2025届高三化学一轮复习 晶体结构与性质 课件

复习目标1．了解常见晶体晶胞的结构模型并由此确定晶胞中的粒子数目或晶体化学式。2．了解常见典型晶体的模型并了解其粒子构成及其相互作用。3．掌握常见晶体类型和性质的比较判断。物质的聚集状态晶体与晶胞考点一1．物质的聚集状态(1)物质的聚集状态除了固态、液态、气态，还有______、________以及介于______和________之间的塑晶态、液晶态等。上述聚集状态不一定都由分子构成，也可能由离子构成。晶态非晶态晶态非晶态物质的聚集状态晶体与晶胞考点一(2)三种特殊聚集状态（回顾教材）①等离子体是由______、________和电中性粒子(原子或分子)组成的整体上呈________的物质聚集体。具有良好的导电性和流动性。②离子液体是熔点不高的仅由______组成的液体物质。③液晶是介于____态和____态之间的物质状态，既具有液体的流动性、黏度、形变性等，又具有导热性、光学性质等。电子阳离子电中性离子液晶物质的聚集状态晶体与晶胞考点一世界上最大的紫水晶(1)晶体有什么特点和性质？(2)晶体与非晶体有什么本质区别？(3)如何鉴别晶体和非晶体？(4)得到晶体有哪些途径？回归教材

必备知识阅读课本70-71页物质的聚集状态晶体与晶胞考点一2．晶体与非晶体(1)晶体与非晶体比较

晶体非晶体结构特征原子在三维空间里呈周期性____序排列原子排列相对____序性质特征自范性________熔点______________异同表现__________无各向异性二者区别方法间接方法看是否有固定的______科学方法对固体进行___________实验有无有无固定不固定各向异性熔点X射线衍射宏观辨识微观探析性质结构决定2．晶体与非晶体(2)获得晶体的途径熔融态物质凝固；气态物质冷却不经液态直接凝固(凝华);溶质从溶液中析出(结晶)。从熔融态结晶出来的硫晶体凝华得到的碘晶体从饱和硫酸铜溶液中得到的硫酸铜晶体固态液态气态凝固凝华融化升华气化液化(放热)(放热)(放热)(吸热)(吸热)(吸热)3．晶胞（1）概念描述晶体结构的基本单元叫晶胞。铜晶胞铜晶体结构晶胞是晶体中最小的结构重复单元。注意：晶胞是人为划定的。晶胞平行六面体8个顶角相同3套各2个平行面分别相同3套各4根平行棱分别相同平行六面体晶胞满足的条件：（2）特征：其三条边的长度不一定相等，也不一定互相垂直。晶胞的形状和大小由具体晶体的结构所决定。常规的晶胞一般是平行六面体。正方体

或

长方体同一个晶体中，所有晶胞的形状及其内部的原子种类、个数及几何排列是完全相同的。8个顶角相同xzy三套各两个平行面分别相同xzyxzy(共6个面)两个xy平行面(前后)两个xz平行面(上下)两个yz平行面(左右)xzy三套各4根平行棱分别相同xzyxzy(共12根棱)4根x轴平行棱4根z轴平行棱4根y轴平行棱（2）特征：无隙并置整块晶体可以看作是数量巨大的晶胞“无隙并置”而成无隙并置A图中的晶体结构满足晶胞的特点，是晶胞。B图中的晶体结构，不满足晶胞“8个顶角相同”的要求，无法进行“无隙并置”，不是晶胞。C图中的晶体结构，不满足晶胞“三套各4根平行棱分别相同”的要求，无法进行“无隙并置”，不是晶胞。D图中的晶体结构，不满足“三套各两个平行面分别相同”的要求，无法进行“无隙并置”，不是晶胞。判断下列六面体是否是晶胞？（3）晶胞中粒子数目的计算——均摊法某个粒子为n个晶胞所共有，则该粒子的

属于这个晶胞(均摊法)1内部：1面上：1/22134棱边：1/4顶角：1/8（3）晶胞中粒子数目的计算——均摊法某个粒子为n个晶胞所共有，则该粒子的

属于这个晶胞(均摊法)面上：1/2顶角：1/812面上：1/2127685顶角：1/8【思考】晶胞都是平行六面体吗？六棱柱（六方）晶胞三棱柱晶胞晶胞不一定都取平行六面体中学要求掌握平行六面体晶胞X：6/12=1/2Y：6/4+3/6=2Z：11.计算下列晶胞中原子数目，确定化学式。化学式：X2ZY4规律总结：晶体化学式的确定流程:观察确认粒子种类→确定各粒子在晶胞中的位置→用均摊法求晶胞均摊各粒子的数目→求各粒子数目的最简比→确定化学式。对点训练

顶点：1/12内部：1竖直(侧)棱：1/6水平(上下)棱：1/4正三棱柱结构中粒子的计算方法位置顶角水平棱竖直棱面上内部份额1/121/41/61/21六棱柱（六方）晶胞中粒子的计算方法位置顶角水平棱竖直棱面上内部份额顶角：1/6竖直(侧)棱：1/3水平(上下)棱：1/4面上：1/2内部11/61/41/31/212.纳米材料的表面粒子数占粒子总数的比例很大，这是它有许多特殊性质的原因。假设某硼镁化合物的结构如图所示(六个硼原子位于内部)，则这种纳米颗粒的表面粒子数占总粒子数的百分比为(

)A．22%

B．70%

C．66.7%

D．33.3%真题感悟明确考向243题号15——晶体与非晶体1．水的状态除了气、液和固态外，还有玻璃态。它是由液态水急速冷却到165K时形成的。玻璃态的水无固定形状，不存在晶体结构，且密度与普通液态水的密度相同，下列有关玻璃态水的叙述正确的是(

)A．水由液态变为玻璃态，体积缩小B．水由液态变为玻璃态，体积膨胀C．玻璃态是水的一种特殊状态D．在玻璃态水的X射线图谱上有分立的斑点或明锐的衍射峰√23题号1542．下列关于晶体和非晶体的说法正确的是(

)A．晶体在三维空间里呈周期性有序排列，因此在各个不同的方向上具有相同的物理性质B．晶体在熔化过程中需要不断地吸热，温度不断地升高C．普通玻璃在各个不同的方向上力学、热学、电学、光学性质相同D．晶体和非晶体之间不可以相互转化√23题号541——晶胞中粒子数的计算3．已知某化合物的晶体是由如图所示最小单元密置堆积而成的，关于该化合物的叙述中错误的是(

)√A．1mol该化合物中有1molYB．1mol该化合物中有3molCuC．1mol该化合物中有2molBaD．该化合物的化学式是YBa2Cu3O6243题号514．某FexNy的晶胞如图1所示，Cu可以完全替代该晶体中a位置Fe或者b位置Fe，形成Cu替代型产物Fe(x－n)CunNy。FexNy转化为两种Cu替代型产物的能量变化如图2所示，其中更稳定的Cu替代型产物的化学式为________。

Fe3CuN23题号541(1)该结构单元________晶胞结构(填“是”或“否”)。(2)该晶体的一个晶胞含有X、Y的个数分别为________、________。(3)X的配位数为________，Y的配位数为________。(4)X周围等距离最近的X数目为________，Y周围等距离最近的Y数目为________。5．某离子晶体的结构如图所示，X()位于立方体的顶点，Y(立方体的中心。试分析：否4884126常见晶体结构模型分析考点二一、共价晶体所有原子都以共价键相互结合形成三维的立体网状结构的晶体构成粒子共价晶体原子粒子间的作用力共价键1.定义：典型的共价晶体：如金刚石、硼（B）、硅（Si）、锗（Ge）和锡（Sn）等如碳化硅(SiC)、二氧化硅(SiO2)及氮化硅(Si3N4)等③极少数金属氧化物①某些单质②某些含硅化物如刚玉(ɑ-Al2O3)109º28´，三维骨架键能：347.7kJ/mol（很大）键长：154pm（很短）熔点很高：大于35000C

硬度最大：摩氏10度结构决定性质金刚石abcd

每个碳原子成4个碳碳键a、b、c、d，四个中任选2个碳碳键，有六种情况：ab、ac、ad、bc、bd、cd。每两个碳碳键被两个六元环公用，所以四个碳碳键被12个六元环共用。所以1个碳原子被12个六元环共用。109º28´①在晶体中每个碳原子以四个共价单键与相邻的4个碳原子相结合，成为正四面体。②晶体中C-C-C夹角为109°28'③最小环上有6个碳原子，最多3个碳原子在同一平面。④每个碳原子被

个六元环共用。

金刚石12⑦在金刚石晶胞中占有的碳原子数_______

⑤每个碳原子都采取_______;sp3杂化⑥晶体中每个C参与了4条C—C键的形成，而在每条键

中的贡献只有一半，故C原子与C—C键数之比为：1：（）=1：28⑧12g金刚石含有_____个C原子含有_____个C-C键NA2NA金刚石C-C键参数键长154pm键能347.7kJ·mol-1金刚石性质熔点＞3500℃硬度大

活动:认识金刚石的晶体结构和性质从金刚石结构的角度解释金刚石熔点高，硬度大的原因。金刚石晶胞低温石英晶体的空间结构模型

活动:认识二氧化硅的晶体结构二氧化硅晶体结构与金刚石晶体结构有什么相同点和不同点？109º28´SiO共价键二氧化硅②在SiO2晶体中，每个硅原子形成

个共价键；每个氧原子形成

个共价键；①在SiO2晶体中，每个硅原子与

个氧原子结合；每个氧原子与

个硅原子结合；在SiO2晶体中硅原子与氧原子个数之比是

.

③在SiO2

晶体中，最小环为

元环。21：244212二氧化硅180º109º28´④每个十二元环中平均含有硅原子

1：41：2=6×1/12=1/2

硅原子个数与Si－O共价键个数之是

；氧原子个数与Si－O共价键个数之比是

。每个十二元环中平均含有Si－O键=12×1/6=2

⑤60g二氧化硅含有_____个Si原子含有_____个O原子含有_____个Si-O键NA2NA4NA二氧化硅熔点高（通常＞1000℃）硬度大碳化硅（SiC）砂轮氮化硅（Si3N4）航天耐高温材料共价晶体的性质特点共价晶体的结构特点非密堆积原子通过共价键形成空间网状结构【思考与讨论】怎样从原子结构的角度理解金刚石、硅和锗的熔点和硬度依次下降？共价晶体金刚石硅锗熔点/℃＞350014101211硬度*106.56.0晶体的类型分子晶体共价晶体概念以分子间作用力结合相邻原子间以共价键结合组成的粒子分子原子作用力分子间作用力共价键熔点较低较高硬度小大分子晶体和共价晶体对比(1)依据构成晶体的微粒和微粒间的作用力判断。

构成共价晶体的微粒是原子,微粒间的作用力是共价键;构成分子晶体的微粒是分子或原子(稀有气体),微粒间的作用力是分子间作用力。(2)依据晶体的熔点判断。

共价晶体的熔点高,常在1000℃以上;而分子晶体熔点低,常在数百摄氏度以下甚至更低。分子晶体和共价晶体的判断方法(3)还可以依据晶体的硬度与机械性能判断。

共价晶体硬度大,分子晶体硬度小且较脆。(4)依据导电性判断。

分子晶体为非导体,但部分溶于水后能导电;原子晶体多数为非导体,但晶体硅、锗是半导体。分子晶体和共价晶体的判断方法常见晶体结构模型分析考点二二、分子晶体组成粒子：分子相互作用分子内：共价键分子间：分子间作用力1.定义：只含有分子的晶体称为分子晶体。碘（I2）干冰（CO2）碳60（C60）冰（H2O）常见晶体结构模型分析考点二二、分子晶体2.结构特征碳60的晶胞大多数分子晶体的结构有如下特征：如果分子间作用力只是范德华力，若以一个分子为中心，其周围最多可以有12个紧邻的分子，分子晶体的这一特征称为分子密堆积,如碳60CO2

分子：中心每个分子周围有12个紧邻的分子，分子间只存在范德华力分子密堆积2.结构特征

利用冰晶体的结构模型认识分子晶体的结构特征,每个H2O周围有几个紧密相邻的H2O？冰中１个水分子周围有４个水分子每个水分子与四面体顶角方向的4个相邻水分子相互吸引。分子非密堆积氢键具有方向性2.结构特征微粒间作用力空间特点举例分子密堆积分子非密堆积通常每个分子周围有12个紧邻的分子每个分子周围紧邻的分子数小于12个范德华力范德华力和氢键C60、干冰、I2、O2HF、NH3、冰2.结构特征只含分子的晶体低熔点、硬度小含有氢键的分子晶体具有更为特殊的物理性质（熔沸点偏高、水溶性高、水的密度反常等）构成分子密堆积如：干冰只有范德华力含有氢键分子之间分子非密堆积如：冰性质结构分子晶体小结常见晶体结构模型分析考点二三、离子晶体1.定义：由阴离子和阳离子相互作用而形成的晶体，叫做离子晶体2.常见离子晶体：强碱、活泼金属的氧化物和过氧化物、大多数盐（1）NaCl等离子晶体在熔融状态下导电、

水溶液导电与金属导电有什么不同?离子晶体的性质探究（2）离子晶体是否具有较好的延展性？施加外力发生滑动阳离子阴离子离子晶体的性质探究发生滑动同种电荷相互排斥，使晶面裂开（2）离子晶体是否具有较好的延展性？离子晶体的性质探究(3)有阳离子是否一定有阴离子？若有阴离子，是否一定存在阳离子？在金属晶体中有阳离子，但没有阴离子，所以晶体中有阳离子不一定有阴离子思考交流有阴离子，则一定有阳离子。常见晶体结构模型分析考点二三、离子晶体3.离子晶体的物理性质具有较高的熔、沸点，难挥发

离子晶体中，阴、阳离子间有强烈的相互作用（离子键），要克服离子间的相互作用使物质熔化和沸腾，就需要较多的能量。因此，离子晶体具有较高的熔、沸点和难挥发的性质。

一般说来，阴、阳离子的电荷数越多，离子半径越小，离子键越强，离子晶体的熔、沸点越高。（1）每个晶胞含钠离子、氯离子的个数：

熔点：801oC、沸点：1413oC三、离子晶体NaClCl−Na+（2）晶胞中各离子的位置分布；三、离子晶体NaCl（2）晶胞中各离子的位置分布；三、离子晶体NaClCl−Na+三、离子晶体NaCl（3）配位数：一种离子周围最邻近的带相反电荷的离子数目每个Na＋周围与之等距且距离最近的Cl－有____个。6它们所围成的空间几何构型是：正八面体每个Cl-周围与之等距且距离最近的Na＋有____个。6三、离子晶体NaCl（4）每个Na＋周围与之等距且距离最近的Na＋有___个。每个Cl－周围与之等距且距离最近的Cl－有____个。1212Cl－Na＋三、离子晶体CsCl(1)每个晶胞含铯离子、氯离子的个数：熔点：645oC、沸点：1290oC1个（2）配位数每个Cs＋周围与之等距且距离最近的Cl－有____个。它们所围成的空间几何构型是

。8正六面体每个Cl-周围与之等距且距离最近的Cs+有____个。8三、离子晶体CsCl(3)每个Cs＋周围与之等距且距离最近的Cs＋有

个。

每个Cl－周围与之等距且距离最近的Cl－有

个。66三、离子晶体CsCl①Ca2＋在晶胞中的位置

，F－在晶胞中的位置

，②由均摊法可得：该晶胞中所拥有的Ca2＋数为

个，F－数为____个，晶体中Ca2＋数与F－数之比为

。③每个Ca2＋紧邻

个F－，即Ca2＋的配位数为

，这几个离子构成一个

体。每个F－紧邻

个Ca2＋，即F－的配位数为

，这几个离子构成一个

体。Ca2＋与F－的配位数之比为

。Ca2+F--顶点，面心内部481：288立方44正四面2：1CaF2三、离子晶体ZnS的晶体结构如图所示，（1）请分析离子在晶胞中的位置（2）该晶胞中Zn2+的个数为

。S2-

的个数为

。个数之比为

。（3）Zn2+的配位数为

。S2-

的配位数为

。配位数之比为

。441：11：144分析下列物质的物理性质，判断其晶体类型。(1)碳化铝，黄色晶体，熔点2200℃，熔融态不导电：________。(2)溴化铝，无色晶体，熔点98℃，熔融态不导电：________。(3)五氟化矾，无色晶体，熔点19.5℃，易溶于乙醇、氯仿、丙酮等：__________。(4)溴化钾，无色晶体，熔融时或溶于水中都能导电：________。(5)SiI4：熔点120.5℃，沸点287.4℃，易水解：________。(6)硼：熔点2300℃，沸点2550℃，硬度大：________。(7)硒：熔点217℃，沸点685℃，溶于氯仿：________。(8)锑：熔点630.74℃，沸点1750℃，导电：________。共价晶体分子晶体分子晶体离子晶体分子晶体共价晶体分子晶体金属晶体四、混合型晶体——石墨晶体(1)石墨层状晶体中，层与层之间的作用力是__________。(2)平均每个正六边形拥有的碳原子个数是___，C原子采取的杂化方式是_____。(3)在每层内存在______键和类似金属键的作用力。能导电，晶体中每个C形成3个共价键，C的另一价电子在电场作用下可移动，形成电流。(4)石墨C—C的键长比金刚石C—C的键长短，熔点比金刚石的____。范德华力2sp2共价高五、过渡型晶体——石墨晶体1．(2024年1月·吉林黑龙江适应性考试)镍酸镧电催化剂立方晶胞如图所示，晶胞参数为a，具有催化活性的是Ni，图①和图②是晶胞的不同切面。下列说法错误的是(

)√

2．(2024·合肥模拟)有关晶体或晶胞的结构如图所示，下列说法不正确的是(

)A．在NaCl晶体中，距Cl－最近的Na＋形成正八面体B．在CaF2晶体中，每个晶胞平均含有4个Ca2+C．冰晶体中每个水分子与另外四个水分子形成四面体结构D．该气态团簇分子的分子式为EFD

[该气态团簇分子的分子式为E4F4，D错误。]√3．已知金刚石的晶胞如图。

六109°28′晶体类型与晶体性质考点三1．常见晶体类型比较比较类型分子晶体共价晶体金属晶体离子晶体石墨晶体构成粒子__________________________________________________________粒子间的相互作用力_____________________________________共价键、类似金属键的作用力与范德华力分子或原子原子金属阳离子和自由电子阴、阳离子原子范德华力、氢键共价键金属键离子键晶体类型与晶体性质考点三

①石墨晶体为混合型晶体，为层状结构。硬度小、质软，能导电。②“电子气理论”要点a．该理论把金属键描述为金属原子脱落下来的价电子形成遍布整块晶体的“电子气”，被所有原子所共用，从而把所有的金属原子维系在一起。金属键的实质是金属阳离子与“电子气”间的静电作用。b．利用“电子气理论”可以解释金属晶体的导电、导热和延展性。1．下列有关晶体类型的判断正确的是(

)ASiI4：熔点120.5℃，沸点271.5℃共价晶体BB：熔点2300℃，沸点2550℃，硬度大金属晶体C锑：熔点630.74℃，沸点1750℃，晶体导电共价晶体DFeCl3：熔点282℃，易溶于水，也易溶于有机溶剂分子晶体√2．磷酸亚铁锂(LiFePO4)可用作锂离子电池正极材料，具有热稳定性好、循环性能优良、安全性高等特点，文献报道可采用FeCl3、NH4H2PO4、LiCl和苯胺等作为原料制备。苯胺的晶体类型是____________。苯胺与甲苯

的相对分子质量相近，但苯胺的熔点(－5.9℃)、沸点(184.4℃)分别高于甲苯的熔点(－95.0℃)、沸点(110.6℃)，原因是____________________________。[解析]苯胺是有机化合物，晶体类型是分子晶体。氮原子电负性大，苯胺分子间存在氢键，使苯胺的熔点、沸点比甲苯高。分子晶体苯胺分子之间存在氢键

H2O分子间形成氢键>两者均为离子化合物，且阴、阳离子的电荷数均为1，但后者的离子半径较大，离子键较弱，因此其熔点较低>CO为极性分子而N2为非极性分子，CO分子间作用力较大增大

三种物质均为分子晶体，结构与组成相似，相对分子质量越大，范德华力越大，熔、沸点越高(5)金刚石的熔点比C60的高的原因是____________________________________。(6)FeF3具有较高的熔点(高于1000℃)，其化学键类型是________，FeBr3的相对分子质量大于FeF3，但其熔点只有200℃，原因是________________