1、第31讲 晶体结构与性质/考纲导视/考纲定位/1/了解晶体的类型，了解不同类型晶体中结构微粒、微粒间 作用力的区别/2/了解晶格能的概念，了解晶格能对离子晶体性质的影响。 3/了解分子晶体结构与性质的关系/4/了解原子晶体的特征，能描述金刚石、二氧化硅等原子晶 体的结构与性质的关系/5/理解金属键的含义，能用金属键理论解释金属的一些物理 性质。了解金属晶体常见的堆积方式/6/了解晶胞的概念，能根据晶胞确定晶体的组成并进行相关 的计算/基础反馈 正误判断，正确的画“”，错误的画“”。 (1)离子晶体中每个离子周围均吸引着 6 个带相反电荷的离/子/2)分子晶体的熔沸点很低，常温下都呈液态或气态(

2、 (3)原子晶体中的各相邻原子都以共价键相结合/4)金属导电的原因是在外电场作用下金属产生***电子/电子定向运动/个 Ca2/5)金属晶体和离子晶体中分别存在金属键和离子键等强/烈的相互作用，很难断裂，因而都具有延展性/6)氮化碳/属于原子晶体，其化学式/为 C3N4/7)在 CaF2 晶体/中，每个晶胞平均占有 4/8)在金刚石晶体/中，碳原子与碳碳键个数/的比为 12/9)金属晶体的熔点不一定比分子晶体的高/10)同族元素的氧化物不可能形成不同类型的晶体/答案：(1) (2) (3) (4) (5) (6) (7) (8) (9) (10/考点一 晶体和晶胞/知识梳理/1晶体与非晶体/有/

3、无/有/无/固定/不固定/2/晶胞/1)晶胞：是描述晶体结构的基本单元。 (2)晶体与晶胞的关系：整个晶体可以看作由数量巨大的晶 胞“_”而成，晶胞是晶体结构中的基本重复单元，晶胞 的结构可以反映晶体的结构。 (3)晶胞中粒子数目的计算均摊法：如某个粒子为 n 个/1 n/晶胞所共有，则该粒子有_属于这个晶胞/无隙并置/3晶格能/kJmol1/大/小/稳定/高/大/1)定义：气态离子形成 1 mol 离子晶体释放的能量，通常 取正值，单位：_。 (2)影响因素： 离子所带电荷数：离子所带电荷数越多，晶格能越 _。 离子的半径：离子的半径越_，晶格能越大。 与离子晶体性质的关系：晶格能越大，形成

4、的离子晶体 越_，且熔点越_，硬度越_/考点集训】 例 1(2016 年河北邢台模拟)磁光存储的研究是 Williams 等 在 1957 年使 Mn 和 Bi 形成的晶体薄膜磁化并用光读取之后开 始的。如图是 Mn 和 Bi 形成的某种晶体的结构示意图(白球均/在六棱柱内)，则该晶体物质的化学式可表示为/A/Mn2Bi/B/MnBi/C/MnBi3/D/Mn4Bi3/解析：由晶体的结构示意图可知：白球代表 Bi 原子，且均 在六棱柱内，所以 Bi 为6 个。黑球代表 Mn 原子，个数为12/答案：B/11/方法技巧/晶胞组成的计算规律/1)平面六面体形晶胞/2)非平行六面体形晶胞中粒子数目的

5、计算同样可用均摊 法，其关键仍然是确定一个粒子为几个晶胞所共有。例如，石 墨晶胞每一层内碳原子排成六边形，其顶点 1 个碳原子对六边/又如，在六棱柱晶胞(如图所示 MgB2 的晶胞)中，顶点上的 原子为 6 个晶胞(同层 3 个，上层或下层各 3 个)共有，底面上/原子个数为 6/例 2(2015 年新课标卷节选)O 和 Na 能够形成化合物 F， 其晶胞结构如图所示，晶胞参数 a0/566 nm，F 的化学式为 _；晶胞中 O 原子的配位数为_；列式计算晶体 F 的密度(gcm3)_/2)该晶体中Xn中n_/例 3元素 X 的某价态离子 Xn中所有电子正好充满 K、L、 M 三个电子层，它与

6、 N3形成的晶体结构如图所示/1)该晶体的阳离子与***离子个数比为_/3)X 元素的原子序数是_/4)晶体中每个 N3被_个等距离的Xn包围/答案：(1)31 (2)1 (3)29 (4)6/方法技巧 晶体微粒与 M(摩尔质量，gmol1)、(晶体密度，gcm3) 之间的关系/若 1 个晶胞中含有 x 个微粒，则 1 mol 晶胞中含有 x mol 微粒，其质量为 xM g；又1 个晶胞的质量为a3 g(a3为晶胞的体 积，单位为 cm3)，则1 mol晶胞的质量为a3NA g，因此有 xM a3NA/考点二/晶体类型的结构和性质/1四种晶体的比较/分子/原子/***、阳离子/分子间/共价键/金属键

7、/离子键/知识梳理/作用力/续表/2/晶体熔、沸点的比较/原子晶体/离子晶体/1)不同类型晶体熔、沸点的比较/分子晶体/不同类型晶体的熔、沸点高低的一般规律：_/_/小/短/大/强/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/高/2)同种类型晶体熔、沸点的比较。 原子晶体：( 比较共价键) 原子半径越_键长越 _键能越_共价键越_熔、沸点越_。 如熔点：金刚石_碳化硅_晶体硅/多/小/大/高/大/离子晶体：(比较离子键强弱或晶格能大小)一般地说， ***、阳离子的电荷数越_，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_，如 熔点：MgO_MgC

8、l2_NaCl_CsCl；衡量离子晶 体稳定性的物理量是晶格能。晶格能越_，形成的离子晶 体越_，熔点越_，硬度越_/稳定/高/大/大/高/高/大/高/分子晶体：(比较分子间作用力)分子间作用力越_， 物质的熔、沸点越_；具有氢键的分子晶体熔、沸点反常 地_ 。如 H2O_H2Te_H2Se_H2S ；组成和 结构相似的分子晶体，相对分子质量越_ ，熔、沸点越 _，如 SnH4_GeH4_SiH4_CH4；组成和结 构不相似的物质(相对分子质量接近)，分子的极性越大，其熔、 沸点越高，如 CON2，CH3OHCH3CH3；同分异构体，支链越 多，熔、沸点越低。如 CH3CH2CH2CH2CH3

9、/金属晶体：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，如熔、沸点：NaMgAl/3典型晶体模型/6/12/12/续表/6/12/8/6/续表/12/6/续表/12/8/12/考点集训/例 4有 A、B、C 三种晶体，分别由 H、C、Na、Cl 四种 元素中的一种或几种组成，对这三种晶体进行实验，结果如下 表/1)晶体的化学式分别为 A_、B_、C_。 (2)晶体的类型分别是 A_、B_、C_。 (3) 晶体中微粒间作用力分别是 A_ 、B_/C_/解析：根据A、B、C 所述晶体的性质可知，A 为离子晶体， 只能为 NaCl，微粒间的作用力为离子键；B 应为原子晶体，

10、只 能为金刚石，微粒间的作用力为共价键；C 应为分子晶体，且 易溶，只能为 HCl，微粒间的作用力为范德华力/答案：(1)NaCl C/HCl/2)离子晶体 原子晶体 分子晶体 (3)离子键 共价键 范德华力/方法技巧/晶体类型的判断方法/1)依据构成晶体的微粒和微粒间的作用判断：离子晶体的 构成微粒是***、阳离子，微粒间的作用力是离子键；原子晶体 的构成微粒是原子，微粒间的作用力是共价键；分子晶体的构 成微粒是分子，微粒间的作用力为范德华力或氢键；金属晶体 的构成微粒是金属阳离子和***电子，微粒间的作用力是金属 键/2)依据物质的类别判断：金属氧化物(如 K2O、Na2O2等)、 强碱(NaO

11、H、KOH 等)和绝大多数盐类是离子晶体；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 外)、几乎所有的酸、绝大多数有机物(除有机 盐外)是分子晶体；常见的单质类原子晶体有金刚石、晶体硅、 晶体硼等，常见的化合类原子晶体有碳化硅、二氧化硅等；金 属单质、合金是金属晶体/3)依据晶体的熔点判断：离子晶体的熔点较高；原子晶体 熔点高；分子晶体熔点低；金属晶体多数熔点高，但也有相当 低的/4)依据导电性判断：离子晶体溶于水及熔融状态时能导 电；原子晶体一般为非导体；分子晶体为非导体，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

12、化学键断裂形成***移动的离子，也能导电；金属晶体是 电的良导体/5)依据硬度和机械性能判断：离子晶体硬度较大或硬而 脆；原子晶体硬度大；分子晶体硬度小且较脆；金属晶体多数 硬度大，但也有较低的，且具有延展性/例 5(2016 届江西赣州一模)***元素在生产和生活中有广泛/的应用/1)P 原子的价电子排布图为_。 (2)四(三苯基***)钯分子结构如下图/P 原子以正四面体的形态围绕在钯原子中心上，钯原子的 杂化轨道类型为_；判断该物质在水中溶解度并加以 解释_。该物质 可用上图所示的物质 A 合成：物质 A 中碳原子杂化轨道类型为 _；一个 A 分子中手性碳原子数目为_/3)在下图中表示出四(三苯基

13、***)钯分子中配位键/_ gcm3/4)PCl5 是一种白色晶体，在恒容密闭容器中加热可在 148 液化，形成一种能导电的熔体，测得其中含有一种正四面体形 阳离子和一种正六面体形***离子，熔体中 PCl 的键长只有 198 nm 和 206 nm 两种，这两种离子的化学式为_； 正四面体形阳离子的键角小于 PCl3 的键角原因为_ _；该晶体的晶胞如图所示，立方体的晶胞边 长为 a pm ，NA 为阿伏加德罗常数的值，则该晶体的密度为/5) PBr5气态分子的结构与 PCl5 相似，它的熔体也能导电， 经测定知其中只存在一种 PBr 键长，试用电离方程式解释 PBr5 熔体能导电的原因_ _/解析

14、：(1)P 是 15 号元素，核外有 15 个电子，P 元素基态/原子电子排布为1s22s22p63s23p3 ，价电子排布图为/2)P 原子以正四面体的形态围绕在钯原子中心上，钯原子与 P 原子形成 4 个单键，杂化轨道数为 4，钯原子的杂化轨道类型 为 sp3；水为极性分子，四(三苯基***)钯分子为非极性分子，分 子极性不同，不相溶，所以该物质在水中难溶；物质 A 中甲基 上的 C 采取 sp3 杂化类型，CN 为 sp 杂化，碳碳双键为 sp2 杂化，连接 4 个不同原子或原子团的碳原子为手性碳原子，如/图所示/故一个 A 分子中手性碳原子数目为 3 个/3)配位键是由含有孤电子对的原子指

15、向含有空轨道的原子，Pd 含有空轨道、P 原子含有孤电子对，所以配位键由 P 原子指向 Pd 原子。(4)PCl5 是一种白色晶体，在恒容密闭容器中加热可在 148 液化，形成一种能导电的熔体，说明生成***移动的***/对个数4，杂化方式是 sp3，PCl3分子中 P 原子有一对孤电子 于成键电子对间的排斥力，所以正四面体形阳离子的键角小于 PCl3 的键角，晶胞中 8 个PCl5 位于顶点，1 个 PCl5 分子位于晶/能电离出能导电的***阳离子，而产物中只存在一种 PBr 键长/答案：(1/2)sp3/不溶于水，水为极性分子，四(三苯基***)钯分子为/非极性分子，分子极性不同，故不相溶 sp、sp

16、2、sp3 3 (3/例 6(2016 年新课标卷)锗(Ge)是典型的半导体元素，在/电子、材料等领域应用广泛。回答下列问题/1)基态 Ge 原子的核外电子排布式为Ar_，有/_个未成对电子/2)Ge 与 C 是同族元素，C 原子之间可以形成双键、三键， 但 Ge 原子之间难以形成双键或三键。从原子结构角度分析， 原因是_/3)比较下列锗卤化物的熔点和沸点，分析其变化规律及原 因_ _/4)光催化还原 CO2 制备 CH4 反应中，带状纳米 Zn2GeO4 是该反应的良好催化剂。Zn、Ge、O 电负性由大至小的顺序是 _/5)Ge 单晶具有金刚石型结构，其中 Ge 原子的杂化方式为 _，微粒之

17、间存在的作用力是_/6)晶胞有两个基本要素： 原子坐标参数，表示晶胞内部各原子的相对位置，下图/则 D 原子的坐标参数为_/晶胞参数，描述晶胞的大小和形状，已知 Ge 单晶的晶 计算式即可/胞参数a565/76 pm，其密度为_gcm3(列出/解析：(1)Ge 是32 号元素，位于元素周期表第四周期第A 族，基态 Ge 原子的核外电子排布式为Ar 4s24p2 ；在其原子的 最外层的 2 个4s 电子是成对电子，2 个 4p 电子分别位于2 个不 同的轨道上，所以有2 个未成对的电子。(2)Ge 原子之间难以形 成双键或三键的原因是锗元素原子半径大，难以通过“肩并 肩”方式形成键。(3)锗卤化

18、物都为分子晶体，分子之间通过 分子间作用力结合。对于组成和结构相似的分子晶体，相对分 子质量越大，分子间作用力越大，熔沸点越高。由于相对分子 质量： GeCl4GeBr4GeI4 ，所以它们的熔沸点由低到高的顺 序是： GeCl4GeBr4GeI4 。(4)元素的非金属性越强，其吸引 电子的能力就越强，元素的电负性就越大。元素 Zn、Ge、O 的/非金属性强弱顺序是 OGeZn，所以这三种元素的电负性由 大至小的顺序是 OGeZn。(5)Ge 单晶具有金刚石型结构， 故 Ge 原子的杂化方式为 sp3 杂化；由于是同一元素的原子通过 共用电子对结合，所以微粒之间存在的作用力是非极性共价键/答案：(1)3d104s24p2 2 (2)锗元素原子半径大，难以通过“肩并肩”方式形成键 (3)GeCl4、GeBr4、GeI4 均为分子晶体。组成和结构相似的 分子晶体，相对分子质量越大，分子间作用力越大，熔沸点越 高。相对分子质量 GeCl4GeBr4GeI4，所以熔沸点 GeCl4 GeBr4GeI4 (4)OGeZn (5)sp3 共价键(或非极性共价键/例 7(2016年四川成都月考)A、B、C、D 是元素周期表中 前 36 号元素，它们的核电荷数依次增大。第二周期元素 A 原 子的核外成对电子数是未成对电子数的 2 倍且有 3 个能