第3章 章末复习课-2021-2022学年高中化学选修3【名师导航】同步Word教参(人教版)

晶体组成与晶胞的计算 1.均摊法确定晶胞的化学组成 (1)方法 晶胞中任意位置上的一个原子如果是被n个晶胞所共有，那么每个原子对这个晶胞的贡献就是。 (2)类型 ①长方体(或正方体)晶胞 ②非长方体(或非正方体)晶胞 该类晶胞中粒子对晶胞的贡献视具体情况而定：a.石墨晶胞中每一层内碳原子排成六边形，其顶点(1个碳原子)对六边形的贡献为。 b．正三棱柱形晶胞 2．根据晶胞的结构特点和有关数据，求算晶体的密度或晶胞的体积或晶胞参数a(晶胞边长) (1)关系式：ρ＝(V表示晶胞体积，ρ表示晶体的密度，NA表示阿伏加德罗常数，N表示一个晶胞实际含有的微粒数，M表示微粒的摩尔质量)。 (2)计算模式 1．氧与钠所形成的一种离子化合物Na2O晶体的晶胞如下图所示，则图中黑球代表的离子是________(填离子符号)。 [解析]　由“均摊法”可知晶胞中白球有4个，黑球有8个，由化学式Na2O知黑球代表钠离子。 [答案]　Na＋ 2．晶胞参数是用来描述晶胞的大小和形状的。已知Ge单晶的晶胞与金刚石相似，其参数a＝565.76 pm，则其密度为________g·cm－3(列出计算式即可)。 [解析]　每个晶胞中含有锗原子8×＋6×＋4＝8(个)，每个晶胞的质量为，晶胞的体积为(565.76×10－10cm)3，所以晶胞的密度为。 [答案]　×107 3．GaAs的熔点为1 238 ℃，密度为ρ g·cm－3，其晶胞结构如图所示。该晶体的类型为________，Ga与As以________键键合。Ga和As的摩尔质量分别为MGa g·mol－1和MAs g·mol－1，原子半径分别为rGa pm和rAs pm，阿伏加德罗常数的值为NA，则GaAs晶胞中原子的体积占晶胞体积的百分率为________。 [解析]　GaAs的熔点为1 238 ℃，其熔点较高，据此推知GaAs为原子晶体，Ga与As原子之间以共价键键合。分析GaAs的晶胞结构，4个Ga原子处于晶胞体内，8个As原子处于晶胞的顶点、6个As原子处于晶胞的面心，结合“均摊法”计算可知，每个晶胞中含有4个Ga原子，含有As原子个数为8×＋6×＝4(个)，Ga和As的原子半径分别为rGapm＝rGa×10－10cm，rAspm＝rAs×10－10cm，则原子的总体积为V原子＝4×π×[(rGa×10－10cm)3＋(rAs×10－10cm)3]＝×10－30(r＋r)cm3。又知Ga和As的摩尔质量分别为MGa g·mol－1和MAs g·mol－1，晶胞的密度为ρ g·cm－3，则晶胞的体积为V晶胞＝4(MGa＋MAs)/ρNA cm3，故GaAs晶胞中原子的体积占晶胞体积的百分率为×100%＝×100%＝×100%。 [答案]　原子晶体　共价　×100% 晶体熔、沸点的比较方法 1.在相同条件下，不同状态的物质的熔、沸点高低的一般规律是固体>液体>气体。 例如：NaBr(固)>Br2>HBr(气)。 2．不同类型晶体的熔、沸点的比较规律 一般来说，不同类型晶体的熔、沸点的高低顺序为原子晶体>离子晶体>分子晶体。 例如：金刚石>食盐>干冰。而金属晶体的熔、沸点高低悬殊较大，如镁和汞。 3．同种类型晶体的比较规律 (1)原子晶体：熔、沸点的高低取决于共价键的键长和键能。键长越短，键能越大，共价键越稳定，物质熔、沸点越高，反之越低。 例如：晶体硅、金刚石和碳化硅三种晶体中，因键长C—C<C—Si<Si—Si，所以熔、沸点由高到低为金刚石>碳化硅>晶体硅。 (2)离子晶体：熔、沸点的高低，取决于离子键的强弱。一般来说，离子半径越小，离子所带电荷越多，离子键就越强，熔、沸点就越高，反之越低。 例如：MgO>CaO，NaF>NaCl＞NaBr＞NaI， KF＞KCl>KBr>KI，CaO＞KCl。 (3)金属晶体：金属晶体中金属阳离子所带电荷越多，半径越小，金属阳离子与自由电子静电作用越强，金属键越强，熔、沸点越高，反之越低。 例如：Na<Mg<Al，Li>Na>K。合金的熔、沸点一般比它各组分纯金属的熔、沸点低。如铝硅合金<纯铝(或纯硅)。 (4)分子晶体：熔、沸点的高低，取决于分子间作用力的大小。分子晶体分子间作用力越大，物质的熔、沸点越高，反之越低。(含有氢键的分子晶体，熔、沸点反常的高) 例如：H2O>H2Te>H2Se>H2S， C2H5OH>CH3—O—CH3。 ①组成和结构相似的分子晶体，相对分子质量越大，分子间作用力越强，物质的熔、沸点越高。 例如：CH4＜SiH4<GeH4<SnH4。 ②组成和结构不相似的物质(相对分子质量相近)，分子极性越大，其熔、沸点就越高。 例如：熔、沸点CO>N2，CH3OH>CH3—CH3。 ③在高级脂肪酸形成的油脂中，不饱和程度越大，熔、