1、選修3 第三章晶體結構與性質 知識點與典型題例考點1 晶體的基本類型和性質的比較題組訓練1.有下列八種晶體：A水晶B冰醋酸C氧化鎂D白磷E晶體氬F氯化銨G鋁H金剛石用選項字母回答下列問題：(1)屬于原子晶體的化合物是_。直接由原子構成的晶體是_，直接由原子構成的分子晶體是_。(2)由極性分子構成的晶體是_，含有共價鍵的離子晶體是_，屬于分子晶體的單質是_。(3)在一定條件下能導電而不發生化學變化的是_，受熱熔化后化學鍵不發生變化的是_，需克服共價鍵的是_。解析首先正確的判斷晶體類型，其次注意題目的附加要求，如屬于原子晶體的化合物，另外稀有氣體為單原子分子，金屬晶體導電時僅有自由電子在外加電場作

2、用下發生定向移動，屬物理變化。答案(1)AAEHE(2)BFDE(3)GBDAH2現有幾組物質的熔點數據如下表：A組B組C組D組金剛石：3 110 Li：181 HF：83 NaCl：801 硅晶體：1 410 Na：98 HCl：114 KCl：776 硼晶體：2 300 K：64 HBr：89 RbCl：718 二氧化硅：1 723 Rb：39 HI：51 CsCl：645 據此回答下列問題：(1)A組屬于_晶體，其熔化時克服的微粒間的作用力是_。(2)B組晶體共同的物理性質是_(填序號)。有金屬光澤導電性導熱性延展性(3)C組中HF熔點反常是由于_。(4)D組晶體可能具有的性質是_(填序

3、號)。硬度小水溶液能導電固體能導電熔融狀態能導電解析A組熔點高，而且已知金剛石、硅為原子晶體；B組為金屬晶體，所以應該具備金屬晶體的性質；C組中HF分子間存在氫鍵；D組為離子晶體，具備離子晶體的性質。答案(1)原子共價鍵(2)(3)HF分子間能形成氫鍵，其熔化時需要消耗的能量更多(4)3有A、B、C三種晶體，分別由H、C、Na、Cl四種元素中的一種或幾種組成，對這三種晶體進行實驗，結果如表：序號熔點/硬度水溶性導電性水溶液與Ag反應A811較大易溶水溶液或熔融導電白色沉淀B3 500很大不溶不導電不反應C114.2很小易溶液態不導電白色沉淀(1)晶體的化學式分別為A_、B_、C_。(2)晶體的

4、類型分別是A_、B_、C_。(3)晶體中微粒間作用力分別是A_、B_、C_。解析根據A、B、C所述晶體的性質可知，A為離子晶體，只能為NaCl，微粒間的作用力為離子鍵；B應為原子晶體，只能為金剛石，微粒間的作用力為共價鍵；C應為分子晶體，且易溶，只能為HCl，微粒間的作用力為范德華力。答案(1)NaClCHCl(2)離子晶體原子晶體分子晶體(3)離子鍵共價鍵范德華力歸納總結晶體類型的判斷1依據組成晶體的晶格質點和質點間的作用判斷離子晶體的晶格質點是陰、陽離子，質點間的作用是離子鍵；原子晶體的晶格質點是原子，質點間的作用是共價鍵；分子晶體的晶格質點是分子，質點間的作用為分子間作用力，即范德華力；

5、金屬晶體的晶格質點是金屬陽離子和自由電子，質點間的作用是金屬鍵。2依據物質的分類判斷金屬氧化物(如K2O、Na2O2等)、強堿(如NaOH、KOH等)和絕大多數的鹽類是離子晶體。大多數非金屬單質(除金剛石、石墨、晶體硅、晶體硼外)、氣態氫化物、非金屬氧化物(除SiO2外)、酸、絕大多數有機物(除有機鹽外)是分子晶體。常見的原子晶體單質有金剛石、晶體硅、晶體硼等；常見的原子晶體化合物有碳化硅、二氧化硅等。金屬單質(常溫除汞外)與合金是金屬晶體。3依據晶體的熔點判斷離子晶體的熔點較高，常在數百至1 000余度。原子晶體熔點高，常在1 000度至幾千度。分子晶體熔點低，常在數百度以下至很低溫度，金屬

6、晶體多數熔點高，但也有相當低的。4依據導電性判斷離子晶體水溶液及熔化時能導電。原子晶體一般為非導體，石墨能導電。分子晶體為非導體，而分子晶體中的電解質(主要是酸和非金屬氫化物)溶于水，使分子內的化學鍵斷裂形成自由離子也能導電。金屬晶體是電的良導體。5依據硬度和機械性能判斷離子晶體硬度較大或硬而脆。原子晶體硬度大，分子晶體硬度小且較脆。金屬晶體多數硬度大，但也有較低的，且具有延展性。考點2 晶體熔沸點高低的比較1.不同類型晶體的熔、沸點高低規律：原子晶體離子晶體分子晶體。金屬晶體的熔、沸點有的很高，如鎢、鉑等；有的則很低，如汞、鎵、銫等。2由共價鍵形成的原子晶體中，原子半徑小的，鍵長短，鍵能大，

7、晶體的熔、沸點高。如：金剛石石英碳化硅硅。3離子晶體要比較離子鍵的強弱。一般地說，陰、陽離子的電荷數越多，離子半徑越小，則離子間的作用就越強，其離子晶體的熔、沸點就越高，如熔點：MgOMgCl2NaClCsCl。4分子晶體：組成和結構相似的物質，相對分子質量越大，熔、沸點越高，如熔、沸點：O2N2，HIHBrHCl。組成和結構不相似的物質，分子極性越大，其熔、沸點就越高，如熔、沸點：CON2，在同分異構體中，一般來說，支鏈數越多，熔、沸點越低，如沸點：正戊烷異戊烷新戊烷；芳香烴及其衍生物的同分異構體，其熔、沸點高低順序是“鄰位間位對位”化合物。特別提醒(1)若分子間有氫鍵，則分子間作用力比結構

8、相似的同類晶體大，故熔沸點較高。例如：熔、沸點：HFHIHBrHCl。(2)金屬晶體中金屬離子半徑越小，離子電荷數越多，其金屬鍵越強，金屬熔、沸點就越高。如熔、沸點：NaMgNaKRbCs。(4)根據物質在相同條件下的狀態不同，熔、沸點：固體液體氣體。例如：SHgO2。題組訓練4.下列分子晶體中，關于熔、沸點高低的敘述中，正確的是()ACl2I2BSiCl4PH3DC(CH3)4CH3CH2CH2CH2CH3解析A、B項屬于無氫鍵存在的分子結構相似的情況，相對分子質量大的熔、沸點高；C項屬于分子結構相似的情況，但存在氫鍵的熔沸點高；D項屬于相對分子質量相同，但分子結構不同的情況，支鏈少的熔、沸

9、點高。答案C5NaF、NaI和MgO均為離子晶體，有關數據如下表：物質NaFNaIMgO離子電荷數112鍵長(1010 m)2.313.182.10試判斷，這三種化合物熔點由高到低的順序是()ABC D解析NaF、NaI、MgO均為離子晶體，它們熔點高低由離子鍵強弱決定，而離子鍵的強弱與離子半徑和離子電荷數有關，MgO中鍵長最短，離子電荷數最高，故離子鍵最強，熔點最高。答案B6下列各組物質中，按熔點由低到高的順序排列正確的是()O2、I2、HgCO、KCl、SiO2Na、K、RbNa、Mg、AlA B C D解析中Hg在常溫下為液態，而I2為固態，故錯；中SiO2為原子晶體，其熔點最高，CO是

10、分子晶體，其熔點最低，故正確；中Na、K、Rb價電子數相同，其原子半徑依次增大，金屬鍵依次減弱，熔點逐漸降低，故錯；中Na、Mg、Al價電子數依次增多，原子半徑逐漸減小，金屬鍵依次增強，熔點逐漸升高，故正確。答案D7參考下表中物質的熔點，回答有關問題：物質NaFNaClNaBrNaINaClKClRbClCsCl熔點/995801755651801776715646物質SiF4SiCl4SiBr4SiI4SiCl4GeCl4SnCl4PbCl4熔點/90.470.45.212070.449.536.215(1)鈉的鹵化物及堿金屬的氯化物的熔點與鹵素離子及堿金屬離子的_有關，隨著_的增大，熔點依

11、次降低。(2)硅的鹵化物的熔點及硅、鍺、錫、鉛的氯化物的熔點與_有關，隨著_增大，_增大，故熔點依次升高。(3)鈉的鹵化物的熔點比相應的硅的鹵化物的熔點高得多，這與_有關，因為_ _，故前者的熔點遠高于后者。解析分析表中的物質和數據：NaF、NaCl、NaBr、NaI均為離子晶體，它們的陽離子相同，陰離子隨著離子半徑的增大，離子鍵依次減弱，熔點依次降低。NaCl、KCl、RbCl、CsCl四種堿金屬的氯化物均為離子晶體，它們的陰離子相同，陽離子隨著離子半徑的增大，離子鍵逐漸減弱，熔點依次降低。SiF4、SiCl4、SiBr4、SiI4四種硅的鹵化物均為分子晶體，它們的結構相似，隨著相對分子質量

12、的增大，分子間作用力逐漸增強，熔點依次升高。SiCl4、GeCl4、SnCl4、PbCl4四種碳族元素的氯化物均為分子晶體。它們的組成和結構相似，隨著相對分子質量的增大，分子間作用力逐漸增強，熔點依次升高。答案(1)半徑半徑(2)相對分子質量相對分子質量分子間作用力(3)晶體類型鈉的鹵化物為離子晶體，而硅的鹵化物為分子晶體考點3 常見晶體結構的分析1.原子晶體(金剛石和二氧化硅)金剛石鍵角為10928，每個最小的環上有6個碳原子。SiO2(正四面體)鍵角(OSi鍵)為10928，每個最小的環上有12個原子，其中，有6個Si和6個O。2分子晶體(干冰)每個CO2分子周圍等距緊鄰的CO2分子有12

13、個。3離子晶體(1)NaCl型。在晶體中，每個Na同時吸引6個Cl，每個Cl同時吸引6個Na，配位數為6。每個晶胞4個Na和4個Cl。(2)CsCl型。在晶體中，每個Cl吸引8個Cs，每個Cs吸引8個Cl，配位數為8。(3)晶格能。定義：氣態離子形成1摩爾離子晶體釋放的能量，單位kJ/mol，通常取正值。影響因素：a離子所帶電荷：離子所帶電荷越多，晶格能越大。b離子的半徑：離子的半徑越小，晶格能越大。與離子晶體性質的關系：晶格能越大，形成的離子晶體越穩定，且熔點越高，硬度越大。4金屬晶體(1)金屬鍵電子氣理論。金屬陽離子與自由電子間的強相互作用。(2)金屬晶體的幾種典型堆積模型。堆積模型采納這

14、種堆積的典型代表空間利用率配位數晶胞簡單立方Po52%6鉀型(體心立方)Na、K、Fe68%8鎂型(六方最密)Mg、Zn、Ti74%12銅型(面心立方)Cu、Ag、Au74%12題組訓練8下列是鈉、碘、金剛石、干冰、氯化鈉晶體的晶胞示意圖(未按順序排序)。與冰的晶體類型相同的是_(填選項字母)。解析冰屬于分子晶體，干冰、碘也屬于分子晶體；B為干冰晶胞，C為碘晶胞。答案BC9(1)將等徑圓球在二維空間里進行排列，可形成密置層和非密置層。在圖1所示的半徑相等的圓球的排列中，A屬于_層，配位數是_；B屬于_層，配位數是_。(2)將非密置層一層一層地在三維空間里堆積，得到如圖2所示的一種金屬晶體的晶胞

15、，它被稱為簡單立方堆積，在這種晶體中，金屬原子的配位數是_，平均每個晶胞所占有的原子數目是_。(3)有資料表明，只有釙的晶體中的原子具有如圖2所示的堆積方式。釙位于元素周期表的第_周期第_族，元素符號是_，最外電子層的電子排布式是_。答案(1)非密置4密置6(2)61(3)六APo6s26p410根據圖回答問題：(1)A圖是某離子化合物的晶胞(組成晶體的一個最小單位)，陽離子位于中間，陰離子位于8個頂點，該化合物中陽、陰離子的個數比是_。(2)B圖表示構成NaCl晶體的一個晶胞，通過想象與推理，可確定一個NaCl晶胞中含Na和Cl的個數分別為_、_。(3)釔鋇銅復合氧化物超導體有著與鈣鈦礦相關

16、的晶體結構，若Ca、Ti、O形成如C圖所示的晶體，其化學式為_。(4)石墨晶體結構如D圖所示，每一層由無數個正六邊形構成，則平均每一個正六邊形所占有的碳原子數為_，CC鍵數為_。(5)晶體硼的基本結構單元都是由硼原子組成的正二十面體的原子晶體，如E圖。其中含有20個等邊三角形和一定數目的頂角，每個頂角上各有1個原子。試觀察E圖，推斷這個基本結構單元所含硼原子個數、鍵角、BB鍵的個數依次為_、_、_。解析(1)陽離子數1，陰離子數8eq f(1,8)1，即eq f(陽離子,陰離子)eq f(1,1)。(2)Na8eq f(1,8)6eq f(1,2)4，Cl12eq f(1,4)14。(3)Ca

17、原子數8eq f(1,8)1，Ti原子數1，O原子數12eq f(1,4)3，所以化學式為CaTiO3。(4)C原子數6eq f(1,3)2，CC鍵數6eq f(1,2)3。(5)B原子數203eq f(1,5)12，等邊三角形的鍵角為60，BB鍵數203eq f(1,2)30。答案(1)11(2)44(3)CaTiO3(4)23(5)126030考點4 有關晶體的計算1.晶胞中微粒個數的計算用均攤法解析晶體的計算均攤法：是指每個圖形平均擁有的粒子數目。如某個粒子為n個圖形(晶胞)所共有，則該粒子有eq f(1,n)屬于一個圖形(晶胞)。(1)長方體形(正方體形)晶胞中不同位置的粒子對晶胞的貢

18、獻處于頂點的粒子，同時為8個晶胞共有，每個粒子對晶胞的貢獻為eq f(1,8)。處于棱上的粒子，同時為4個晶胞共有，每個粒子對晶胞的貢獻為eq f(1,4)。處于面上的粒子，同時為2個晶胞共有，每個粒子對晶胞的貢獻為eq f(1,2)。處于體內的粒子，則完全屬于該晶胞，對晶胞的貢獻為1。(2)非長方體形(正方體形)晶胞中粒子對晶胞的貢獻視具體情況而定。如石墨晶胞每一層內碳原子排成六邊形，其頂點(1個碳原子)對六邊形的貢獻為1/3。2晶體的密度及微粒間距離的計算若1個晶胞中含有x個微粒，則1 mol晶胞中含有x mol微粒，其質量為xM g(M為微粒的相對“分子”質量)；又1個晶胞的質量為 a3

19、 g(a3為晶胞的體積)，則1 mol晶胞的質量為 a3NA g，因此有xM a3NA。題組訓練11.Zn與S所形成化合物晶體的晶胞如下圖所示。(1)在1個晶胞中，Zn2的數目為_。(2)該化合物的化學式為_。解析一個晶胞中Zn2的數目1(8個頂點)3(6個面心)4，S2的數目4(4個體心)。答案(1)4(2)ZnS12F、K和Ni三種元素組成的一個化合物的晶胞如圖所示。(1)該化合物的化學式為_；Ni的配位數為_。(2)列式計算該晶體的密度_gcm3。解析(1)F原子個數4(16個棱)2(4個面心)2(2個體心)8；K原子個數2(8個棱)2(2個體心)4；Ni原子個數1(8個頂點)1(1個體心)2；化學式為K2NiF4；利用均攤法：選擇一個頂點，在這個晶胞中與這個頂點最近的F原子在三個棱上，這個頂點周圍應該有8個晶胞，但一個棱被這個頂點周圍的4