適用于新高考新教材備戰(zhàn)2025屆高考化學(xué)一輪總復(fù)習(xí)第5章物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)元素周期律第28講晶體結(jié)構(gòu)與性質(zhì)課件

第28講晶體結(jié)構(gòu)與性質(zhì)【課標(biāo)指引】

1.了解晶體中微粒的空間排布存在周期性,認(rèn)識(shí)簡(jiǎn)單的晶胞。2.借助分子晶體、共價(jià)晶體、離子晶體、金屬晶體等模型認(rèn)識(shí)晶體的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)。3.知道介于典型晶體之間的過(guò)渡晶體以及混合型晶體是普遍存在的?？键c(diǎn)一物質(zhì)的聚集狀態(tài)晶體與非晶體考點(diǎn)二四種常見(jiàn)晶體類型目錄索引

素養(yǎng)發(fā)展進(jìn)階答題模板3晶體熔、沸點(diǎn)的比較及原因分析考點(diǎn)一物質(zhì)的聚集狀態(tài)晶體與非晶體必備知識(shí)?梳理1.物質(zhì)的聚集狀態(tài)(1)物質(zhì)三態(tài)間的相互轉(zhuǎn)化屬于物理變化。(2)等離子體和離子液體等離子體是由________、陽(yáng)離子和________粒子(分子或原子)組成的整體上呈電中性的氣態(tài)物質(zhì)。離子液體是熔點(diǎn)不高的僅由________組成的液體物質(zhì)。

氣態(tài)和液態(tài)物質(zhì)不一定都由分子構(gòu)成

電子

電中性

離子

2.晶體和非晶體(1)晶體和非晶體的比較項(xiàng)目晶體非晶體結(jié)構(gòu)特征結(jié)構(gòu)微粒___________排列

結(jié)構(gòu)微粒_________排列

性質(zhì)特征自范性

無(wú)熔點(diǎn)

不固定異同表現(xiàn)

區(qū)別方法間接方法看是否有固定的________科學(xué)方法對(duì)固體進(jìn)行____________實(shí)驗(yàn)

周期性有序

無(wú)序

有

固定

各向異性

各向同性

熔點(diǎn)

X射線衍射

(2)獲得晶體的三條途徑①____________物質(zhì)凝固;

②____________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____________。

熔融態(tài)

氣態(tài)

析出

3.晶胞(1)定義晶胞是描述晶體結(jié)構(gòu)的____________,是從晶體中“截取”出來(lái)具有代表性的最小重復(fù)單元。

(2)晶胞的特點(diǎn)相鄰晶胞之間沒(méi)有__________,所有晶胞__________排列,

__________相同。晶體中晶胞的排列——無(wú)隙并置

基本單元

任何間隙

平行

取向

(3)長(zhǎng)方體(包括立方體)晶胞中不同位置的粒子數(shù)的計(jì)算——均攤法關(guān)鍵能力?提升考向1物質(zhì)的聚集狀態(tài)、晶體與非晶體例1(2023·廣東江門期末)下列關(guān)于晶體的說(shuō)法正確的是(

)①晶體中原子呈周期性有序排列,有自范性;非晶體中原子排列相對(duì)無(wú)序,無(wú)自范性②在晶體中只要有陽(yáng)離子就一定有陰離子③晶體中分子間作用力越大,分子越穩(wěn)定④氯化鈉熔化時(shí)離子鍵被破壞⑤晶體盡可能采取緊密堆積方式,以使其變得比較穩(wěn)定⑥CsCl和NaCl晶體中陰、陽(yáng)離子的配位數(shù)都為6A.①②③ B.②③④

C.②③⑥ D.①④⑤D解析

①晶體中原子呈周期性有序排列,且有自范性,非晶體中原子排列相對(duì)無(wú)序,無(wú)自范性,可以用衍射方法鑒別晶體和非晶體,故正確;②晶體中有陽(yáng)離子不一定有陰離子,如金屬晶體,故錯(cuò)誤;③分子晶體的穩(wěn)定性與化學(xué)鍵有關(guān),共價(jià)鍵越強(qiáng),穩(wěn)定性越強(qiáng),故錯(cuò)誤;④氯化鈉屬于離子晶體,離子晶體熔化時(shí)破壞離子鍵,故正確;⑤在以沒(méi)有方向性和飽和性的作用力結(jié)合形成晶體時(shí),晶體盡量采取緊密堆積方式以使其變得比較穩(wěn)定,故正確;⑥CsCl晶體中陰、陽(yáng)離子的配位數(shù)都為8,NaCl晶體中陰、陽(yáng)離子的配位數(shù)都為6,故錯(cuò)誤;選D。[對(duì)點(diǎn)訓(xùn)練1]下列關(guān)于晶體和非晶體的說(shuō)法不正確的是(

)A.破損的膽礬晶體能在飽和CuSO4溶液中自動(dòng)變成規(guī)則的多面體形B.晶體某些物理性質(zhì)的各向異性反映了晶體內(nèi)部質(zhì)點(diǎn)排列的有序性C.實(shí)驗(yàn)室中可利用導(dǎo)電性區(qū)別晶體和玻璃體D.固體SiO2可能是晶體,也可能是非晶體C解析

晶體除了金屬外,一般都不導(dǎo)電,玻璃體是一種無(wú)規(guī)則結(jié)構(gòu)的非晶態(tài)固體,不導(dǎo)電,故不能利用導(dǎo)電性區(qū)分晶體和玻璃體,C錯(cuò)誤;固體SiO2可能是晶體(如水晶),也可能是非晶體(如瑪瑙),D正確?？枷?晶胞的結(jié)構(gòu)及相關(guān)計(jì)算例2(2023·廣東廣州二中檢測(cè))石墨烯可轉(zhuǎn)化為富勒烯(C60),科學(xué)家把C60和K摻雜在一起制造了一種富勒烯化合物,其立方晶胞結(jié)構(gòu)如圖所示,晶胞邊長(zhǎng)為apm。下列說(shuō)法不正確的是(

)CA.C60和石墨烯互為同素異形體B.該富勒烯化合物的化學(xué)式為K3C60C.C60周圍等距且距離最近的C60的數(shù)目為6D.該晶體的密度為[對(duì)點(diǎn)訓(xùn)練2](2023·廣東廣州統(tǒng)考)雜化材料(CH3NH3)PbI3在太陽(yáng)能電池領(lǐng)域具有重要價(jià)值,其立方晶胞結(jié)構(gòu)如圖所示。A的原子分?jǐn)?shù)坐標(biāo)為(0,0,0),B的原子分?jǐn)?shù)坐標(biāo)為

。下列說(shuō)法中錯(cuò)誤的是(

)B考點(diǎn)二四種常見(jiàn)晶體類型必備知識(shí)?梳理1.四種類型晶體的比較

晶體類型分子晶體共價(jià)晶體金屬晶體離子晶體構(gòu)成粒子

粒子間相互作用力

硬度較小

有的很大,有的很小較大熔點(diǎn)、沸點(diǎn)較低

有的很高,有的很低較高導(dǎo)電性、導(dǎo)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)電分子

原子

金屬陽(yáng)離子和自由電子

陰、陽(yáng)離子分子間作用力

共價(jià)鍵

金屬鍵

離子鍵

很大

很高

2.金屬鍵的本質(zhì)——“電子氣理論”相對(duì)滑動(dòng)

不變

沒(méi)有

自由電子

金屬離子

能量

3.重要晶體結(jié)構(gòu)模型及分析(1)共價(jià)晶體金剛石晶體中,每個(gè)C與另外________個(gè)C形成共價(jià)鍵,C—C之間的夾角是109°28',最小的環(huán)是________元環(huán)。含有1mol碳的金剛石中,形成的共價(jià)鍵為_(kāi)_______

mol。

4六

2(2)分子晶體①干冰晶體中,每個(gè)CO2分子周圍等距且緊鄰的CO2分子有________個(gè)。

12②冰的結(jié)構(gòu)模型中,每個(gè)水分子與相鄰的________個(gè)水分子以氫鍵相連接,含1molH2O的冰中,最多可形成________氫鍵。

42mol(3)離子晶體

①NaCl型:在晶體中,每個(gè)Na+同時(shí)吸引_____個(gè)Cl-,每個(gè)Cl-同時(shí)吸引_____個(gè)Na+,配位數(shù)均為_(kāi)____。每個(gè)晶胞含_____個(gè)Na+和_____個(gè)Cl-。

②CsCl型:在晶體中,每個(gè)Cs+吸引_____個(gè)Cl-,每個(gè)Cl-吸引_____個(gè)Cs+,配位數(shù)均為_(kāi)____。

66644888(4)混合型晶體

石墨晶體結(jié)構(gòu)石墨層狀晶體中,層與層之間的作用力是________________,平均每個(gè)正六邊形擁有的碳原子個(gè)數(shù)為_(kāi)_______,碳原子采取的雜化方式是________。

分子間作用力

2sp2關(guān)鍵能力?提升考向1常見(jiàn)晶體類型及判斷例1現(xiàn)有四組物質(zhì)及熔點(diǎn)數(shù)據(jù)(℃):Ⅰ組Ⅱ組Ⅲ組Ⅳ組金剛石:3550℃Li:181℃HF:-83℃NaCl:801℃硅晶體:1410℃Na:98℃HCl:-115℃KCl:776℃硼晶體:2300℃K:64℃HBr:-89℃RbCl:718℃二氧化硅:1723℃Rb:39℃HI:-51℃CsCl:645℃回答下列問(wèn)題:(1)Ⅰ組屬于________晶體,其熔化時(shí)克服的微粒間的作用力是________。(2)Ⅱ組晶體共同的物理性質(zhì)是________________(填序號(hào))。

①有金屬光澤②導(dǎo)電性③導(dǎo)熱性④延展性(3)Ⅲ組中HF的熔點(diǎn)反常,其原因是________________________________________________。

(4)Ⅳ組晶體可能具有的性質(zhì)是________________(填序號(hào))。

①硬度特別?、谒芤耗軐?dǎo)電③固體能導(dǎo)電④熔融狀態(tài)能導(dǎo)電共價(jià)

共價(jià)鍵

①②③④

HF分子間能形成氫鍵,其熔化時(shí)消耗的能量更多

②④

解析

(1)Ⅰ組物質(zhì)的熔點(diǎn)很高,屬于共價(jià)晶體,是由原子通過(guò)共價(jià)鍵形成的。(2)Ⅱ組都是堿金屬,屬于金屬晶體,共同物理性質(zhì)有①②③④。(3)HF中含有分子間氫鍵,故其熔點(diǎn)反常。(4)Ⅳ組物質(zhì)都是堿金屬形成的鹽,屬于離子晶體,可能具有②④兩種性質(zhì)。[對(duì)點(diǎn)訓(xùn)練1](2023·廣東廣州期末)化學(xué)學(xué)習(xí)中常采用“類推”思維,下列類推合理的是(

)A.硫粉易溶于CS2,可類推硫粉易溶于CCl4B.CO2是分子晶體,可類推SiO2為分子晶體C.Al2O3屬于共價(jià)晶體,可類推Na2O屬于共價(jià)晶體D.NaCl晶體中陰、陽(yáng)離子的配位數(shù)均為6,可類推CsCl晶體中的配位數(shù)均為6A解析

CS2為直線形,CCl4為正四面體,二者均為非極性分子,按“相似相溶”原理,硫粉易溶于CS2,可類推硫粉易溶于CCl4,A正確;SiO2中硅、氧原子通過(guò)共價(jià)鍵結(jié)合,為共價(jià)晶體,B錯(cuò)誤;通常,Na2O由鈉離子和氧離子通過(guò)離子鍵結(jié)合,屬于離子晶體,C錯(cuò)誤;銫離子半徑比鈉離子半徑大得多,CsCl晶體中陰、陽(yáng)離子的配位數(shù)均為8,D錯(cuò)誤?？枷?不同晶體熔、沸點(diǎn)的比較例2(2023·廣東廣州六中檢測(cè))如圖為幾種晶體或晶胞的結(jié)構(gòu)示意圖,下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是(

)AA.冰晶胞類似金剛石晶胞,冰晶胞內(nèi)水分子間以共價(jià)鍵結(jié)合B.在金剛石晶胞中,碳原子與碳碳鍵個(gè)數(shù)的比為1∶2C.碘單質(zhì)是分子晶體,碘單質(zhì)在CCl4中比在水中溶解度更大D.金剛石、MgO、碘單質(zhì)三種晶體的熔點(diǎn)順序?yàn)榻饎偸?gt;MgO>碘單質(zhì)解析

冰晶胞內(nèi)水分子間以氫鍵相結(jié)合,A錯(cuò)誤;在金剛石晶胞中,每個(gè)碳原子與4個(gè)碳原子形成共價(jià)鍵,每個(gè)共價(jià)鍵為2個(gè)碳原子所共有,每個(gè)碳原子形成的共價(jià)鍵為4×=2個(gè),則碳原子與碳碳鍵個(gè)數(shù)的比為1∶2,B正確;碘單質(zhì)是分子晶體,I2、CCl4為非極性分子,H2O為極性分子,根據(jù)“相似相溶”原理,碘單質(zhì)在CCl4中比在水中溶解度更大,C正確;金剛石、MgO、碘單質(zhì)分別是共價(jià)晶體、離子晶體和分子晶體,則三種晶體的熔點(diǎn)順序?yàn)榻饎偸?gt;MgO>碘單質(zhì),D正確。[對(duì)點(diǎn)訓(xùn)練2]

根據(jù)下表數(shù)據(jù)判斷錯(cuò)誤的是(

)物質(zhì)Na2ONaClAlF3AlCl3BCl3Al2O3CO2SiO2熔點(diǎn)9208011291190-1072073-571723A.表格中的物質(zhì)涉及三種晶體類型B.含鋁的化合物不一定是離子晶體C.BCl3和CO2的熔點(diǎn)差異是由于鍵長(zhǎng)不同D.不同族元素的氧化物可形成相同類型的晶體C解析

干冰是分子晶體,二氧化硅是共價(jià)晶體,氟化鋁為離子晶體,則表格中的物質(zhì)涉及三種晶體類型,A正確;氯化鋁的熔點(diǎn)較低,屬于分子晶體,而氧化鋁、氟化鋁為離子晶體,B正確;BCl3和CO2均為分子晶體,兩者熔點(diǎn)差異是由于分子間的作用力不同,C錯(cuò)誤;氧化鈉和氧化鋁都是離子晶體,所以不同族元素的氧化物可形成相同類型的晶體,D正確。素養(yǎng)發(fā)展進(jìn)階進(jìn)階1練易錯(cuò)·避陷阱1.(2023·廣東廣州統(tǒng)考)磷錫青銅合金廣泛用于儀器儀表中的耐磨零件和抗磁元件等,其晶胞結(jié)構(gòu)如圖所示。下列說(shuō)法不正確的是(

)A.基態(tài)P原子的價(jià)層電子軌道表示式:B.磷錫青銅合金具有各向異性的特點(diǎn)C.磷錫青銅合金的化學(xué)式為Cu3SnPD.該晶胞中與Sn原子最近且等距離的Cu原子有12個(gè)A2.(2022·湖北卷)某立方鹵化物可用于制作光電材料,其晶胞結(jié)構(gòu)如圖所示。下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是(

)

A.Ca2+的配位數(shù)為6B.與F-距離最近的是K+C.該物質(zhì)的化學(xué)式為KCaF3D.若F-換為Cl-,則晶胞棱長(zhǎng)將改變B進(jìn)階2練熱點(diǎn)·提素能3.(2023·廣東清遠(yuǎn)第一中學(xué)模擬)幾種工業(yè)上常見(jiàn)的晶體晶胞或結(jié)構(gòu)(氟化鈣、氯化銨、氯化鋁)如圖所示,下列說(shuō)法正確的是(

)CA.圖1中正負(fù)離子的配位數(shù)分別為4和8B.熔點(diǎn):圖2所示物質(zhì)>圖1所示物質(zhì)C.圖3中與體心原子等距離且最近的頂點(diǎn)原子有8個(gè)D.圖3中只存在離子鍵4.(2023·廣東江門一模)已知MgO具有NaCl型晶體結(jié)構(gòu),其結(jié)構(gòu)如圖所示。則每個(gè)Mg2+周圍距離最近的Mg2+個(gè)數(shù)為_(kāi)________。已知MgO晶胞邊長(zhǎng)為0.4nm,則MgO的密度為_(kāi)____________g·cm-3(設(shè)NA為阿伏加德羅常數(shù)的值,只需列出算式)。

12進(jìn)階3研真題·明考向5.(2023·北京卷)中國(guó)科學(xué)家首次成功制得大面積單晶石墨炔,是碳材料科學(xué)的一大進(jìn)步。下列關(guān)于金剛石、石墨、石墨炔的說(shuō)法正確的是(

)A.三種物質(zhì)中均有碳碳原子間的σ鍵B.三種物質(zhì)中的碳原子都是sp3雜化C.三種物質(zhì)的晶體類型相同D.三種物質(zhì)均能導(dǎo)電A解析

原子間優(yōu)先形成σ鍵,三種物質(zhì)中均存在σ鍵,A正確;金剛石中所有碳原子均采用sp3雜化,石墨中所有碳原子均采用sp2雜化,石墨炔中苯環(huán)上的碳原子采用sp2雜化,碳碳三鍵上的碳原子采用sp雜化,B錯(cuò)誤;金剛石為共價(jià)晶體,石墨炔為分子晶體,石墨為混合型晶體,C錯(cuò)誤;金剛石不能導(dǎo)電,D錯(cuò)誤。6.(2023·湖南卷)科學(xué)家合成了一種高溫超導(dǎo)材料,其晶胞結(jié)構(gòu)如圖所示,該立方晶胞參數(shù)為apm,阿伏加德羅常數(shù)的值為NA,下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是(

)A.晶體最簡(jiǎn)化學(xué)式為KCaB6C6B.晶體中與K+最近且距離相等的Ca2+有8個(gè)C.晶胞中B和C原子構(gòu)成的多面體有12個(gè)面D.晶體的密度為C答題模板3晶體熔、沸點(diǎn)的比較及原因分析答題模板(1)不同類型晶體的熔、沸點(diǎn)比較[答題模板]×××是×××晶體,而×××為×××晶體。(2)同種類型晶體的熔、沸點(diǎn)比較①分子晶體[答題模板]a.都是分子晶體,×××存在氫鍵,而×××只存在較弱的范德華力。b.都是分子晶體,都只存在范德華力,×××的相對(duì)分子質(zhì)量大,范德華力大,其熔、沸點(diǎn)高。c.都是分子晶體,二者的相對(duì)分子質(zhì)量相同(或相近),×××的極性大,其熔、沸點(diǎn)高。②共價(jià)晶體[答題模板]都是共價(jià)晶體,×××的鍵長(zhǎng)短,鍵能大,其熔、沸點(diǎn)高。③離子晶體[答題模板]都是離子晶體,××離子的半徑小,所帶電荷多,則×××的離子鍵強(qiáng),其熔、沸點(diǎn)高。模板應(yīng)用1.(2023·全國(guó)乙卷,35節(jié)選)已知一些物質(zhì)的熔點(diǎn)數(shù)據(jù)如下表:物質(zhì)熔點(diǎn)/℃NaCl800.7SiCl4-68.8GeCl4-51.5SnCl4-34.1Na與Si均為第三周期元素。NaCl熔點(diǎn)明顯高于SiCl4。原因是________________________________。分析同族元素的氯化物SiCl4、GeCl4、SnCl4熔點(diǎn)變化趨勢(shì)及其原因_________________________。

NaCl是離子晶體,SiCl4是分子晶體

SiCl4、GeCl4、SnCl4熔點(diǎn)依次升高。同是分子晶體,范德華力隨著相對(duì)分子質(zhì)量的增加而增大2.(2022·浙江1月選考卷,26節(jié)選)四種晶體的熔點(diǎn)數(shù)據(jù)如