高考化学一轮复习精品导学案专题123 晶体结构与性质原卷版.docx

高考化学一轮复习精品导学案专题123 晶体结构与性质原卷版.docx

《高考化学一轮复习精品导学案专题123 晶体结构与性质原卷版.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《高考化学一轮复习精品导学案专题123 晶体结构与性质原卷版.docx（20页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。

高考化学一轮复习精品导学案专题123晶体结构与性质原卷版

专题12.3晶体结构与性质

1．理解离子键的形成，能根据离子化合物的结构特征解释其物理性质。

2.了解原子晶体的特征，能描述金刚石、二氧化硅等原子晶体的结构与性质的关系。

3.理解金属键的含义，能用金属键理论解释金属的一些物理性质；了解金属晶体常见的堆积方式。

4.了解分子晶体与原子晶体、离子晶体、金属晶体的结构微粒、微粒间作用力的区别。

5.能根据晶胞确定晶体的组成并实行相关的计算。

6.了解晶格能的概念及其对离子晶体性质的影响。

一晶体的组成与性质

1．晶体

（1）晶体与非晶体

晶体

非晶体

结构特征

结构微粒周期性有序排列

结构微粒无序排列

性质

特征

自范性

有

无

熔点

固定

不固定

异同表现

各向异性

各向同性

二者区

别方法

间接方法

看是否有固定的熔点

科学方法

对固体实行X-射线衍射实验

（2）得到晶体的途径

①熔融态物质凝固。

②气态物质冷却不经液态直接凝固（凝华）。

③溶质从溶液中析出。

（3）晶胞

①概念：

描述晶体结构的基本单元。

②晶体中晶胞的排列——无隙并置

a．无隙：

相邻晶胞之间没有任何间隙。

b．并置：

所有晶胞平行排列、取向相同。

（4）晶格能

①定义：

气态离子形成1摩离子晶体释放的能量，通常取正值，单位：

kJ·mol－1。

②影响因素

a．离子所带电荷数：

离子所带电荷数越多，晶格能越大。

b．离子的半径：

离子的半径越小，晶格能越大。

③与离子晶体性质的关系

晶格能越大，形成的离子晶体越稳定，且熔点越高，硬度越大。

2．四种晶体类型的比较

类型

比较

分子晶体

原子晶体

金属晶体

离子晶体

构成粒子

分子

原子

金属阳离子、自由电子

阴、阳离子

粒子间的相

互作用力

范德华力

（某些含氢键）

共价键

金属键

离子键

硬度

较小

很大

有的很大，有的很小

较大

熔、沸点

较低

很高

有的很高，有的很低

较高

溶解性

相似相溶

难溶于任何溶剂

常见溶剂难溶

大多易溶于水等极性溶剂

导电、传热性

一般不导电，溶于水后有的导电

一般不具有导电性，个别为半导体

电和热的良导体

晶体不导电，水溶液或熔融态导电

物质类别及举例

绝大部分非金属单质、气态氢化物、酸、非金属氧化物（SiO2除外）、绝绝大部分有机物（有机盐除外）

部分非金属单质（如金刚石、硅、晶体硼），部分非金属化合物（如SiC、SiO2）

金属单质与合金（如Na、Al、Fe、青铜）

金属氧化物（如K2O、Na2O）、强碱（如KOH、NaOH）、绝绝大部分盐（如NaCl）

3.晶体熔沸点的比较

（1）不同类型晶体熔、沸点的比较

①不同类型晶体的熔、沸点高低的一般规律：

原子晶体＞离子晶体＞分子晶体。

②金属晶体的熔、沸点差别很大，如钨、铂等熔、沸点很高，汞、铯等熔、沸点很低。

（2）同种晶体类型熔、沸点的比较

①原子晶体：

―→―→―→

如熔点：

金刚石＞碳化硅＞硅。

②离子晶体：

a．一般地说，阴、阳离子的电荷数越多，离子半径越小，则离子间的作用力就越强，其离子晶体的熔、沸点就越高，如熔点：

MgO＞MgCl2＞NaCl＞CsCl。

b．衡量离子晶体稳定性的物理量是晶格能。

晶格能越大，形成的离子晶体越稳定，熔点越高，硬度越大。

③分子晶体：

a．分子间作用力越大，物质的熔、沸点越高；具有氢键的分子晶体熔、沸点反常地高。

如H2O＞H2Te＞H2Se＞H2S。

b．组成和结构相似的分子晶体，相对分子质量越大，熔、沸点越高，如SnH4＞GeH4＞SiH4＞CH4。

c．组成和结构不相似的物质（相对分子质量接近），分子的极性越大，其熔、沸点越高，如CO＞N2，CH3OH＞CH3CH3。

d．同分异构体，支链越多，熔、沸点越低。

④金属晶体：

金属离子半径越小，离子电荷数越多，其金属键越强，金属熔、沸点就越高，如熔、沸点：

Na＜Mg＜Al。

二常见晶体模型与晶胞计算

1．典型晶体模型

晶体

晶体结构

晶体详解

原子晶体

金刚石

（1）每个碳与相邻4个碳以共价键结合，形成正四面体结构

（2）键角均为109°28′

（3）最小碳环由6个C组成且六原子不在同一平面内

（4）每个C参与4条C—C键的形成，C原子数与C—C键数之比为1：

2

SiO2

（1）每个Si与4个O以共价键结合，形成正四面体结构

（2）每个正四面体占有1个Si,4个“O”，n（Si）：

n（O）＝1：

2

（3）最小环上有12个原子，即6个O,6个Si

分子晶体

干冰

（1）8个CO2分子构成立方体且在6个面心又各占据1个CO2分子

（2）每个CO2分子周围等距紧邻的CO2分子有12个

离子晶体

NaCl

（型）

（1）每个Na＋（Cl－）周围等距且紧邻的Cl－（Na＋）有6个。

每个Na＋周围等距且紧邻的Na＋有12个

（2）每个晶胞中含4个Na＋和4个Cl－

CsCl

（型）

（1）每个Cs＋周围等距且紧邻的Cl－有8个，每个Cs＋（Cl－）周围等距且紧邻的Cs＋（Cl－）有6个

（2）如图为8个晶胞，每个晶胞中含1个Cs＋、1个Cl－

金属晶体

简单

立方

堆积

典型代表Po，配位数为6，空间利用率52%

面心

立方

最密

堆积

又称为A1型或铜型，典型代表Cu、Ag、Au，配位数为12，空间利用率74%

体心

立方

堆积

又称为A2型或钾型，典型代表Na、K、Fe，配位数为8，空间利用率68%

六方

最密

堆积

又称为A3型或镁型，典型代表Mg、Zn、Ti，配位数为12，空间利用率74%

2.晶胞中微粒的计算方法——均摊法

（1）原则：

晶胞任意位置上的一个原子如果是被n个晶胞所共有，那么，每个晶胞对这个原子分得的份额就是

（3）图示：

高频考点一晶体的组成与性质

例1．现有几组物质的熔点（℃）数据：

A组

B组

C组

D组

金刚石：

3550℃

Li：

181℃

HF：

－83℃

NaCl：

801℃

硅晶体：

1410℃

Na：

98℃

HCl：

－115℃

KCl：

776℃

硼晶体：

2300℃

K：

64℃

HBr：

－89℃

RbCl：

718℃

二氧化硅：

1723℃

Rb：

39℃

HI：

－51℃

CsCl：

645℃

据此回答下列问题：

（1）A组属于________晶体，其熔化时克服的微粒间的作用力是____________________。

（2）B组晶体共同的物理性质是________（填序号）。

①有金属光泽②导电性③导热性④延展性

（3）C组中HF熔点反常是因为________________________________________________________________________。

（4）D组晶体可能具有的性质是________（填序号）。

①硬度小②水溶液能导电③固体能导电④熔融状态能导电

（5）D组晶体的熔点由高到低的顺序为NaCl>KCl>RbCl>CsCl，其原因为______________________________________________________________________________________。

【归纳总结】

判断晶体类型的五个依据

1．构成晶体的微粒和微粒间的作用力；

2．物质的类别；

3．晶体的熔点；

4．物质的导电性；

5．硬度和机械性能。

注意：

（1）常温下为气态或液态的物质，其晶体应属于分子晶体（Hg除外）。

（2）石墨属于混合型晶体，但因层内原子之间碳碳共价键的键长为1.42×10－10m，比金刚石中碳碳共价键的键长（键长为1.54×10－10m）短，所以熔、沸点高于金刚石。

（3）AlCl3晶体中虽含有金属元素，但属于分子晶体，其熔、沸点低（熔点190℃）。

（4）合金的硬度比成分金属大，但熔、沸点比成分金属低。

高频考点二常见晶体模型与晶胞计算

例2．

（1）前四周期原子序数依次增大的元素A、B、C、D中，A和B的价电子层中未成对电子均只有1个，并且A－和B＋的电子相差为8；与B位于同一周期的C和D，它们价电子层中的未成对电子数分别为4和2，且原子序数相差为2。

A、B和D三种元素组成的一个化合物晶胞如图所示：

①该化合物的化学式为________；D的配位数为________；

②列式计算该晶体的密度__________g·cm－3。

（2）立方ZnS晶体结构如图所示，其晶胞边长为540.0pm，密度为________g·cm－3（列式并计算），a位置S2－离子与b位置Zn2＋离子之间的距离为________pm（列式表示）。

1．【2019年高考新课标Ⅲ卷】[化学——选修3：

物质结构与性质]（15分）

砷化镓（GaAs）是优良的半导体材料，可用于制作微型激光器或太阳能电池的材料等。

回答下列问题：

（1）写出基态As原子的核外电子排布式________________________。

（2）根据元素周期律，原子半径Ga_____________As，第一电离能Ga____________As。

（填“大于”或“小于”）

（3）AsCl3分子的立体构型为____________________，其中As的杂化轨道类型为_________。

（4）GaF3的熔点高于1000℃，GaCl3的熔点为77.9℃，其原因是_____________________。

（5）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________键键合。

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，阿伏伽德罗常数值为NA，则GaAs晶胞中原子的体积占晶胞体积的百分率为____________________。

2．【2019年高考海南卷】（14分）

M是第四周期元素，最外层只有1个电子，次外层的所有原子轨道均充满电子。

元素Y的负一价离子的最外层电子数与次外层的相同。

回答下列问题：

（1）单质M的晶体类型为______，晶体中原子间通过_____作用形成面心立方密堆积，其中M原子的配位数为______。

（2）元素Y基态原子的核外电子排布式为________，其同周期元素中，第一电离能最大的是______（写元素符号）。

元素Y的含氧酸中，酸性最强的是________（写化学式），该酸根离子的立体构型为________。

（3）M与Y形成的一种化合物的立方晶胞如图所示。

①该化合物的化学式为_______，已知晶胞参数a=0.542nm，此晶体的密度为_______g·cm–3。

（写出计算式，不要求计算结果。

阿伏加德罗常数为NA）

②该化合物难溶于水但易溶于氨水，其原因是________。

此化合物的氨水溶液遇到空气则被氧化为深蓝色，深蓝色溶液中阳离子的化学式为_______。

3．【2019年高考江苏卷】[物质结构与性质]

[Zn（CN）4]2-在水溶液中与HCHO发生如下反应：

4HCHO+[Zn（CN）4]2-+4H++4H2O===[Zn（H2O）4]2++4HOCH2CN

（1）Zn2+基态核外电子排布式为____________________。

（2）1molHCHO分子中含有σ键的数目为____________mol。