2025屆高考化學(xué)一輪總復(fù)習(xí)學(xué)生用書第6章物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)元素周期律第32講晶體結(jié)構(gòu)與性質(zhì)考點(diǎn)二常見晶體的結(jié)構(gòu)模型

考點(diǎn)二常見晶體的結(jié)構(gòu)模型1．晶胞的概念分析及相關(guān)計(jì)算(1)概念：描述晶體結(jié)構(gòu)的基本單元。晶體中晶胞“無(wú)隙并置”排列。①“無(wú)隙”：相鄰晶胞之間沒有任何間隙。②“并置”：所有晶胞eq\o(□,\s\up1(1))______排列，eq\o(□,\s\up1(2))______相同。(2)晶胞中微粒數(shù)目的計(jì)算——均攤法。①長(zhǎng)方體(包括立方體)晶胞中不同位置的粒子數(shù)的計(jì)算若某個(gè)粒子為N個(gè)晶胞所共有，則該粒子有eq\f(1,N)屬于這個(gè)晶胞。中學(xué)中常見的晶胞為立方晶胞，計(jì)算方法如圖1。②非長(zhǎng)方體晶胞中粒子數(shù)視具體情況計(jì)算在六棱柱(如圖2)中，頂角上的原子有eq\f(1,6)屬于該晶胞，面上的原子有eq\f(1,2)屬于該晶胞，因此六棱柱中鎂原子個(gè)數(shù)為12×eq\f(1,6)＋2×eq\f(1,2)＝3，硼原子個(gè)數(shù)為6。(3)晶胞中微粒配位數(shù)的計(jì)算①晶體中原子(或分子)的配位數(shù)若晶體中的微粒為同種原子或同種分子，則某原子(或分子)的配位數(shù)指的是該原子(或分子)最接近且等距的原子(或分子)的數(shù)目。常見晶胞的配位數(shù)如下：簡(jiǎn)單立方晶胞：配位數(shù)為6面心立方晶胞：配位數(shù)為12體心立方晶胞：配位數(shù)為8②離子晶體的配位數(shù)：一個(gè)離子周圍最接近且等距的異種電性離子的數(shù)目。2．典型晶體模型晶體晶體結(jié)構(gòu)晶體詳解共價(jià)晶體金剛石(1)每個(gè)碳與相鄰的eq\o(□,\s\up1(3))________個(gè)碳以共價(jià)鍵結(jié)合，形成eq\o(□,\s\up1(4))________結(jié)構(gòu)(2)鍵角均為eq\o(□,\s\up1(5))____________(3)最小碳環(huán)由eq\o(□,\s\up1(6))______個(gè)C組成且所有原子不在同一平面內(nèi)(4)每個(gè)C參與4條C—C的形成，C原子數(shù)與C—C數(shù)之比為eq\o(□,\s\up1(7))________SiO2(1)每個(gè)Si與eq\o(□,\s\up1(8))______個(gè)O以共價(jià)鍵結(jié)合，形成正四面體結(jié)構(gòu)(2)每個(gè)正四面體占有1個(gè)Si和4個(gè)“eq\f(1,2)O”，n(Si)∶n(O)＝eq\o(□,\s\up1(9))________(3)最小環(huán)上有12個(gè)原子，即6個(gè)O和6個(gè)Si分子晶體干冰(1)8個(gè)CO2分子構(gòu)成立方體且在6個(gè)面心又各占據(jù)1個(gè)CO2分子(2)每個(gè)CO2分子周圍等距且緊鄰的CO2分子有eq\o(□,\s\up1(10))______個(gè)離子晶體NaCl型(1)每個(gè)Na＋(Cl－)周圍等距且緊鄰的Cl－(Na＋)有eq\o(□,\s\up1(11))______個(gè)，每個(gè)Na＋(Cl－)周圍等距且緊鄰的Na＋(Cl－)有eq\o(□,\s\up1(12))______個(gè)(2)每個(gè)晶胞中含eq\o(□,\s\up1(13))______個(gè)Na＋和eq\o(□,\s\up1(14))______個(gè)Cl－CsCl型(1)每個(gè)Cs＋(Cl－)周圍等距且緊鄰的Cl－(Cs＋)有eq\o(□,\s\up1(15))______個(gè)，每個(gè)Cs＋(Cl－)周圍等距且緊鄰的Cs＋(Cl－)有eq\o(□,\s\up1(16))______個(gè)(2)左圖為8個(gè)晶胞，每個(gè)晶胞中含1個(gè)Cs＋和1個(gè)Cl－續(xù)上表晶體晶體結(jié)構(gòu)晶體詳解混合型晶體石墨(1)層內(nèi)每個(gè)碳原子分別與另外3個(gè)碳原子以共價(jià)鍵連接，形成平面六元并環(huán)結(jié)構(gòu)(2)碳原子與共價(jià)鍵的個(gè)數(shù)比為2∶3；每個(gè)六元環(huán)平均占有eq\o(□,\s\up1(17))______個(gè)碳原子(3)層間的作用力是eq\o(□,\s\up1(18))________________[答案自填]eq\o(□,\s\up1(1))平行eq\o(□,\s\up1(2))取向eq\o(□,\s\up1(3))4eq\o(□,\s\up1(4))正四面體eq\o(□,\s\up1(5))109°28′eq\o(□,\s\up1(6))6eq\o(□,\s\up1(7))1∶2eq\o(□,\s\up1(8))4eq\o(□,\s\up1(9))1∶2eq\o(□,\s\up1(10))12eq\o(□,\s\up1(11))6eq\o(□,\s\up1(12))12eq\o(□,\s\up1(13))4eq\o(□,\s\up1(14))4eq\o(□,\s\up1(15))8eq\o(□,\s\up1(16))6eq\o(□,\s\up1(17))2eq\o(□,\s\up1(18))范德華力一、晶胞中微粒數(shù)及化學(xué)式的計(jì)算1．(1)結(jié)合下圖可知，鈉、鋅、碘、金剛石晶胞中含有原子的數(shù)目分別為__________、__________、________、________。(2)現(xiàn)有甲、乙兩種晶體的晶胞。①甲晶體中每個(gè)晶胞含有A、B的個(gè)數(shù)分別為________，其化學(xué)式是________。②乙晶體中每個(gè)晶胞含有A、B、C的個(gè)數(shù)分別為______，其化學(xué)式是________。答案：(1)2288(2)①4、4AB②eq\f(1,2)、2、1AB4C22.(1)硼化鎂晶體在39K時(shí)呈超導(dǎo)性。在硼化鎂晶體中，鎂原子和硼原子是分層排布的，上圖是該晶體微觀結(jié)構(gòu)的透視圖，圖中的硼原子和鎂原子投影在同一平面上。硼化鎂的化學(xué)式為____________。(2)在硼酸鹽中，陰離子有鏈狀、環(huán)狀等多種結(jié)構(gòu)形式。下圖是一種鏈狀結(jié)構(gòu)的多硼酸根離子，該多硼酸根離子的離子符號(hào)為________________________________________________________________________。解析：(1)每個(gè)Mg周圍有6個(gè)B，而每個(gè)B周圍有3個(gè)Mg，所以其化學(xué)式為MgB2。(2)每個(gè)單元中，都有一個(gè)B和一個(gè)O完全屬于這個(gè)單元，剩余的2個(gè)O分別被兩個(gè)結(jié)構(gòu)單元共用，所以B∶O＝1∶eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(1＋2×\f(1,2)))＝1∶2，化學(xué)式為BOeq\o\al(－,2)。答案：(1)MgB2(2)BOeq\o\al(－,2)二、常見晶體類型的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)3．有關(guān)晶體的結(jié)構(gòu)如下圖所示，下列說(shuō)法不正確的是()A．在NaCl晶體中，距Cl－最近的Na＋形成正八面體B．在CaF2晶體中，每個(gè)晶胞平均含有4個(gè)Ca2＋C．冰晶體中每個(gè)水分子與另外4個(gè)水分子形成四面體結(jié)構(gòu)D．該氣態(tài)團(tuán)簇分子的分子式為EF解析：選D。氣態(tài)團(tuán)簇分子不同于晶胞，該氣態(tài)團(tuán)簇分子中含有4個(gè)E原子、4個(gè)F原子，故分子式為E4F4或F4E4，故D錯(cuò)誤。4．碳元素有多種同素異形體，其中C60、石墨與金剛石的結(jié)構(gòu)如下圖所示。已知C60的結(jié)構(gòu)是由正五邊形和正六邊形組成的凸32面體。下列有關(guān)說(shuō)法正確的是()A．C60中含有20個(gè)正五邊形和12個(gè)正六邊形B．石墨的層內(nèi)碳原子之間只存在σ鍵C．石墨的層間碳原子之間存在化學(xué)鍵D．如圖所示的金剛石晶胞中有8個(gè)碳原子解析：選D。A項(xiàng)，C60的結(jié)構(gòu)是由正五邊形和正六邊形組成的凸32面體，設(shè)正六邊形為x個(gè)，正五邊形為y個(gè)，則有x＋y＝32，又因每個(gè)頂點(diǎn)被3條棱共用，可得碳原子數(shù)為(6x＋5y)×eq\f(1,3)＝60，解得x＝20，y＝12，因此C60中含有12個(gè)正五邊形和20個(gè)正六邊形，故A項(xiàng)錯(cuò)誤；B項(xiàng)，石墨的層內(nèi)碳原子之間存在σ鍵，