人教版高中化学选择性必修2《晶体结构和性质》学案（原卷版）

第22课晶体结构和性质单元复习

学习目标

i.会判断晶体类型。

2.会比较物质熔、沸点的高低。

3.会确定晶体中粒子的配位数。

4.会晶胞的有关计算。

5.会用各类晶体的性质分析解决问题。

知识梳理

一、判断晶体类型的方法

1.依据构成晶体的微粒和微粒间的作用判断

①分子晶体的构成微粒是—，微粒间的作用为o

②共价晶体的构成微粒是—,微粒间的作用是。

③金属晶体的构成微粒是,微粒间的作用是。

④离子晶体的构成微粒是，微粒间的作用是O

2.依据物质的分类判断

①大多数非金属单质（除金刚石、石墨、晶体硅等）、非金属氢化物、非金属氧化物（除SiO2等外）、几乎所有

的酸、绝大多数有机物（除有机盐外）是=

②金刚石、晶体硅、晶体硼、碳化硅、二氧化硅等是o

③金属单质（除汞外）和合金是。

④金属氧化物（如K2O、NazCh等）、强碱（NaOH、KOH等）和绝大多数的盐类是。

3.依据晶体的熔点判断

①晶体的熔点低。

②晶体的熔点较高。

③晶体的熔点很高。

④晶体的多数熔点高，但也有少数熔点相当低合金的熔、沸点比其成分金属低。

4.依据导电性判断

①晶体是电的良导体，固体导电。

②晶体一般为非导体，但硅为半导体。

③晶体溶于水及熔融状态时能导电。

④晶体为非导体，而分子晶体中的电解质（主要是酸和强极性非金属氢化物）溶于水，使分子内的化学

键断裂形成自由移动的离子，也能导电。

5.依据硬度和机械性能判断

①晶体硬度小且较脆。

②晶体硬度大。

③晶体多数硬度大，但也有较低的，且具有延展性。合金的硬度比其成分金属大。

④晶体硬度较大、硬而脆

二、物质熔沸点大小的比较

1.首先看物质状态：一般情况下，固体—液体—气体。

2.其次看物质所属晶体类型：一般情况下，共价晶体—离子晶体—分子晶体。金属晶体的熔、沸点差别

很大，如鸨、钳等金属的熔、沸点很高，汞、艳等金属的熔、沸点很低。

3.同种类型晶体的熔、沸点的比较：

（1）分子晶体：

①看是否含有:有分子间氢键的熔沸点高，相同的分子间氢键，看氢键的个数，个数越多，熔沸点越高。

②比较范德华力：组成和结构相似，相对分子质量越熔沸点越

③比较分子极性：相对分子质量—，分子极性越—，熔沸点越―o

④同分异构体的支链越—，熔、沸点越—0

（2）共价晶体：

①晶体的熔、沸点高低取决于共价键的键长和键能。键长越—，键能越—，共价键越—，物质的熔、沸

点越___O

②若没有告知键长或键能数据时，可比较原子半径的—o一般原子半径越—，键长越键能越

晶体的熔点就越―O

（3）金属晶体：

①金属离子半径越—,离子所带电荷数越其金属键越金属的熔、沸点越—。

②合金的熔点一般比组成合金的纯金属—。

离子晶体：

①一般地，离子所带的电荷数越—，离子半径越—，则离子间的作用力就越—，其离子晶体的熔、沸点

就越—O

②离子所带的电荷数的影响—离子半径的影响。

三、晶体配位数的确定

晶体的配位数是指晶体中一个原子周围与其等距离的最邻近的原子的数目。

1.最密堆积晶体的配位数均为—，如分子晶体中的干冰。

2.金刚石、碳化硅，配位数均为—0

3.金属晶体

堆积模型简单立方堆积体心立方堆积六方最密堆积面心立方最密堆积

iw

晶胞口o

配位数681212

原子半径⑺和晶0\[3ary[^a

2r=a2・2r—2

胞边长(。)的关系2

一个晶胞内原子

—

数目————

常见金属PoNa、K、FeMg、Zn、TiCu>Ag>Au

4.离子晶体中的配位数是指一个离子周围最近的异电性离子的数目

四、晶胞的有关计算

1.计算晶体密度的方法

确定晶胞中_物质的_」H的帖缶片「

粒子个数门员拿式晶胞的质量超

——密度I

I确定晶胞的体粉------------------------

(1)晶胞中微粒数目的计算方法一均摊法

为2个晶胞所共有，该

位于面上

粒子的4■属于该晶胞

^^工^\_为8个晶胞所共有，该

35^粒子的专属于该晶胞

俺豆&A整个粒子都属于该晶胞

为4个晶胞所共有，该

/于棱主A粒子的点属于该晶胞

晶胞任意位置上的一个原子如果是被〃个晶胞所共有，那么，每个晶胞对这个原子分得的份额就是《

(2)晶胞质量

晶胞质量=晶胞占有的微粒的质量=晶胞占有的微粒数*

(3)晶体密度

求、

根据晶胞结构确定各种粒子的数目——＞晶胞质量相

＞。专晶体密度。

求y

根据晶胞的边长或微粒间距离——＞晶胞体积J---------'

2.计算晶体中粒子间距离的方法

3.原子分数坐标参数

1)概念

原子分数坐标参数，表示晶胞内部各原子的相对位置。

2)原子分数坐标的确定方法

(1)依据已知原子的坐标确定坐标系取向。

(2)一般以坐标轴所在正方体的棱长为1个单位。

(3)从原子所在位置分别向x、y、z轴作垂线，所得坐标轴上的截距即为该原子的分数坐标。

五、晶体的基本类型与性质

分子晶体原子晶体金属晶体离子晶体

比较

金属阳离子和

构成粒子分子原子阴、阳离子

自由电子

粒子间的相互作

分子间作用力共价键金属键离子键

用力

有的很大，有的

硬度较小很大较大

很小

有的很高，有的

熔、沸点较低很高较高

很低

难溶于任何

溶解性相似相溶常见溶剂难溶大多易溶于水等极性溶剂

溶剂

一般不导电，溶于水一般不具有电和热的良导晶体不导电，水溶液或熔

导电、传热性

后有的导电导电性体融态导电

问题探究

A问题一晶体类型的判断

【典例11下列晶体的分类正确的一组是

选项离子晶体原子晶体分子晶体金属晶体

ACaCl2石墨ArHg

BNH4C1金刚石CH3cH20HAg

CCH3COOHSiC00Mg

c

DBa(OH)2Si~60NaH

【变式1-1】下列物质属于共价晶体的是

A.I2B.NaClC.SiO2D.Cu

【变式1-2】含硼化合物的两种晶体如图所示。下列叙述正确的是

已知：甲中晶胞的边长为硬m,NA为阿佛加德罗常数的值。图甲、图乙对应的晶体熔点依次为2700℃、830℃o

A.图乙晶体的化学式为Mg再

B.图甲、图乙对应的晶体都是离子晶体

C.图甲中B原子和N原子之间的最近距离为gqpm

D.图甲中，B原子填充在由N原子构成的四面体中

A问题二物质熔、沸点的比较

【典例2】下列物质的熔、沸点高低顺序中，正确的是

A.金刚石＞晶体硅〉金刚砂B.CI4>CBr4>CCl4>CH4

C.MgO>H2O>O2>Br2D.金刚石,生铁〉纯铁〉钠

【变式2-1】下列各组物质性质的比较，结论正确的是

A.分子的极性：BC13>PC13B.沸点：邻羟基苯甲酸〈对羟基苯甲酸

C.熔点：MgCl2<AlCl3D.硬度：C（金刚石）<SiC

【变式2-2】下列各组数据比较，前者比后者小的是

A.Mg?+与K+的氧化性B.乙烷与苯分子中碳碳键键长

C.氯化钠与氯化钠的熔点D.AIQ3与A1CI,的熔点

A问题三晶胞的有关计算

【典例3】下列说法不正确的是

碳化鸨的晶胞

A.NaCl晶胞中，每个C1-周围最紧邻的Na+构成正四面体

B.CsCl晶胞中，在每个Cs+周围最近且等距离的C1-有8个

C.干冰晶胞中，CO2分子的配位数为12

D.碳化鸨的晶胞结构如图所示，则碳化鸨的化学式WC

【变式3-1］氮化钛晶体的立方晶胞结构如图所示，该晶胞中N、N之间的最近距离为apm,以晶胞边长

为单位长度建立坐标系，原子A的坐标参数为（0,0,0）,下列说法错误的是

A.原子B的坐标参数为B.晶胞边长是0apm

C.该物质的化学式为TiND.Ti的配位数为6

【变式3-2】Li、Fe、Se可形成新型超导材料，晶胞如图所示（Fe原子均位于面上）。晶胞棱边夹角均为90。,

X的分数坐标为（0,1，

,Y的分数坐标为设NA为阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是

Fe

A.Fe原子的配位数为3B.坐标为的原子是Li

D.Se原子，X与Y之间的距离为38a°+b：

C.该晶体的密度为,2.,-g-cm-3

a/6

强化训练

1.下列关于分子的结构和性质的描述中，错误的是

A.P月和PCL分子均为三角双锥结构，两者的沸点关系为：PE<PCk

OH

B.乳酸（I）分子中含有一个手性碳原子

CHj—CH—COOH

C.碘易溶于浓碘化钾溶液，甲烷难溶于水都可用“相似相溶”原理解释

D.氟的电负性大于氯的电负性，导致三氟乙酸的酸性大于三氯乙酸的酸性

2.S和O可组成一系列负二价阴离子，结构如图。下列说法正确的是

硫酸根焦硫酸根过二硫酸根硫代硫酸根

a，号、乐聚、足2

，1''，1»'

/:「、、

。‘二年:为

-b-'方

A.电负性O>S,该系列中不存在非极性键

B.Imol焦硫酸根在水溶液中可生成2molSOj

C.硫酸根和硫代硫酸根的空间构型均为正四面体

D.过二硫酸根具有极强氧化性，原因是其中S元素处于+7价

3.碳元素和硅元素为同一主族元素但他们的氧化物性质差异很大，冰晶胞中水分子的排列方式和金刚石的

晶胞类似，下列这四种晶胞的说法正确的是

A.一个干冰晶胞中有4个CCh分子，一个SiCh晶胞中有8个SiCh分子

B.干冰中一个CCh分子周围有6个C02分子紧邻

C.冰和金刚石熔沸点都很高，熔化时均破坏共价键

D.冰中水分子之间由于氢键的存在，使其结构与金刚石相似

4.下表给出几种物质的熔点，对此有下列一些说法：①CaC%属于离子晶体②SiCl,是分子晶体③一个Si。?

分子由1个Si原子和2个。原子构成④MgCl?在熔化状态不能导电，上述说法中正确的有

物质SiO2MgCl2CaCl2SiCl4

熔点（℃）1723712782-68

A.①②B.①③C.②④D.①②③

5.O.lmol氯化铭（CKV6H2O）在水溶液中用过量硝酸银溶液处理，产生0.2molAgCl沉淀。已知C/+的配

位数为6,则此氯化铝化学式是

A.[Cr（H2O）6]d3B.[Cr（H2O）5Cl]Cl2-H2O

C.[Cr（H2O）4ClJci-2H2OD.[Cr（H2O）3Cl3]-3H2O

6.如图为几种晶体或晶胞的结构示意图。

请回答下列问题:

(1)金刚石属于晶体，其中每个碳原子与个碳原子距离最近且相等；

(2)碘晶体属于晶体，每个碘晶胞中实际占有个碘分子。

(3)冰、金刚石、MgO、碘单质四种晶体的熔点由高到低的顺序为o

(4)假设碘晶胞中立方体的边长为acm,阿伏加德罗常数的值为NA,则碘晶体的密度为g-cm3。

力提升

1.如图为Ge单晶的晶胞，晶胞参数为apm。其中原子坐标参数A为(0,0,0),B为，C为\，；，°

下列说法正确的是

oA/j,q

A-该晶体的密度为不/g

8r

B.若Ge原子半径为rpm,则晶胞参数〃=存

C.该晶体中每个Ge原子被