内容正文:
冲刺2021年高考化学选做题最后必抓15分突破攻略
专题03 晶体结构与性质
考点透析
1.常见的晶胞结构及晶胞含有的粒子数目
(1)分子晶体和原子晶体
物质
晶胞结构
所含微粒数目
干冰
4个CO2分子
金刚石或晶体硅
8个碳原子或硅原子
(2)离子晶体
晶体类型
晶胞类型
晶胞结构示意图
配位数
紧邻等距相同离子
每个晶胞含有离子数
AB
NaCl
Na+:6
Cl-:6
Na+:12
Cl-:12
Na+:4
Cl-:4
CsCl
Cs+:8
Cl-:8
Cs+:6
Cl-:6
Cs+:1
Cl-:1
AB2
CaF2
Ca2+:8
F-:4
—
Ca2+:4
F-:8
(3)金属晶体
堆积模型
晶胞类型
空间利用率
配位数
简单立方堆积
立方体
52%
6
体心立方堆积
体心立方
68%
8
六方最密堆积
平行六面体
74%
12
面心立方最密堆积
面心立方
74%
12
2.晶体密度及微粒间距离的计算
若1个晶胞中含有x个微粒,则1 mol该晶胞中含有x mol微粒,其质量为xM g(M为微粒的相对“分子”质量);1个晶胞的质量为ρ a3 g(a3为晶胞的体积),则1 mol晶胞的质量为ρ a3NA g,因此有xM=ρ a3NA。
3.物质熔、沸点高低比较规律
一般情况下,原子晶体>离子晶体>分子晶体,如:金刚石>NaCl>Cl2;金属晶体>分子晶体,如:Na>Cl2。(金属晶体熔沸点有的很高,如钨、铂等;有的则很低,如汞等)
原子晶体
如:金刚石>石英>晶体硅
离子晶体
一般地说,阴阳离子的电荷数越多,离子半径越小,离子键越强,晶格能越大,熔沸点就越高,如:MgO>MgCl2,NaCl>CsCl
金属晶体
金属离子半径越小,离子所带电荷数越多,其形成的金属键越强,金属单质的熔沸点就越高,如:Al>Mg>Na
分子晶体
a.分子间作用力越大,物质的熔沸点越高;具有分子间氢键的分子晶体熔沸点反常地高,如:H2O>H2Te>H2Se>H2S。
b.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:SnH4>GeH4>SiH4>CH4。
c.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:CO>N2。
d.在同分异构体中,一般支链越多,熔沸点越低,如:正戊烷>异戊烷>新戊烷
典例精讲
1.现有几组物质的熔点数据:
A组
B组
C组
D组
金刚石:3 550 ℃
Li:181 ℃
HF:-83 ℃
NaCl:801 ℃
硅晶体:1 410 ℃
Na:98 ℃
HCl:-115 ℃
KCl:776 ℃
硼晶体:2 300 ℃
K:64 ℃
HBr:-89 ℃
RbCl:718 ℃
二氧化硅:1 723 ℃
Rb:39 ℃
HI:-51 ℃
CsCl:645 ℃
据此回答下列问题:
(1)A组属于________晶体,其熔化时克服的微粒间的作用力是________。
(2)B组晶体共同的物理性质是________(填序号)。
①有金属光泽 ②导电性 ③导热性 ④延展性
(3)C组中HF熔点反常是由于_______________________________________________。
(4)D组晶体可能具有的性质是__________(填序号)。
①硬度小 ②水溶液能导电 ③固体能导电 ④熔融状态能导电
(5)D组晶体的熔点由高到低的顺序为NaCl>KCl>RbCl>CsCl,其原因为_____________________________________________________________________。
针对精练
1.(1)钠、钾、铬、钼、钨等金属晶体的晶胞属于体心立方,则该晶胞中属于1个体心立方晶胞的金属原子数目是________。氯化铯晶体的晶胞如图1,则Cs+位于该晶胞的________,而Cl-位于该晶胞的________,Cs+的配位数是________。
(2)铜的氢化物的晶体结构如图2所示,写出此氢化物在氯气中燃烧的化学方程式:_______________________________________________________________。
(3)图3为F-与Mg2+、K+形成的某种离子晶体的晶胞,其中“”表示的离子是________(填离子符号)。
(4)实验证明:KCl、MgO、CaO、TiN这4种晶体的结构与NaCl晶体结构相似(如图4所示),已知3种离子晶体的晶格能数据如下表:
离子晶体
NaCl
KCl
CaO
晶格能/(kJ·mol