一輪復(fù)習(xí)晶體的結(jié)構(gòu)與性質(zhì)分析

1.了解分子晶體與原子晶體、離子晶體、金屬晶體的結(jié)構(gòu)微粒、微粒間作用力的區(qū)分。2．了解原子晶體的特征，能描述金剛石、二氧化硅等原子晶體的結(jié)構(gòu)與性質(zhì)的關(guān)系。3．理解金屬鍵的含義，能用金屬鍵理論說明金屬的一些物理性質(zhì)。第三章晶體的結(jié)構(gòu)與性質(zhì)分類是否有自范性微觀結(jié)構(gòu)晶體有原子在三維空間里呈

排列非晶體沒有原子排列相對

1．晶體與非晶體(1)晶體與非晶體的區(qū)分周期性有序無序晶體自范性的緣由：晶體中粒子在三維空間里呈現(xiàn)周期性的有序排列。晶體自范性的條件之一：生長速率適當。(2)得到晶體的途徑①。②。③。(3)晶體的特點①外形和內(nèi)部質(zhì)點排列的性。②晶體的很多物理性質(zhì)如強度表現(xiàn)出性。③晶體具有性，即晶體能自發(fā)地呈現(xiàn)的性質(zhì)。熔融態(tài)物質(zhì)凝固氣態(tài)物質(zhì)凝華溶質(zhì)從溶液中析出高度有序各向異自范幾何多面體 (4)區(qū)分晶體和非晶體的方法 ①熔點法：的熔點較固定，而沒有固定的熔點。 ②：當單一波長的X-射線通過晶體時，會在記錄儀上看到 ，而非晶體則沒有。2．晶胞 (1)概念 描述晶體結(jié)構(gòu)的。晶體非晶體X-射線衍射法分立的斑點或譜線基本單元(2)晶體中晶胞的排列——①無隙：相鄰晶胞之間沒有。②并置：全部晶胞排列、相同。延長：1.晶胞是晶體中最小的結(jié)構(gòu)重復(fù)單元。2．晶胞一般是一個平行六面體，其三條邊的長度不確定相等，也不確定相互垂直。晶胞的形態(tài)和大小由具體晶體的結(jié)構(gòu)所確定，晶胞不能是八面體或六方柱體等其他形態(tài)。任何間隙平行取向無隙并置3．整個晶體就是晶胞按其周期性在三維空間重復(fù)排列而成的。這種排列必需是晶胞的無隙并置積累。 同一晶體所劃出來的同類晶胞大小和形態(tài)完全相同。體心立方簡潔立方面心立方三種典型立方晶體結(jié)構(gòu)晶胞中原子個數(shù)的計算體心：1面心：1/2頂點：1/8棱邊：1/4(2010·模擬精選，海南?？?月)已知X、Y、Z三種元素組成的化合物是離子晶體，其晶胞如圖所示，則下面表示該化合物的化學(xué)式正確的是() A．ZXY3 B．ZX2Y6 C．ZX4Y8 D．ZX8Y12 解析：由晶胞可知X占據(jù)8個頂點，屬于該晶胞的X＝8×＝1；Y占據(jù)12條棱的中間，屬于該晶胞的Y＝12×＝3；Z占據(jù)該晶胞的體心，屬于該晶胞的Z＝1。故化學(xué)式為ZXY3。 答案：A最近發(fā)覺一種由某金屬原子M和非金屬原子N構(gòu)成的氣態(tài)團簇分子，如圖所示。頂角和面心的原子是M原子，棱的中心和體心的原子是N原子，則它的化學(xué)式為() A．M4N4 B．MN C．M14N13 D．條件不夠，無法寫出化學(xué)式1．分子晶體 (1)結(jié)構(gòu)特點 ①晶體中只含。 ②分子間作用力為，也可能有。 ③分子密積累：一個分子四周通常有個緊鄰的小分子。分子范德華力氫鍵12只有范德華力——分子密積累有分子間氫鍵——不具有分子密積累分子晶體結(jié)構(gòu)特征:分子密積累在干冰晶體中，與1個CO2分子距離最近的CO2分子共有多少個

干冰的晶體結(jié)構(gòu)圖碘的晶體結(jié)構(gòu)圖由此可見，每個碘分子四周有個緊鄰的碘分子12冰的結(jié)構(gòu)氫鍵具有方向性分子的非密積累當冰剛剛?cè)芑癁橐簯B(tài)水時，熱運動使冰的結(jié)構(gòu)部分解體，水分子間的空隙減小，密度反而增大，超過4℃時，才由于熱運動加劇分子間距離加大，密度漸漸減小。全部非金屬氫化物：幾乎全部的酸：部分非金屬單質(zhì):部分非金屬氧化物:大多數(shù)有機物：典型的分子晶體：分子晶體物理特性低熔、沸點;硬度小固態(tài)、熔融狀態(tài)不導(dǎo)電

2.原子晶體 (1)結(jié)構(gòu)特點 ①晶體中只含原子。 ②原子間均以

結(jié)合。 ③

結(jié)構(gòu)。共價鍵三維空間網(wǎng)狀109o28′共價鍵金剛石的晶體結(jié)構(gòu)示意圖(2)典型的原子晶體——金剛石①碳原子取

雜化軌道形成共價鍵，碳碳鍵之間夾角為

。②每個碳原子與相鄰的

個碳原子結(jié)合。sp3109°28′4原子晶體物理特性：熔沸點高、硬度大、一般不導(dǎo)電、難溶于常見溶劑常見的原子晶體某些非金屬單質(zhì)：金剛石（C）、硅(Si)、硼（B）等某些非金屬化合物：碳化硅（SiC）氮化硼（BN）某些氧化物：二氧化硅（SiO２）晶體1．金屬鍵 (1)“電子氣理論”要點 ①該理論把金屬鍵描述為金屬原子脫落下來的

形成遍布

的“電子氣”，被

所共用，從而把

維系在一起。 ②金屬晶體是由

、

通過

形成的一種“巨分子”。 ③金屬鍵的強度

。價電子整塊晶體全部原子全部的金屬原子金屬陽離子自由電子金屬鍵差別很大金屬晶體結(jié)構(gòu)微粒作用力名稱導(dǎo)電性導(dǎo)熱性延展性金屬陽離子自由電子金屬鍵自由電子在電場中作

形成電流電子氣中的自由電子在

的作用下與金屬原子

而導(dǎo)熱當金屬受到外力作用時，金屬晶體中的各原子層就會

，但不會改變其

，而彌漫在金屬原子間的電子氣可以起到類似軸承中滾珠之間

的作用(2)金屬晶體的構(gòu)成、通性及其說明定向運動頻繁碰撞相對滑動體系的排列方式潤滑劑熱2.金屬晶體的原子積累模型 (1)二維空間模型 ①非密置層，配位數(shù)為。 ②密置層，配位數(shù)為。

46 ①簡潔立方積累 相鄰非密置層原子的原子核在同始終線上，配位數(shù)為。只有實行這種積累方式。空間利用率_______.6Po52%(2)三維空間模型②體心立方積累(鉀型)將非密置層上層金屬原子填入下層的金屬原子形成的中，每層都照此積累。如、、等是這種積累方式，配位數(shù)為?？臻g利用率為_______凹穴NaKFe868%③六方緊密積累(鎂型)密置層的原子按型積累方式積累。若按的方式積累為型，空間利用率為________鉀ABABAB鎂74%④面心立方緊密積累銅型按的方式積累為型。這兩種積累方式都是金屬晶體的，配位數(shù)均為12，空間利用率為________。ABCABCABC銅最密積累74%石墨是層狀結(jié)構(gòu)的混合型晶體

石墨1、石墨為什么很軟？2、石墨的熔沸點為什么很高？3、石墨屬于哪類晶體？為什么？石墨為層狀結(jié)構(gòu)，各層之間是范德華力結(jié)合，簡潔滑動，所以石墨很軟。石墨各層均為平面網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，碳原子之間存在很強的共價鍵，故熔沸點很高。石墨為混合型晶體。1．離子晶體 (1)概念 ①離子鍵：間通過(指和的平衡)形成的化學(xué)鍵。 ②離子晶體：由和通過結(jié)合而成的晶體。 (2)確定離子晶體結(jié)構(gòu)的因素 ①幾何因素：。 ②電荷因素：即正負離子。 ③鍵性因素：離子鍵的。陰、陽離子靜電作用相互排斥相互吸引陽離子陰離子離子鍵即晶體中陰陽離子的半徑比確定晶體結(jié)構(gòu)電荷不同，配位數(shù)必定不同純粹程度(3)一般物理性質(zhì)一般地說，離子晶體具有較高的

點和

點，較大的

、難于

。這些性質(zhì)都是因為離子晶體中存在著

。若要破壞這種作用需要

。沸硬度壓縮較強的離子鍵較多的能量熔

2．晶格能 (1)定義

形成1摩爾離子晶體

的能量。單位

，通常取

值。 (2)大小及與其他量的關(guān)系 ①晶格能是最能反映離子晶體

的數(shù)據(jù)。 ②在離子晶體中，離子半徑越

，離子所帶電荷數(shù)越

，則晶格能越大。氣態(tài)離子釋放kJ·mol－1正穩(wěn)定性小大③晶格能越大，陰、陽離子間的離子鍵就越，形成的離子晶體就越穩(wěn)定，而且熔點，硬度。幾種典型離子晶體的結(jié)構(gòu)模型(1)NaCl晶體結(jié)構(gòu)模型(右圖)：配位數(shù)為6。①在NaCl晶體中每個Na＋同時吸引著6個Cl－，每個Cl－也同時吸引著6個Na＋。②每個Na＋四周與它最近等距的Na＋有12個，每個Na＋四周與它最近等距的Cl－有6個。強大高(2)CsCl晶體結(jié)構(gòu)模型(右圖)：配位數(shù)為8。①在CsCl晶體中每個Cs＋同時吸引著8個Cl－，每個Cl－也同時吸引著8個Cs＋。②每個Cs＋與6個Cs＋等距離相鄰，每個Cs＋與8個Cl－等距離相鄰。CsCl的晶體結(jié)構(gòu)模型CaF2晶胞①Ca2+的配位數(shù):②F-的配位數(shù):配位數(shù)4個Ca2+和8個F-CaF2晶體中Ca2+和F-的位置關(guān)系如何?一個CaF2晶胞中含Ca2+、F-個數(shù)是多少?84晶體類型金屬晶體離子晶體分子晶體原子晶體定義金屬原子通過金屬鍵形成的晶體陰、陽離子通過離子鍵形成的晶體分子間通過分子間作用力形成的晶體相鄰原子間通過共價鍵結(jié)合而形成的立體網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的晶體基本微粒金屬陽離子、電子陰離子、陽離子分子原子物質(zhì)類別金屬單質(zhì)(合金)離子化合物多數(shù)的非金屬單質(zhì)和共價化合物金剛石、碳化硅(SiC)、晶體硅、二氧化硅等少數(shù)的非金屬單質(zhì)和共價化合物物理性質(zhì)硬度和密度較大，熔、沸點較高，有延展性，有光澤硬度和密度較大，熔、沸點較高硬度和密度較小，熔、沸點低硬度和密度大，熔、沸點高決定熔、沸點高低的因素金屬鍵強弱離子鍵強弱(或晶格能大小)范德華力(或氫鍵)的強弱共價鍵的強弱導(dǎo)電性固態(tài)就可導(dǎo)電熔融或溶于水能導(dǎo)電某些溶于水能導(dǎo)電一般不導(dǎo)電推斷晶體類型的方法(1)依據(jù)組成晶體的微粒和微粒間的作用推斷。離子晶體中的微粒是陰、陽離子，微粒間的作用是離子鍵；原子晶體中的微粒是原子，微粒間的作用是共價鍵；分子晶體中的微粒是分子，微粒間的作用為分子間作用力；金屬晶體中的微粒是金屬陽離子和自由電子，微粒間的作用是金屬鍵。(2)依據(jù)物質(zhì)的分類推斷。金屬氧化物(如K2O、Na2O2等)、強堿(如NaOH、KOH等)和絕大多數(shù)的鹽類是離子晶體；大多數(shù)非金屬單質(zhì)(除金剛石、石墨、晶體硅、晶體硼外)、氣態(tài)氫化物、非金屬氧化物(除SiO2外)、酸，絕大多數(shù)有機物(除有機鹽外)是分子晶體；常見的原子晶體單質(zhì)有金剛石、晶體硅、晶體硼等，化合物有碳化硅、二氧化硅等；金屬單質(zhì)(除液態(tài)汞外)與合金是金屬晶體。(3)依據(jù)晶體的熔點推斷。離子晶體的熔點較高，常在數(shù)百至1000℃；原子晶體熔點高，常在1000℃至幾千攝氏度；分子晶體熔點低，常在數(shù)百攝氏度以下至很低溫度；金屬晶體多數(shù)熔點高，但也有相當?shù)偷摹?4)依據(jù)導(dǎo)電性推斷?？扇苄缘碾x子晶體水溶液或離子晶體熔化時能導(dǎo)電；原子晶體一般為非導(dǎo)體；分子晶體為非導(dǎo)體，而分子晶體中的電解質(zhì)(主要是強酸和非金屬氫化物非金屬氧化物)溶于水后，使分子內(nèi)的化學(xué)鍵斷裂形成自由離子也能導(dǎo)電；金屬晶體是電的良導(dǎo)體。(5)依據(jù)硬度和機械性能推斷。離子晶體硬度較大；原子晶體硬度大；分子晶體硬度小且較脆；金屬晶體硬度有大有小，且具有延展性。1．按下列四種有關(guān)性質(zhì)的敘述，可能屬于金屬晶體的是() A．由分子間作用力結(jié)合而成，熔點低 B．固體或熔融后易導(dǎo)電，熔點在1000℃左右 C．由共價鍵結(jié)合成網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，熔點高 D．固體不導(dǎo)電，但溶于水或熔融后能導(dǎo)電 解析：A為分子晶體；B中固體能導(dǎo)電，熔點在1000℃左右，應(yīng)為金屬晶體； C為原子晶體；D為離子晶體。 答案：B思索：若某物質(zhì)中有陽離子，確定有陰離子嗎？提示：在金屬晶體中，只存在金屬離子和自由電子，不存在金屬中性原子和陰離子。在金屬晶體中：(1)含金屬陽離子的晶體中不確定含陰離子。(2)含陽離子的晶體中不確定含有離子鍵。【例1】最近發(fā)覺一種由某金屬原子M和非金屬原子N構(gòu)成的氣態(tài)團簇分子，如圖所示。頂角和面心的原子是M原子，棱的中心和體心的原子是N原子，則它的化學(xué)式為() A．M4N4 B．MN C．M14N13 D．條件不夠，無法寫出化學(xué)式C【例1】據(jù)美國《科學(xué)》雜志報道：在40GPa高壓下，用激光器加熱到1800K，制得具有高熔點、高硬度的二氧化碳晶體。下列關(guān)于該晶體的說法正確的是() A．該晶體屬于分子晶體 B．該晶體易汽化，可用作制冷材料 C．確定條件下，該晶體可跟氫氧化鈉反應(yīng) D．每摩爾該晶體中含2molC—O鍵 解析：高熔點、高硬度是原子晶體的特點，故該二氧化碳晶體是原子晶體。每 摩爾該晶體中含4molC—O鍵。 答案：C【例1】(2010·原創(chuàng))ⅠA族元素與ⅦA族元素組成的晶體是() A．確定是分子晶體 B．確定是離子晶體 C．可能是原子晶體 D．可能是分子晶體或離子晶體 解析：ⅠA族元素包括氫元素和堿金屬元素，堿金屬元素與鹵素形成離子晶體，氫元素與鹵素形成分子晶體。 答案：D【例1】(2010·原創(chuàng))ⅠA族元素與ⅦA族元素