晶體結(jié)構(gòu)與性質(zhì)【講】-(人教版)(原卷版)

5.4晶體結(jié)構(gòu)與性質(zhì)知識(shí)整理知識(shí)整理晶體常識(shí)與晶體的組成和性質(zhì)一、晶體與非晶體1．晶體與非晶體的比較晶體非晶體結(jié)構(gòu)特征結(jié)構(gòu)微粒排列結(jié)構(gòu)微粒排列性質(zhì)特征自范性有無(wú)熔點(diǎn)異同表現(xiàn)二者區(qū)別方法間接方法看是否有固定的科學(xué)方法對(duì)固體進(jìn)行實(shí)驗(yàn)2.得到晶體的途徑（1）物質(zhì)凝固。（2）物質(zhì)冷卻不經(jīng)液態(tài)直接凝固(凝華)。（3）溶質(zhì)從溶液中。3．晶胞（1）概念：描述晶體結(jié)構(gòu)的。（2）晶體中晶胞的排列——無(wú)隙并置無(wú)隙：相鄰晶胞之間沒有。并置：所有晶胞都是排列、相同。二、晶體的組成與性質(zhì)(一)四種類型的晶體1．分子晶體間通過結(jié)合形成的晶體，此類晶體熔、沸點(diǎn)，硬度。2．共價(jià)晶體通過相互結(jié)合形成的晶體，整塊晶體是一個(gè)結(jié)構(gòu)；其物理性質(zhì)的突出特點(diǎn)是。3．離子晶體（1）通過結(jié)合而成的晶體，此類晶體的熔、沸點(diǎn)較高。（2）配位數(shù)：指一個(gè)離子周圍最鄰近的離子的數(shù)目，晶體陰離子、陽(yáng)離子的配位數(shù)之比等于組成中的陰離子與陽(yáng)離子數(shù)目的。4．金屬晶體（1）含義：通過形成的晶體，單質(zhì)形成的晶體就是金屬晶體。（2）金屬鍵的形成：晶體中金屬原子脫落下來(lái)的形成遍布整塊晶體的“電子氣”，被所共用，從而把所有的金屬原子維系在一起；金屬鍵飽和性、方向性。（3）金屬晶體的物理性質(zhì)及解釋(二)四種晶體類型的比較晶體類型共價(jià)晶體離子晶體分子晶體金屬晶體構(gòu)成粒子粒子間作用力(某些物質(zhì)還有氫鍵)熔、沸點(diǎn)較高較低有的很高有的很低硬度較硬而脆較小有的很高有的很低導(dǎo)電性不導(dǎo)電或半導(dǎo)體晶體導(dǎo)電、溶于水或熔化后可導(dǎo)電一般不導(dǎo)電，部分晶體溶于水可導(dǎo)電導(dǎo)電溶解性一般難溶于任何溶劑許多可溶于水相似相溶—物理變化時(shí)鍵的變化部分?jǐn)嗔鸦蛐纬芍黄茐姆肿娱g作用力部分?jǐn)嗔鸦蛐纬晌镔|(zhì)類別或舉例金剛石、晶體硅、SiO2、SiC強(qiáng)堿、活潑金屬氧化物、絕大多數(shù)鹽大多數(shù)非金屬單質(zhì)、非金屬氫化物、酸、非金屬氧化物(SiO2除外)、絕大多數(shù)有機(jī)物(有機(jī)鹽除外)金屬單質(zhì)與合金【注意】石墨屬于混合型晶體，但因?qū)觾?nèi)原子之間碳碳共價(jià)鍵的鍵長(zhǎng)為1.42×10－10m，比金剛石中碳碳共價(jià)鍵的鍵長(zhǎng)(1.54×10－10m)短，所以熔、沸點(diǎn)高于金剛石。(三)晶體熔、沸點(diǎn)的比較1．不同類型晶體熔、沸點(diǎn)的比較（1）不同類型晶體的熔、沸點(diǎn)高低的一般規(guī)律：>>。（2）金屬晶體的熔、沸點(diǎn)差別很大，如鎢、鉑等熔、沸點(diǎn)很高，汞、銫等熔、沸點(diǎn)很低。2．同種類型晶體熔、沸點(diǎn)的比較（1）共價(jià)晶體原子半徑越，鍵長(zhǎng)越，鍵能越，熔、沸點(diǎn)越，如金剛石>碳化硅>硅。（2）離子晶體一般來(lái)說(shuō)，陰、陽(yáng)離子的電荷數(shù)越多，離子半徑越小，則離子間的作用力就越，其離子晶體的熔、沸點(diǎn)就越高，如MgO>MgCl2>NaCl>CsCl。（3）分子晶體①分子間作用力越大，物質(zhì)的熔、沸點(diǎn)越高；具有氫鍵的分子晶體熔、沸點(diǎn)反常得，如H2O>H2Te>H2Se>H2S。②組成和結(jié)構(gòu)相似的分子晶體，相對(duì)分子質(zhì)量越，熔、沸點(diǎn)越高，如SnH4>GeH4>SiH4>CH4。③組成和結(jié)構(gòu)不相似的物質(zhì)(相對(duì)分子質(zhì)量接近)，分子的極性越大，其熔、沸點(diǎn)越高，如CO>N2，CH3OH>CH3CH3。④同分異構(gòu)體支鏈越多，熔、沸點(diǎn)越低，如CH3—CH2—CH2—CH2—CH3>。（4）金屬晶體金屬離子半徑越小，離子電荷數(shù)越多，其金屬鍵越強(qiáng)，金屬熔、沸點(diǎn)越高，如Na<Mg<Al。知識(shí)演練知識(shí)演練1．判斷正誤(正確的打“√”，錯(cuò)誤的打“×”)。(1)冰和碘晶體中相互作用力完全相同。()(2)晶體內(nèi)部的微粒按一定規(guī)律周期性排列。()(3)凡有規(guī)則外形的固體一定是晶體。()(4)固體SiO2一定是晶體。()(5)缺角的NaCl晶體在飽和NaCl溶液中會(huì)慢慢變?yōu)橥昝赖牧⒎襟w塊。()(6)晶胞是晶體中最小的“平行六面體”。()(7)區(qū)分晶體和非晶體最可靠的方法是對(duì)固體進(jìn)行X-射線衍射實(shí)驗(yàn)。()(8)在晶體中只要有陰離子就一定有陽(yáng)離子。()(9)在晶體中只要有陽(yáng)離子就一定有陰離子。()(10)共價(jià)晶體的熔點(diǎn)一定比金屬晶體的高。()(11)分子晶體的熔點(diǎn)一定比金屬晶體的低。()(12)離子晶體一定都含有金屬元素。()(13)金屬元素和非金屬元素組成的晶體不一定是離子晶體。()(14)共價(jià)晶體的熔點(diǎn)一定比離子晶體的高。()2．現(xiàn)有下列物質(zhì)：NaCl、NaOH、Na2S、H2O2、Na2S2、(NH4)2S、CO2、CCl4、C2H2、SiO2、SiC、晶體硅、金剛石、晶體氬。(1)其中只含有離子鍵的離子晶體是______________________________________。(2)其中既含有離子鍵又含有極性共價(jià)鍵的離子晶體是________________。(3)其中既含有離子鍵又含有極性共價(jià)鍵和配位鍵的離子晶體是________________。(4)其中既含有離子鍵又含有非極性共價(jià)鍵的離子晶體是________________。(5)其中含有極性共價(jià)鍵的非極性分子是____________________________________。(6)其中含有極性共價(jià)鍵和非極性共價(jià)鍵的非極性分子是________________。(7)其中含有極性共價(jià)鍵和非極性共價(jià)鍵的極性分子是________________。(8)其中含有極性共價(jià)鍵的共價(jià)晶體是_________________________________。(9)其中不含共價(jià)鍵的分子晶體是______________________，只含非極性共價(jià)鍵的共價(jià)晶體是______________________________________________________________。素養(yǎng)提升素養(yǎng)提升一、晶體類型與性質(zhì)的綜合判斷1．下面的排序不正確的是()A．熔點(diǎn)由高到低：Na>Mg>AlB．硬度由大到?。航饎偸?gt;碳化硅>晶體硅C．晶體熔點(diǎn)由低到高：CF4<CCl4<CBr4<CI4D．晶體熔點(diǎn)由高到低：NaF>NaCl>NaBr>NaI2．現(xiàn)有幾組物質(zhì)的熔點(diǎn)(℃)數(shù)據(jù)：A組B組C組D組金剛石：3550Li：181HF：－83NaCl：801硅晶體：1410Na：98HCl：－115KCl：776硼晶體：2300K：64HBr：－89RbCl：718二氧化硅：1723Rb：39HI：－51CsCl：645據(jù)此回答下列問題：(1)A組屬于________晶體，其熔化時(shí)克服的微粒間的作用力是____________。(2)B組晶體共同的物理性質(zhì)是________(填序號(hào))。①有金屬光澤②導(dǎo)電性③導(dǎo)熱性④延展性(3)C組中HF熔點(diǎn)反常是由于______________________________________________。(4)D組晶體可能具有的性質(zhì)是________(填序號(hào))。①硬度小 ②水溶液能導(dǎo)電③固體能導(dǎo)電 ④熔融狀態(tài)能導(dǎo)電二、結(jié)構(gòu)決定性質(zhì)類簡(jiǎn)答題突破3．(1)冰的熔點(diǎn)遠(yuǎn)高于干冰，除因?yàn)镠2O是極性分子、CO2是非極性分子外，還有一個(gè)重要的原因是__________________________________________。(2)NaF的熔點(diǎn)________(填“>”“＝”或“<”)BFeq\o\al(－,4)的熔點(diǎn)，其原因是________________________________________________________________________。(3)CO的熔點(diǎn)________(填“>”或“<”)N2的熔點(diǎn)，原因是________________。(4)CH4、SiH4、GeH4的熔、沸點(diǎn)依次________(填“增大”或“減小”)，其原因是________________________________________________________________________。(5)SiO2比CO2熔點(diǎn)高的原因是__________________________________________。4.ⅣA族元素及其化合物在材料等方面有重要用途?；卮鹣铝袉栴}：(1)碳的一種單質(zhì)的結(jié)構(gòu)如圖(a)所示。該單質(zhì)的晶體類型為________，依據(jù)電子云的重疊方式，原子間存在的共價(jià)鍵類型有________，碳原子的雜化軌道類型為________。(2)石墨烯是從石墨材料中剝離出來(lái)的、由單層碳原子組成的二維晶體。將氫氣加入石墨烯中可制得一種新材料石墨烷。下列判斷錯(cuò)誤的是______(填字母)。A．石墨烯是一種強(qiáng)度很高的材料B．石墨烯是電的良導(dǎo)體而石墨烷則為絕緣體C．石墨烯與石墨烷均為高分子化合物D．石墨烯與H2制得石墨烷的反應(yīng)屬于加成反應(yīng)(3)四鹵化硅SiX4的沸點(diǎn)和二鹵化鉛PbX2的熔點(diǎn)如圖(b)所示。①SiX4的沸點(diǎn)依F、Cl、Br、I次序升高的原因是____________________________。②結(jié)合SiX4的沸點(diǎn)和PbX2的熔點(diǎn)的變化規(guī)律，可推斷：依F、Cl、Br、I次序，PbX2中的化學(xué)鍵的離子性______、共價(jià)性______。(填“增強(qiáng)”“不變”或“減弱”)(4)水楊酸第一級(jí)電離形成離子，相同溫度下，水楊酸的Ka2________(填“>”“＝”或“<”)苯酚()的Ka，其原因是_______________________________。知識(shí)整理知識(shí)整理晶體模型與晶胞計(jì)算1．晶體模型晶體晶體結(jié)構(gòu)晶體詳解共價(jià)晶體金剛石(1)每個(gè)C與相鄰的4個(gè)C以共價(jià)鍵結(jié)合，形成結(jié)構(gòu)(2)鍵角均為(3)最小碳環(huán)由6個(gè)C原子組成且6個(gè)C原子不在平面內(nèi)(4)每個(gè)C參與4條C—C鍵的形成，C原子數(shù)與C—C鍵數(shù)之比為SiO2(1)每個(gè)Si與4個(gè)O以共價(jià)鍵結(jié)合，形成結(jié)構(gòu)(2)每個(gè)正面四體占有1個(gè)Si，4個(gè)“eq\f(1,2)O”，n(Si)∶n(O)＝(3)最小環(huán)上有12個(gè)原子，即個(gè)O和個(gè)Si分子晶體干冰(1)每8個(gè)CO2分子構(gòu)成立方體且在6個(gè)面心又各占據(jù)1個(gè)CO2分子(2)每個(gè)CO2分子周圍等距離且緊鄰的CO2分子有個(gè)冰每個(gè)水分子與相鄰的4個(gè)水分子以氫鍵相連接，含1molH2O的冰中，最多可形成2mol氫鍵離子晶體NaCl型(1)每個(gè)Na＋(Cl－)周圍等距離且緊鄰的Cl－(Na＋)有個(gè)，每個(gè)Na＋周圍等距離且緊鄰的Na＋有個(gè)(2)每個(gè)晶胞中含4個(gè)Na＋和4個(gè)Cl－CsCl型(1)每個(gè)Cs＋(Cl－)周圍等距離且緊鄰的Cs＋(Cl－)有6個(gè)；每個(gè)Cs＋周圍等距離且緊鄰的Cl－有個(gè)(2)每個(gè)晶胞中含1個(gè)Cs＋和1個(gè)Cl－混合型晶體石墨(1)石墨層狀晶體中，層與層之間的作用是(2)平均每個(gè)正六邊形擁有的碳原子個(gè)數(shù)是2，C原子采取的雜化方式是(3)每層中存在σ鍵和π鍵，還有金屬鍵(4)C—C鍵的鍵長(zhǎng)比金剛石的C—C鍵的鍵長(zhǎng)短，熔點(diǎn)比金剛石的高(5)硬度不大、有滑膩感、能導(dǎo)電2.晶胞計(jì)算（1）晶胞計(jì)算是晶體考查的重要知識(shí)點(diǎn)之一，也是考查學(xué)生分析問題、解決問題能力的較好素材。晶體結(jié)構(gòu)的計(jì)算常常涉及如下數(shù)據(jù)：晶體密度、NA、M、晶體體積、微粒間距離、微粒半徑、夾角等，密度的表達(dá)式往往是列等式的依據(jù)。解決這類題，一是要掌握晶體“均攤法”的原理，二是要有扎實(shí)的立體幾何知識(shí)，三是要熟悉常見晶體的結(jié)構(gòu)特征，并能融會(huì)貫通，舉一反三。（2）“均攤法”原理①在使用“均攤法”計(jì)算晶胞中微粒個(gè)數(shù)時(shí)，要注意晶胞的形狀，不同形狀的晶胞，應(yīng)先分析任意位置上的一個(gè)粒子被幾個(gè)晶胞所共有，如六棱柱晶胞中，頂點(diǎn)、側(cè)棱、底面上的棱、面心依次被6、3、4、2個(gè)晶胞所共有。②在計(jì)算晶胞中粒子個(gè)數(shù)的過程中，不是任何晶胞都可用“均攤法”。知識(shí)演練知識(shí)演練1．判斷正誤(正確的打“√”，錯(cuò)誤的打“×”)。(1)1mol金剛石中含有C—C鍵為4NA。()(2)SiO2、金剛石、硅、MgO熔點(diǎn)都很高，均屬于共價(jià)晶體。()(3)NaCl晶體中，任意一個(gè)Na＋與其配位離子均可構(gòu)成一個(gè)八面體。()(4)在CsCl晶體中，每個(gè)Cs＋周圍與其距離最近的Cl－有8個(gè)。()2．(常見晶體結(jié)構(gòu)模型)填空。(1)在金剛石晶體中最小碳環(huán)含有________個(gè)C原子；每個(gè)C原子被________個(gè)最小碳環(huán)共用。(2)在干冰中粒子間作用力有_________________________________。(3)含1molH2O的冰中形成氫鍵的數(shù)目為________。(4)在NaCl晶體中，每個(gè)Na＋周圍有________個(gè)距離最近且相等的Na＋，每個(gè)Na＋周圍有________個(gè)距離最近且相等的Cl－，其空間結(jié)構(gòu)為________。(5)在CaF2晶體中，每個(gè)Ca2＋周圍距離最近且等距離的F－有________個(gè)；每個(gè)F－周圍距離最近且等距離的Ca2＋有________個(gè)。3．判斷下列物質(zhì)的晶胞結(jié)構(gòu)，將對(duì)應(yīng)序號(hào)填在橫線上。(1)干冰晶體________；(2)氯化鈉________；(3)金剛石________；(4)碘晶體________；(5)冰晶體________；(6)水合銅離子________。素養(yǎng)提升素養(yǎng)提升一、晶胞粒子數(shù)及晶體化學(xué)式的