第三章 专题复习晶体类型的判断及晶体结构的分析与计算分类训练.docx

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第三章专题复习晶体类型的判断及晶体结构的分析与计算分类训练

第三章专题复习——晶体类型的判断及晶体结构的分析与计算（分类训练）

一、晶体类型的判断

例1　（2018·上海杨浦区检测）四种物质的一些性质如下表：

物质

熔点/℃

沸点/℃

其他性质

单质硫

120.5

271.5

—

单质硼

2300

2550

硬度大

氯化铝

190

182.7

177.8℃升华

苛性钾

300

1320

晶体不导电，熔融态导电

晶体类型：

单质硫是_____________晶体；单质硼是__________晶体；氯化铝是______________晶体；苛性钾是____________晶体。

答案　分子　原子　分子　离子

总结：

“三看”——确定晶体类型

（1）看构成微粒或作用力类型

四类晶体的构成微粒和微粒间作用力列表如下：

离子晶体

原子晶体

分子晶体

金属晶体

构成微粒

阴、阳离子

原子

分子

金属阳离子、自由电子

微粒间作用力

离子键

共价键

分子间作用力

金属键

（2）看物质类别

①单质类：

a.金属单质和合金属于金属晶体；b.大多数非金属单质（金刚石、石墨、晶体硅、晶体硼等除外）属于分子晶体。

②化合物类：

a.离子化合物一定为离子晶体；b.共价化合物绝大多数为分子晶体，但SiO2、SiC等为原子晶体。

（3）看物理性质

四类晶体的物理性质对比如下：

晶体类型

金属晶体

离子晶体

分子晶体

原子晶体

熔、沸点

一般较高、但差异大

较高

较低

高

硬度

一般较大，但差异大

较大

较小

大

导电性

固态能导电

固态不导电，熔融态或溶于水时能导电

固态不导电，某些溶于水后能导电

一般不导电，个别为半导体

二、晶体熔、沸点的比较

例2　下列各组物质的沸点按由低到高的顺序排列的是（　　）

A．NH3、CH4、NaCl、NaB．H2O、H2S、MgSO4、SO2

C．CH4、H2O、NaCl、SiO2D．Li、Na、K、Rb、Cs

答案　C

总结归纳：

比较不同晶体熔、沸点的基本思路

首先看物质的状态，一般情况下是固体>液体>气体；二看物质所属类型，一般是原子晶体>离子晶体>分子晶体（注意：

不是绝对的，如氧化铝的熔点大于晶体硅），结构类型相同时再根据相应规律进行判断。

同类晶体熔、沸点比较思路：

原子晶体→共价键键能→键长→原子半径；分子晶体→分子间作用力→相对分子质量；离子晶体→离子键强弱→离子所带电荷数、离子半径；金属晶体→金属键→金属阳离子所带电荷、金属阳离子半径。

三、关于晶胞结构的分析与计算

例3　

（1）镧系合金是稀土系储氢合金的典型代表，由荷兰菲利浦实验室首先研制出来。

它的最大优点是容易活化。

其晶胞结构如图所示：

则它的化学式为____________。

（2）晶胞有两个基本要素：

①原子坐标参数，表示晶胞内部各原子的相对位置，下图为Ge单晶的晶胞，其中原子坐标参数A为（0,0,0）；B为（，0，）；C为（，，0）。

则D原子的坐标参数为________。

②晶胞参数，描述晶胞的大小和形状，已知Ge单晶的晶胞参数a＝565.76pm，其密度为________g·cm－3（列出计算式即可）。

（3）GaAs的熔点为1238℃，密度为ρg·cm－3，其晶胞结构如图所示。

该晶体的类型为________，Ga与As以________键结合。

Ga和As的摩尔质量分别为MGag·mol－1和MAsg·mol－1，原子半径分别为rGapm和rAspm，阿伏加德罗常数值为NA，则GaAs晶胞中原子的体积占晶胞体积的百分率为_____________________________。

答案　

（1）LaNi5

（2）①（，，）　②×107

（3）原子晶体　共价　×100%

归纳总结：

1．晶胞计算的类型

（1）根据晶胞的结构，计算其组成微粒间的距离。

（2）根据晶胞的质量和晶体有关的摩尔质量间的关系，计算微粒个数、微粒间距、ρ等。

（3）计算晶体（晶胞）的空间利用率。

2．晶胞计算的原理与步骤

（1）首先确定晶胞的组成

利用均摊法计算一个晶胞所含微粒的数目。

（2）计算晶体的密度或体积

①关系式ρ＝（V表示晶胞体积，ρ表示晶体的密度，NA表示阿伏加德罗常数，N表示一个晶胞实际含有的微粒数，M表示微粒的摩尔质量）。

②计算模式

晶体的密度

③晶胞空间利用率（占有率）的计算表达式

晶胞的空间利用率＝×100%。

强化训练：

1.AB型化合物形成的晶体结构多种多样。

下图所示的几种结构所表示的物质最有可能是分子晶体的是（　　）

A．①③B．②⑤C．⑤⑥D．③④⑤⑥

答案　B

2.　在解释下列物质的变化规律与物质结构间的因果关系时，与化学键的强弱无关的是（　　）

A．钠、镁、铝的熔点和沸点逐渐升高，硬度逐渐增大

B．金刚石的硬度大于晶体硅的硬度，其熔点也高于晶体硅的熔点

C．KF、KCl、KBr、KI的熔点依次降低

D．F2、Cl2、Br2、I2的熔点和沸点逐渐升高

答案　D

3．（2019·南京高二期末）下列各组物质中都属于原子晶体的是（　　）

A．干冰、二氧化硅、金刚石

B．氧化钠、金刚石、氯化氢

C．碘、石墨、氯化钠

D．二氧化硅、金刚石、晶体硼

答案　D

4.列有关晶体性质的比较正确的是（　　）

A．熔点：

金刚石＞晶体硅＞碳化硅

B．沸点：

NH3＞H2O＞HF

C．硬度：

白磷＞冰＞二氧化硅

D．熔点：

SiI4＞SiBr4＞SiCl4

答案　D

5.如图是CaF2晶胞的结构图。

下列说法正确的是（　　）

A．一个CaF2晶胞中含有8个Ca2＋

B．一个CaF2晶胞中含有8个F－

C．在CaF2晶胞中Ca2＋的配位数为4

D．在CaF2晶胞中F－的配位数为8

答案　B

6．（2019·福州高二期末）下列有关晶体结构的叙述正确的是（　　）

A．SiO2晶体中最小环上的原子个数为6

B．在晶体中只要有阳离子就一定有阴离子

C．12g石墨烯（如图1）中含有六元环的个数为0.5×6.02×1023

D．720gC60晶体中含有0.5×6.02×1023个晶胞（如图2）

答案　C

7.有一种蓝色晶体[可表示为：

MFey（CN）6]，经研究发现，它的结构特征是Fe3＋和Fe2＋互相占据立方体互不相邻的顶点，而CN－位于立方体的棱上。

其晶体中阴离子的最小结构单元如图所示。

下列说法错误的是（　　）

A．该晶体的化学式为MFe2（CN）6

B．该晶体熔融可导电，且属于化学变化

C．该晶体属于离子晶体，M呈＋2价

D．晶体中与每个Fe3＋距离最近且等距离的CN－有6个

答案　C

8.F2和Xe在一定条件下可生成XeF2、XeF4和XeF6三种氟化氙，它们都是极强的氧化剂（其氧化性依次增强），都极易与水反应。

已知6XeF4＋12H2O===2XeO3＋4Xe↑＋24HF＋3O2↑，下列推测正确的是（　　）

A．XeF2分子中各原子均达到8电子的稳定结构

B．某种氟化氙晶体的基本结构单元如图所示，可推知其化学式为XeF6

C．XeF4与水反应时，每生成2molXe转移8mol电子

D．XeF2加入水中，在水的作用下，将生成Xe和F2

答案　C

9、　

（1）Cu的一种氯化物晶胞结构如图所示（黑球表示铜原子，白球表示氯原子），该氯化物的化学式是_______________________________________________________________。

若该晶体的密度为ρg·cm－3，以NA表示阿伏加德罗常数的值，则该晶胞的边长a＝_____nm。

（2）用晶体的X射线衍射法对Cu的测定得到以下结果：

Cu的晶胞为面心立方最密堆积（如图），已知该晶体的密度为9.00g·cm－3，Cu的原子半径为________cm（阿伏加德罗常数的值为NA，只要求列式表示）。

（3）一种铜金合金晶胞如图所示（Au原子位于顶点，Cu原子位于面心），则该合金中Au原子与Cu原子个数之比为________，若该晶胞的边长为apm，则合金的密度为____g·cm－3（只要求列算式，不必计算出数值，阿伏加德罗常数的值为NA）。

答案　

（1）CuCl　　

（2）×

（3）1∶3　　

10.（2019·合肥高二月考）

（1）①KIO3晶体是一种性能良好的非线性光学材料，具有钙钛矿型的立体结构，边长为a＝0.446nm，晶胞中K、I、O分别处于顶角、体心、面心位置，如图所示。

K与O间的最短距离为______nm，与K紧邻的O个数为________。

②在KIO3晶胞结构的另一种表示中，I处于各顶角位置，则K处于________位置，O处于________位置。

（2）MgO具有NaCl型结构（如图），其中阴离子采用面心立方最密堆积方式，X射线衍射实验测得MgO的晶胞参数为a＝0.420nm，则r（O2－）为________nm。

MnO也属于NaCl型结构，晶胞参数为a′＝0.448nm，则r（Mn2＋）为________nm。

答案　

（1）①0.315　12　②体心　棱心

（2）0.148　0.076

11氮元素可形成丰富多彩的物质。

（1）光化学烟雾易在PM2.5的催化作用下形成，其中含有NOx、O3、CH2==CHCHO、HCOOH等二次污染物。

下列说法正确的是________（填字母）。

A．不能用排空气法收集NO

B．O3的沸点高于O2的沸点

C．CH2==CHCHO分子中碳原子采取sp2和sp3杂化

D．HCOOH在水中的溶解度大，与氢键有关

（2）在配合物中，微粒NH3、NH、NH2OH中不能作为配体的是__________。

（3）图a为六方氮化硼晶体的结构示意图，该晶体中存在的作用力有______________。

（4）六方氮化硼在高温高压下可转化为立方氮化硼，立方氮化硼的晶胞结构如图b所示，晶胞边长为dcm，该晶胞中含有________个氮原子、________个硼原子，立方氮化硼晶体的密度为________g·cm－3（设阿伏加德罗常数的值为NA）。

答案　

（1）ABD　

（2）NH　（3）共价键、范德华力

（4）4　4