饧与妶?chǎng)作用下發(fā)生定向移動(dòng)， c 錯(cuò)；金屬具有光澤是因?yàn)樽杂呻?子能夠吸收并放出可見(jiàn)光， d 錯(cuò)。4、 過(guò)渡金屬配合物 Ni(CO)n 的中心原子價(jià)電子數(shù)與配體提供電子總數(shù)之和為18，則 n= 。5、ZnS在熒光體、光導(dǎo)體材料、涂料、顏料等行業(yè)中應(yīng)用廣泛。立方ZnS晶體結(jié)構(gòu)如下圖所示，其晶胞邊長(zhǎng)為，其密度為（列式并計(jì)算），a位置S2離子與b位置Zn2+離子之間的距離為pm（列式表示）。7、肼能與硫酸反應(yīng)生成 NHSQ。NHSQ晶體類型與硫酸銨相同，則 MHSQ的晶體內(nèi)不存在（填標(biāo)號(hào)）a.離子鍵b.共價(jià)鍵c.配位鍵d.范德華力8、 圖1表示某種含氮有機(jī)化合物的結(jié)構(gòu)，其分子內(nèi)4個(gè)氮原子分別位于正四面體的4個(gè)頂點(diǎn)（見(jiàn)圖2），分子內(nèi)存在空腔，能嵌入某離子或分子并形成4個(gè)氫鍵予以識(shí)別。下列分子或離子中，能被該有機(jī)化合物識(shí)別的是 （填標(biāo)號(hào)）。a. CF4