2019高三一轮选修三第三章晶体结构与性质

1、第三章第三章 晶体结构与性质晶体结构与性质胆胆矾矾 明明矾矾晶晶体体冰冰糖糖晶晶体体 水水晶晶金属样品金属样品黄黄 水水 晶晶 黄黄 水水 晶晶 祖祖 母母 绿绿绿宝石紫水晶 水晶石水晶石本世界最大的钻石“莱索托诺言” 明明矾矾2016全国三卷节选全国三卷节选（3）AsCl3分子的立体构型为分子的立体构型为_，其中，其中As的杂化轨道的杂化轨道类型为类型为_。（4）GaF3的熔点高于的熔点高于1000，GaCl3的熔点为的熔点为77.9，其原因是，其原因是_。（5）GaAs的熔点为的熔点为1238，密度为，密度为gcm-3，其晶胞结构如图所示。该晶体的类型为其晶胞结构如图所示。该晶体的类型为_

2、,Ga与与As以以_键键合。键键合。Ga和和As的摩尔质量分别为的摩尔质量分别为MGa gmol-1和和MAs gmol-1，原子半径分别为，原子半径分别为rGa pm和和rAs pm，阿伏伽德罗常数值为阿伏伽德罗常数值为NA，则，则GaAs晶胞中原子的晶胞中原子的体积占晶胞体积的百分率为体积占晶胞体积的百分率为_。 2017全国三卷节选全国三卷节选CO2低压合成甲醇反应低压合成甲醇反应（CO2+3H2=CH3OH+H2O） ，（3）在）在CO2低压合成甲醇反应所低压合成甲醇反应所涉及的涉及的4种物质中，沸点从高到低种物质中，沸点从高到低的顺序为的顺序为_，原因是原因是_。（5）MgO具有具有

3、NaCl型结构（如图），其中阴型结构（如图），其中阴离子采用面心立方最密堆积方式，离子采用面心立方最密堆积方式，X射线衍射实射线衍射实验测得验测得MgO的晶胞参数为的晶胞参数为a=0.420 nm，则，则r(O2-)为为_nm。MnO也属于也属于NaCl型结构，晶型结构，晶胞参数为胞参数为a =0.448 nm，则，则r(Mn2+)为为_nm。2018全国三卷节选全国三卷节选（3）ZnF2具有较高的熔点（具有较高的熔点（872 )，其化学键，其化学键类型是类型是_；ZnF2不溶于有机溶剂而不溶于有机溶剂而ZnCl2、ZnBr2、ZnI2能够溶于乙醇、乙醚等有机能够溶于乙醇、乙醚等有机溶剂，原因

4、是溶剂，原因是_。（4）中华本草中华本草等中医典籍中，记载了炉甘石等中医典籍中，记载了炉甘石（ZnCO3）入药，可用于治疗皮肤炎症或表面创）入药，可用于治疗皮肤炎症或表面创伤。伤。ZnCO3中，阴离子空间构型为中，阴离子空间构型为_，C原子的杂化形式为原子的杂化形式为_。（5）金属）金属Zn晶体中的原子堆积方式如图所示，晶体中的原子堆积方式如图所示，这种堆积方式称为这种堆积方式称为_。六棱柱底。六棱柱底边边长为边边长为a cm，高为，高为c cm，阿伏加德罗常数的值，阿伏加德罗常数的值为为NA，Zn的密度为的密度为_gcm3（列出计（列出计算式）。算式）。一、晶体常识一、晶体常识1晶体与非晶体

5、晶体与非晶体晶体晶体非晶体非晶体结构特征结构特征结构微粒周期性结构微粒周期性有序排列有序排列结构微粒无序排结构微粒无序排列列性质性质特征特征自范性自范性有有无无熔点熔点较固定较固定不固定不固定异同表异同表现现各向异性各向异性各向同性各向同性二者二者区别区别方法方法间接方间接方法法看是否有固定的熔点看是否有固定的熔点科学方科学方法法对固体进行对固体进行X 射线衍射实验射线衍射实验 2.晶胞晶胞 (1)晶胞与晶体的关系晶胞与晶体的关系 晶胞是描述晶体结构的基本单元晶胞是描述晶体结构的基本单元 数量巨大的晶胞数量巨大的晶胞“无隙并置无隙并置”构成构成晶体晶体 (2)晶胞中粒子数目的计算方法晶胞中粒子

6、数目的计算方法44448824X2Y1:3:1812mV晶胞晶胞AMN晶胞1122nnN MN MN M1122nnAN MN MN MNV晶胞1122nnAN MN MN MNV晶胞181412绿色：绿色：灰色：灰色：188162 =411241=461/2=3aab 已知已知Ge单晶的晶胞参数单晶的晶胞参数a=565.76 pm，其，其密度为密度为_gcm-3（列出计算式即可）。（列出计算式即可）。GeGeANMNV晶胞1.确定晶胞中的粒子数：确定晶胞中的粒子数：2.确定晶胞体积：确定晶胞体积：3.代入公式进行计算：代入公式进行计算：11N(Ge)864882 31033303V(565.

7、76pm)(565.76 10cm)565.7610cm3233307338 73g /cm6.02 10565.76108 7310 g /cm6.02 565.76 1N(Cu)6321N(Ni)8183733213(anm)(a 10 cm)a10cm CuCuNiNiANMNMNV晶胞33233213 641 59g /cmdg /cm6.02 10a10 2251a6.02 10d 3二、四种晶体的比较二、四种晶体的比较1晶体的基本类型和性质比较晶体的基本类型和性质比较类型类型比较比较分子晶分子晶体体原子晶体原子晶体金属晶体金属晶体离子晶体离子晶体结结构构构成粒构成粒子子分子分子原子

8、原子金属阳离子、金属阳离子、自由电子自由电子阴、阳离阴、阳离子子粒子间粒子间的相互的相互作用力作用力分子间分子间的作用的作用力力共价键共价键金属键金属键离子键离子键类型类型比较比较分子晶分子晶体体原子晶体原子晶体金属晶体金属晶体离子晶体离子晶体硬度硬度较小较小很大很大有的很大，有的很大，有的很小有的很小较大较大熔、沸熔、沸点点较低较低很高很高有的很高，有的很高，有的很低有的很低较高较高溶解性溶解性相似相相似相溶溶难溶于任难溶于任何溶剂何溶剂难溶于常见难溶于常见溶剂溶剂大多易溶于水大多易溶于水等极性溶剂等极性溶剂导电、导电、传热性传热性一般不一般不导电，导电，溶于水溶于水后有的后有的导电导电一般

9、不具一般不具有导电性有导电性电和热的良电和热的良导体导体晶体不导电，晶体不导电，水溶液或熔融水溶液或熔融态导电态导电类型类型比较比较分子晶体分子晶体原子晶体原子晶体金属晶金属晶体体离子晶体离子晶体物质类物质类别及举别及举例例全部由非金属构全部由非金属构成除铵盐原子晶成除铵盐原子晶体：非金属单质体：非金属单质(如如P4、Cl2)、气态、气态氢化物、酸氢化物、酸(如如HCl、H2SO4)、非、非金属氧化物金属氧化物(如如SO2、CO2，SiO2除外，除外，绝大多数有机物绝大多数有机物(如如CH4，有机盐，有机盐除外除外)一部分非一部分非金属单质金属单质(如金刚如金刚石、硅、石、硅、晶体硼晶体硼)，

10、一部分非一部分非金属化合金属化合物物(如如SiC、SiO2)金属单金属单质与合质与合金金(如如Na、Al、Fe、青、青铜铜)含金属离含金属离子或铵根子或铵根离子：金离子：金属氧化物属氧化物(如如K2O、Na2O)、强、强碱碱(如如KOH、NaOH)、绝大部分绝大部分盐盐(如如NaCl)2晶体熔、沸点高低的比较方法晶体熔、沸点高低的比较方法(1)不同类型晶体的熔、沸点高低一般规律：原子晶体不同类型晶体的熔、沸点高低一般规律：原子晶体离子晶体分子晶体离子晶体分子晶体金属晶体的熔、沸点差别很大，如钨、铂等熔、沸点金属晶体的熔、沸点差别很大，如钨、铂等熔、沸点很高，汞、铯等熔、沸点很低很高，汞、铯等熔

11、、沸点很低(2)原子晶体原子晶体由共价键形成的原子晶体中，原子半径小的键长短，由共价键形成的原子晶体中，原子半径小的键长短，键能大，晶体的熔、沸点高。键能大，晶体的熔、沸点高。如熔点：金刚石碳化硅硅如熔点：金刚石碳化硅硅(3)离子晶体离子晶体一般地说，阴阳离子的电荷数越多，离子半径越小，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，相应的晶格能大，其晶体则离子间的作用力就越强，相应的晶格能大，其晶体的熔、沸点就越高，如熔点：的熔、沸点就越高，如熔点：MgOMgCl2，NaClCsCl(4)分子晶体分子晶体分子间作用力越大，物质的熔、沸点越高；具有氢分子间作用力越大，物质

12、的熔、沸点越高；具有氢键的分子晶体熔、沸点反常的高，如键的分子晶体熔、沸点反常的高，如H2OH2TeH2SeH2S组成和结构相似的分子晶体，相对分子质量越大，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，如熔、沸点越高，如SnH4GeH4SiH4CH4组成和结构不相似的物质组成和结构不相似的物质(相对分子质量相对分子质量接近接近)，分子的极性越大，其熔、沸点越高，分子的极性越大，其熔、沸点越高，如如CON2，CH3OHCH3CH3同分异构体，支链越多，熔、沸点越低，同分异构体，支链越多，熔、沸点越低，如如CH3CH2CH2CH2CH3(5)金属晶体金属晶体金属离子半径越小，离子电荷

13、数越多，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，其金属键越强，金属熔、沸点就越高，如如NaMgAl三、几种典型的晶体模型三、几种典型的晶体模型晶体晶体晶体结构晶体结构晶体详解晶体详解原原子子晶晶体体金金刚刚石石(1)每个碳与每个碳与4个碳以共价个碳以共价键结合，形成正四面体结键结合，形成正四面体结构构(2)键角均为键角均为10928(3)最小碳环由最小碳环由6个个C组成且组成且六原子不在同一平面内六原子不在同一平面内(4)每个每个C参与参与4条条CC键的键的形成，形成，C原子数与原子数与CC键之比为键之比为12晶体晶体晶体结构晶体结构晶体详解晶体详解原原子子晶晶体体

14、SiO2(1)每个每个Si与与4个个O以共价键以共价键结合，形成正四面体结构结合，形成正四面体结构(2)每个正四面体占有每个正四面体占有1个个Si,4个个“ O”， (Si)n(O)12(3)最小环上有最小环上有12个原子，个原子，即即6个个O,6个个Si12晶体晶体晶体结构晶体结构晶体详解晶体详解离离子子晶晶体体NaCl(型型)(1)每个每个Na(Cl)周围等距且紧周围等距且紧邻的邻的Cl(Na)有有6个每个个每个Na周围等距且紧邻的周围等距且紧邻的Na有有12个个(2)每个晶胞中含每个晶胞中含4个个Na和和4个个ClCsCl(型型)(1)每个每个Cs周围等距且紧邻的周围等距且紧邻的Cl有有

15、8个，每个个，每个Cs(Cl)周围周围等距且紧邻的等距且紧邻的Cs(Cl)有有6个个(2)如图为如图为8个晶胞，每个晶胞中个晶胞，每个晶胞中含含1个个Cs、1个个Cl晶体晶体晶体结构晶体结构晶体详解晶体详解分子分子晶体晶体干冰干冰(1)8个个CO2分子构分子构成立方体且在成立方体且在6个个面心又各占据面心又各占据1个个CO2分子分子(2)每个每个CO2分子周分子周围等距紧邻的围等距紧邻的CO2分子有分子有12个个晶体晶体晶体结构晶体结构晶体详解晶体详解金金属属晶晶体体简单简单立方立方典型代表典型代表Po，空间利用率，空间利用率52%，配位数为，配位数为6钾型钾型典型代表典型代表Na、K、Fe，

16、空，空间利用率间利用率68%，配位数为，配位数为8镁型镁型典型代表典型代表Mg、Zn、Ti，空，空间利用率间利用率74%，配位数为，配位数为12铜型铜型典型代表典型代表Cu、Ag、Au，空，空间利用率间利用率74%，配位数为，配位数为12例例1如图，直线交点处的圆圈为如图，直线交点处的圆圈为NaCl晶体中晶体中Na或或Cl所所处的位置这两种离子在空间三个互相垂直的方向上都处的位置这两种离子在空间三个互相垂直的方向上都是等距离排列的是等距离排列的(1)请将其中代表请将其中代表Na的圆圈涂黑的圆圈涂黑(不必考虑体积大不必考虑体积大小小)，以完成，以完成NaCl晶体结构示意图晶体结构示意图(2)晶体

17、中，在每个晶体中，在每个Na的周围与它最接近的且距离的周围与它最接近的且距离相等的相等的Na共有共有_个个(3)在在NaCl晶胞中正六面体的顶点上、面上、棱上晶胞中正六面体的顶点上、面上、棱上的的Na或或Cl为该晶胞与其相邻的晶胞所共有，一为该晶胞与其相邻的晶胞所共有，一个晶胞中个晶胞中Cl的个数等于的个数等于_，即，即_(填填计算式计算式)；Na的个数等于的个数等于_，即，即_(填计算式填计算式)(4)设设NaCl的摩尔质量为的摩尔质量为Mr gmol1，食盐晶体的密，食盐晶体的密度为度为 gcm3，阿伏加德罗常数的值为，阿伏加德罗常数的值为NA.食盐晶食盐晶体中两个距离最近的钠离子中心间的

18、距离为体中两个距离最近的钠离子中心间的距离为_cm. (1) 如图所示如图所示 (2) 从体心从体心 Na看，与它最接近的且距离相等的看，与它最接近的且距离相等的Na共有共有12个个 (3)根据离子晶体的晶胞，求阴、阳离子个数比的方法是均摊法根据离子晶体的晶胞，求阴、阳离子个数比的方法是均摊法由此可知，如图由此可知，如图NaCl晶胞中，含晶胞中，含Na：8186124个；含个；含 Cl：121414个个 例例2现有几组物质的熔点现有几组物质的熔点()数据：数据：A组组B组组C组组D组组金刚石：金刚石：3550Li：181HF：83NaCl：801硅晶体：硅晶体：1410Na：98HCl：115

19、KCl：776硼晶体：硼晶体：2300K：64HBr：89 RbCl：718二氧化硅：二氧化硅：1723Rb：39HI：51CsCl：645据此回答下列问题：据此回答下列问题：(1)A组属于组属于_晶体，其熔化时克服的粒子间晶体，其熔化时克服的粒子间的作用力的作用力 是是_(2)B组晶体共同的物理性质是组晶体共同的物理性质是_(填序号填序号) 有金属光泽有金属光泽导电性导电性导热性导热性延展延展性性(3)C组中组中HF熔点反常是由于熔点反常是由于 _(4)D组晶体可能具有的性质是组晶体可能具有的性质是_(填序号填序号) 硬度小硬度小水溶液能导电水溶液能导电固体能导电固体能导电 熔融状态能导电熔

20、融状态能导电(5)D组晶体的熔点由高到低的顺序为：组晶体的熔点由高到低的顺序为：NaClKClRbClCsCl，其原因解释为：，其原因解释为：_.(1)A组由非金属元素组成，熔点最高，属于原子晶组由非金属元素组成，熔点最高，属于原子晶体，熔化时需破坏共价键体，熔化时需破坏共价键(2)B组都是金属，具有金属晶体的性质组都是金属，具有金属晶体的性质(3)HF熔点高是由于分子之间形成氢键熔点高是由于分子之间形成氢键(4)D组是离子化合物，熔点高，具有离子晶体的性组是离子化合物，熔点高，具有离子晶体的性质质(5)晶格能与离子电荷和离子半径有关，电荷越多、晶格能与离子电荷和离子半径有关，电荷越多、半径越

21、小，晶格能越大、晶体熔点越高半径越小，晶格能越大、晶体熔点越高答案答案(1)原子共价键原子共价键(2)(3)HF分子间能形成氢键，其熔化时需要消耗的能分子间能形成氢键，其熔化时需要消耗的能量更多量更多(只要答出只要答出HF分子间能形成氢键即可分子间能形成氢键即可)(4)(5)D组晶体都为离子晶体，组晶体都为离子晶体，r(Na)r(K)r(Rb)r(Cs)，在离子所带电荷相同的情况下，半径越，在离子所带电荷相同的情况下，半径越小，晶格能越大，熔点就越高小，晶格能越大，熔点就越高 (1)比较晶体的熔点，首先要判断晶体的类型，一般是熔比较晶体的熔点，首先要判断晶体的类型，一般是熔点：原子晶体点：原子

22、晶体离子晶体离子晶体分子晶体分子晶体(2)原子晶体熔化断开的是共价键，原子半径越小，键原子晶体熔化断开的是共价键，原子半径越小，键长越短，键能越大，熔点越高长越短，键能越大，熔点越高离子晶体中离子半径越离子晶体中离子半径越小，离子电荷越多，熔点越高小，离子电荷越多，熔点越高分子晶体中分子间作用分子晶体中分子间作用力越大，熔点越高，同时考虑氢键力越大，熔点越高，同时考虑氢键金属晶体熔化时破金属晶体熔化时破坏金属键，金属离子半径越小，电荷越多，熔点越高坏金属键，金属离子半径越小，电荷越多，熔点越高(3)原子晶体的熔点不一定比离子晶体高，如原子晶体的熔点不一定比离子晶体高，如MgO具有较具有较高的熔点，金属晶体的熔点不一定比分子晶体的熔点高，高的熔点，金属晶体的熔点不一定比分子晶体的熔点高，如汞常温时为液态如汞常温时为液态3碳化硅碳化硅