晶體晶胞結(jié)構(gòu)

1、物質(zhì)結(jié)構(gòu)要點1、 核外電子排布式外圍核外電子排布式 價電子排布式價電子定義： 1、對于主族元素，最外層電子2 、第四周期，包括 3d 與 4S 電子電子排布圖熟練記憶 Sc Fe Cr Cu2、S 能級只有一個原子軌道向空間伸展方向只有 1 種球形P 能級有三個原子軌道向空間伸展方向有 3 種紡錘形d 能級有五個原子軌道向空間伸展方向有 5 種一個電子在空間就有一種運動狀態(tài)例 1 ： N電子云在空間的伸展方向有 4 種N原子有 5 個原子軌道電子在空間的運動狀態(tài)有 7 種結(jié)合核外電子排布式分未成對電子有 3 個例 2、基態(tài) Si 原子中，電子占據(jù)的最高能層符號為M 該能層具有的原子軌道數(shù)為 9

2、?電子數(shù)為？4?。3、區(qū)的劃分按構(gòu)造原理最后填入電子的能級符號如 Cu 最后填入 3d 與 4s故為 ds 區(qū)Ti最后填入能級為 3d 故為 d 區(qū)4、第一電離能：同周期從左到右電離能逐漸增大趨勢(滿較穩(wěn)定，比后面一個元素電離能較大 )例 4、某元素的全部電離能(電子伏特)如下:11I2I3I4I5I6I7I823.635.154.977.4113.9138.1739.1871.1回答下列各問：(1) I6到 I7間，為什么有一個很大的差值？這能說明什么問題？(2) I4和 I5間，電離能為什么有一個較大的差值 _(3) 此元素原子的電子層有 _層。最外層電子構(gòu)型為 _9q反常情況：S 與 P

3、 半滿或全例 3、比較 C N O F 第一電離能的大小- F N O C6對角線規(guī)則：某些主族元素與右下方的主族元素的性質(zhì)有些相似，被稱為“對角線規(guī)則”如：鋰和鎂在空氣中燃燒的產(chǎn)物，鈹和鋁的氫氧化物的酸堿性以及硼和硅的含氧酸酸性的強(qiáng)弱7、共價鍵：按原子軌道重疊形式分為：c鍵和n鍵（具有方向性和飽和性）單鍵-1 個c鍵例 5、N2COCN-C22-互為等電子體CO CS2N2O SCN-CNO-互為等電子體從元素上下左右去找等電子體，左右找時及時加減電荷，保證價電子相等。9、應(yīng)用 VSEPR!論判斷下表中分子或離子的構(gòu)型?；瘜W(xué)式c鍵電子對數(shù)中心原子含有孤對電子對數(shù)VSEPR 模型分子立體構(gòu)型雜

4、化類型5、電負(fù)性：同周期從左到右電負(fù)性逐漸增大（無反常）雙鍵-1 個c鍵和 1 個n鍵三鍵-1 個c鍵和 2 個n鍵LiBeBS.A1Si8、等電子體：原子總數(shù)相等， 價電子總數(shù)相等-具有相似的化學(xué)鍵特征ABnSO對于給出結(jié)構(gòu)的分子或離子，根據(jù)中心原子成四個價鍵（8 個電子），直接判斷.（B 原子六個電子）PQ2-P 的雜化類型_CH3CHO C 原子的雜化類型 _Ni（C0）4中心原子的雜化_10、配合物配位鍵也是共價鍵，屬于c鍵例 7、中心原子或離子配體配位原子或離子配位數(shù)Fe(CO)5Fe(SCN)3Zn(CN)4-Al F6-規(guī)律：一般是電負(fù)性較大的原子吸引電子能力較強(qiáng)，電子對不易給出

5、，不作為配位原子例 6、N原子的雜化類型11、分子間作用力：一般分子間作用力一范德華力氫鍵例 8、NQBO.IOHO 晶體中存在的作用力 _12、氫鍵1存在：一個分子的 X-H 中的 H 原子與另外的 X 原子相結(jié)合而成（X 表示 N、O F）2表示方法：A H-B例 9、寫出氨水中氫鍵的種類NH-NN H-OO H-OO H-N共 4 種3H2O 分子中氫鍵的數(shù)目-1 個水分子形成 4 個氫鍵-1mol H2O 分子含氫鍵 2NAHF 分子中氫鍵的數(shù)目-1 個 HF 分子形成 2 個氫鍵-ImolHF 分子含氫鍵 NA4氫鍵對某些現(xiàn)象的解釋i 解釋分子熔沸點的大小II .解釋物質(zhì)溶解性的大小

6、III.解釋冰融化為水密度減小，體積增大：氫鍵的存在使處于中心的水分子與其他水分子呈四面體，空間利用率較低，溶化后空隙減小iv 解釋鄰羥基苯甲醛與對羥基苯甲醛沸點的高低v 解釋接近水的沸點的水蒸氣的 Mr 測定值比用化學(xué)式計算的值大一些：13、 比較物質(zhì)熔沸點的大小先考慮晶體類型。原子晶體離子晶體 分子晶體對于屬于同種晶型，再具體分析1離子晶體：（含有離子鍵-金屬和 NH 的出現(xiàn)），晶格能（電荷，半徑）2原子晶體：從共價鍵的鍵長分析3分子晶體：優(yōu)先考慮氫鍵的存在，存在氫鍵的分子相對熔沸點高對于不存在氫鍵的分子晶體，再從 Mr 來比較例 10、比較 Si、SiC、NacL、KcL、HO HS H

7、CL 沸點高低14、無機(jī)含氧酸1屬于幾元酸，看結(jié)構(gòu)中所含一 OH 的數(shù)目，或者看與 NaOH 生成鹽的種類2同一元素的含氧酸，該元素的化合價越高（顯正價）則正電性高，貝冷氧酸酸性強(qiáng)（該元素的化合價高與含氧酸的氧化性無直接聯(lián)系）對于跟多含氧酸，中心元素不同，一 OH 的數(shù)目也不同,多，含氧酸酸性越強(qiáng)+ -NaCl 型（一個晶胞中四個 Na，四個 Cl ）CsCl 型正負(fù)離子配位數(shù)均為 8與銫離子等距離且最近的銫離子有 6 個、氯離子有 8 個CaF2型（HO）mRO 非羥基氧原子數(shù)目? CaF2晶體屬立方面心點陣，F(xiàn)作 簡單立方堆積，數(shù)目比 F_少 一半，所以填了一半的立方體空 隙，每一個Ca+

8、由八個 F_配 位，而每個有 4 個配位TiO2（金紅石型）AB2型晶體中，最常見的重要結(jié)構(gòu)是四 方金紅石（TiO2）結(jié)構(gòu)。在此結(jié)構(gòu)中 Ti4+處在略有變形的氧八面體中，即 氧離子作假六方堆積，Ti 填在它的 準(zhǔn)八面體空隙中1較低的熔沸點2較小的硬度3固態(tài)或熔融狀態(tài)下都不導(dǎo)電構(gòu)成分子晶體的粒子是分子，粒子間的相互作用是分子間作用力或氫鍵、.晶體分子結(jié)構(gòu)特征（1）只有范德華力，無分子間氫鍵-分子密堆積（每個分子周圍有12 個緊鄰的分子,ZnS 型、分子晶體的一般宏觀性質(zhì)如：Go、干冰、12、Q）晶胞結(jié)構(gòu)都屬于面心立方（2）有分子間氫鍵不具有分子密堆積特征（如： HF、冰、NH ）（與 CO 分子

9、距離最近的 CO 分子共有 12 個） 原子晶體晶體中每個 C 原子和 4 個 C 原子形成 4 個 共價鍵,成為 正四面體結(jié) 構(gòu)，C 原子與 碳碳鍵個數(shù)比 為 1: 2，最小 環(huán)由 6 個 C 原子組成，每個 C 原子被 12 個最小環(huán)所共用；平均每個最小環(huán)含有 1/2 個 C 原子。每個 C 原子被4 個碳碳鍵所共用； 每個碳碳鍵含有 2 個 C 原子，平均每個碳碳鍵含有 1/2 個 C 原 子。故平均每個最小環(huán)含有 1 個碳碳鍵金剛石是立體網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，每個碳原子形成 4 個共價鍵，任意抽出 2 個共價鍵，每兩 個單鍵歸兩個六元環(huán)所有，而不是只歸一個六元環(huán)所有（如圖所示，紅色的兩個碳碳單 鍵

10、，可以構(gòu)成藍(lán)色和紫紅色的兩個六元環(huán)）。每個碳原子連出4 個共價鍵，任意抽出 2 個共價鍵能決定兩個 6 元環(huán)，4 個共價鍵總共能抽出 6 組。所以 6 組碳碳鍵實際上可以構(gòu)成 12 個六元環(huán)，所以一個碳?xì)w十二個六元環(huán)共用 6X1/12 = 1/2 晶體中的最小環(huán)為十二元環(huán)，其中有 6 個 Si 原子和 6 個 0 原子，含有 12 個 Si-0 鍵；每 個 Si 原子被 12 個十二元環(huán)共有，每個 0 原子被 6 個十二元環(huán)共有，每個 Si-0 鍵被 6 個 十二元環(huán)共有；2015 年全國理綜能力測試卷中第 37 題是 物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì) 選考題，其中有一個小題的內(nèi) 容是：金剛石晶胞“在金剛石晶體

11、中，C 原子所連接的最小環(huán)也為六元環(huán)，每個 C 原子連接（） 個六元環(huán)，六元環(huán)中最多有（）個 C 原子在同一平面?！睆牟煌^察和分析角度的觀察金剛石的晶體結(jié)構(gòu)模型，可以對上述問題的第 1 問做 如下兩種盤判斷：（1）晶體中每個 C 原子和它周圍的 4 個 C 原子以共價鍵相連，金剛石晶體結(jié)構(gòu)的觀 察分析形成空間正四面體結(jié)構(gòu)，晶體中每個碳原子都和其他碳原子構(gòu)成空間正六邊形的碳 環(huán)。由于每個 C 原子和它周圍的 4 個 C 原子連接，因此它必然同處于 4 個六元環(huán)上，而與 之相連的 4 個 C 原子的每一個又和另外 3 個 C 原子相連。因而，它必然又在另外 3 個碳原 子所在的環(huán)上。所以這個碳原

12、子連接 3X4=12 個六元環(huán)。（ 2）晶體中每個碳原子以四個碳碳單鍵分別其他碳原子連接，這個碳原子上的每兩 個碳碳單鍵可以分屬于兩個六元環(huán)（右圖中用紅色描出的環(huán)）。每個碳原子的四個碳碳單 鍵，每兩個鍵組合成環(huán)，依據(jù)組合排列規(guī)律，可以知道有C42 種（即 6 種）組合，因此，每個碳原子可以處于 2XC42=12 個六元環(huán)。金屬晶體有，在面心的為 2 個晶胞共有。微粒數(shù)為：8X1/8 + 6X1/2 = 4晶體密度=m 晶胞/v 晶胞m 晶胞二摩爾質(zhì)量除以阿伏伽德羅常數(shù)乘以晶胞中所含的原子或離子數(shù)體心立方晶胞 四點間的夾角均為 60C60 的形狀類似于足球，1 個頂點引出 3 條邊（其中 1 個

13、是雙鍵，另 2 個是單鍵），1 條 邊被兩個頂點共用，因此 1 個 C60 有 60 個頂點和 90 個邊。假設(shè) 1mol C60 有 x mol 碳碳雙鍵（C=C ，y mol 碳碳單鍵（C-C）從每個頂點來看，y=2x從邊的數(shù)量來看，x+y=90解得 x=30,y=60因此 1mol C60 有 60mol 碳碳單鍵（C-C） ,30mol 碳碳雙鍵（C=Q設(shè)正六邊形 x 個正五邊形 y 個面心立方：在立方體頂點的微粒為 8 個晶胞共由歐拉公式 60+ (x+y) -(6x+5y)/2=2每個正五邊形有 5 個鍵每個正六邊形有 6 個鍵6x/2+5y/2=60X3-2 （有一個雙鍵）解得

14、x=20,y=12習(xí)題1、 最近科學(xué)家發(fā)現(xiàn)一種由鈦原子和碳原子構(gòu)成的氣態(tài)分子，如右圖所示。頂角和面心的原于是鈦原子，棱的中心和體心的原子是碳原子，則它的分子式是（）A . TiC B . Ti4C4, C . Ti 心 D . Ti Q2、 硼砂是含結(jié)晶水的四硼酸鈉，其陰離子乂一（含 B O H 三種元素）的球棍模型如右下 圖所示：1在 X一中，硼原子軌道的雜化類型有 _ ;配位鍵存在于 _ 原子之間（填原子的數(shù)字標(biāo)號）；m=_ （填數(shù)字）。2硼砂晶體由 N/、X和 HO 構(gòu)成，它們之間存在的作用力有 _ 。A.離子鍵 B. 共價鍵 C. 金屬鍵歐拉公式 頂點+面一棱=2D. 范德華力E. 氫

15、鍵(4)1,3,5 , 6 代表氧原子，2,4 代表 B 原子，2 號 B 形成 3 個鍵，則 B 原子為 SP2雜化,4 號 B 形成 4 個鍵，則 B 原子為 SF3雜化；B 一般是形成 3 個鍵，4 號 B 形成 4 個鍵，其 中 1 個鍵很可能就是配位鍵，配位鍵存在 4 號與 5 號之間。觀察模型，可知 X是(HBQ):依據(jù)化合價 H 為+1，B 為+3, O 為一 2,可得 m=2, 這問有一定難度，思維能力，空間能力要求比較高。鈉離子與 X1一形成離子鍵，結(jié)晶水分子間存在氫鍵和范德華力題目是問鈉離子、X一、水分子之間的作用力，而不是硼砂晶體中的作用力，可能會多選B。3、下列關(guān)于金屬

16、及金屬鍵的說法正確的是 _。a.金屬鍵具有方向性與飽和性b.金屬鍵是金屬陽離子與自由電子間的相互作用c.金屬導(dǎo)電是因為在外加電場作用下產(chǎn)生自由電子d.金屬具有光澤是因為金屬陽離子吸收并放出可見光(1) 金屬鍵沒有方向性和飽和性， a 錯；金屬鍵是金屬陽離子和自由電子間的相互作用， b 對；金屬導(dǎo)電是因為在外加電場作用下發(fā)生定向移動， c 錯；金屬具有光澤是因為自由電 子能夠吸收并放出可見光， d 錯。4、過渡金屬配合物 Ni(CO)n 的中心原子價電子數(shù)與配體提供電子總數(shù)之和為18 ，則n=5、ZnS 在熒光體、光導(dǎo)體材料、涂料、顏料等行業(yè)中應(yīng)用廣泛。立方 ZnS 晶體結(jié)構(gòu)如下圖所示，其晶胞邊長為540.0pm,其密度為（列式并計算），a位置 S2離子與 b 位置 Zn2+離子之間的距離為 pm（列式表示）。7、肼能與硫酸反應(yīng)生成 NHSQ。NHSQ 晶體類型與硫酸銨相同，則 MHSQ 的晶體內(nèi)不存在_（填標(biāo)號）a.離子鍵? b.共價鍵? c.配位鍵? d.范德華力8、圖 1 表示某種含氮有機(jī)化合物的結(jié)構(gòu)，其分子內(nèi) 4 個氮原子分別位于正四面體的 4 個 頂點（見圖 2），分子內(nèi)存在空腔，能嵌入某離子或分子并形成4 個氫鍵予以識別。下列分子或離子中，能被該有機(jī)化合物識別的是 _ （填標(biāo)號）。a. CF4? b. CH4? c. NH4+? d. H2