考向38 晶体结构与性质-备战2022年高考化学一轮复习考点微专题

考向38 晶体结构与性质 【2021广东卷节选】（6）理论计算预测，由汞（Hg）、锗（Ge）、锑（Sb）形成的一种新物质X为潜在的拓扑绝缘体材料。X的晶体可视为Ge晶体（晶胞如图9a所示）中部分Ge原子被Hg和Sb取代后形成。 ①图9b为Ge晶胞中部分Ge原子被Hg和Sb取代后形成的一种单元结构，它不是晶胞单元，理由是__________________。 ②图9c为X的晶胞，X的晶体中与Hg距离最近的Sb的数目为_________；该晶胞中粒子个数比Hg：Ge：Sb = _________。 ③设X的最简式的式量为Mr，则X晶体的密度为________g/cm3（列出算式）。 【答案】由图9c可知，图9b中Sb、Hg原子取代位置除图9b外还有其它形式 4 1：1：2 【详解】 (6)①对比图9b和图9c可得X晶体的晶胞中上下两个单元内的原子位置不完全相同，不符合晶胞晶胞是晶体的最小重复单位要求，故答案为：由图9c可知，图9b中Sb、Hg原子取代位置除图9b外还有其它形式。 ②以晶胞上方立方体中右侧面心中Hg原子为例，同一晶胞中与Hg距离最近的Sb的数目为2，右侧晶胞中有2个Sb原子与Hg原子距离最近，因此X的晶体中与Hg距离最近的Sb的数目为4；该晶胞中Sb原子均位于晶胞内，因此1个晶胞中含有Sb原子数为8，Ge原子位于晶胞顶点、面心、体心，因此1个晶胞中含有Ge原子数为1+8× +4× =4，Hg原子位于棱边、面心，因此1个晶胞中含有Hg原子数为6× +4× =4，则该晶胞中粒子个数比Hg：Ge：Sb =4：4：8=1：1：2，故答案为：4；1：1：2。 ③1个晶胞的质量m= ，1个晶胞的体积V=(x×10-7cm)2×(y×10-7cm)=x2y×10-21cm3，则X晶体的密度为 = = g/cm3，故答案为： 。 1、晶胞组成的计算方法——均摊法 （1）原则：晶胞任意位置上的一个原子如果是被n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）方法。 ①长方体（包括立方体）晶胞中不同位置的粒子数的计算。 ②非长方体晶胞中粒子视具体情况而定，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）被三个六边形共有，每个六边形占。 2、对于常见晶体，要从以下几个方面着手认识 （1）构成晶胞的粒子，位于晶胞的什么位置； （2）各种粒子之间的空间距离会用数学关系描述； （3）构成晶胞的粒子要会计算（常用均摊法）。 3、判断晶体类型的常见方法 （1）依据粒子的构成来看：由阴、阳离子构成的晶体，则为离子晶体；由分子构成的晶体，则为分子晶体；由金属或合金构成的晶体，则为金属晶体。 （2）依据晶体的熔点判断：一般，熔点达到几千度以上的，为原子晶体；熔点在几百至1千度的，为离子晶体；熔点很低的，为分子晶体。金属晶体的熔点有大有小。 （3）依据导电性来看：离子晶体在熔融状态或水溶液中均可以导电；原子晶体一般不导电；金属晶体可以导电；分子晶体在熔融状态下肯定不导电，但在水溶液中，有部分会导电。 1、晶体与非晶体： 晶体 非晶体 结构特征 结构微粒周期性有序排列 结构微粒无序排列 性质 特征 自范性 有 无 熔点 固定 不固定 异同 表现 各向异性 各向同性 二者区别方法 间接 方法 看是否有固定的熔点 科学 方法 对固体进行X­射线衍射实验 2、得到晶体的途径： （1）熔融态物质凝固。 （2）气态物质冷却不经液态直接凝固（凝华）。 （3）溶质从溶液中析出。 3、晶胞： （1）概念：描述晶体结构的基本单元。 （2）晶体中晶胞的排列——无隙并置。 ①无隙：相邻晶胞之间没有任何间隙。 ②并置：所有晶胞都是平行排列、取向相同。 晶体 晶体结构 晶体详解 (1)每个碳与相邻4个碳以共价键结合,形成正四面体结构。 (2)键角均为109°28'。 (3)最小碳环由6个碳原子组成且六原子不在同一平面内。 (4)每个C参与4条C—C键的形成,碳原子数与C—C键数之比为1∶2。 (1)每个Si与4个O以共价键结合,形成正四面体结构。 (2)每个正四面体占有1个Si,4个“O”, n(Si)∶n(O)=1∶2。 (3)最小环上有12个原子,即6个O,6个Si。 (1)8个CO2分子占据立方体顶点且在6个面心又各占据1个CO2分子。 (2)每个CO2分子周围等距且紧邻的CO2分子有12个。 (1)每个Na+(Cl-)周围等距且紧邻的Cl-(Na+)有6个,每个Na+周围等距且紧邻的Na+有12个。 (2)每个晶胞中含4个Na+和4个Cl-。 (1)每个Cs+周围等距且紧邻的Cl-有8个