晶體晶胞結(jié)構(gòu)

1、-WORDB式-可編輯-專業(yè)資料-學(xué)習(xí)資料分享物質(zhì)結(jié)構(gòu)要點(diǎn)1、核外電子排布式外圍核外電子排布式價(jià)電子排布式價(jià)電子定義：1、對(duì)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Cu向空間伸展方向只有 1種向空間伸展方向有 3種向空間伸展方向有 5種熟練記憶Sc Fe Cr2、 S能級(jí)只有一個(gè)原子軌道球形P能級(jí)有三個(gè)原子軌道 紡錘形d能級(jí)有五個(gè)原子軌道一個(gè)電子在空間就有一種運(yùn)動(dòng)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(gè)原子軌道電子在空間的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)有 7種未成對(duì)電子有 3 個(gè) 結(jié)合核外電子排布式分析例2、基態(tài)Si原子中，電子占據(jù)的最高能層符號(hào)為M,該能層具有的原子軌

2、道數(shù)為9_、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(jí)符號(hào)如Cu最后填入3d與4s 故為ds區(qū) Ti 最后填入能 級(jí)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(shì)（反常情 況：S2與P3半滿或全滿較穩(wěn)定，比后面一個(gè)元素電離能較 大）例3、比較C、N、O、F第一電離能的大小 F >N>O >C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(wèn)：I6到I7間，為什么有一個(gè)很大的差值？這能說(shuō)明什么問(wèn)題？I4和I5間，電離能為什么有一個(gè)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5、 電負(fù)性：同周期從左到右電負(fù)性逐漸增大（無(wú)反常） -F > O >N >C6、 對(duì)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(duì)角線規(guī)則”如：鋰和鎂在空氣中燃燒的產(chǎn)物，鉞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(jià)鍵：按原子軌道重疊形式分為：>鍵和兀鍵（具有方向性和飽和性）單鍵1 個(gè) > 鍵雙鍵1 個(gè)°鍵和1個(gè)兀鍵Li<s&BeB一三呂A1Si三鍵1 個(gè)°鍵和2個(gè)兀鍵8、等電子體：原子總數(shù)相等，價(jià)電子總數(shù)相等具有相似的化學(xué)鍵特征例5、N2 CO CN

4、- C22-互為等電子體CO 2 CS 2 N2O SCN "" CNO - N3- 互為等電子體從元素上下左右去找等電子體，左右找時(shí)及時(shí)加減電荷，保證 價(jià)電子相等。9、應(yīng)用VSEPR理論判斷下表中分子或離子的構(gòu)型?；瘜W(xué)式°鍵電子 對(duì)數(shù)中心原子 含后孤對(duì) 電子對(duì)數(shù)VSEPR模型分子立體 構(gòu)型雜化類型ABnSO3對(duì)于給由結(jié)構(gòu)的分子或離子，根據(jù)中心原子成四個(gè)價(jià)鍵（8個(gè)電子），直接判斷.（B原子六個(gè)電子）HENf例6、 HN原子的雜化類型PO 42- P的雜化類型CH 3CHO C原子的雜化類型Ni(CO) 4 中心原子的雜化 10、配合物配位鍵也是共價(jià)鍵，屬于CT鍵例

5、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) 4Al 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(duì)不易給 出,不作為配位原子11、分子間作用力：一般分子間作用力一范德華力氫鍵 例8、Na2B4O7.10H 2。晶體中存在的作用力12、氫鍵-WORDB式-可編輯-專業(yè)資料存在：一個(gè)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 ）表示方法：A H B例 9 、寫(xiě)出氨水中氫鍵的種類N H N N H O O H O O H N 共 4種 H 2O 分子中氫鍵的數(shù)目-1 個(gè)水分子形成4 個(gè)氫鍵-1mol

6、H 2 O分子含氫鍵2NAHF 分子中氫鍵的數(shù)目-1 個(gè) HF 分子形成2 個(gè)氫鍵 -1molHF分子含氫鍵NA氫鍵對(duì)某些現(xiàn)象的解釋i 解釋分子熔沸點(diǎn)的大小II 解釋物質(zhì)溶解性的大小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(duì)羥基苯甲醛沸點(diǎn)的高低v.解釋接近水的沸點(diǎn)的水蒸氣的Mr測(cè)定值比用化學(xué)式計(jì)算的值大一些：13、比較物質(zhì)熔沸點(diǎn)的大小先考慮晶體類型。原子晶體離子晶體 分子晶體對(duì)于屬于同種晶型，再具體分析離子晶體：（含有離子鍵-金屬和NH4+的由現(xiàn)），晶格能（電荷，半徑）原子晶體：從共價(jià)鍵

7、的鍵長(zhǎng)分析分子晶體：優(yōu)先考慮氫鍵的存在，存在氫鍵的分子相對(duì)熔沸點(diǎn)高對(duì)于不存在氫鍵的分子晶體，再?gòu)腗r 來(lái)比較。例 10 、比較 Si 、 SiC 、 NacL 、 KcL 、 H2O、 H2S、 HCL 沸點(diǎn)高低14、無(wú)機(jī)含氧酸屬于幾元酸，看結(jié)構(gòu)中所含一 OH的數(shù)目，或者看與 NaOH生成鹽的種類同一元素的含氧酸，該元素的化合價(jià)越高（顯正價(jià)）則正電性高，則含氧酸酸性強(qiáng)（該元素的化合價(jià)高與含氧酸的氧化性無(wú)直接聯(lián)系）對(duì)于跟多含氧酸，中心元素不同，一 OH的數(shù)目也不同，（HO） mROn, 非羥基氧原子數(shù)目越多，含氧酸酸性越強(qiáng)。NaCl 型 （一個(gè)晶胞中四個(gè)Na+， 四個(gè) Cl- ）- 學(xué)習(xí)資料分享

8、-WORDB式-可編輯-專業(yè)資料-學(xué)習(xí)資料分享CsC l型正負(fù)離子配位數(shù)均為8與葩離子等距離且最近的葩離子有6個(gè)、氯離子有8個(gè)CaF2 型CaF 2晶體屬立方面心點(diǎn) 陣，F(xiàn)一作簡(jiǎn)單立方堆 積，Ca2 +數(shù)目比丁少 一半，所以填了一半的 立方體空隙，每一個(gè)Ca2+由八個(gè) 廠配位，而每個(gè) F 有4個(gè)Ca2+配位ZnS型TiO2 （金紅石型）AB2型晶體中，最常見(jiàn)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Ti 4 +處在略有變形的氧八面體中，即氧離子作假六方堆 積，Ti4 +填在它的準(zhǔn)八面體空隙中各類型離子晶體晶胞的比較一體型 一晶類晶胞晶胞結(jié) 類型示意圖構(gòu)配位數(shù)距離最近 且相等的 相反

9、離子晶有數(shù) 個(gè)含子實(shí)例ABNaCI型國(guó)V Na+： 6“卜:6Na+：6Cl; 6Na*：4Cl 4KBr AgCkMgO* CaS>BaSeCsCI 帶型It桿 Cs+：8消Ch 8Cs+：8cr： 8Cs+：1cr： 1CsCL CsBr> CsL TICIZnS 型 Q：pFf Zn2+： 4具S” 4Zn2+： 4S番:4Zn2+：4S2-： 4ZnSs AgL BeOab2CaF?型用& *：8投戶：4Ca2+；8F-： 4Ca2+：4F-： 8堿上金屬鹵化 物、堿金屬氧 化物.一、分子晶體的一般宏觀性質(zhì)較低的熔沸點(diǎn)較小的硬度固態(tài)或熔融狀態(tài)下都不導(dǎo)電構(gòu)成分子晶體的

10、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(wú)分子間氫鍵-分子密堆積（每個(gè)分子周圍有12個(gè)緊鄰的分子，如：C60、干冰、12、。2）-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、NH3 ）（與 CO 2 子距離最 的CO2分 共有12 個(gè)）原子晶體金剛石晶胞-WORDB式-可編輯-專業(yè)資料晶體中每個(gè)C 原子和 4 個(gè) C 原子形成4 個(gè)共價(jià)鍵,成為正四面體結(jié)構(gòu)， C 原子與碳碳鍵個(gè)數(shù)比為1 ： 2，最小環(huán)由6 個(gè) C 原子組成，每個(gè) C 原子被 12 個(gè)最小環(huán)所共用；平均每個(gè)最小環(huán)含有1/2 個(gè) C 原子。每個(gè)C 原

11、子被 4 個(gè)碳碳鍵所共用；每個(gè)碳碳鍵含有2 個(gè) C 原子，平均每個(gè)碳碳鍵含有1/2 個(gè) C 原子。 故平均每個(gè)最小環(huán)含有1個(gè)碳碳鍵金剛石是立體網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，每個(gè)碳原子形成4個(gè)共價(jià)鍵，任意抽由2個(gè)共價(jià)鍵，每?jī)蓚€(gè)單鍵歸兩個(gè)六元環(huán)所有，而不是只歸一個(gè)六 元環(huán)所有（如圖所示，紅色的兩個(gè)碳碳單鍵，可以構(gòu)成藍(lán)色和紫紅 色的兩個(gè)六元環(huán)）。每個(gè)碳原子連由4個(gè)共價(jià)鍵，任意抽由 2個(gè)共價(jià)鍵能決定兩個(gè)6元環(huán)，4個(gè)共價(jià)鍵總共能抽由 6組。所以6組碳 碳鍵實(shí)際上可以構(gòu)成 12個(gè)六元環(huán)，所以一個(gè)碳?xì)w十二個(gè)六元環(huán)共 用。6 X 1/12 = 1/2-學(xué)習(xí)資料分享圖 晶體-sror 4Afta i：晶像1。產(chǎn)空間結(jié)狗晶體中的最小

12、環(huán)為十二元環(huán)，其中有6個(gè)Si原子和6個(gè)O原子，含有12個(gè)Si-O鍵；每個(gè)Si原子被12個(gè)十二元環(huán)共有，每個(gè) O原子被6個(gè)十二元環(huán)共有，每個(gè) Si-O鍵被6個(gè)十二元環(huán)共有;2015年全國(guó)理綜能力測(cè)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(gè)小題的內(nèi)容是：“在金剛石晶體中，C原子所連接的最小環(huán)也為六元環(huán)，每個(gè) C 原子連接 （）個(gè)六元環(huán)，六元環(huán)中最多有（）個(gè)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(duì)上 述問(wèn)題的第1問(wèn)做如下兩種盤(pán)判斷：(1 )晶體中每個(gè)C原子和它周圍的4個(gè)C原子以共價(jià)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(gè)碳 原子都

13、和其他碳原子構(gòu)成空間正六邊形的碳環(huán)。由于每個(gè)C原子和它周圍的4個(gè)C原子連接，因此它必然同處于 4個(gè)六元環(huán)上，而與 之相連的4個(gè)C原子的每一個(gè)又和另外 3個(gè)C原子相連。因而，它 必然又在另外3個(gè)碳原子所在的環(huán)上。所以這個(gè)碳原子連接3X4=12個(gè)六元環(huán)。(2)晶體中每個(gè)碳原子以四個(gè)碳碳單鍵分別其他碳原子連接，這 個(gè)碳原子上的每?jī)蓚€(gè)碳碳單鍵可以分屬于兩個(gè)六元環(huán)(右圖中用紅 色描生的環(huán))。每個(gè)碳原子的四個(gè)碳碳單鍵，每?jī)蓚€(gè)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(gè)碳原子可以處于 2XC42=12 個(gè)六元環(huán)。金屬晶體面心立方：在立方體頂點(diǎn)的微粒為8個(gè)晶胞共有，在面心的為

14、2個(gè)晶胞共有。微粒數(shù)為：8X1/8 + 6 X 1/2 = 4-WORDB式-可編輯-專業(yè)資料血4XX100%=74. 05%(2& R )解析: 4R=v2 a a =2x/2 R則晶胞立方體的體積為爐=(2上R月每個(gè)面心立方晶胞中實(shí)際含有4個(gè)金屬原子 4個(gè)金屬原子的體枳為4XjiRA 因此晶胞中原子空間占有率為總結(jié)堆積模 型采納這種堆積的典 型代表空間利 用率配位數(shù)晶胞簡(jiǎn)單 立方Po52%6鉀型Na K Fe68%8Mg_鎂型Mg Zn Ti74%12J銅型Cu Ae Au74%12i晶體密度=m晶胞/v晶胞m晶胞=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

15、胞a|V3-WORDB式-可編輯-專業(yè)資料-學(xué)習(xí)資料分享六方格堆積晶胞四點(diǎn)間的夾角均為60/胞二 s x h在鎂型堆積中取出六方晶胞，平行六面體的底是平行四邊形，各邊長(zhǎng)a=2r,則平行四邊形的面積:S = q 。sin 60° =a2 2平行六面體的高: = 2x邊長(zhǎng)為。的四面體高=2xa -3胞二 S x h。胞=竽 乂%6 d = 72a* =812r尸（晶胞中有2個(gè)球）x 100% = 74.05%/ "晶咆C60的形狀類似于足球，1個(gè)頂點(diǎn)引由3條邊（其中1個(gè)是雙鍵， 另2個(gè)是單鍵），1條邊被兩個(gè)頂點(diǎn)共用，因此 1個(gè)C60有60個(gè) 頂點(diǎn)和90個(gè)邊。假設(shè)1mol C60

16、 有x mol碳碳雙鍵（C=C ） , y mol碳碳單鍵（C- C）從每個(gè)頂點(diǎn)來(lái)看，y=2x從邊的數(shù)量來(lái)看，x+y=90解得 x=30,y=60因此1mol C60 有60moi碳碳單鍵（C-C ） ,30mol碳碳雙鍵 （C=C ）設(shè)正六邊形x個(gè)正五邊形y個(gè)由歐拉公式60+ （x+y） -（6x+5y）/2=2歐拉公式頂點(diǎn)十面一棱二2每個(gè)正五邊形有5個(gè)鍵每個(gè)正六邊形有6個(gè)鍵6x/2+5y/2=60 X 3 + 2 （有一個(gè)雙鍵）解得 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

17、 子式是 （）A. TiC B . Ti4c 4, C . F14C13 D . F13C142、硼砂是含結(jié)晶水的四硼酸鈉，其陰離子X(jué)m一（含B、O、H三種元素）的球棍模型如右下圖所示：在xm 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(hào))；m= (填數(shù)字)。硼砂晶體由 Na +、Xm 和H2O構(gòu)成，它們之間存在的作用力 有。A.離子鍵 B.共價(jià)鍵 C.金屬鍵D.范德華力E.氫鍵(4)1,3,5 , 6代表氧原子，2,4代表B原子，2號(hào)B形成3個(gè) 鍵，則B原子為SP2雜化，4號(hào)B形成4個(gè)鍵，則B原子為SP3雜 化；B 一般是形成3個(gè)鍵，4號(hào)B形成4個(gè)鍵，其中1個(gè)鍵很

18、可能 就是配位鍵，配位鍵存在 4號(hào)與5號(hào)之間。觀察模型，可知 Xm是(H4B4O9) m ,依據(jù)化合價(jià) H為+1 , B為 +3 ,。為一2,可得 m=2,這問(wèn)有一定難度，思維能力，空間能力要求比較高。鈉離子與 xm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(wèn)鈉離子、xm、水分子之間的作用力，而不是硼砂晶體中的作用 力，可能會(huì)多選Bo3、下列關(guān)于金屬及金屬鍵的說(shuō)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(yáng)離子與自由電子間的相互作用c.金屬導(dǎo)電是因?yàn)樵谕饧与妶?chǎng)作用下產(chǎn)生自由電子d.金屬具有光澤是因?yàn)榻饘訇?yáng)離子吸收并放生可見(jiàn)光(1)金屬鍵沒(méi)有方向性和飽和性，a錯(cuò)；金屬鍵是金屬陽(yáng)離子和自由電子間的相互作用，b對(duì)；金屬導(dǎo)電是因?yàn)樵谕饧与妶?chǎng)作用下發(fā)生定 向移動(dòng)，c錯(cuò)；金屬具有光澤是因?yàn)樽杂呻娮幽軌蛭詹⒎派梢?jiàn) 光，d錯(cuò)。4、過(guò)渡金屬配合物Ni(CO)n的中心原子價(jià)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(zhǎng)為 54