高中化學(xué)人教版物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)第三章晶體結(jié)構(gòu)與性質(zhì)單元測(cè)試【省一等獎(jiǎng)】

第三章晶體結(jié)構(gòu)與性質(zhì)基礎(chǔ)知識(shí)梳理一.晶體常識(shí)1.晶體與非晶體比較晶體非晶體結(jié)構(gòu)特性結(jié)構(gòu)微粒在三維空間周期性有序排列結(jié)構(gòu)微粒無(wú)序排列性質(zhì)特性有自范性、固定熔點(diǎn)、對(duì)稱(chēng)性、各向異性無(wú)自范性、固定熔點(diǎn)、對(duì)稱(chēng)性、各向異性注意晶體自范性的本質(zhì)原因是晶體中粒子在微觀空間里周期性的有序排列。晶體對(duì)光線(xiàn)有衍射作用。區(qū)別晶體和非晶體最可靠的方法是進(jìn)行X-涉嫌衍射實(shí)驗(yàn)。2.獲得晶體的三條途徑①熔融態(tài)物質(zhì)凝固．②氣態(tài)物質(zhì)冷卻不經(jīng)液態(tài)直接凝固(凝華)．③溶質(zhì)從溶液中析出．3.晶胞晶胞是描述晶體結(jié)構(gòu)的基本重復(fù)單元。晶胞在晶體中的排列呈“無(wú)隙并置”，即所有晶胞之間無(wú)任何間隙，都是平行排列且取向相同。4.晶胞中微粒數(shù)的計(jì)算方法——均攤法如某個(gè)粒子為n個(gè)晶胞所共有，則該粒子有1/n屬于這個(gè)晶胞。中學(xué)中常見(jiàn)的晶胞為立方晶胞立方晶胞中微粒數(shù)的計(jì)算方法如下：注意：在使用“均攤法”計(jì)算晶胞中粒子個(gè)數(shù)時(shí)要注意晶胞的形狀。由晶胞得到的只是原子的最簡(jiǎn)整數(shù)比，不是分子式。二.四種晶體的比較類(lèi)型比較分子晶體原子晶體金屬晶體離子晶體概念分子間靠分子間作用力結(jié)合而形成的晶體原子之間以共價(jià)鍵結(jié)合而形成的具有空間網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的晶體金屬陽(yáng)離子和自由電子以金屬鍵結(jié)合而形成的晶體陽(yáng)離子和陰離子通過(guò)離子鍵結(jié)合而形成的晶體結(jié)構(gòu)構(gòu)成粒子分子原子金屬陽(yáng)離子、自由電子陰、陽(yáng)離子粒子間相互作用力分子間的作用力共價(jià)鍵金屬鍵離子鍵性質(zhì)密度較小較大有的很大，有的很小較大硬度較小很大有的很大，有的很小較大熔、沸點(diǎn)較低很高有的很高，有的很低較高溶解性相似相溶難溶于任何溶劑難溶于常見(jiàn)溶劑大多易溶于水等極性溶劑導(dǎo)電、傳熱性一般不導(dǎo)電，溶于水后有的導(dǎo)電一般不具有導(dǎo)電性電和熱的良導(dǎo)體晶體不導(dǎo)電，水溶液或熔融態(tài)導(dǎo)電延展性無(wú)無(wú)良好無(wú)物質(zhì)類(lèi)別及舉例大多數(shù)非金屬單質(zhì)(如P4)、氣態(tài)氫化物、酸(如HCl、H2SO4)、非金屬氧化物(如SO2、CO2，SiO2除外)、絕大多數(shù)有機(jī)物(如CH4，有機(jī)鹽除外)一部分非金屬單質(zhì)(如金剛石、硅、晶體硼)，一部分非金屬化合物(如SiC、SiO2)金屬單質(zhì)與合金(如Na、Al、Fe、青銅)金屬氧化物(如K2O、Na2O)、強(qiáng)堿(如KOH、NaOH)、絕大部分鹽(如NaCl)2．晶體熔、沸點(diǎn)高低的比較方法(1)不同類(lèi)型晶體的熔、沸點(diǎn)高低一般規(guī)律：原子晶體＞離子晶體＞分子晶體．金屬晶體的熔、沸點(diǎn)差別很大，如鎢、鉑等熔、沸點(diǎn)很高，汞、銫等熔、沸點(diǎn)很低．(2)原子晶體由共價(jià)鍵形成的原子晶體中，原子半徑小的鍵長(zhǎng)短，鍵能大，晶體的熔、沸點(diǎn)高．如熔點(diǎn)：金剛石＞碳化硅＞硅．原子晶體是一個(gè)“巨分子”，又稱(chēng)為共價(jià)晶體。(3)離子晶體一般地說(shuō)，陰陽(yáng)離子的電荷數(shù)越多，離子半徑越小，則離子間的作用力就越強(qiáng)，相應(yīng)的晶格能大，其晶體的熔、沸點(diǎn)就越高，如熔點(diǎn)：MgO＞MgCl2，NaCl＞CsCl.離子間的靜電作用包括引力和電子及核之間的斥力。(4)分子晶體①分子間作用力越大，物質(zhì)的熔、沸點(diǎn)越高；具有氫鍵的分子晶體熔、沸點(diǎn)反常的高，如H2O＞H2Te＞H2Se＞H2S.②組成和結(jié)構(gòu)相似的分子晶體，相對(duì)分子質(zhì)量越大，熔、沸點(diǎn)越高，如SnH4＞GeH4＞SiH4＞CH4.③組成和結(jié)構(gòu)不相似的物質(zhì)(相對(duì)分子質(zhì)量接近)，分子的極性越大，其熔、沸點(diǎn)越高，如CO＞N2，CH3OH＞CH3CH3.④同分異構(gòu)體，支鏈越多，熔、沸點(diǎn)越低，如CH3—CH2—CH2—CH2—CH3>(5)金屬晶體金屬離子半徑越小，離子電荷數(shù)越多，其金屬鍵越強(qiáng)，金屬熔、沸點(diǎn)就越高，如Na＜Mg＜Al.三.幾種典型的晶體模型晶體晶體結(jié)構(gòu)示意圖晶體中粒子分布詳解氯化鈉晶體①每個(gè)晶胞中相關(guān)Na+=4+5+4+13個(gè)、Cl-=5+4+5=14個(gè)；每個(gè)晶胞中含有Na+=12×1/4+1=4、Cl-=8×1/8+6×1/2=4；②配位數(shù)在氯化鈉晶體中，Na+、Cl-個(gè)數(shù)比為1:1，其配位數(shù)陰陽(yáng)離子相等，每個(gè)Na+周?chē)?個(gè)Cl-，每個(gè)Cl-周?chē)?個(gè)Na+，他們的配位數(shù)都是6；③每個(gè)Na+周?chē)c它最近等距離的Na+有12個(gè)，每個(gè)Cl-最近等距離的Cl-也是12個(gè)。氯化銫晶體①每8個(gè)Cs+或8個(gè)Cl-各自構(gòu)成立方體，在每個(gè)立方體的中心有一個(gè)異種離子(Cl-或Cs+)，每個(gè)晶胞中相關(guān)Cl-1個(gè)，Cs+8個(gè)，含有Cl-1個(gè)，Cs+1個(gè)；②在每個(gè)Cs+周?chē)罱牡染嚯x(設(shè)為a/2)的Cl-有8個(gè)，在每個(gè)Cs+周?chē)罱牡染嚯x(必為a)的Cs+有6個(gè)(上、下、左、右、前、后)，在每個(gè)Cl-周?chē)罱牡染嚯x的Cs+為8個(gè)，Cl-也有6個(gè)；③Cs+、Cl-的配位數(shù)都是8。氟化鈣晶體①F-在立方體內(nèi)部8個(gè)小立方體的中心，Ca2+位于立方體的頂點(diǎn)和面心；每個(gè)相關(guān)的F-8個(gè)，Ca2+14個(gè)，含有F-8個(gè)，Ca2+=8×1/8+6×1/2=4個(gè)，其化學(xué)式為CaF2.②由于CaF2晶體中Ca2+和F-個(gè)數(shù)比為1:2，每個(gè)F-最近相鄰的Ca2+為4個(gè)，即其配位數(shù)為4，而Ca2+最近相鄰的F-為8個(gè)，即其配位數(shù)為8。③每個(gè)F-最近等距離F-為6個(gè)，每個(gè)Ca2+-最近等距離Ca2+為12個(gè)。二氧化碳晶體每8個(gè)CO2構(gòu)成立方體（即在立方體的頂點(diǎn)）且再在6個(gè)面的中心又各占據(jù)1個(gè)CO2。在每個(gè)CO2周?chē)染嚯x(a，a為立方體棱長(zhǎng))最近的CO2有12個(gè)(同層4個(gè)、上層4個(gè)、下層4個(gè))金剛石晶體每個(gè)C與另4個(gè)C以共價(jià)鍵結(jié)合，采取sp3雜化，前者位于正四面體中心，后者位于正四面體頂點(diǎn)。晶體中均為C—C，鍵長(zhǎng)相等、鍵角相等(109°28′)；晶體中最小碳環(huán)由6個(gè)C組成且六者不在同一平面內(nèi)；晶體中每個(gè)C參與了4條C—C鍵的形成，而在每條鍵中心的貢獻(xiàn)只有一半，故C原子數(shù)與C—C鍵數(shù)之比為1∶2石墨晶體層內(nèi)存在共價(jià)鍵、金屬鍵，層間以范德華力結(jié)合，兼具有原子晶體、金屬晶體、分子晶體的特征。在層內(nèi)，每個(gè)C與3個(gè)C形成C—C鍵，采取sp2雜化構(gòu)成正六邊形，鍵長(zhǎng)相等，鍵角相等(均為120°)；在晶體中，每個(gè)C參與了3條C—C鍵的形成，而在每條鍵中的貢獻(xiàn)只有一半，每個(gè)正六邊形平均只占6×＝2個(gè)C，C原子個(gè)數(shù)與C